听说过癌症治疗的“饥饿疗法”,你可知还有“破罐子破摔法”?
早在1971年,哈佛大学佛克曼教授就提出设想,通过抗体抑制肿瘤血管生成,就能切断肿瘤细胞的血液及营养供应,达到“饿死”肿瘤细胞的目的,被形象地称为“饥饿疗法”。
这一疗法曾被误以为:得了癌症,不吃有营养的食物,靠“饿”来对抗,一时间引得舆论纷纷,吸足了大家的目光。
然而,如今还有一疗法更为大胆:肿瘤细胞是由正常细胞基因突变而成,是一个异常举动,干脆让异常来的更猛烈些,俗称“破罐子破摔法”。
那么,这一疗法到底是怎样呢?
“破罐子破摔法”的前世今生
1922年,在哥伦比亚大学摩尔根实验室工作的遗传学家布里奇斯,在黑腹果蝇身上发现一种有趣的现象:当某两个特定的基因同时突变失活时,会导致果蝇的死亡;而这两个基因单独任何一个突变失活,都不会给果蝇带来致命的伤害。
1946年,著名的遗传学家多勃赞斯基给这种现象取了个名字,它就是今天大名鼎鼎的“合成致死”效应。
然而,这一概念的提出当时并未引起学术界的关注,直到51年后,福瑞德·哈金森癌症研究中心的专家敏锐地察觉到,这个“合成致死”的理念或许可以用到癌症的治疗中。
肿瘤细胞中不是存在着某种基因突变嘛,可以通过药物将对应的另一个特定基因失活,根据“合成致死”效应,就可以对肿瘤细胞造成致命的伤害。
实际上,大部分细胞从正常走向癌变,并不是说它们的基因天生就不好,而是因为在生长的过程中,细胞的DNA会不断遭受内在和周遭各种不利因素的夹击,例如,辐射、化学毒物、细胞自身有害代谢产物、DNA自己复制错误等,导致癌症相关基因发生了突变,最终导致了癌症。
在人体中,BRCA1/2基因是抑癌基因,主要负责DNA双链损伤的修复。当BRCA基因发生突变时,受损的DNA无法正常修复,导致基因发生突变,最终癌变。PARP主要通过碱基切除修复途径负责DNA单链断裂的修复。
在BRCA突变的肿瘤细胞中,受损的DNA双链无法修复,若同时给予PARP抑制剂阻断DNA单链修复,可形成“合成致死”效应,导致肿瘤细胞的死亡。
为什么被称为“破罐子破摔法”?
这主要得益于疗法的靶点!
据估计,人体每个细胞每天产生的单链DNA损伤数约为10000个,如果把其他损伤也都算上的话这个数据又要翻10倍,变成10万个。
与DNA遭受的损伤相比,癌症的发生风险就显得微不足道了,这主要得益于人体精密、复杂而高效的DNA修复系统。
在DNA损伤中,最严重的损伤是单链断裂和双链断裂,不过单链断裂更常见。这些断裂如果不能得到及时、准确的修复,会使基因组变得不稳定,进而引起癌变,甚至直接导致细胞死亡。
为维持正常生理功能,细胞必须有多种DNA损伤发现和修复机制,使受损的DNA得到及时精确的修复。
对于单链断裂而言,它的修复主要依赖于PARP,这个酶在人体内有17种,它们虽然长得有些像,但功能却不尽相同。
而对于双链断裂而言,它虽然少,但是情况更严重,如果不能及时修复,细胞的DNA就会变得不稳定,细胞最终走向死亡。
鉴于癌细胞也要维持自身基因组的稳定性,因此,作为一个“理性”的癌细胞,它们肯定不会让上述所有的DNA损伤修复机制全部瘫痪。不过为了保持进化的活力,部分修复方式失去功能是可能的。
这也就给了科学家们可乘之机。以DNA修复为靶点,把癌细胞这个DNA已经出现大量突变的“破罐子”彻底捣毁。
2005年,“摔破”癌细胞这个“破罐子”的曙光初现。
两个独立研究团队背靠背在顶级期刊《自然》发表重要研究成果,首次证实PARP抑制剂与BRCA1或BRCA2突变之间存在“合成致死”的相互作用,合成致死治疗癌症的大门打开了。
神奇的诱捕效应
上面介绍的都是PARP抑制剂与BRCA突变之间的协同致死作用,对于BRCA基因没有突变的癌细胞,PARP抑制剂是不是也有效果呢?
其实,2005年的研究就已经表明:PARP抑制剂对于BRCA没有突变的癌细胞也有杀伤力。
只不过与携带BRCA突变的癌细胞相比,BRCA没有突变的癌细胞对PARP抑制剂的敏感性差了近1000倍。
那么,对于BRCA基因没有突变的癌细胞,PARP抑制剂是如何发挥作用的呢?要归结于PARP抑制剂对PARP的“诱捕”作用。
所谓“诱捕”作用,说的是PARP抑制剂竞争性结合到PARP酶上之后,会导致与受损DNA结合的PARP-1和PARP-2被困在DNA上下不来了,同时直接造成其他的DNA修复蛋白也结合不上来了。后果是,DNA断裂不仅不能被修复,而且还从单链断裂变成双链断裂,最终导致细胞死亡。
实际上,科学家已经认识到,“诱捕”PARP并把它“钉”在DNA上,才是PARP抑制剂消灭癌细胞的最大杀器。因此,在比较单一PARP抑制剂抗癌活性时,必须基于其捕获效力。
因此,现在科学家们正致力于推广PARP的适用人群,而非仅仅局限于BRCA基因突变的患者。
PARP抑制剂的不良反应
专家建议使用PARP抑制剂的患者每月检查血常规,并在用药的第一个月内每周检查血常规。贫血是使用PARP抑制剂最常见的血液学不良反应,总体发生率约37%-50%。
专家希望每个使用PARP抑制剂的卵巢癌患者可以认识血常规报告中需要监测的重点指标:
一是血红蛋白,如血红蛋白降至80-100g/L,可继续服药,但需每周密切随访血常规,关注血红蛋白变化。
如降至80g/L以下,则暂停服用PARP抑制剂,条件允许时可输血,待血红蛋白升至90g/L后,可减量,具体减量建议门诊就诊,恢复用药后每周监测血红蛋白水平至平稳。
如停药28天后血红蛋白仍未能恢复至用药水平,或减量至最低剂量仍再次发生血红蛋白低至80g/L,应停止用药。
血小板是另一个需要监测的指标。血小板计数<100*109/L者,暂停服用PARP抑制剂,待血小板升至100*109/L以上,根据血小板计数最低值决定恢复使用剂量,具体减量标准建议门诊就诊。
中性粒细胞减少是第三种常见的血液学不良反应,如中性粒细胞计数降至(1.5-2.0)*109/L,在监测血常规的情况下继续使用PARP抑制剂;如中性粒细胞计数<1.5*109/L,则暂停使用PARP抑制剂,对症治疗后恢复至1.5*109/L后减量,具体减量标准建议门诊就诊。
此外,服用PARP抑制剂可能有胃肠道不良反应,恶心最常见,其他如便秘、呕吐、腹泻等,如实在不能耐受可口服止吐药物对症治疗,另外PARP抑制剂在睡前服用有助于减少恶心的发生。
超过一半的患者在服用过程中会出现疲劳;另外,一小部分患者会出现头痛、失眠、呼吸困难、鼻炎、咳嗽、高血压、心动过速等。
目前,PARP抑制剂的主要适应症是卵巢癌、乳腺癌和腹膜癌。尤其对于卵巢癌,过去30年,卵巢癌的治疗方案以手术和化疗为主,鲜有突破。
在妇科恶性肿瘤中,卵巢癌3年生存率最低,仅为39%,5年复发率高达70%。由于卵巢癌发病缺乏明显的早期症状和成熟的诊断方法,70%以上的患者确诊时已是晚期。
而对于携带BRCA突变的卵巢癌患者,PARP抑制剂维持治疗可以延缓患者复发至少3年以上,这是一个非常了不起的进步。
当然,目前我们对于PARP抑制剂的了解还只是冰山一角,期待学术界对于PARP抑制剂疗效、机理、适用人群等更多的挖掘!