趁你“繁殖”的时候要你命:化疗药用这三个机会,屠杀癌细胞
如何杀死癌细胞,是化疗药的首要任务。
本文将沿着一个癌细胞的“成长”过程,从中找到突破口,再派化疗药出场,尖刀出鞘,期待能够削去癌细胞的嚣张气焰。
一次肆无忌惮增殖,癌细胞需要四步走
头发生长、血细胞定期更换,伤口愈合,打断了的骨头接驳接驳还能支棱起来继续用,这一切,都基于细胞的增殖。人体按照需求,会抛弃旧的、衰老的细胞,用新生的、年轻的细胞取而代之。
正常细胞会增殖,是有计划、有节制的增殖。
但癌细胞的增殖,无计划、无节操,是不受约束的无限增殖,恰似和尚打伞,无法无天。
无限增值毫无意义。扼制住这种邪恶的增殖过程,是制定治疗策略的基础。只有先了解细胞的增殖规律,才能找到遏制癌细胞增殖的突破口。
单个癌细胞分裂成两个细胞,需要经历4个时相:G1期,S期,G2期和M期。
在这里先插一句,并不是所有的肿瘤细胞都会发生增殖。在一群肿瘤细胞中,除了增殖细胞群,还有静止细胞群(G0期)和无增值能力细胞群。处于静止状态下的肿瘤细胞,没有侵袭力,迟早会凋亡,或被免疫系统清除。但是,有了增殖细胞群的存在,肿瘤组织就会不断生长、侵袭、转移……
话题拉回来,分别看一下,在这4个时相里,肿瘤细胞都干了些什么?
G1期,又称DNA合成前期。
在G1期,细胞紧锣密鼓地准备着用来进行DNA 合成的原材料,包括各种核糖核酸和核蛋白体等。这一阶段,类似于开战之前的动员,兵源、生产各种物资的生产线已经处于待命状态。
对处于G1期的正常细胞来说,例如肝脏、肾脏的细胞,在器官没有受到损伤时,G1期细胞们就这么一直“待命”着,直到生命的终点。
但是可恨的肿瘤增殖细胞,它们不会安于现状地待在G1期,而是择机进入到下一个时相:S期。
S期,即DNA合成期。
前面的G1期,把兵工厂的生产线搭起来了,一旦进入到S期,这就等于是接到了征兵通知,DNA开始复制,直至细胞的体内拥有了两倍量的DNA。
G2期,即DNA合成后期。
又是一个相对稳定的时相,表面风平浪静,内心却是汹涌澎湃。S期复制出来的那些DNA,迫不及待想要独立出来。赤条条地出来可不行,装备一样不能少,处于G2期的细胞下达战备物质的生产任务。机器一响,黄金万两,细胞分裂所需的各种“物资”,在这个阶段完成筹备,包括组蛋白、微管蛋白、膜蛋白等,为最后的分裂期的到来做好准备。
终于,来到了M期,即分裂期。
分裂期,又称为有丝分裂期,还可以分为前、中、后、以及末期等阶段。
简单提一下前期,因为有好几种化疗药,就是盯住了在这个阶段出现的“微管结构”。微管是个细胞内的微观结构,从分裂期的前期开始,微管结构就已经开始登场,在显微镜下呈现出放射状的细丝状,拉着一个细胞分裂成两个细胞。“有丝分裂”的丝正是来源于此。
在经历了M期之后,一个肿瘤细胞就完成了一个完整的增殖周期,成功一分为二,向着占领全身的目标再进一步。
处于M期的肿瘤细胞电镜图
趁你“繁殖”的时候要你命:化疗药用这三个机会,屠杀癌细胞
化疗药,即化学治疗药物,是人类与肿瘤细胞相斗争时的重要手段之一。
经典化疗药物,多是细胞毒类抗肿瘤药。这类化疗药通过抑制癌细胞的增殖发挥作用,在杀灭癌细胞的同时,对正常细胞也有一定的毒性。临床上合理使用细胞毒类化疗药,可以在把癌细胞给干掉的同时,尽量少地对正常细胞产生伤害。
这些化疗药通常会从三个突破口入手,向肿瘤细胞发起致命进攻。
突破口一:无毒不丈夫,直接破坏DNA。代表药物为:烷化剂类的环磷酰胺、铂类配合物的顺铂、抗肿瘤抗生素丝裂霉素等。
这类药物秉承的是大水漫灌式的进攻,不管肿瘤细胞今天的状态是“G”还是“M”,人家进门就破坏DNA的结构。没有“繁殖”任务的细胞或许会觉得,DNA没了就没了吧,反正我也是在混吃等死;对于有增殖活性的细胞,DNA 被破坏,那可是断了命根子,传宗接代的功能就此打住。
这些药物,也被称为细胞周期非特异性药物。所谓的非特异性,就是说不在乎细胞处于哪个状态,该类化疗药都具有杀伤性。对于正常细胞来说,同样具有一定的毒性。
这几类化疗药有一个特点:剂量越大,杀伤肿瘤细胞的“劲儿”越大。
为了达到杀灭癌细胞的目的,在人体能够忍受受能力的剂量范围内,尽可能地将药物浓度给到上限,以达到无差别地消灭肿瘤细胞的目的。
突破口二:是化疗药也是伪装者,侵入S期癌细胞,从内部让癌细胞灭绝。这类药物也被称为抗代谢药,例如甲氨蝶呤、氟尿嘧啶等。
S期时的癌细胞,为了增殖大业,在细胞内大肆招兵买马。此时,来了一位模样俊俏的后生,声称自己是十八般武艺什么都会,积极要求上战场,然而事实上,这个后生是伪装成细胞代谢必需物质的化疗药物。
例如甲氨蝶呤与叶酸结构很相似,氟尿嘧啶与尿嘧啶的化学结构只相差一个原子(一个氢原子被氟原子取代),巯嘌呤与腺嘌呤之间咋结构上也是只相差一个基团。在细胞增殖、代谢的过程中,叶酸、尿嘧啶、腺嘌呤等物质必不可少,但是甲氨蝶呤等化疗药物作为“伪装者”,打入癌细胞内部,空有类似的“身材”,却是游手好闲,癌细胞的增殖大业在这帮家伙的破坏之下,自此停滞不前。
抗代谢药只对细胞周期处于S期的细胞产生破坏作用,因此属于细胞周期特异性药物。
使用这类药物的时候,对时间的要求较为苛刻,毕竟需要等到癌细胞进入到特定的时期才能产生过用,因此需要持续使用一定的时间,才能发挥杀灭癌细胞作用。
突破口三,在细胞分裂的紧要关头,紧急按下关机键。代表药物是微管蛋白活性抑制剂长春碱类和紫杉醇类药物。
这两类从植物中提取、衍生出来的药物,作用的位点都是微管蛋白。长春碱类药物可以抑制微管聚合,紫杉醇类药物可以抑制微管解聚。前面提到过,微管就是有丝分裂中的那个“丝”,微管功能被这两类药物破坏之后,有丝分裂就无法继续进行。
“累了,不分裂了”。处于M期的癌细胞眼看要完成整个细胞增殖周期,就差临门一脚了,却被这类药物强行按下了关机键,无奈之下只能就此罢休。
长春碱类和紫杉醇类药物只对M期的细胞产生作用,因此,同样属于周期特异性药物。
化疗药物的种类很多,并不局限于上述三种作用机制。化疗药的分类乍看上去纷繁复杂,实质上但都是在围绕着如何阻止癌细胞的代谢、增殖在做文章。
这类化疗药与非细胞毒类抗肿瘤药,例如激素类药物、分子靶向药物、免疫检查点药物比起来,古老、专一性差,副作用严重,行事风格笨拙、粗暴。但是大量的临床数据表明,化疗药的使用,给众多本无生存希望的癌症重新燃起了生命的火光。配合手术、放疗,成为癌症治疗手段的主流。
不过,这个主流位置,正在被靶向药物、免疫检查点药物逐渐蚕食。想要干掉癌细胞,早已不局限于今天叙及的“三个机会”了。
抗癌药物的开发,是现阶段新药研发的最大热点,每年上市的新药中,抗癌药物占据了大半壁江山,让人眼花缭乱。
这是极大的好事。有数量庞大的抗肿瘤药可供选择,哪里还有理由,不去好好地拥抱生命呢。