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医学博士解答:为什么人类无法治好癌症?
转载 / 2017-02-23

癌症是真的治不好吗

 

癌症为什么那么难治?什么样的疾病容易被治愈?

 

现代医学中,理论上能被治愈的大多是微生物感染,这都要归功于我们的终极武器:抗生素。

 

表面上它的治愈依靠的是依靠抗生素,实际上抗生素只是达到了控制微生物繁殖的作用,而真正起到清除这些微生物的我们的免疫系统。当微生物侵占了我们的细胞后,我们的细胞有一套机制引起免疫系统的注意,最后免疫系统疫清除了这些被感染的细胞,同时也负责杀死了微生物。所以真正起到治愈感染的是我们的免疫系统。

 

那么癌症是否也可以被我们的免疫系统所注意到呢?其实是可以的。这依赖于人类的免疫系统:

 

免疫细胞就是我们体内的警察。正常情况下,免疫细胞在我们体内循环,随时搜索那些“罪犯”,这罪犯包括微生物感染的正常细胞,也可以是癌症。上面有同学提到了癌症的起因源于抑制癌症的那些基因产生了突变,其实这个突变的几率是非常非常大的,特别是考虑到我们体内那么多的细胞。而并没有相同比例的那么多人得癌症的还有一个原因之一就是我们的免疫系统随时都在检测和摧毁这些癌症细胞。

 

而那些致命的恶性肿瘤的癌症细胞往往都是让免疫系统束手无策的细胞,就如同每个地方都有一些让警察无能为力的罪犯一样。之所以这些“暴徒”可以无法无天,这往往和他们的拥有各种手段去逃避免疫系统的追捕有关:

A癌细胞通过劫持正常细胞达到免疫逃逸的目的

B癌细胞本身可以钝化NK,T细胞等执法警察细胞的杀伤性能

C癌细胞自身每个都不同,又可以变异,逃离免疫系统的识别

 

以上几种机制往往并不是独立的,是互相作用的,最终服务癌细胞的生长和转移等。由于失去了免疫系统的帮助,再多的化疗,放疗甚至癌变器官的切除等都无法彻底根除癌细胞。

 

是细菌、病毒,还是癌症?

 

细菌,病毒,癌症的药物治疗的思路是很相似的。都是找到靶点,然后开发相应的小分子药物(抗生素,抗病毒药物,化疗药物,靶向药物)去抑制它们,从而让细菌,病毒和癌细胞无法增殖。然而,它们的结构不同却造成了结果的完全不同。

 

细菌是一种原核生物,也就是它的基因组比人类简单得多。但细菌仍然有数千个基因,而且细菌作为最简单的细胞生命,还是有一套完整的代谢系统。这意味着什么呢?意味着在药学工作者眼里,细菌几乎浑身是靶点。

 

因为细菌是原核生物,它的代谢系统和人类细胞的完全不一样,我们很容易设计出只抑制细菌代谢而对人副作用很小的药物。比如我们针对细菌的要害部位如DNA复制(喹诺酮),RNA转录(利福平),蛋白质合成(链霉素),细胞壁合成(青霉素)设计相应的小分子抑制剂就可以获得很好的疗效。这也就是为什么我们只要用少数抗生素,就能治好几乎所有的细菌感染。不过可惜的是,由于抗生素的滥用,细菌的耐药性近年来有愈演愈烈的趋势。

 

病毒这家伙比起细菌就麻烦的多。病毒的基因只有个位数,比如HIV只有9个基因。病毒没有完整的细胞结构,需要依靠宿主细胞完成代谢。拿HIV来举例,HIV的复制先是逆转录酶把病毒RNA逆转录成DNA,然后整合酶把DNA整合进宿主细胞。之后宿主细胞转录HIV的DNA,产生大量病毒RNA,这些RNA指导宿主细胞合成病毒蛋白,然后病毒蛋白酶对病毒蛋白进一步处理形成成熟的HIV颗粒。

 

从这个过程我们可以看出什么呢?由于病毒的大部分代谢是通过宿主细胞完成的,我们没办法针对这些过程设计药物。我们显然不可能让药物去抑制HIVDNA的转录和翻译,因为它和宿主细胞用的是同一套机制。如果抑制它们会抑制正常的细胞的转录和翻译,也就是产生严重的毒副作用。所以我们只能针对病毒特有的代谢过程开发药物,比如HIV的逆转录酶抑制剂,整合酶抑制剂,蛋白酶抑制剂等等。

 

这造成什么后果呢?一方面病毒的有效靶点很少,比如HIV就3个。另一方面不同的病毒的靶点差别很大,比如丙肝病毒用的就是NS5B(RNA复制酶),NS5A。这使得抗病毒药物的适应面很窄,大部分病毒感染没有特效药。

 

癌细胞是正常细胞突变而来的,所以癌细胞的基因组和人类的类似,大约数万个基因。

 

看起来有希望是不是?然而别忘了,癌细胞是人类正常细胞突变而来的,所以它的代谢机制和人类几乎是完全一样的!也就是我们面对这么多靶点,却无从下手,只能眼睁睁的看着癌细胞欢快的DNA复制,转录,翻译,增殖。因为如果我们试图抑制它们,必然会抑制正常的细胞活动,结果是杀敌八百,自损一千。

 

为了减少癌症治疗带来的副作用,人们设想从癌细胞的特点出发设计药物,减少附带伤害,这就是化疗的原理。比如有的化疗药物就是专门针对分裂增殖快的细胞,就是利用了癌细胞无限分裂的特点。然而,人体也有其它增殖很快的细胞,比如毛囊,免疫细胞。所以化疗的人会掉头发,免疫功能会下降。

 

为了进一步减少药物的副作用,提高药物的特异性,人们又提出了设计药物抑制癌细胞特有的代谢过程,这也是靶向药的设计原理。最著名的就是治疗慢性粒细胞白血病的药物格列卫(Gleevec),这种药抑制癌细胞突变了的激酶的活性,使得癌细胞不能增殖。

 

格列卫尽管不能治好慢粒,但已经成功把慢粒变成可控慢性病。这是靶向药物取得的巨大成功。然而,尽管过去的10多年药企在靶向药投入巨大的人力物力,却鲜有成功的,更没有复制格列卫的奇迹。

 

原因是,癌细胞和人类细胞一样是真核细胞,所以细胞内的代谢机制非常复杂,我们很难找到一个强效的靶点,只要抑制它就能有效阻止癌细胞增殖。耶鲁大学曾经开发过一款靶向药,这款药确实达到了预期的效果,成功抑制了癌细胞的代谢,然而,意想不到的是,癌细胞又切换了另一条路径,反而提高了代谢效率,结果药物反而让病情恶化。

 

最后这款药只能以惨烈的失败而告终。所以尽管过去十几年上市了很多小分子药物,癌症的预后却没多大进展。

 

总之,细菌,病毒和癌症的特点决定了它们的治疗难度不同。细菌是全身都是靶点,病毒是靶点很少,而癌症则是全身都是靶点,但有效的靶点极少。这也是为什么小分子药物在细菌,病毒治疗取得了巨大的成功,而癌症仍然进展缓慢。

 

不过近几年药企的热点逐渐从小分子靶向药转向免疫治疗,并产生了非常promising的结果,有望引领下一轮革命。这也告诉我们每种治疗癌症的方法都有其局限性,没有最好的疗法,只有最合适的疗法。

 

 

 

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