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分子肿瘤学

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分子肿瘤学(英语:Molecular oncology)是药物化学肿瘤学的跨学科的医学学门,在微观的分子尺度上研究癌症肿瘤的化学反应,以及标靶治疗的开发与应用。

主要分支

分子肿瘤学结合基因组学计算生物学医学影像等多种技术来研究癌症的生物学与临床表型,鉴定出参与癌症发展的基因。这些基因编码的蛋白质可以作为化疗和其他癌症治疗或影像扫描的生物标记。科学家使用一系列技术来验证各种候选基因在癌症病程中的作用。最终将这些发现转化为改善癌症患者的治疗选择[1]

基因标靶

当前,许多不同的基因已经被鉴别出可能作为的癌症治疗的靶点,当中研究最多的是p53PTEN基因[2]。这类基因是细胞周期和其他涉及细胞和基因组完整性的主要调节因子。透过停止细胞周期,这些基因确保基因受损的细胞不会将这种损害传递给子细胞。此外,p53和PTEN基因可以调节受损细胞死亡的信号,使得受损的细胞走向细胞凋亡[3]。p53和PTEN基因都被归类为肿瘤抑制基因,因为它们的都参与调控细胞的修复,若其功能受损,细胞将会不受控制地复制,最终发展成癌症[4],这些基因的突变存在于超过一半的人类癌症[2]

分子肿瘤疗法

免疫治疗

免疫治疗是一种具有专一性的治疗方法,透过操纵患者的免疫细胞及其基因以产生抗肿瘤反应[5]。人体的免疫系统具有攻击肿瘤细胞的能力,然而,许多癌细胞表现免疫逃避的特性,使得免疫系统的抗肿瘤能力失去作用。当前已经有许多类型的免疫疗法,包括骨髓移植抗体疗法以及对宿主免疫细胞进行各种操作,拾得免疫系统能够再次靶向和杀死癌细胞[5][6]

嵌合抗原受体T细胞

嵌合抗原受体T细胞免疫疗法 (Chimeric Antigen Receptor T Cells,CAR-T) 可与细胞激素检查点抑制剂结合,是一种免疫基因疗法形式[7]。CAR-T透过在患者的天然T细胞上表达嵌合抗原受体,这些受体可辨识表达特定抗原的癌细胞而赋予T细胞靶向癌细胞的能力[7]。通常,T细胞抗原受体不活跃,但当受体辨识出某种癌症抗原时,T细胞的物理结构会发生变化,从而攻击、破坏癌细胞[8]。这是一种在细胞与分子层面作用的癌症治疗方法。

一些调节蛋白已被证实会降低T细胞在体内增殖的能力。为了强化CAR-T治疗的功效,临床上可以阻断这些检查点抑制蛋白以提高CAR-T的抗肿瘤免疫反应[9]。CAR-T细胞也可以与细胞激素结合,提高免疫疗法的疗效[10]。细胞激素是可以作用于自身、邻近或远端细胞的信使分子。这些细胞激素的讯息传递路径可用于增强CAR-T抗肿瘤特性。例如,IL-2是一种细胞因子,可作为各种免疫系统细胞如T细胞的生长因子。在基因治疗方面,可搭配使用IL-2以增加CAR-T细胞在全身的复制[10]

CAR-T疗法仍有许多进步的空间。首先,癌细胞上表现的目标抗原有时也存在于正常体细胞[11],这意味着T细胞将可能同时伤害自身的正常细胞。可能的解决方式是在CAR-T细胞上表达两种不同的抗原受体,使其们更具特异性。此外,CAR-T疗法的另一项问题是它可能导致细胞因子风暴,此时免疫系统会释放过量的促发炎因子,导致恶心高烧等副作用[11]

基因治疗

在过去的几十年里,基因治疗已成为治疗癌症的重要方法之一。基因疗法将外源基因序列引入宿主细胞,以改变细胞的蛋白质表达。一种方法是自杀基因疗法,透过引入特定基因,其能够编码导致细胞死亡的酵素,诱导癌细胞走向死亡[12]

衍伸阅读

参考文献

  1. ^ BCCRC. molonc.bccrc.ca. [2024-12-01]. 
  2. ^ 2.0 2.1 Tazawa, Hiroshi; Kagawa, Shunsuke; Fujiwara, Toshiyoshi. Advances in adenovirus-mediated p53 cancer gene therapy. Expert Opinion on Biological Therapy. November 2013, 13 (11): 1569–1583. ISSN 1744-7682. PMID 24107178. S2CID 2238083. doi:10.1517/14712598.2013.845662. 
  3. ^ Räty, J. K.; Pikkarainen, J. T.; Wirth, T.; Ylä-Herttuala, S. Gene therapy: the first approved gene-based medicines, molecular mechanisms and clinical indications. Current Molecular Pharmacology. January 2008, 1 (1): 13–23. ISSN 1874-4702. PMID 20021420. doi:10.2174/1874467210801010013. 
  4. ^ Luongo, Francesca; Colonna, Francesca; Calapà, Federica; Vitale, Sara; Fiori, Micol E.; De Maria, Ruggero. PTEN Tumor-Suppressor: The Dam of Stemness in Cancer. Cancers. 2019-07-30, 11 (8): 1076. ISSN 2072-6694. PMC 6721423可免费查阅. PMID 31366089. doi:10.3390/cancers11081076可免费查阅. 
  5. ^ 5.0 5.1 Sun, Weiming; Shi. Advances in the Techniques and Methodologies of Cancer Gene Therapy. Discovery Medicine. January 26, 2019, 146 (146): 45–55. PMID 30721651 –通过Web of Science. 
  6. ^ Helmy, KY; Patel, SA. Cancer immunotherapy: accomplishments to date and future promise. Therapeutic Delivery. October 2013, 4 (10): 1307–1320. PMID 24116914. doi:10.4155/tde.13.88. 
  7. ^ 7.0 7.1 Sun, Weiming; Shi. Advances in the Techniques and Methodologies of Cancer Gene Therapy. Discovery Medicine. January 26, 2019, 146 (146): 45–55. PMID 30721651 –通过Web of Science. 
  8. ^ Gershovich, PM; Karabelskii, AV. The Role of Checkpoint Inhibitors and Cytokines in Adoptive Cell Based Cancer Immunotherapy with Genetically Modified T Cells. Biochemistry (Moscow). 2019, 84 (7): 695–710. PMID 31509722. S2CID 198190709. doi:10.1134/S0006297919070022. 
  9. ^ Gershovich, PM; Karabelskii, AV. The Role of Checkpoint Inhibitors and Cytokines in Adoptive Cell Based Cancer Immunotherapy with Genetically Modified T Cells. Biochemistry (Moscow). 2019, 84 (7): 695–710. PMID 31509722. S2CID 198190709. doi:10.1134/S0006297919070022. 
  10. ^ 10.0 10.1 Gershovich, PM; Karabelskii, AV. The Role of Checkpoint Inhibitors and Cytokines in Adoptive Cell Based Cancer Immunotherapy with Genetically Modified T Cells. Biochemistry (Moscow). 2019, 84 (7): 695–710. PMID 31509722. S2CID 198190709. doi:10.1134/S0006297919070022. 
  11. ^ 11.0 11.1 Sun, Weiming; Shi. Advances in the Techniques and Methodologies of Cancer Gene Therapy. Discovery Medicine. January 26, 2019, 146 (146): 45–55. PMID 30721651 –通过Web of Science. 
  12. ^ Wirth, Thomas; Parker, Nigel; Ylä-Herttuala, Seppo. History of gene therapy. Gene. 50 years of gene therapy - a contribution of Waclaw Szybalski to science and humanity. 2013-08-10, 525 (2). ISSN 0378-1119. doi:10.1016/j.gene.2013.03.137.