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《科学画报》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

由中国科学社于1933年8月创刊,距今已有80年的历史。《科学画报》在80年的办刊历程中,形成了通俗生动、图文并茂地介绍最新科技知识,形式多样地普及科学技术的特点,对提高广大群众的科学水平,启发青年爱好科学、投身科学事业起了很大的作用,当今的不少著名学者、教授、科学家,青少年时代都曾受到它的熏陶和启发。

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阻断神经治癌症

2020-08-28 12:53:00

  41岁的大卫患上了胰腺炎,为了减轻疼痛,他在5个月内接受了3次局部麻醉剂注射,然而当麻醉作用消失,疼痛就会再次发作。更令他焦虑的是,胰腺炎是胰腺癌的主要高危因素,他担心自己有朝一日会患上癌症。如果大卫知道麻醉剂不仅能缓解疼痛,还可治疗和预防癌症,或许他就不会那么焦虑了。新的证据表明,阻断神经可能是一种战胜癌症的有效方式。

  “狼狈为奸”

  20世纪80年代末,美国外科医生利莱默意识到,虽然手术无法彻底清除肿瘤组织,但它能最大限度地减轻癌症患者的疼痛。为此,他将酒精注射到胰腺肿瘤组织周围,以此阻断疼痛信号沿着神经传递到大脑。

  利莱默和同事为137名无法接受手术治疗的胰腺癌患者注射了酒精。效果显而易见,接受酒精注射患者的疼痛感远远低于注射安慰剂的对照组。更令人吃惊的是,这些患者的生存期也大大延长。接受酒精注射后,胰腺癌患者的平均生存期延长了3个月,并且生存质量也大大提升,这一效果远超预期。

  当时大多数医生认为,注射酒精延长癌症患者生存期的原因在于,减轻疼痛有利于改善患者的心情,他们的身体因此变得更为强壮,从而能够更好地耐受频繁的放化疗。事实却并非如此。

  众所周知,神经系统在癌症转移过程中发挥着重要作用。肿瘤细胞可侵袭周围的神经,并沿着神经系统扩散。这也很好地解释了肿瘤出现侵袭和转移时,最终总会扩散到神经系统的中枢——大脑。

  过去科学家单纯地把神经看作癌症传播的帮凶,认为它们仅仅提供了癌症转移的路线。但事实表明,一方面肿瘤细胞通过侵袭周围神经来加速扩散,另一方面神经系统本身也可促进癌症生长。可以说,神经和肿瘤“狼狈为奸”,而长期以来,人们忽视了神经在肿瘤生长与扩散中的作用,这导致现在几乎所有治疗手段都无法真正消除肿瘤。

  新时代的曙光

  事实上,并非所有神经都具有致癌性。科学家现在知道,具有致癌作用的神经位于大脑和脊髓外,主要聚集于外周神经系统。外周神经系统本身包含两个子系统,一个控制运动,另一个调节机体非自主功能。两个子系统都参与肿瘤发展,但在不同肿瘤中作用迥异。

  例如,在胰腺肿瘤周围充满了感觉神经元。对这些感觉神经元的刺激能够促发炎症,而炎症可为癌症生长制造多种有利条件。因此对胰腺癌患者而言,切除或破坏感觉神经元可极大地改善治疗效果。对前文提到的大卫,这一策略可预防胰腺炎发展为癌症。

  在前列腺癌中发挥重要功能的则是非自主神经系统。非自主神经系统具有两个相反的作用,一方面舒缓身体,利于休息和消化,另一方面在遭受外界威胁时启动机体的战斗或逃跑反应。对患前列腺癌的小鼠进行研究发现,这两种不同作用对肿瘤具有不同的影响。后者控制了癌症的发生,而前者控制着癌症的扩散。

  这意味着,采用不同的神经靶向药物治疗癌症会产生不同的临床效果。例如,常用于治疗高血压或其他心血管疾病的β受体阻断剂,可通过作用于神经受体而抑制战斗或逃跑反应,这类药物或可用于癌症早期治疗。对晚期癌症,则可使用抑制身体舒缓的药物。法国生物学家马格农称,这一治疗策略令人激动,它预示着癌症研究新时代的到来。

  通过阻断神经治疗癌症的可行性,得到了大型临床观察性实验的支持。研究发现,长期服用β受体阻断剂等神经系统抑制药物的人群具有较低的癌症发生率。这一结论还进一步得到实验室研究的支持:在培养皿中混合培养癌细胞和神经元,可加速癌细胞生长。

  第一个具有明确因果关系的证据出现于2013年。研究人员给移植了人前列腺癌细胞的小鼠注射了神经阻断剂,结果显著抑制了癌症的生长,采用外科切断神经的方法也获得了相同的效果。这一结果远超出研究人员的预期,他们原本认为阻断神经仅可减少癌症扩散,没想到该方法竟能抑制癌症生长。

  尽管部分癌症如甲状腺癌等具有较低的神经浸润性,但原则上讲,通过阻断神经治疗癌症具有广阔的应用前景。几乎所有癌症都可观察到神经增长现象,并且许多神经还可刺激肿瘤生长,而肿瘤本身也可分泌吸引神经的细胞聚集因子。

  更广泛的实用性

  对前列腺癌而言,切除或破坏神经都不是最佳选择,因为这将影响生殖和泌尿系统的功能。一种具有神经阻断功能的肉毒杆菌毒素为此难题提供了一个解决方案。肉毒杆菌毒素可阻断神经和肌肉之间信息传导,造成局部肌肉麻痹,因此常被用于去除脸部皱纹和治疗肌肉多动症。

  美国得克萨斯大学的科学家开展了一项针对前列腺癌的研究。研究人员向患者的一侧前列腺注射肉毒杆菌毒素,向另一侧注射生理盐水。一个月后,他们切除了患者的前列腺癌组织,并对切片进行分析。结果发现,注射神经毒素一侧的癌细胞减少,而注射生理盐水的那侧则没有变化。

  注射其他药物也可实现相同效果。美国匹兹堡大学的科学家使用患胰腺癌的小鼠测试了树胶脂毒素的疗效。树胶脂毒素是从一种大戟科植物的汁液中提取出来的化合物,与辣椒的活性成分非常类似,但在抑制运动神经元活性方面却是后者1000倍,因此也被称为超强辣素。

  研究发现,注射树胶脂毒素破坏胰腺癌周围神经可实现双重效果:减缓癌症生长、增加放化疗敏感性,同时还可减轻剧痛。而且,树胶脂毒素不像酒精,它的神经阻断作用具有特异性,对非患处的神经不会产生损伤。

  多种其他药物也在积极测试中。美国哥伦比亚大学的一个研究小组发现,化疗的同时辅助补充一种阻断癌细胞与神经元间交流的药物,可减少患胃癌小鼠的肿瘤生长。目前这一策略正在癌症患者中进行检测。美国斯坦福大学的小组鉴定出一种阻止大脑神经元向周围组织释放促癌因子的药物,动物实验表明,该药物可抑制儿童脑肿瘤生长。

  一些研究者还在积极探索β受体阻断剂的新用途。美国宾夕法尼亚大学的研究小组发现,服用β受体阻断剂能够增强黑色素瘤免疫治疗的效果。他们正在观察β受体阻断剂能否增强乳腺癌的免疫治疗效果。其他研究者正在研究β受体阻断剂能否增强卵巢癌、前列腺癌和其他癌症的化疗和手术治疗效果。

  在一些肿瘤学家看来,神经阻断成为癌症治疗手段只是时间问题;甚至有人乐观地估计,这种疗法将比今天癌症精准医疗所应用的大部分疗法具有更广泛的实用性。

  防患于未然

  和大多数癌症疗法类似,神经阻断也是应用越早,效果越理想。肿瘤刚出现,神经就会重塑细胞环境以利于肿瘤生长,没有神经就没有重塑。因此,此时阻断神经可起到抑制癌症发展的效果。

  当然,预防癌症发生是最终目标。但是,我们能在肿瘤出现前就破坏神经吗?除非你能未卜先知确定将来患癌无疑,否则很难说这是一个非常有用的策略。但是,如果将其作为癌症高危人群的预防措施,那就另当别论了。

  现在有一半以上携带乳腺癌或卵巢癌易感基因的女性,选择手术切除乳房或卵巢来预防癌症。其中最著名的是美国影星安吉丽娜·朱莉,为降低患癌风险,她先后切除了双侧乳腺、卵巢和输卵管。今后对这类人群而言,破坏或损伤神经是一种创伤更小的选择。

  相似的预防策略对于胰腺癌高危人群同样有效。胰腺癌一般在45岁左右或以后才会发生,早期难以发现且死亡率高。携带胰腺癌高敏突变基因的人,可在45岁前针对性地破坏胰腺中的感觉神经。此后他们将不再感觉到胰腺,同时也不会患上胰腺癌。

  神经促进癌症发展这一新发现改变了人们对癌症的理解和认识,甚至还有望为癌症治疗带来革命性影响。抑制神经在减轻疼痛的同时还可降低罹患癌症的风险,这一结论给癌症高危人群带来了新的希望。

  文/郭晓强

本文来自《科学画报》

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