為何惡性腫瘤醫不好? - 癌腫瘤內的幹細胞在作怪!



First Evidence Of Stem Cells In Pancreatic Tumors



Science Daily — 美國密西根大學綜合癌症中心(UMCCC)的研究人員發現在胰腺癌當中有一小群細胞可以讓腫瘤如同得到燃料般不斷的生長。這也是第一次在胰腺癌當中發現了存在有幹細胞(stem cells)的證據。




圖1. Pancreatic tumor generated from cancer stem cells. (Image courtesy of University of Michigan Health System )




圖2. 人體胰臟及周邊器官相對位置圖(虛線處為胰臟)



癌幹細胞是癌細胞當中的一小部分,但它卻可以控制著腫瘤的複製與成長。研究人員相信現今癌症的治療之所以一直失敗就是因為我們無法針對癌幹細胞進行攻擊。藉著確認幹細胞的種類,研究人員就可以針對其發展合適的藥物來殺死他們。




圖3. Primary pancreatic tumor(胰腺癌)


圖4. 胰腺癌組織病理切片



對於胰腺癌來說這特別重要,因為對大多數主要的癌症型態來說,胰腺癌的存活率是最糟糕的。幾乎所有得到這個癌症的病患都會死亡。

「過去一、二十年來,我們始終無法有效讓患有胰腺癌的病人活得更久。我相信如果我們能以胰腺癌內的幹細胞為標靶去深入瞭解,那麼在治療這可怕的疾病上,一定會有突破性的發展。」這個研究主要的作者,同時也是 UMCCC 內執行腸胃道腫瘤計畫的主任 Diane Simeone M.D. 這樣表示。

研究人員藉由搜尋腫瘤細胞表面的標記(markers)以及辨識導致新的腫瘤發生的少量細胞。研究人員假設這些細胞為胰腺癌的幹細胞。而研究成果也已經發表於 2007 年二月一日的 Cancer Research 期刊當中。

從十位患有胰腺癌病患的身上取出組織樣品,並將這些樣品植入小鼠中以便長出新的腫瘤,如此便可進行大規模的研究。研究人員依據細胞表面所表現的抗體 ─ 特別是 CD44、CD24、上皮細胞專一性抗原 (ESA) ─ 將這些腫瘤細胞分門別類。這三種標記在早先有關乳癌幹細胞的研究當中就已經被當作研究的對象了。研究人員發現只有 0.2 ~ 0.8% 的胰腺細胞會同時表達這三種標記。




圖片來源:Cancer Res. 2007, 67, 1030



研究人將這些細胞分類之後再打入老鼠體內去觀察新生成腫瘤的狀況。當表現有 CD44、CD24 及 ESA 的一百個細胞被打入之後,十二隻老鼠中有六隻出現腫瘤。但對於不具有這三個標記的陰性細胞(negative cells)來說,注射完了一萬個細胞才只有一個會使老鼠產生腫瘤。換句話說,如果我們將帶有 CD44、CD24 及 ESA 的細胞稱為陽性細胞(positive cells),那麼對於陰性細胞來講,腫瘤發展或成長的速度會遠小於從陽性細胞來的腫瘤。而從這些分類過後的腫瘤發展來看,其情況與原始的腫瘤表現的相當近似。此外,陽性細胞能夠製造可表達這三種標記的細胞同時也能製造對這三種標記為陰性反應的細胞,這種 “自我補充(self-renew)” 與 “產生不同種類細胞” 的能力正是幹細胞的特徵。




圖5. 細胞表面抗原標記 CD44 蛋白結構圖。圖片來源:http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Myoglobin.png



目前在 U-M 醫學院,外科和分子綜合生理學副教授 Simeon 說到「事實上,我們在這十位不同的病患身上看到了非常一致的結果,這通通都支持了這些細胞的重要性。」

幹細胞可以在許多種不同的癌細胞當中被確認,包括乳癌、腦癌、中樞神經系統以及結腸癌,當然還有血癌。U-M 研究人員在 2003 年發表了第一次發現了存在於乳癌中,固體腫瘤內的幹細胞。在乳癌細胞中,CD44、CD24 與 ESA 同樣也扮演了重要的角色。由 U-M 與史丹福大學研究人員在 2007 年一月也共同發表了一篇關於頭部與頸部的幹細胞當中一樣表現著 CD44 的論文。

研究人員推測存在於癌細胞當中的這一小部分細胞對於腫瘤的成長才是最具決定性的,關鍵就在於能殺死這些幹細胞就能處理癌症。這與現今許多的處理方式是大相逕庭的,因為大多數的對策都是想藉由收縮腫瘤來殺死他們。研究人員懷疑癌症的復發就是因為最終並沒有殺死幹細胞。

「當前的模型也許就是導致為何在治療癌症上總是效率不佳,因為我們並沒有去處理腫瘤中最重要的細胞 - 也就是腫瘤幹細胞。如果我們想去治療更多的癌症,那麼我們救必須要去標示與除去這些癌細胞中的重要類型。」在 UMCCC 中,腫瘤學的著名教授 Max S. Wicha M.D. 這樣說到。

「在胰腺癌中的這個發現,我們現在可以定義什麼才是我們所相信的重要細胞 - 這些細胞決定了癌症是否會復發還是會治癒 - 同時可以直接的針對這些細胞做處理。」Wicha 也是當時發現乳癌幹細胞的研究團隊一員。

在美國每年大約有 33700 個人會被診斷罹患胰腺癌,且有將近 32300 人會死於這個疾病。而五年內存活率只有悲慘的 3 %。因為這個疾病在罹病初期相當難被發現。而且只有 10 % ~ 15 % 的病人可以藉由外科手術來治療。

最後,Simeone 補充說到:「幹細胞即將根本的改變我們如何處理癌症的態度。」

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In addition to Simeone and Wicha, U-M study authors were research associate Chenwei Li; surgery resident David G. Heidt, M.D.; Charles F. Burant, M.D., Ph.D., professor of molecular and integrative physiology and of internal medicine; and research associate Lanjing Zhang. Other authors were Piero Dalerba and Volkan Adsay, M.D., from Karmanos Cancer Institute in Detroit, and Michael F. Clarke, M.D., from Stanford University School of Medicine.




Max Wicha 教授(圖片來源:http://www.cancer.med.umich.edu/images/speakersburwicha06.jpg


Diane M. Simeone 副教授(圖片來源:http://www.cancer.med.umich.edu/cancertreat/gastro/the_team.shtml



Funding for the study was from the Lustgarten Foundation, the Elsa Pardee Foundation, the Michigan Life Sciences Corridor and the American Diabetes Association.

Note: This story has been adapted from a news release issued by University of Michigan Health System.



原文出處:http://www.sciencedaily.com/releases/2007/02/070201082353.htm

參考資料:http://news.sawf.org/Health/32984.aspx

原始論文:
Cancer Research 67, 1030-1037, February 1, 2007.
http://cancerres.aacrjournals.org/cgi/content/abstract/67/3/1030