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研究人員在澳大利亞古老植物中發現有望擴大化療效果的化合物
科學家設法稱重癌症細胞以實現藥物選擇個性化 並幫助做出治療決策
GARIL Galleri血檢技術可篩查50種不同型別的癌症訊號
研究：喜馬拉雅山真菌化合物經改良後可提供40倍的抗癌效力
大型詳細的全球研究揭示早期乳腺癌擴散到身體其他部位的風險
研究發現飲食可能能夠減緩癌症發展
MIT科學家開發出能快速篩選H2O2的方法：或帶來有效抗癌手段
MIT：新的癌症療法可能會重新“喚醒”免疫系統 以摧毀腫瘤細胞
研究人員開發出一種腦癌活檢的新無創方法
科學家發現打擊腫瘤的“隱秘”方法：免疫細胞偽裝成癌細胞
MIT工程師設計出一種能揭示癌症如何擴散的腫瘤細胞計算方法
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01
研究人員在澳大利亞古老植物中發現有望擴大化療效果的化合物
據悉，研究人員從一種澳大利亞沙漠灌木中分離出了一種化合物。這種化合物在澳大利亞原住民中有著悠久的藥用歷史，它可以幫助癌症患者更好地應對化療。這個國際研究專案首先從大自然中尋找解決癌症治療中的抗藥性問題的方法。
癌細胞抵抗藥物治療的一個常見機制是，利用所謂的外流泵蛋白從腫瘤細胞中有效清除化療藥物。
雖然科學家們已經開發了好幾代流出泵抑制劑以試圖阻斷這種細胞防禦機制、提高化療的療效，但這些抑制劑藥物的毒性令人沮喪，因為它們會導致許多研究人員向大自然尋求具有更安全的流出泵抑制特性的新型分子。
這項新研究的論文作者之一Malene Petersen指出，癌細胞有時會發展出一種能力來對抗用於治療病人的藥物，“我們在一種植物中發現了一種物質，它似乎可以抑制癌細胞對化療的自我防禦能力，即建立對化療的抗性。這種植物只在澳大利亞發現，傳統上由原住民使用。”
這項研究集中於澳大利亞沙漠植物的一個屬，被稱為Eremophila。據悉，自然界中有超200種不同的Eremophila，澳大利亞原住民對這種植物的藥用歷史悠久。
研究人員對Eremophila galeata這一物種進行了專門的研究，重點是尋找能夠使癌細胞對一種叫做SN-38的物質產生抗藥性的化合物。據悉，SN-38是用於治療肺癌和結腸癌的化療藥物的活性元素。該植物似乎確實抑制了癌細胞抵抗SN-48的能力，為此，研究人員隨後著手確定究竟哪些化合物是有益的。
研究專案主管Dan Stærk表示：“對SN-38有抵抗力的癌細胞會產生大量的負責將藥物再次運出癌細胞的蛋白質，即所謂的外流泵。從澳大利亞植物中分離出來的這種天然物質能夠抑制這種泵，這使得癌細胞難以有效地清除藥物。”
更具體地說，研究人員瞄準了一種叫做5，3′，5′-三羥基-3，6，7，4′-四甲氧基黃酮的類黃酮。這種化合物似乎主要負責抑制流出泵，並且更重要的是，它的濃度足夠低，不會對其他細胞造成毒性影響。
雖然這種植物化合物所抑制的特定型別的流出泵蛋白對癌細胞來說是獨一無二的，但研究人員還是謹慎地指出，他們還需要進行更多的工作來探索對人類的安全性和有效性。流出泵蛋白存在於許多人類細胞中並且通常具有結構上的相似性，因此進一步的研究將需要調查這種新型抑制劑針對癌細胞的特異性如何。
儘管如此，研究人員對這一發現表示樂觀，他們認為其可能會帶來癌症治療上的改進。並且不僅如此，Petersen稱這種流出泵機制也被抗生素耐藥菌所使用，因此這些發現有可能產生更好的抗生素治療。
“有趣的是，比如抗生素耐藥菌似乎產生了大量幾乎相同的流出泵，這使得它們極其擅長將抗生素從細胞中抽出。這種天然物質即黃酮類化合物，針對這種特定的泵蛋白，這使我們推測它是否也可能在治療抗生素耐藥性方面發揮作用，”Ptersen說道。
Stærk認為，在天然植物中很可能存在著比這種新發現的黃酮類化合物更有效的化合物。他稱，長期目標是確定這些分子然後合成它們，進而在未來能夠製作出可持續的藥物療法。
“我們的想法是利用幾千年來代代相傳的傳統醫藥知識並利用先進的技術來確定哪些物質是有活性的以及植物中哪些基因可以編碼生產這些活性物質。從長遠來看，這將使我們能夠透過合成生物學可持續地生產未來的藥物，”Stærk總結道。
02
科學家設法稱重癌症細胞以實現藥物選擇個性化 並幫助做出治療決策
一項新的研究顯示，在膠質母細胞瘤治療後，患者的生存率與腫瘤細胞質量的變化之間存在著聯絡。麻省理工學院和Dana-Farber癌症研究所的研究人員已經開發出一種新的方法來確定個別患者是否會對特定的癌症藥物產生反應。這種測試可以幫助醫生為那些對通常用於治療癌症的療法沒有反應的患者選擇替代療法。
麻省理工學院和Dana-Farber癌症研究所的研究人員已經開發出一種新的方法來確定個別癌症患者是否會對某種特定藥物產生反應。他們的方法包括將細胞暴露在藥物中，然後用一個類似於圖中的裝置測量其質量的變化。
生物工程系和機械工程系的David H。 Koch工程教授、Koch綜合癌症研究所成員Scott Manalis說，這項新技術涉及從患者身上切除腫瘤細胞，用藥物治療細胞，然後測量細胞的質量變化，可以應用於各種癌症和藥物治療。
基本上所有臨床上使用的癌症藥物都直接或間接地阻止了癌細胞的生長。這就是為什麼他們認為測量質量可以為許多不同型別的藥物機制的效果提供一個普遍的讀數。這項新研究的重點是膠質母細胞瘤，一種侵襲性的腦癌，是科赫研究所和丹娜法伯精準醫學專案合作的一部分，目的是尋找新的生物標誌物和癌症診斷測試。
Manalis和達納·法伯患者衍生模型中心主任、哈佛醫學院副教授Keith Ligon是這項研究的資深作者，該研究發表於2021年10月5日的《細胞報告》上。該論文的主要作者是Max Stockslager SM ‘17， PhD ’20和Dana-Farber研究技術人員Seth Malinowski。
測量癌細胞的重量
膠質母細胞瘤每年約有13000名美國人被診斷出患有這種疾病，它是不治之症，但輻射和藥物治療可以幫助延長患者的預期壽命。大多數人的存活時間不超過一到兩年。“對於這種疾病，你沒有太多的時間來做調整。所以，如果你服用了六個月的無效藥物，那是相當重要的，”Ligon說。“這種檢測方法可以幫助加快每個病人的學習過程，並幫助決策。”
被診斷為膠質母細胞瘤的病人通常被給予一種叫做替莫唑胺（TMZ）的化療藥物。然而，這種藥物只對大約50%的患者有幫助。
目前，醫生可以使用一種遺傳標記——一種名為MGMT的基因的甲基化——來預測患者是否會對TMZ治療產生反應。擁有這種標記的患者通常對該藥物的反應更好。然而，由於其他遺傳因素的存在，該標記並不能為所有患者提供可靠的預測。Ligon說，對於那些對TMZ沒有反應的患者，有少數替代藥物可用，或者患者可以選擇參加臨床試驗。
近年來，Manalis和Ligon一直在研究一種預測患者反應的新方法，這種方法是基於測量腫瘤細胞對治療的反應，而不是基因組特徵。這種方法被稱為功能性精準醫療。功能精準醫學背後的想法是，對於癌症，可以採取病人的腫瘤細胞，給他們病人可能得到的藥物，並預測會發生什麼，然後再給病人服用。
科學家們正在研究許多不同的功能性精準醫療方法，而馬納里斯和Ligon一直在研究的一項技術是測量藥物治療後發生的細胞質量變化。該方法是基於馬納里斯實驗室開發的一項技術，透過讓單細胞流經振動的微通道，以極高的精度對其進行稱重。
幾年前，Manalis、Ligon和他們的同事證明了他們可以使用這種技術來分析兩種型別的癌症，即膠質母細胞瘤和急性淋巴細胞白血病，對治療的反應。這一結果是基於在藥物治療後多次測量單個細胞，使研究人員能夠計算出它們的生長速度在治療後如何變化。他們表明，這一統計數字，即他們所稱的質量積累率（MAR），能有力地預測細胞是否對某種特定藥物敏感。
使用他們在2016年開發的這個系統的高通量版本，他們可以用每個病人的100個細胞計算出一個準確的MAR。然而，MAR技術的一個缺點是，細胞必須在系統中停留幾個小時，因此可以反覆稱重，以便計算出一段時間的增長率。
在他們的新研究中，研究人員決定看看一種更簡單和明顯更快的方法：測量藥物治療和未治療的癌細胞之間的單細胞質量分佈的細微變化是否能夠預測病人的生存。他們用一組來自69名患者的膠質母細胞瘤活體細胞進行了一項回顧性研究，這些細胞被捐贈給Ligon實驗室和Dana-Farber患者衍生模型中心，並利用它們來培養球狀組織。分離細胞後，研究人員用TMZ處理它們，然後在幾天後測量它們的質量。
他們發現，透過簡單地測量治療前後的細胞質量差異，每個病人樣本使用少至2，000個細胞，他們可以準確預測病人是否對TMZ有反應。
更好的預測
研究人員表明，他們的質量測量與MGMT甲基化標記物一樣準確，但質量測量有一個額外的優勢，即它可以在遺傳標記物不能顯示TMZ易感性的患者身上發揮作用。對於許多其他型別的癌症，沒有生物標誌物可以用來預測藥物反應。
“大多數癌症根本就沒有可以使用的基因組標記物。”Manalis說：“我們所主張的是，這種功能性方法可以在其他情況下發揮作用，在這些情況下你沒有任何基因組標記物的選擇。”
因為該測試透過測量質量的變化來工作，所以它可以用來觀察許多不同型別的癌症藥物的效果，無論其作用機制如何。TMZ透過阻止細胞週期發揮作用，這導致細胞變得更大，因為它們不能再進行分裂，但它們仍然在增加質量。其他癌症藥物透過干擾細胞的新陳代謝或破壞其結構來發揮作用，這也會影響細胞質量。
研究人員的長期希望是，這種方法可以用來在單個病人的細胞上測試幾種不同的藥物，以預測哪種治療對該病人最有效。
“理想情況下，我們會測試病人最有可能得到的藥物，但我們也會測試作為備用計劃的東西：一線、二線和三線療法，或不同的藥物組合，”Ligon說，他還擔任布里格姆婦女醫院的神經病理學主任和波士頓兒童醫院的病理學顧問。
Manalis和Ligon共同創辦了一家名為Travera的公司，該公司已經獲得了這項技術的授權，目前正在收集來自幾種不同型別癌症的患者樣本資料，希望開發出可用於幫助患者的臨床驗證的實驗室測試。
03
GARIL Galleri血檢技術可篩查50種不同型別的癌症訊號
儘管 Theranos“一滴血”檢測多項人體指標的商業騙局造成了相當惡劣的影響，但梅奧診所仍計劃為血檢技術正名。據悉，梅奧診所計劃在 2021 年底之前開啟新型血檢技術的測試，特點是能夠一次檢測 50 多種不同型別的癌症。若得以順利推進，這套方案將有助於醫生更早得知患者的病情，從而增加挽救生命的治療時機。
BGR 指出，這項技術由癌症早篩“獨角獸”企業 GRAIL 開發，一些人認為 Galleri 檢測或許能夠改變遊戲規則。
儘管許多人“談癌色變”，但對於醫生來說，越早發現癌症，戰勝它的機會就越大。此外隨著技術的不斷進步，早期體檢篩查的重要性也在日漸提升。
Julia Feygin 博士在接受 CBS Minnesota 採訪時稱：
癌症早篩能夠顯著改善患者的預後生存水平，而 GARIL Galleri 的血檢新技術，能夠有效發現血液中含有的特徵。
具體說來是，我們能夠追蹤從癌細胞上脫落的 DNA，以確定患者是否患有任何型別的癌症疾病。
Julia Feygin 進一步解釋稱：
我們可在血液中找到這些微小的腫瘤衍生 DNA，並對其進行測序。參考已知的模式，這項技術可以揭示是否存在癌症訊號。
在包括梅奧在內的多家診所參與的一項干預研究中，GARIL Galleri 血檢方案在 6600 名受試者中找到了 20 個返回訊號。
此外一項單獨的研究發現，新技術的假陽率低於 1%，意味著 GARIL Galleri 癌症早篩的血檢結果非常準確。
當然，目前我們還無法直接用 Galleri 完全替代現行的癌症篩查方法（例如乳房 X 光檢查），且僅適用於罹患癌症風險較高的人群（風險因素或與年齡 / 整體健康狀況有關）。
即便如此，Galleri 還是能夠作為醫生為患者提供的檢測選項的一個有力補充。美國癌症協會指出，即使已有一些方法，當前 71% 的癌症死亡案例，還是源於缺乏任何推薦篩查選項的型別。
CBS Minnesota 報道稱，這項檢測將耗費 949 美元，保險尚未將之納入承保範圍，患者需要與醫生溝通才能拿到處方，且 GARIL 也在努力拿到 FDA 的全面批覆。
不過隨著技術的持續進步，醫生們有望在這些癌症失控之前，就將它們更輕鬆地篩查出來。
04
研究：喜馬拉雅山真菌化合物經改良後可提供40倍的抗癌效力
科學家們以一種從喜馬拉雅真菌中提取並在中醫中使用了幾個世紀的化合物為切入點，開發了一種具有強大抗癌作用的新型化療藥物。這樣做涉及到對這種化合物進行化學改變，以更好地滲透到癌細胞中，這被證明可以將其效力提高40倍。
牛津大學的科學家們與生物製藥公司Nucana合作開展的研究從一種名為Cordycepin（蟲草素）的化合物開始。這種天然存在的核苷類似物被用於治療炎症性疾病和癌症已有數百年的歷史，但在用於治療腫瘤時遇到了一些障礙，嚴重限制了其有效性。
這主要是因為當蟲草素進入血液時，它被一種叫做ADA的酶迅速分解。然後剩下的東西需要被一種核苷“轉運器”帶入癌細胞，然後轉化為一種叫做3‘-dATP的抗癌代謝產物。這對自然存在的蟲草素來說是一個很大的障礙，意味著只有少量的蟲草素能進入腫瘤中。
Nucana公司希望透過所謂的ProTide技術，發揮蟲草素的抗癌潛力，使其更好地克服這些巨大的障礙。這是為解決核苷類似物的缺點而專門設計的。它的工作原理是在化合物上附加小的化學基團，使其在血液中更不易分解，也使它們能夠在沒有核苷運輸工具的幫助下進入癌細胞。結果是在腫瘤細胞內產生和啟用更多的抗癌代謝物。
這種增強型的蟲草素被稱為NUC-7738，研究人員透過體外研究對這種新型化療藥物進行了評估，表明它克服了抑制其母體化合物的抗性機制。然後，從正在進行的一期臨床試驗中獲得的腫瘤樣本被用來探測其在人體中的有效性，這些實驗驗證了先前的發現。
總的來說，研究作者認為NUC-7738的效力是天然存在的蟲草素的40倍之多，而且有毒副作用有限。科學家們現在正繼續評估其在晚期實體瘤患者的1期臨床試驗中的表現，並計劃在後續進行2期試驗以進一步評估其臨床潛力。
該研究發表在《臨床癌症研究》雜誌上。
https：//clincancerres。aacrjournals。org/content/early/2021/09/08/1078-0432。CCR-21-1652
05
大型詳細的全球研究揭示早期乳腺癌擴散到身體其他部位的風險
根據在第六屆晚期乳腺癌國際共識會議（ABC 6）上公佈的一項大型詳細的全球轉移性乳腺癌研究的首批結果，早期乳腺癌擴散到身體其他部位的風險為6%至22%。
該研究還顯示，某些女性面臨的風險比其他人高，包括在較年輕時被診斷為乳腺癌的女性，在最初診斷時被診斷為較大腫瘤的女性，以及患有特定型別乳腺癌的女性，例如Luminal B型乳腺癌。
全世界每年約有230萬人被診斷為乳腺癌，但這是第一個調查這些患者中有多少人繼續發展為晚期乳腺癌（ABC）的同類研究。研究人員表示，這項新研究揭示了乳腺癌的程度，誰最有風險，以及需要什麼治療。
國際癌症研究機構（IARC）的Eileen Morgan博士介紹了這項研究。她說：“乳腺癌是世界上最常見的癌症形式。大多數女性在被診斷時，她們的癌症侷限於乳房或只擴散到附近的組織。但是在一些女性中，癌症會增長並擴散到身體的其他部位，或者在最初治療結束幾年後在身體的不同部位復發。這時，癌症變得更難治療，死亡的風險也更高。然而，我們並不真正知道有多少人患上了轉移性乳腺癌，因為癌症登記處並沒有常規地收集這一資料。”
新的發現是現有文獻的元分析的一部分。這意味著研究人員收集了他們所能找到的關於乳腺癌及其是否擴散到身體其他部位的儘可能多的不同研究的資料。透過將大量資料結合在一起，研究人員可以獲得關於轉移的總體風險以及不同患者群體的風險如何變化的最可靠資訊。
這項分析包括數萬名女性，她們參加了來自北美和南美、歐洲、非洲、亞洲和大洋洲的400多項研究。這項正在進行的薈萃分析將使研究人員能夠審視許多因素以及它們如何影響轉移的風險，但他們首先研究了女性被診斷為乳腺癌時的年齡，以及不同型別和階段的乳腺癌。他們還研究了轉移率是否隨時間變化。
分析結果顯示，大多數乳腺癌患者的整體轉移風險在6%到22%之間。這個範圍反映了分析中一半女性的風險水平，只有四分之一的女性有更高的風險，四分之一的女性有更低的風險。研究人員說，這個範圍很寬，因為風險因不同的風險因素而有很大的不同。例如，首次被診斷為35歲以下的女性，其乳腺癌復發和擴散到身體其他部位的風險為12。7%至38%，而50歲或以上的女性，其風險為3。7%至28。6%。 Morgan博士說：“這可能是因為年輕女性的乳腺癌形式更具侵略性，或者是因為她們在較晚階段被診斷出來。”
在不同型別的乳腺癌中，被診斷為Luminal B型乳腺癌（激素受體陽性，並傾向於生長更快）的女性有4。2%至35。5%的轉移風險，而被診斷為Luminal A型乳腺癌（激素受體陽性，並傾向於生長更慢）的女性有2。3%至11。8%的風險。
該研究表明，隨著時間的推移，從20世紀70年代和80年代首次診斷為乳腺癌的女性到最近診斷為乳腺癌的女性，遠處複發率（意味著乳腺癌在最初診斷後復發並擴散到其他器官）已經下降，但其中一些可能是由於首次診斷為乳腺癌和出現轉移之間的時間滯後。
研究人員將繼續利用他們收集的資料，嘗試量化世界各地有多少女性患有晚期乳腺癌，尋找可能改變風險的其他因素，並監測風險如何隨時間變化。
沒有參與這項研究的ABC 6科學委員會成員、以色列哈達薩醫學中心乳腺科主任Shani Paluch-Shimon博士說：“關於全世界有多少人患有晚期乳腺癌，一直是一個知識空白。這項研究是向填補這一空白邁出的一步。研究人員已經能夠首次可靠地估計在當代人群中，有多少乳腺癌患者會發展成晚期疾病，並確定一些群體，如年輕女性，面臨更高的風險。這項研究的第二部分將確定癌症登記處如何能夠收集有關復發的充分資料，以便我們可以知道每個國家有多少轉移性癌症患者。”
“當然，這些資訊對於想要了解自己預後的患者來說很重要。但是對於我們這些致力於治療和預防晚期乳腺癌的人來說，它在公共衛生層面上也是至關重要的，可以幫助我們瞭解這種疾病在全世界的規模。它將幫助我們識別不同人群中的高危群體，並展示疾病過程在當代治療中的變化。它還將幫助我們瞭解需要哪些資源，在哪裡需要，以確保我們能夠實時收集和分析高質量的資料，因為這是資源分配和規劃未來研究的關鍵。”
06
研究發現飲食可能能夠減緩癌症發展
近年來，已經有一些證據表明，飲食干預可以幫助減緩腫瘤的生長。麻省理工學院（MIT）的一項新研究分析了小鼠的兩種不同飲食，其揭示了這些飲食如何影響癌細胞併為限制熱量可能減緩腫瘤生長提供瞭解釋。
資料圖
該研究檢查了在患有胰腺腫瘤的小鼠中限制熱量的飲食和生酮飲食的影響。雖然這兩種飲食都減少了腫瘤可用的糖量，但研究人員發現，只有限制熱量的飲食減少了脂肪酸的可用性，而這跟腫瘤生長的放緩有關。
研究人員指出，這些發現並不表明癌症患者應該嘗試遵循這些飲食中的任何一種。相反，他們認為這些發現值得進一步研究以確定如何將飲食干預跟現有或新出現的藥物相結合進而來為癌症患者提供幫助。
MIT科赫綜合癌症研究所所長、該研究的論文資深作者Matthew Vander Heiden表示：“有很多證據表明，飲食可以影響你的癌症進展的速度，但這不是一種治療。雖然這些發現具有挑釁性，但還需要進一步研究，個別病人應跟他們的醫生討論適合他們癌症的飲食干預措施。”
新陳代謝機制
達納-法伯癌症研究所的腫瘤內科醫生Vander Heiden稱他的病人經常會問他各種飲食的潛在好處，但目前沒有足夠的科學證據來提供任何明確的建議。患者的許多飲食問題都集中在限制熱量的飲食上即減少25%到50%的熱量消耗，或生酮飲食即低碳水化合物、高脂肪和蛋白質。
以往的研究表明，在某些情況下，限制熱量的飲食可能會減緩腫瘤的生長，並且這種飲食已經被證明可以延長小鼠和許多其他動物物種的壽命。探討生酮飲食對癌症影響的研究數量較少，但產生了不確定的結果。
Lien說道：“外面的很多建議或文化時尚並不一定總是基於非常好的科學。似乎有一個機會，特別是在我們對癌症代謝的理解在過去10年左右的時間裡有了很大的發展，我們可以利用我們已經學到的一些生化原理並將這些概念應用於理解這個複雜的問題。”
由於癌細胞會消耗掉大量的葡萄糖，因此一些科學家曾假設，無論是生酮飲食還是限制卡路里都可能透過減少可用的葡萄糖數量來減緩腫瘤生長。然而MIT團隊在患有胰腺腫瘤的小鼠身上進行的初步實驗表明，限制卡路里對腫瘤生長的影響比生酮飲食大得多，因此研究人員懷疑葡萄糖水平在減緩腫瘤生長速度方面沒有發揮主要作用。
為了更深入地挖掘這一機制，研究人員分析了患有胰腺腫瘤的小鼠的腫瘤生長和營養物質濃度，這些小鼠被喂以正常、生酮飲食或限制熱量的飲食。在生酮和限制熱量的小鼠中，葡萄糖水平都下降了。在限制熱量的小鼠中，脂質水平也出現下降了，但在生酮飲食的小鼠中，脂質水平上升了。
脂質的短缺損害了腫瘤的生長，因為癌細胞需要脂質來構建它們的細胞膜。通常情況下，當一個組織中的脂質不可用時，細胞可以自己製造。作為這一過程的一部分，它們需要保持飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的適當平衡，這需要一種叫做硬脂醯-CoA去飽和酶（SCD）的酶。這種酶負責將飽和脂肪酸轉換為不飽和脂肪酸。
限制熱量的飲食和生酮飲食都會降低SCD的活性，但生酮飲食的小鼠有從飲食中獲得的脂質，所以它們不需要使用SCD。然而限制熱量飲食的小鼠無法從他們的飲食中獲得脂肪酸或產生自己的脂肪酸。在這些小鼠中，跟生酮飲食的小鼠相比，腫瘤生長明顯放緩。
“卡路里限制不僅使腫瘤失去了脂質，而且還損害了使它們適應卡路里限制的過程，”Lien說道，“這種結合確實有助於抑制腫瘤的生長。”
飲食影響
除了他們的小鼠研究之外，研究人員還查看了一些人類資料。該團隊跟達納-法伯癌症研究所的腫瘤學家及該論文的作者Brian Wolpin合作從一項大型佇列研究中獲得了資料從而使他們能夠分析胰腺癌患者的飲食模式和生存時間之間的關係。研究人員表示，透過這項研究，研究人員發現，儘管資料還不夠完整，無法得出任何關於飲食影響的結論，但消耗的脂肪型別似乎影響了胰腺癌診斷後採用低糖飲食的病人的情況。
儘管這項研究顯示限制卡路里對小鼠有好處，但研究人員稱他們不建議癌症患者遵循限制卡路里的飲食，因為這很難維持並且可能有有害的副作用。然而他們認為，可以利用癌細胞對不飽和脂肪酸供應的依賴性來開發可能有助於減緩腫瘤生長的藥物。
一種可能的治療策略可能是抑制SCD酶，這將切斷腫瘤細胞產生不飽和脂肪酸的能力。
Lien說道：“這些研究的目的不一定是為了推薦一種飲食，而是為了真正瞭解潛在的生物學。它們提供了一些關於這些飲食如何工作的機制的感覺，這可以會帶來關於我們如何模仿這些情況進行癌症治療的合理想法。”
研究人員現在計劃研究具有各種脂肪來源的飲食——包括具有飽和、單不飽和和多不飽和脂肪酸含量明確差異的植物或動物基脂肪——如何改變腫瘤脂肪酸的代謝以及不飽和脂肪酸的比例。
07
MIT科學家開發出能快速篩選H2O2的方法：或帶來有效抗癌手段
麻省理工學院（MIT）的化學工程師們已經開發出一種快速篩選化合物的方法以確定它們對某些型別癌症的治療潛力。透過基因工程感測器和高通量技術，他們的方法探測到了細胞中過氧化氫（H2O2）濃度的變化，這是一種被稱為氧化劑的特殊分子。
化學工程系副教授Hadley Sikes表示：“一些腫瘤的調節途徑依賴於H2O2水平的升高。但這種氧化劑濃度的進一步增加會導致程式性細胞死亡。”在研究人員對600種小分子化合物的篩選中，他們能確定那些能夠選擇性地提高H2O2的化合物。
其他研究工作已經使用了對不同種類的氧化劑不加區分地做出反應的探針，因此很難精確地確定哪些化合物對這些專門的分子產生最大的影響。MIT的篩查是第一個將目標鎖定在單一氧化劑上。這使研究小組能夠確定細胞對潛在藥物的反應特徵，並證明其中一些化合物在易受影響的癌症細胞系中激活了H2O2介導的毒性。
研究人員Yining Hao表示：“我們的工作是幫助為高度針對的、基於氧化劑的化學治療劑鋪平道路。”另一位研究人員Troy F。 Langford補充道：“這些研究使我們朝著有效利用藥物來治療不同病人的正確方向前進——這就是個性化醫療背後的理念。”
程式化的細胞死亡
過氧化氫屬於一個叫做活性氧（ROS）的分子家族，它們參與了氧氣的代謝。“它們被稱為‘Jekyll-and-Hyde分子。它們是我們生活所需的所有事物的一部分——從空氣中獲取氧氣，將其還原為水併為細胞產生能量——但ROS的濃度長期不受控制會產生負面影響，如干擾細胞內的訊號傳導途徑。”
當基因突變啟動癌症時，有時過氧化氫等氧化劑會急劇增加，進而使細胞功能失常。隨著過氧化氫水平的上升，癌細胞會釋放出抗氧化劑來控制它們。這是一種難以維持的代謝平衡，而研究人員正是希望在尋求新的癌症療法時利用這一弱點。
Hao說道：“我們的想法是，如果我們選擇性地提高過氧化氫，這些受壓的癌細胞將首先死亡。”“我們正在尋找對癌症的影響將大於對其周圍健康組織的影響的分子弱點，”Sikes則補充道。
抗癌藥物庫中已經出現了旨在作用於這些過氧化氫機制的藥物或透過直接提高細胞的氧化劑水平或透過破壞抗氧化系統，但它們並沒有統一的效果。如果沒有一種萬無一失的方法在藥物治療前後檢測癌細胞中的過氧化氫，那麼精準治療仍然遙不可及。
Langford和Sikes在2018年設計的生物感測器解決了這個問題。它使用了一種叫做過氧化氫酶-2的酶，它可以記錄過氧化氫水平的變化。據悉，這種感測器可以在跟過氧化氫反應時發出熒光。
“我們想以一種實用的方式使用這種感測器，我們想：‘還有什麼方法比使用科赫綜合癌症研究所隔壁的抗癌化合物庫進行高通量篩選更好呢？我們從他們的收藏中提取這些小分子，並系統地將每一個小分子新增到含有我們的感測器的癌細胞中。”Sikes經過深思熟慮，決定採用已經獲得美國FDA批准並在人體中安全的化合物。她表示，這包括一些以前曾作為抗癌藥物被調查的化合物。不過問題是，如果有的話，哪些化合物能夠有效地提高該團隊所組建的人類癌症細胞系中的過氧化氫濃度。
發光
當研究人員執行他們的螢幕時，他們在尋找探針的紅色熒光，這標誌著藥物跟細胞相互作用後過氧化氫水平的增加。雖然存在這樣的命中率，但在資料分析中，Hao發現這些訊號很多都是出奇得高，它們超出了感測器的範圍。
為此，研究人員進行了第二輪研究，以確保這些訊號實際上反映了過氧化氫水平的變化。在透過候選藥物庫後，研究人員不僅確定了在特定癌細胞中調節過氧化氫的化合物，而且還將其中一些化合物跟細胞的死亡聯絡起來。
他們意外發現了一種藥物——SMER3，一種抗真菌藥物——提高了過氧化氫水平。Sikes說道：“這是我們遇到的最激動人心的藥物。它能殺死酵母，並且事實證明它能有效地殺死一個癌症子集。”
另外他們還發現，一種以提高氧化劑水平而聞名的主要抗癌藥物在他們的篩選中是失敗的。“順鉑沒有誘導過氧化氫。也許它能誘導其他的氧化劑，但不是這種能在一部分癌症中驅動死亡反應途徑的氧化劑，”Sikes說道。
據悉，研究人員的這項工作已經催生了新的企業。Sikes正在跟波士頓的一位臨床醫生合作，他專門研究已知容易受到ROS缺陷影響的癌症如結腸癌。作為其論文研究的一部分，Langford在結腸癌細胞上測試了SMER3。“它能非常有效地殺死某些細胞系，我們想更好地瞭解它，瞭解它是否安全以及它到底針對什麼細胞途徑，”Hao說道。
Sikes表示，接下來的步驟包括轉向承載病人來源的癌症的動物模型並最終轉向病人群體。除了過氧化氫之外，他還設想採用其他在細胞中發揮關鍵功能的分子，這些分子也可能成為有效的抗癌目標。“有一些活性氮和硫物種也可能同樣重要，它們值得探索。”
08
MIT：新的癌症療法可能會重新“喚醒”免疫系統 以摧毀腫瘤細胞
麻省理工學院（MIT）的科學家們取得了一項發現，它可以擴大免疫療法的潛力，使其能夠治療更多種類的癌症。這一突破源於一種新發現的能力，即在受傷的癌細胞的幫助下啟動人體的免疫系統，這種技術被證明能夠完全消除小鼠疾病模型中的腫瘤。
免疫療法是一個非常有前景的癌症治療方法，旨在增強身體對癌症的自然防禦能力。談到如何實現這一目標，有許多可能性，但這項新研究背後的麻省理工學院科學家所追求的方法首先是將腫瘤細胞從體內移除，然後用不同劑量的化療藥物進行治療，並將其重新植入腫瘤中。
科學家們的想法是利用一種叫做免疫原性細胞死亡的現象，即死亡或瀕死的腫瘤細胞發出訊號，吸引免疫系統的注意。將這些受損的細胞與被稱為檢查點阻斷抑制劑的免疫治療藥物一起送回腫瘤中，希望能使它們迅速死亡。但該團隊的實驗盤實驗得到了一些令人驚訝的結果。用化療藥物處理提取的腫瘤細胞實際上似乎並沒有多大的區別，只有那些受到非常低劑量的化療才會產生最強的抗癌效果。
“這描述了一個用於癌症治療的免疫性細胞損傷而不是免疫性細胞死亡的新概念，”研究作者Michael Yaffe說。“我們的研究表明，如果你在培養皿中治療腫瘤細胞，當你把它們直接注射回腫瘤中並給予檢查點阻斷抑制劑時，活的、受傷的細胞是重新喚醒免疫系統的細胞。”
據科學家們說，誘發最強效果的化療藥物是那些在腫瘤細胞中造成DNA損傷的藥物，這似乎激活了發出求救訊號的細胞通路。在檢查點阻斷抑制劑的幫助下，這“哄騙”了T細胞的行動，使它們摧毀受傷的腫瘤細胞，以及碰巧在附近的任何腫瘤細胞。
Yaffe說：“我們的發現完全符合細胞內的‘危險訊號’可以與免疫系統‘對話’的概念，這是20世紀90年代由美國國立衛生研究院的Polly Matzinger開創的理論，儘管仍未被普遍接受。”
該團隊在黑色素瘤和乳腺腫瘤的小鼠模型上測試了他們的新組合療法，並發現40%的小鼠的腫瘤被完全消除了。幾個月後，當癌細胞被注射到同一只小鼠體內時，T細胞迅速識別並在它們發展成新的腫瘤之前將其消滅。
科學家們希望在這些有希望的結果的基礎上，對那些對現有免疫療法沒有反應的腫瘤患者測試新療法。在這之前，該團隊將需要確定哪些藥物最適合哪種型別的腫瘤，以及理想和安全的劑量。
該研究發表在《科學訊號》雜誌上。
https：//www。science。org/doi/10。1126/scisignal。abc4764
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研究人員開發出一種腦癌活檢的新無創方法
膠質母細胞瘤（glioblastoma）是一種腦癌，可能具有侵略性，並且不幸的是，如果不進行危險的活檢診斷起來非常棘手。但現在，在小鼠和豬身上測試的一種新無創方法有朝一日可以透過超聲脈衝和基本的血液測試來診斷這種疾病。
血腦屏障（BBB）是襯托大腦和中樞神經系統中血管壁的重要邊界，是一個用來防止病原體進入這些敏感的地方。然而不幸的是，這也會使癌症、神經退行性疾病和其他影響大腦的疾病難以被診斷和接受治療。
過去的工作表明，聚焦的超聲波脈衝可以暫時撬開這道屏障、讓藥物進入以治療阿爾茨海默病或癌症。但在新研究中，研究人員使用超聲波脈衝來開啟血腦屏障以便讓一些東西出來。
由聖路易斯華盛頓大學的科學家領導的研究小組首先將微氣泡注入血液中。然後將超聲脈衝指向大腦，當經過的微泡被聲波擊中時它們開始脈動。這使得BBB得以暫時開啟並允許膠質母細胞瘤的生物標誌物逃到血液中。從那裡，醫生可以透過一個簡單的血液測試來診斷癌症。他們稱這種技術為聲學活檢，並且它應該比傳統的活檢更不具侵略性。
該團隊在小鼠和豬身上測試了這種方法，並發現在聲學活檢後可以檢測到更高水平的生物標誌物。他們專注於膠質母細胞瘤中高度表達的兩個基因，即EGFRvIII和TERT C228T。在小鼠中，跟接受血液活檢而沒有超聲檢查的小鼠相比，EGFRvIII的迴圈腫瘤DNA （ctDNA）量在聲學活檢後增加了920倍。對該基因的敏感性也從7。14%上升到64。71%，而TERT C228T ctDNA的水平增加了10倍，敏感性從14。29%提高到45。83%。
在豬身上，血液中的EGFRvIII水平上升了270倍，而TERT C228T上升了9倍。EGFRvIII的診斷靈敏度也從28。57%上升到100%，而TERT C228T則從42。86%上升到71。43%。在小鼠和豬身上，都沒有從該過程中發現重大的組織損傷。
“我們的研究表明，超聲檢查富集了血漿中的腫瘤特異性ctDNA，並且提高了對兩種膠質母細胞瘤表型的檢測靈敏度而不會帶來重大的安全風險，”這項研究的論文第一作者Hong Chen指出，“聲學活檢跟先進的血液分析測定的整合有希望提供微創的、時空控制的和敏感的腦癌診斷。”
該團隊表示，聲學活檢最終可用於診斷腦瘤、監測其治療進展情況並留意下一步的復發情況。但要調查這些動物試驗的結果是否適用於人類，仍有很多工作要做。
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科學家發現打擊腫瘤的“隱秘”方法：免疫細胞偽裝成癌細胞
麻省理工學院生物學家進行的一項研究表明，偽裝成癌細胞的輔助免疫細胞可以幫助攻擊腫瘤的T細胞恢復活力。在適當的情況下，人體的T細胞可以檢測並摧毀癌細胞。然而，在大多數癌症患者中，T細胞一旦進入腫瘤周圍的環境就會被“解除武裝”。
科學家們現在正試圖找到方法，透過啟動那些缺乏活力的T細胞來幫助治療病人。這一領域的大部分研究，即癌症免疫療法，都集中在尋找直接刺激這些T細胞的方法。麻省理工學院的研究人員現在發現了一種可能的新方法，透過招募一種叫做樹突狀細胞的輔助免疫細胞群來間接啟用這些T細胞。
在一項新的研究中，研究人員發現了一個特定的樹突狀細胞亞群，它有一種啟用T細胞的獨特方式。這些樹突狀細胞可以用腫瘤蛋白“掩蓋”自己，使它們能夠“冒充”癌細胞並引發強烈的T細胞反應。
麻省理工學院Howard S。 and Linda B。 Stern職業發展教授、麻省理工學院Koch綜合癌症研究所成員Stefani Spranger說：“我們知道樹突狀細胞對抗腫瘤免疫反應極其重要，但我們不知道什麼真正構成了樹突狀細胞對腫瘤的最佳反應。”
她說，這些結果表明，找到刺激這一特定樹突狀細胞群的方法可能有助於提高癌症免疫療法的有效性。在對小鼠的研究中，研究人員表明，刺激這些樹突狀細胞可以減緩黑色素瘤和結腸腫瘤的生長。
Spranger是這項研究的資深作者，該研究於2021年11月19日發表在《免疫》雜誌上。該論文的第一作者是麻省理工學院的研究生Ellen Duong。
自發消退
當腫瘤開始形成時，它們會產生T細胞識別為外來的癌性蛋白質。這有時允許T細胞在腫瘤變得非常大之前就將其消滅。在其他情況下，腫瘤能夠分泌化學訊號，使T細胞失去活性，允許腫瘤繼續不受控制地生長。
眾所周知，樹突狀細胞有助於啟用抗腫瘤的T細胞，但有許多不同的樹突狀細胞亞型，它們在T細胞啟用中的各自作用並沒有得到充分的描述。在這項研究中，麻省理工學院的團隊希望調查哪些型別的樹突狀細胞參與了成功消除腫瘤的T細胞反應。
為了做到這一點，他們找到了一個腫瘤細胞系，來自一種肌肉腫瘤，已被證明能在小鼠體內自發退縮。 Spranger說，這樣的細胞系很難找到，因為如果它們不能形成腫瘤，研究人員通常不會把它們留在身邊。
在研究小鼠時，他們將該退行性細胞系產生的腫瘤與一種結腸癌進行了比較，後者形成的腫瘤在被植入體內後會變大。研究人員發現，在進展中的腫瘤中，T細胞反應很快變得枯竭，而在退行性腫瘤中，T細胞仍然保持功能。
研究人員隨後分析了存在於這些腫瘤中的每個樹突狀細胞群。樹突狀細胞的主要功能之一是吸收垂死細胞的碎片，如癌細胞或感染了病原體的細胞，然後將蛋白質片段呈現給T細胞，提醒它們注意感染或腫瘤。
抗腫瘤免疫所需的最知名的樹突狀細胞型別是DC1細胞，它與T細胞互動，能夠消除癌細胞。然而，研究人員發現，DC1細胞並不是腫瘤消退所需要的。相反，利用單細胞RNA測序技術，他們發現了一種先前未知的DC2細胞的啟用狀態，這是一種不同型別的樹突狀細胞，它正在驅動正在消退的腫瘤中的T細胞的啟用。
麻省理工學院的研究小組發現，這些樹突狀細胞不是攝取細胞碎片，而是從腫瘤細胞中掠奪稱為MHC複合物的蛋白質，並將它們顯示在自己的表面。當T細胞遇到這些偽裝成腫瘤細胞的樹突狀細胞時，T細胞被強烈啟用並開始殺死腫瘤細胞。
這種專門的樹突狀細胞群似乎是由一型干擾素啟用的，一型干擾素是一種訊號分子，細胞通常在應對病毒感染時產生。研究人員在結腸癌和黑色素瘤的腫瘤中發現了一小部分這些樹突狀細胞群，這些細胞在進展中，但它們沒有被適當啟用。然而，如果他們用干擾素治療這些腫瘤，樹突狀細胞開始刺激T細胞來攻擊腫瘤細胞。
靶向治療
一些型別的干擾素已被用於幫助治療癌症，但它在全身給藥時可能有廣泛的副作用。 Spranger表示，這項研究的結果表明，以一種非常有針對性的方式向腫瘤細胞提供干擾素，或者使用一種能激起腫瘤細胞產生I型干擾素的藥物，可能會有好處。
研究人員現在計劃調查究竟需要多少I型干擾素才能產生強烈的T細胞反應。大多數腫瘤細胞產生少量的I型干擾素，但不足以啟用激發T細胞的樹突狀細胞群。另一方面，過多的干擾素會對細胞產生毒性。
Spranger說：“我們的免疫系統是硬性規定的，可以對I型干擾素的細微差別作出非常顯著的反應，從免疫學的角度來看，這一點是很有趣的。”
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MIT工程師設計出一種能揭示癌症如何擴散的腫瘤細胞計算方法
當腫瘤在一個器官內生長時，它們也會釋放出進入血液的細胞。這些細胞可以進入其他器官進而為新的腫瘤播種，這一過程被稱為轉移。來自麻省理工學院（MIT）的工程師們現在已經開發出一種技術，該種技術首次使他們能夠測量出小鼠體內這些迴圈腫瘤細胞（CTCs）的生成率。
他們的方法還揭示了CTCs一旦被釋放到血液中能存活多久，這可以幫助科學家更多瞭解不同型別的癌症如何在體內擴散。
生物工程系和機械工程系的David H。 Koch工程教授、Koch綜合癌症研究所成員、該研究的論文資深作者Scott Manalis說道：“透過在小鼠之間交換血液，同時實時計數CTCs，我們獲得了對CTCs進入血液迴圈的速度以及它們被清除之前需要多長時間的直接測量。”
透過新系統，研究人員得以研究來自胰腺腫瘤及兩種型別肺部腫瘤的CTCs。
捕獲稀有細胞
迴圈中的腫瘤細胞在病人中是罕見的。一毫升血液中可能含有1到10個這樣的細胞。近年來，研究人員已經設計出了捕捉這些難以捉摸的細胞的策略，它們可以產生關於病人腫瘤的大量資訊甚至幫助醫生跟蹤腫瘤對治療的反應。
“迴圈腫瘤細胞很有吸引力，因為你可以從血液中獲取它們，它們提供了一個瞭解腫瘤的視窗。這比對腫瘤進行活檢要容易得多，”Manalis說道。
由於小鼠只有1毫升多一點的血液，所以在它們體內找到CTCs則變得更加困難。Manalis表示，能夠研究小鼠的CTCs可以幫助研究人員回答許多懸而未決的問題，即這些細胞被腫瘤脫落的速度有多快、它們在血液迴圈中存活多久以及它們如何有效地播種新的腫瘤。
為了嘗試回答其中的一些問題，Manalis和他的學生設計了一個系統，讓他們能夠從患有腫瘤的小鼠身上抽出血液，然後在將其流入到一隻健康小鼠體內。隨後再透過一個單獨的管子，健康小鼠的血液流回患腫瘤的小鼠體內。該系統包括兩個細胞計數儀（每隻小鼠一個），用於檢測和清除血液中的迴圈腫瘤細胞。
透過利用這種設定，研究人員可以在不到一個小時內分析每隻小鼠的所有血液。在確定腫瘤小鼠和健康小鼠血液中的CTCs濃度後，他們可以計算出CTCs在腫瘤小鼠體內產生的速度。他們還可以計算出這些細胞的半衰期——這是衡量它們在被身體清除之前在血液中存活多久的標準。
研究人員跟科赫研究所的傑克實驗室成員合作，用該系統研究了患有三種不同型別腫瘤的小鼠：胰腺癌、小細胞肺癌和非小細胞肺癌。
他們發現四氯化碳的半衰期在三種類型的腫瘤之間相當相似，數值從40秒到大約250秒不等。然而不同型別的腫瘤之間的生成率顯示出更大的差異性。眾所周知，小細胞肺腫瘤具有積極的轉移性，每小時可產生超過10萬個CTCs，而非小細胞肺腫瘤和胰腺腫瘤每小時僅產生60個CTCs。
以往依靠注射實驗室培養的細胞系的腫瘤細胞的研究發現，這些細胞在血液中的半衰期只有幾秒鐘，但馬納里斯實驗室的新結果表明，內源性CTCs實際存在的時間要比這個長得多。
產生轉移
研究人員還表明，接受CTCs的健康小鼠後來出現了轉移，即使只交換了幾千個CTCs。他們發現，來自小細胞肺腫瘤的CTCs在接受者健康小鼠的肝臟中形成了轉移，這就像它們在腫瘤最初形成的小鼠中一樣。
“我們意識到的是，我們注射到健康受體小鼠體內的這些CTCs開始生長並形成轉移，我們可以在幾個月後檢測到，”Hamza說道，“觀察到這一點很令人興奮，因為它驗證了我們的血液交換技術還可以用來在其原生血液環境中溫和地注射有活力的CTC樣本，而不必使用苛刻的體外技術來富集它。”
透過利用這種方法，研究人員現在希望研究不同的藥物治療如何影響CTC水平。研究人員Alex Miller表：“有了這個系統，我們可以檢視CTC的實時濃度，因此我們可以進行藥物治療並檢視它是如何影響半衰期時間和生成率。”
研究人員還計劃利用這個系統研究其他型別的癌症，包括白血病和淋巴瘤等血癌。該技術還可以用來研究其他種類的細胞的迴圈動態，包括免疫細胞。
