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为解决癌症耐药难题,研究人员开展多学科研究,发现耐药特征等,对改善癌症治疗意义重大。
癌症,这个可怕的 “杀手”,长期以来威胁着人类的健康。随着医学的发展,各种癌症治疗手段不断涌现,但癌症耐药问题却如同一座难以翻越的大山,横亘在抗癌之路上。据估计,约 90% 的癌症相关死亡是由耐药疾病导致的 。尽管癌症治疗取得了显著进展,耐药却使得治疗效果大打折扣,患者预后不佳。面对如此严峻的形势,迫切需要新的研究来打破这一困境,为癌症患者带来新的希望。
在此背景下,英国癌症研究中心(Cancer Research UK)、Rosetrees Trust 和 UKRI 资助的生命物理网络(UKRI Physics of Life Network)的研究人员联合开展了相关研究。他们组织了关于 “攻克癌症耐药性” 的研讨会,汇聚了细胞生物学、物理科学、计算生物学、药物研发以及临床医生等多领域专家,共同探讨癌症耐药问题。相关研究成果发表在《BJC Reports》上。
在研究方法上,研究人员主要运用了以下几种关键技术:一是基因组监测技术,通过对癌症基因组在抗癌药物选择压力下的进化监测,如 Hartwig Medical Foundation 和 TRACERx 项目,为耐药癌症患者的治疗提供指导;二是功能基因组学技术,利用 CRISPR - 相关技术,如碱基编辑[14 - 16]和饱和基因组编辑[17 - 19],对癌症基因组中临床观察到的 DNA 变异进行功能表征;三是多组学和数字病理学技术,结合空间和基因组数据,深入理解肿瘤休眠和耐药机制,为适应性疗法提供支持。
研究结果如下:
- 从 COVID - 19 大流行中获得的经验:COVID - 19 大流行期间,基因组监测、数据共享等举措推动了疫苗和治疗方法的快速研发。在癌症治疗中,类似的基因组监测同样重要。例如,Hartwig Medical Foundation 和 TRACERx 项目对癌症基因组进化进行研究,有助于指导耐药癌症患者的治疗。同时,COVID - 19 大流行期间疫苗的加速评估也为癌症药物研发提供了借鉴,组合疗法在癌症治疗中可能具有潜力,有望减少耐药性的产生。
- 从抗菌耐药中获得的经验:抗菌耐药(AMR)是全球健康挑战,应对 AMR 的策略,如提高意识、加强监测、优化药物使用等,对解决癌症耐药问题具有启示。环境因素在癌症耐药和 AMR 中都起着重要作用,合理管理癌症治疗方案,借鉴 AMR 的策略,如轮换药物或使用组合疗法,可能有助于减轻癌症耐药性。
- 癌症耐药的特征:
- 内在和获得性耐药:肿瘤细胞具有显著异质性,这使得它们能够固有地或在治疗过程中获得耐药能力。内在耐药源于肿瘤细胞的固有特征,获得性耐药则通过遗传或表观遗传变化产生。目前的研究正在识别与耐药相关的特定基因突变和通路,精准医学有助于根据个体肿瘤特征制定治疗策略。
- 表观遗传修饰和环境因素:表观遗传修饰,如 DNA 甲基化和组蛋白修饰,是可逆的,可影响耐药基因程序的表达。肿瘤微环境(TME)中的低 pH 和缺氧条件等环境因素会导致药物失活。虽然空间转录组学等技术为研究 TME 提供了新视角,但在临床前模型中复制 TME 的复杂性以及将研究结果转化到临床仍面临挑战。
- 实时监测:有效管理耐药需要早期检测和持续监测肿瘤进化。多参数和多维正电子发射断层扫描 / 磁共振成像(PET/MRI)等成像技术以及液体活检可用于监测癌症耐药特征,但提高这些监测技术的灵敏度和特异性仍是挑战,多模态数据整合是解决这一问题的有前景的方法。
- 临床前建模和计算方法:有效的临床前模型应准确反映人类情况,可靠预测临床结果。不同类型的临床前模型各有优缺点,整合多种模型对于癌症耐药研究至关重要,但确保模型的有效性和与临床数据的一致性仍是关键挑战。
- 适应性疗法:鉴于癌症耐药的时空异质性,适应性疗法至关重要。数字病理学和多组学方法有助于深入理解肿瘤休眠和耐药机制,一些适应性疗法策略已显示出延缓耐药和提高疗效的潜力,但在临床实践中实施仍面临挑战。
- 加速研究成果转化为临床实践:
- 改善跨部门沟通:多学科研究在转化为临床应用时面临数据和技术整合的挑战,标准化框架的缺乏影响了合作。数学建模在药物研发过程中考虑耐药性至关重要,可帮助预测和减轻耐药机制。
- 学术界和产业界合作:学术界和产业界在将研究转化为临床应用方面存在差距,明确共同目标、加强合作可加速有临床影响的研究转化,Open Targets 等合作项目是成功范例。
- 监管障碍:研究成果转化需要多方利益相关者的参与,早期与监管专家合作,使研究设计符合未来审批标准,有助于研究成果顺利转化为临床应用。
研究结论和讨论部分指出,解决癌症耐药的关键挑战需要多方面的努力和跨领域的合作。未来可从以下几个方面开展研究:一是鼓励跨部门合作和数据共享,充分利用学术界、产业界和监管机构的优势,加速耐药机制的研究和有效疗法的开发;二是探索药物组合和二线疗法,针对癌症耐药的多个特征设计组合疗法,提高治疗效果,减少耐药性;三是应用人工智能(AI)预测耐药性,通过分析大量多模态数据,帮助医生更早发现癌症并制定个性化治疗方案,减少耐药的发生。
这项研究意义重大,它为解决癌症耐药问题提供了多学科的思路和方法,强调了跨领域合作、数据共享以及新技术应用的重要性。通过这些研究成果的应用,有望改善癌症患者的治疗效果,延长患者的生命,为抗癌事业带来新的曙光。