科學家證實,微弱的發炎症狀和癌症真的有關係

作者 | 發布日期 2016 年 08 月 07 日 0:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

人們常用來抗發炎的阿斯匹靈等藥物,常常也具有抗癌的效用,但我們一直不了解確切的原因。近日科學家發現,原來輕度發炎狀況有可能造成癌症的出現,這樣輕度的發炎狀況往往不是我們所熟知的一般發炎反應會出現的症狀。



由身兼美國加州大學舊金山分校計算健康科學中心主任以及小兒科教授的 Atul Butte 博士帶領的研究團隊,與耶路撒冷希伯來大學醫學院勞騰伯格免疫研究中心 Yinon Ben-Neriah 博士,共同合作的研究團隊發現微弱的發炎症狀在人類與小鼠癌症細胞中所造成的影響。這種被稱為準炎症(parainflammation,亦稱做亞炎症、副炎症,是介於一般狀況與發炎情況之間的一個狀態,可能演變成長期慢性發炎等狀況)的研究成果,或許能夠解釋各種不同種類癌症的起因。

這項研究在今年 7 月 8 日公開發表於科學期刊 Genome Biology 網站上,研究結果顯示數十年來定期服用一定劑量的阿斯匹靈或其他非類固醇抗發炎藥物(NSAID)的人們,較不容易患有直腸癌、乳癌及其他多種惡性腫瘤。這個現象先前一直難以解釋,因為阿斯匹靈等抗發炎藥物能夠降低人們罹患某些癌症的機會,但這些癌症或惡性腫瘤卻沒有伴隨著明顯的發炎症狀。

對於癌症研究來說,究竟是什麼觸發了腫瘤的形成,一直都是十分關鍵的課題,而研究團隊認為準炎症可能是其中非常重要的一環。研究團隊首先假設生物體內有一種無法被一般檢測方法偵測到的微弱發炎現象,也就是後來被稱之為準炎症的發炎現象,這樣的輕度發炎可以影響基因突變並引起細胞癌化。而在 Ben-Neriah 博士先前的研究中,曾經誘發小鼠體內組織輕度發炎的方法,進而發現非免疫細胞(包含已知能夠引發癌症的細胞在內)也能夠引發與一般免疫系統所活化的基因機制類似的反應。這種反應最後會影響一種叫做 p53 的細胞分裂調控因子,進而防止細胞繼續成長及分裂,使細胞走向老化(cellular senescence)。

 

準炎症的程度和死亡率呈正相關

p53 在生物體內扮演的角色就像細胞分裂的剎車一樣,如果 p53 因為突變或其他原因造成它失去功能,就有可能導致細胞分裂不受控制而癌化,進而發展成各種不同形式的癌症。研究團隊發現細胞組織在準炎症狀態下,p53 會失去功能,細胞組織內少了 p53 的保護,就有癌化的危險。在這種狀況下,原本做為保護的準炎症機制,反而提供了腫瘤形成所需的能量,使得情況更加棘手。

研究團隊突變小鼠的 p53 ,並引發小鼠小腸的準炎症反應,因而發現了準炎症之所以致癌的特殊基因表現形態。此外,這項研究結果也提出了新的技術,能夠幫助科學家們偵測以往無法偵測的準炎症反應,能廣泛的運用於小鼠類器官腫瘤、人類癌化細胞株以及人類腫瘤樣本。

耶魯醫學院免疫學家 Ruslan Medzhitov 博士在 2008 年創造了「準炎症」這個詞彙,用以表示輕度發炎的狀態,他的這項假設在日後幫助科學家更容易了解細胞組織受到外界壓力或傷害時反應狀況。他表示,這項研究除了使得我們對於發炎與癌症之間的關係有更進一步的了解之外,研究中所開發的以分子層次偵測準炎症的技術,在未來或許也可以針對惡性腫瘤常見的發展模式,設計出更有效率的癌症治療方法。

為了要確認準炎症和人類癌症之間的關聯性,研究團隊利用美國國家級的健康衛生電子資料庫──癌症基因體圖譜計畫(The Cancer Genome Atlas,TCGA),檢驗比對了 18 種癌症中 6,523 個原發腫瘤樣本中準炎症的分子特徵。他們發現超過四分之一的腫瘤樣本有準炎症的現象,而且在某些類型的癌症中又更加明顯。超過四分之三的胰腺癌樣本出現準炎症現象,但腎臟癌樣本中幾乎沒有出現準炎症的特徵。

經過大量的分析後,研究團隊發現 p53 出現最多突變的腫瘤樣本,也會觀察到特別高的準炎症現象,這個結果和原先假設預期的相符合,也就是說準炎症和 p53 的突變機率有關,而 p53 突變之後,就有可能造成細胞分裂不受控制無法停止,進而導致細胞癌化。準炎症症狀越高,癌症的進程也會越快,例如胰臟癌以及膀胱癌。除了和癌症的類型有關之外,準炎症的程度也和死亡率呈正相關。

 

阿斯匹靈非萬靈丹

這些研究結果除了印證一開始的假設之外,研究團隊還發現非類固醇抗發炎藥物可以抑制患有癌症的老鼠體內小腸腫瘤及口部、胰臟、直腸癌化細胞株的準炎症症狀。這些發現在未來將可以幫助醫療人員判斷病患的狀況,並依據病患所顯現的準炎症特徵給予更適合的治療,或者在手術後提供阿斯匹靈等藥物的輔助。

雖然這項研究的結果顯示阿斯匹靈對於抗癌有著顯著效果,但這並不表示阿斯匹靈就此成為萬靈丹。阿斯匹靈仍然有其副作用,不管是它原先的療效或者抗癌都必須適量使用而不應該忽略其副作用。研究團隊預期未來能夠將準炎症檢測成果運用至預測乳癌復發的可能性,並以此幫助醫療人員判斷患者是否適合使用非類固醇抗發炎藥物療程。

準炎症徵象檢測技術的發展過程,是科學家們經過了許多年共同合作所得。這項研究一開始是由身為共同作者的希伯來大學醫學院 Asaf Hellman 博士研究室博士生的 Dvir Aran 所執行,之後與希伯來大學 Ben-Neriah 實驗室的 Audrey Lasry 合作。綜合 Aran 的生物資訊背景以及 Lasry 的動物及細胞株實驗經驗,再加上加州大學舊金山分校 Atul Butte 博士實驗室所擁有的公開生醫計算分析資料庫資源,多方合作才得以成就這樣的成果。Aran 表示,公開的基因資料庫幫助他們將小鼠和人類的基因資訊互相對應,進而連結印證。

Butte 博士認為這項研究是科學界之間研究資訊相互分享的一件實例,各方累積下來的實驗數據在經過數年後依舊能被重新分析使用,而癌症免疫相關研究也正是近期最新開發的癌症治療領域。更重要的是,透過這些分析,科學家得以將模式生物或細胞株研究和臨床癌症研究連結。這將是接下來重要的研究方向之一,也是癌症免疫學門一大挑戰。

(首圖來源:shutterstock) 

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