癌癥沉默是金
日期:2010-09-15 10:36:59
“治愈癌癥”,這不是愚人節(jié)的玩笑,而是美國阿爾尼拉姆(Alnylam)生物技術(shù)公司在8月26日宣布的消息。這家公司聲稱,找到了一種能夠治愈所有癌癥的新型藥物,首批接受臨床試驗的19名晚期肝癌患者病情都有較大好轉(zhuǎn),它使用的是RNA干擾技術(shù)。
2006年,美國科學(xué)家Andrew Z. Firer和Craig C. Mello分享了諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎,這距離他們發(fā)現(xiàn)RNA干擾技術(shù)能夠選擇性地關(guān)閉線蟲的基因,只過了8年時間。在諾貝爾獎的歷史上,如此快速的得獎是相當(dāng)罕見的事情。現(xiàn)在,這種技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于對基因功能的分析當(dāng)中,但是并不僅僅如此。
RNA干擾的現(xiàn)象,是人們在1990年代在植物中發(fā)現(xiàn)的。把能夠表現(xiàn)某種特性的DNA所對應(yīng)的RNA片段注入細(xì)胞時,這種功能將不會再表現(xiàn)出來,而并非像人們預(yù)想的那樣增強(qiáng)其表現(xiàn)。
在植物上,這種現(xiàn)象被叫做“基因沉默”,而隨后發(fā)現(xiàn)在動物體內(nèi)也有類似的現(xiàn)象,便命名為“RNA干擾”。Firer和Mello獲得諾貝爾獎的原因,就是在秀麗隱桿線蟲身上成功地實現(xiàn)了RNA干擾。通過這種方式,人們現(xiàn)在已經(jīng)可以沉默線蟲的86%的基因,以此來分析具體基因片段的作用。
人類的基因組就像是一本外語書。我們知道了每一個字母,但是不知道它們組成的單詞到底是什么意思。有了RNA干擾技術(shù),就可以通過對比來判斷每一段基因的具體功能。經(jīng)過了十幾年的發(fā)展之后,現(xiàn)在的RNA干擾技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟,人們將相應(yīng)的雙鏈RNA切割成只有21到23個堿基對的小片段,然后直接注入胚胎細(xì)胞之中,無論是在線蟲、黑腹果蠅還是哺乳動物中,都能起到同樣的關(guān)閉基因的作用。這讓RNA干擾技術(shù)成為了關(guān)閉特定基因表達(dá)的一種良好方法。
人們敏銳地意識到,這也許會成為治療一些不治之癥和遺傳病的契機(jī)。例如通過有選擇地沉默癌癥腫瘤細(xì)胞中的某些特定基因,可以讓癌癥細(xì)胞不再產(chǎn)生生長所需要的蛋白質(zhì),從而減緩生長,甚至逐漸凋零而死亡;而對于其他由基因的故障引起的遺傳病,也許也同樣有效。
然而達(dá)到這樣的目標(biāo)并不容易。一些科學(xué)家在2003年舉辦的一次研討會上,表達(dá)了對RNA干擾技術(shù)的擔(dān)心:RNA片段在幾個小時內(nèi)就會分解,它過于脆弱、沒有辦法在人體中穩(wěn)定足夠長的時間;人們還沒有辦法確保RNA片段能夠到達(dá)正確細(xì)胞的正確位置;以及,對治療特定的疾病,人們需要探索幾種堿基的最佳組合。
幸好,這些問題都在逐漸得到解決。2006年,美國德克薩斯州大學(xué)醫(yī)學(xué)部通過RNA干擾的方法有效地抑制了實驗小鼠體內(nèi)移植的人類結(jié)腸癌細(xì)胞,為利用RNA干擾治療癌癥邁出了第一步。2007年,美國Alnylam公司和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院分子系統(tǒng)生物學(xué)研究院的研究人員合作,闡明了在哺乳動物體內(nèi),RNA片段和脂肪酸結(jié)合后被細(xì)胞吸收的機(jī)制,讓使用RNA干擾技術(shù)廣泛治療癌癥的可能性進(jìn)一步加強(qiáng)。通過幾種蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn),和脂肪酸結(jié)合的RNA片段可以被穩(wěn)定地運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)而不致被降解,這使得在治療過程中,人們擁有了類似精確制導(dǎo)導(dǎo)彈的工具,也為這家公司現(xiàn)在的成功打下基礎(chǔ)。
目前最常用的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白包括高密度脂蛋白、低密度脂蛋白和血液中廣泛存在的血清白蛋白等等。和低密度脂蛋白結(jié)合的RNA與脂肪酸分子可以對肝臟起作用,而和高密度脂蛋白結(jié)合的分子則會對腸或者腎起作用。在動物實驗中,這一過程能夠?qū)崿F(xiàn)對80%的標(biāo)靶基因的沉默效果,而且并不像之前開發(fā)的類似技術(shù),可能會對生物產(chǎn)生毒害。
Alnylam公司的科研主任David Bumcrot表示,“利用人工合成的RNA片段,可以有效傳遞到患病區(qū)域而獲得治療性的基因沉默效果,并不影響細(xì)胞原有的RNA的工作?!?/P>
2008年,這家公司和MIT合作進(jìn)行了使用納米技術(shù)結(jié)合RNA干擾,制造出能夠保持穩(wěn)定且進(jìn)入細(xì)胞中起作用的藥物,用來消滅癌癥細(xì)胞。
現(xiàn)在,Alnylam公司宣布開發(fā)出了一種叫做ALN-VSP的藥物,已經(jīng)能夠成功切斷肝癌患者腫瘤的62%血流量。這種藥物能夠阻止癌癥腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生兩種關(guān)鍵的蛋白質(zhì):促進(jìn)血管生長的血管內(nèi)皮生長因子和加速細(xì)胞分裂的紡錘體驅(qū)動蛋白,從而讓腫瘤減少營養(yǎng)的同時減少細(xì)胞分裂,最終達(dá)到消滅癌細(xì)胞的目的。這種藥品,在個性化基因治療癌癥方面邁出了第一步,而它們也已經(jīng)開發(fā)出了數(shù)種類似的藥物,其中一些抗病毒的RNA干擾藥物已經(jīng)進(jìn)入臨床三期檢測的程度,也許五年之內(nèi)就會出現(xiàn)在市場上。
這是一種看起來像是能夠包治百病的方法,但是人們依然面臨著諸多挑戰(zhàn)。每一種具體的病癥依然需要特別的對癥的RNA才能起作用:不同癌癥的易感基因不同,而每個基因也有自己的突變熱點(diǎn),RNA干擾藥物并非萬靈丹,只能對癥施治。
目前,這種療法已經(jīng)開始嘗試治療體外培養(yǎng)的患有亨廷頓氏舞蹈癥、視網(wǎng)膜黃斑變性、肌肉萎縮和艾滋病等等的細(xì)胞。也許在未來的數(shù)十年之內(nèi),我們將可以通過控制基因表達(dá)的方式來控制我們自身細(xì)胞的生產(chǎn)過程,從而治愈大部分和遺傳及基因有關(guān)的疾病。