癌細(xì)胞怎么挑轉(zhuǎn)移“落腳點(diǎn)”

　　癌癥最危險的一步，不是它從哪里長出來，而是它去了哪里。

　　當(dāng)癌細(xì)胞離開最初的腫瘤，鉆進(jìn)血管，順著血液流到骨骼、肺部、肝臟這些遠(yuǎn)處的器官，在那里重新扎根、生長——這個過程叫做轉(zhuǎn)移。根據(jù)挪威癌癥登記數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，實(shí)體瘤導(dǎo)致的癌癥死亡中，大約2/3都與轉(zhuǎn)移有關(guān)。換句話說，絕大多數(shù)癌癥病人并不是被原發(fā)的腫瘤奪去生命，而是死于癌細(xì)胞在身體各處播下的種子。

　　然而，幾十年來針對轉(zhuǎn)移階段開發(fā)的藥物，大多數(shù)都在臨床試驗(yàn)中失敗了。一個重要原因是科學(xué)家缺少能夠真實(shí)復(fù)現(xiàn)人類轉(zhuǎn)移過程的實(shí)驗(yàn)室模型。動物模型當(dāng)然很有價值，但人類與老鼠之間的生物學(xué)差異擺在那里：一種藥在小鼠身上效果顯著，換到人身上卻可能毫無反應(yīng)。這個問題困擾了學(xué)界很多年。

　　不過，美國哥倫比亞大學(xué)科學(xué)家采取了一個全新的解決方案：一塊指甲蓋大小的芯片，上面承載著人造的人類骨骼和肺組織。這是第一個能夠在實(shí)驗(yàn)室里完整再現(xiàn)癌細(xì)胞從血管流向遠(yuǎn)端器官、并完成定植全過程的多器官芯片。

　　科學(xué)家們先用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，分別培育出毫米級的人類骨骼組織和肺組織——這兩個器官正是乳腺癌最容易轉(zhuǎn)移的部位。他們還制造了一層模擬血管的內(nèi)壁，所有這些組織被安置在芯片上，彼此獨(dú)立又相互連通；中間由一套微流控管道模擬血液循環(huán)；獨(dú)特的內(nèi)皮屏障將組織與血管隔開，就像在人體里一樣，只允許特定的細(xì)胞和分子通過。

　　當(dāng)乳腺癌細(xì)胞被注入循環(huán)管道之后，芯片開始演示微觀世界的變化：癌細(xì)胞隨血流抵達(dá)內(nèi)皮屏障，試圖附著上去，擠過縫隙，穿透防線，最終進(jìn)入組織腔室。這一步叫做器官定植，是整個轉(zhuǎn)移過程中最關(guān)鍵、也最難被直接觀察的階段。

　　芯片給出的結(jié)果令人印象深刻。那些天然傾向于侵襲骨骼的癌細(xì)胞亞群，在骨組織腔室里大量聚集，并引發(fā)了明顯的骨質(zhì)破壞；而那些偏好肺部的癌細(xì)胞亞群，則主要在肺組織腔室里肆虐，對骨骼的影響十分有限。兩種情況下，癌細(xì)胞分泌的信號分子也完全不同。芯片捕捉到的不是隨機(jī)事件，而是真實(shí)的器官特異性轉(zhuǎn)移傾向，也就是對腫瘤生物學(xué)里那句經(jīng)典比喻的描述：“種子”如何在最合適的“土壤”里生根發(fā)芽。

　　科學(xué)家還在芯片上觀察到了一個此前難以在實(shí)驗(yàn)室中復(fù)制的現(xiàn)象：癌細(xì)胞在正式定植之前，會先釋放一些信號分子，對遠(yuǎn)處的骨骼或肺組織進(jìn)行“預(yù)處理”，讓這些器官變得更容易接納自己。這個過程被稱為轉(zhuǎn)移前生態(tài)位形成。在患者體內(nèi)，由于多種生物學(xué)事件同時發(fā)生，幾乎不可能把它單獨(dú)分離出來研究。但在芯片的可控環(huán)境里，這一幕被清晰記錄了下來。

　　對于醫(yī)生來說，下一步可用患者自身的細(xì)胞來構(gòu)建這套平臺，從而回答一個非常個性化的問題：為什么這位患者的癌癥轉(zhuǎn)移到骨骼，而另一位患者的卻襲擊肺部？

　　轉(zhuǎn)移是一條環(huán)環(huán)相扣的鏈條，每一個環(huán)節(jié)都可能成為藥物攔截的目標(biāo)?，F(xiàn)在，科學(xué)家得以逐環(huán)拆解這個致命鏈條，看清癌癥最狡猾的一步究竟是怎樣發(fā)生的。

　　(科技日報 本報記者 張夢然)