浅谈对生命科学进展的认识

浅谈对生命科学进展的认识
浅谈对生命科学进展的认识

浅谈对生命科学进展的认识

生命科学对于我们来说既熟悉又陌生。当我们说到基因、细胞、组织、器官等的时候,我们觉得好熟悉,这就是生命科学;但当我们更深入的了解基因,了解细胞的时候,我们感觉真的好陌生,感觉我们并没有真正的了解生命科学。

当代的生命科学涉及和覆盖的范围很广,面面俱到的讲解对它的认识,做到的只能是面面都不俱到。因此,我打算只挑肿瘤这方面的内容,来“侃侃而谈”一番。

一.什么是肿瘤

肿瘤(tumour)是指机体在各种致瘤因子作用下,局部组织细胞增生所形成的新生物。根据新生物的细胞特性及对机体的危害性程度,又将肿瘤分为良性肿瘤和恶性肿瘤两大类,而癌症即为恶性肿瘤的总称。良性肿瘤和恶性肿瘤的区别,如下图

二.引起肿瘤的原因

肿瘤在本质上是基因病。各种环境的和遗传的致癌因素以协同或序贯的方式引起DNA损害,从而激活原癌基因和(或)灭活肿瘤抑制基因,加上凋亡调节基因和(或)DNA修复基因的改变,继而引起表达水平的异常,使靶细胞发生转化。被转化的细胞先多呈克隆性的增生,经过一个漫长的多阶段的演进过程,其中一个克隆相对无限制的扩增,通过附加突变,选择性地形成具有不同特点的亚克隆(异质化),从而获得浸润和转移的能力(恶性转化),形成恶性肿瘤。

1.内因

如果机体内部的某些条件或状况适合外界环境中致癌物质的作用,这些人群就具备了癌症发病的内因。包括精神因素、内分泌失调、免疫缺陷与遗传因素等。约有60%的癌症患者在发病前有明显的精神创伤史。内分泌紊乱可能与乳腺癌、

前列腺癌发病有关。先天性免疫缺陷或长期应用免疫抑制药的人群中,肿瘤的发病率较高。遗传因素与癌的发病有密切关系,如患有错构瘤病综合征、遗传性皮肤病、染色体脆弱综合征等遗传病者,约10%发生恶性肿瘤,一些致癌外因诱发肿瘤时也都通过遗传因素起作用。

2.外因

外界致癌因素是引起癌症的重要刺激因素,大约80%~90%的癌症是由环境因素引起的。已知致癌因素有化学、物理、生物、营养等几种,较重要的有以下几项:

①吸烟与被动吸烟。肺癌病人中吸烟者是不吸烟者的10倍;吸烟者肺癌、喉癌、食管癌、膀胱癌、口咽癌的发病率也比不吸烟寄生虫引发人类肿瘤者高。吸烟量与癌症发病关系尚不明确,即使接触烟草的烟雾量不大也会发生癌症。近年来还发现,经常生活在嗜烟者烟雾环境中的不吸烟者,发生癌症的机会也多。

②职业因素。因长期接触煤焦油、芳香胺或偶氮染料、亚硝胺类化合物等而致的职业性癌,可占全部癌症的2%~8%。职业性癌一般有相当长的潜伏期,发生在皮肤、泌尿道、呼吸道等部位的职业性癌较常见。

③放射线及紫外线。电离辐射(X射线、γ射线)所诱发的癌症约占全部癌症的3%,紫外线照射可诱发皮肤癌或恶性黑色素瘤。

④膳食。人类的饮食结构和习惯与消化道癌关系密切。膳食中脂肪过多易诱发乳癌、大肠癌;水果和蔬菜可降低大肠癌的发病;有些食品添加剂具有致癌作用;腌、熏食品和一些蔬菜、肉类、火腿、啤酒中可能含有致癌的亚硝酸盐和硝酸盐;含有黄曲霉毒素的食品与肝癌发病可能有关。

⑤药物。治疗癌症的各种抗肿瘤药特别是烷化剂,本身也具有致癌作用;此外,某些解热镇痛药、抗癫痫药、抗组胺药、激素类等与癌症的病因有关。

⑥寄生虫与病毒。血吸虫病可引起膀胱癌;中华分枝睾吸虫可引起胆管癌。迁延性乙型肝炎所致的肝硬变患者容易发生肝癌;单纯疱疹病毒与宫颈癌的发病有关。许多病毒可以诱发动物肿瘤,但在人类尚缺乏直接证据。

三.肿瘤的治疗方法

(1)手术治疗

理论依据:肿瘤是一类以"局部肿块病变"为主的"全身性"疾病,因此,从理论上讲,手术切除局部肿块可以起到治疗肿瘤的作用,也应作为治疗肿瘤的主要手段。临床实践也证明了这两点:对于大多数肿瘤来说,手术常是目前的主要治疗手段;手术确能治愈部分病例。

适应证:早期、中期和局限性肿瘤的根治性治疗,晚期肿瘤的姑息治疗。

优缺点:手术是一种机械手段,局部病变治疗彻底,不存在化疗耐药、放

射抗拒等问题。缺点是创伤性较大,有些部位手术难度大,对于亚临床转移灶无效。

失败原因:局部扩散;潜在转移;绝大多数肿瘤是一种全身性疾病,局部治疗手段有其局限性。

综合评价:手术治疗肿瘤的疗效较为确切,对于大多数癌症来说,如果无手术禁忌症,应首先选取用手术,然后再辅以其它治疗。

(2)化学治疗

理论依据:肿瘤是一类细胞增殖、分化异常的疾病,化疗药有“细胞毒”和促进分化等作用,可以杀死肿瘤细胞、抑制肿瘤细胞的生长繁殖和促进肿瘤细胞的分化等,从而可以治疗或治愈肿瘤。

适应证:中、晚期肿瘤,转移性肿瘤,亚临床转移灶。

优缺点:化疗是一种全身性治疗手段对原发灶、转移灶和亚临床转移灶均有治疗作用。缺点是化疗药物的选择性差,在取得治疗效果的同时,常出现不同程度的毒副作用;化疗是否抑制病人的免疫功能,需视肿瘤的生物学行为、用药的种类、时间等不同,不能一概认为化疗能抑制免疫功能,对于许多肿瘤,有效的化疗通过杀死肿瘤细胞,还可以提高病人的免疫功能。

失败原因:肿瘤细胞耐药(原发性和/或继发性耐药);一级动力学杀伤,不能杀死所有的肿瘤细胞,残存肿瘤细胞常常会复发、转移;药物不能进入肿瘤组织内;肿瘤生长比例低,G0期细胞多。

综合评价:随着新的化疗药物的出现和化疗的不断进展,许多肿瘤的化疗效果得到明显提高,有些肿瘤如淋巴瘤、睾丸肿瘤等化疗可以治愈,因此化疗作为一种全峰性治疗手段,在癌症的综合治疗中占有越来越重要的地位。

(3)放射治疗

理论依据:肿瘤细胞对于放射线具有一定的敏感性,放疗作为治疗癌症的一个重要手段,对于许多癌症可以产生较好效果。

适应证:区域敏感性肿瘤。

优缺点:对于有些肿瘤疗效较为确实,毒性相对较小。缺点是远期毒性反应;剂量限制性毒性;

失败原因:放射抗拒(原发或继发);扩散和转移;亚临床转移灶。

综合评价:放疗作为一种局部治疗手段,主要用于癌症局部肿块的控制,对于许多肿瘤具有一定效果,在肿瘤的综合治疗中占有重要的地位。

(4)生物学治疗

理论依据:机体内既存在着基因突变、发生肿瘤的可能性,同时又存在着消除基因突变、肿瘤发生的机制和免疫能力,肿瘤的发生发展和播散是由于肿瘤与

机体防御之间的动态平衡破坏的结果,生物学治疗就是着眼于提高肿瘤病人的抗肿瘤免疫能力,起到治疗、控制肿瘤的效果和目的。

适应证:某些与免疫功能相关的肿瘤,如毛细胞性白血病;肿瘤残存,少于106-107个细胞;局限性肿瘤。

优缺点:全身性治疗手段。缺点是目前使用的BRMs大多数都有一定的毒副反应。

失败原因:肿瘤的免疫原性太低或丧失;肿瘤病人免疫功能降低的原因和分子机理不清楚,临床试用的治疗大多数是属于盲目性治疗。

综合评价:除少数肿瘤外,疗效尚不确切,基本上处于试验治疗阶段。

(5)基因治疗

理论依据:肿瘤是一类“多基因病”,基本的发病学机理是由于基因表达调控异常、生长因子分泌功能失常、信号传导异常、使细胞发生恶性增殖而发生的。因此,从理论上分析,从基因水平调控细胞的基因表达过程是治疗肿瘤较为理想的手段和途径,基因治疗已经开始用于肿瘤的治疗。

适应证:试用于某些肿瘤的实验治疗,如恶性黑色素瘤,肺癌等。

优缺点:还有待今后的观察才能总结。

综合评价:还处于实验研究阶段,疗效尚不确切。

(6)介入治疗

近年来,肿瘤已经成为危害社会和人类健康的一大疾病之一,它给人类带来了极大的痛苦和困扰。为了减少肿瘤的发病率,肿瘤介入治疗显得非常必要,肿瘤介入治疗的优点大致有以下几点:

1、疗效确切,治疗成功者可见到AFP迅速下降,肿块缩小,疼痛减轻等;

2、机理科学:介入治疗局部药物浓度较全身化疗高达数十倍,而且阻断肿瘤血供,因此双管齐下疗效好,毒性较全身化疗小;

3、肿瘤介入治疗操作简单易行,安全可靠;

4、年老体弱及有某些疾病者也可进行,不须全麻,保持清醒;

5、诊断造影清晰,可以重复进行,便于多次对比;

6、对部分肿瘤可缩小体积后作二步切除。

7、可作为综合治疗晚期肿瘤重要手段之一。

8、肿瘤介入治疗费用相对比较低。

四.肿瘤的细胞疗法及最新进展

恶性肿瘤的细胞疗法的热点集中在CAR-T上面,CAR-T全称是Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy,嵌合抗原受体T细胞免疫疗法。这是一个出现了很多年,但是近几年才被改良使用到临床上的新型细胞疗法。在急

性白血病和非霍奇金淋巴瘤的治疗上有着显著的疗效,被认为是最有前景的肿瘤治疗方式之一。

CAR-T细胞技术已经发展出3代,第1CAR在胞内只有1个T细胞CD3ζ受体的信号区;在此基础上第2代增加了1个共刺激分子信号;第3代增加了2个共刺激分子信号。这些改进是基于一系列体外和体内的实验和临床探索。目前,用于临床治疗研究的主要为第2代CART细胞技术,其中用来携带CAR的载体主要来源于逆转录病毒和慢病毒。

最新的研究成果:

1.可以运用Notch信号通路来改造T细胞。由于Notch信号通路可以通过

包内释放蛋白,与细胞核中的转录因子形成转录激活复合体。因此,可

以定制细胞核内的序列,定制表达我们需要的蛋白和一些细胞因子。

2.利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术,这些研究人员对杀伤性T细胞

(killer T-cells)进行进一步基因改造:移除它们的非癌症特异性受

体,并将这些受体替换为那些能够识别和摧毁特定癌细胞的受体。利用

CRISPR/Cas9基因组编辑技术,这些研究人员对杀伤性T细胞(killer T-cells)进行进一步基因改造:移除它们的非癌症特异性受体,并将这

些受体替换为那些能够识别和摧毁特定癌细胞的受体。

3.肠道菌群在人体内主要起着维持人机体内的平衡,在很多方面我们需要

肠道菌群来完成。但最新的研究结果显示肠道细菌影响免疫疗法抵抗上

皮性肿瘤的效果。

4.瘤内DNA免疫疗法解锁PD-1/PD-L1肿瘤免疫治疗潜力。

生命科学的进展是日新月异,今天新颖的东西到明天就有可能变为历史,对于生命科学进展的研究,我们要不断的学习,不断的了解最新的内容,这样我们才能不断的成长。

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