生科微分享开拓癌症贫血新疗法

诺贝尔生理学或医药学奖

北京时间10月7日下午5点30分，年诺贝尔生理学或医学奖公布，哈佛医学院达纳-法伯癌症研究所的威廉·乔治·凯林，牛津大学和弗朗西斯·克里克研究所的彼得·拉特克利夫以及美国约翰霍普金斯大学医学院的格雷格·塞门扎获此殊荣。以表彰他们“发现了细胞如何感知和适应氧气的可用性”也可称为发现了生物氧气感知通路的机理。

动物需要氧气才能将食物转化为有用的能量。几个世纪以来，人们已经了解了氧的基本重要性，但细胞如何适应氧水平的变化一直是未知的。

今年诺贝尔奖获得者的开创性发现，解释了生命中最重要的适应过程的机制。他们为我们了解氧水平如何影响细胞代谢和生理功能奠定了基础。他们的发现也为开发抑制或激活氧调节机制的新药，抗击贫血、癌症和许多其他疾病的新策略铺平了道路。

美国癌症学家、哈佛医学院教授。凯林教授一直致力于缺氧对肿瘤的影响。

约翰斯·霍普金斯大学医学院教授，曾发现使癌细胞适应缺氧环境的HIF-1。

英国细胞和分子生物学家，临床医生，牛津大学临床医学系主任，主要研究低氧状态下细胞的反应。

利用低氧诱导因子治疗贫血

说到“细胞感知氧气和适应氧气供应”就要了解下三位科学家发现的低氧诱导因子（HIF）。低氧诱导因子广泛存在于慢性缺氧细胞中，它的水平受到氧气含量的影响，在高氧状态下，低氧诱导因子被修饰，从而降解；在低氧状态下，低氧诱导因子不被修饰，不会降解。概括来讲，低氧诱导因子在“细胞感知氧气和适应氧气供应”中如同一个开关，它的降解与不降解有不同的结果。在低氧条件下不降解的低氧诱导因子能通过转录调节引起一些低氧相关基因表达，其中典型的就是促红细胞生成素基因表达，这使得促红素生成增加，从而诱导血管内皮细胞生成因子增加，进而促进血管生成和红细胞生成。

低氧诱导因子的发现带来了巨大的实用价值，目前在治疗贫血和肿瘤方面已经获得重大进展并进入实用阶段。贫血有多种原因和类型，但无论是哪一种，都可以利用低氧诱导因子来增加促红细胞生成素，并产生较多的红细胞来纠正贫血或改善贫血状况。

有望对抗化疗带来的副作用

近些年，基于低氧诱导因子可增加促红细胞生成素的功能，国际上有药企研发了一些治疗贫血的药物。这些药物并非只是对原发性和其他类型的贫血有作用，还可以与癌症治疗联系起来，让患者获益。许多癌症患者都不得不接受化疗，但很多化疗药物会抑制骨髓红细胞的生成。临床观察发现，30%至90%接受化疗的患者会出现贫血，这被称为化疗诱导性贫血（CIA）。可以说，CIA是癌症治疗的一种严重但又无声的副作用。因此一些患者选择停止或延迟化疗，延误了癌症的治疗。

如果未来有基于低氧诱导因子的药物能够防治CIA，就能让癌症患者更为舒适地接受化疗治疗。我们有理由相信，随着对低氧诱导因子机制的深入认识，将会研发出更多治疗多种类型贫血的药物。

探究“饿死”癌细胞之法

疯狂生长的肿瘤就是癌症。失去控制的肿瘤细胞会形成细胞团，细胞团的内部是缺氧的。此时，低氧诱导因子起的却不是好作用。它可以启动应对缺氧的环境，诱导血管内皮细胞生成因子增加，再促进血管生成。生成的毛细血管能进入肿瘤内部，也就给癌细胞提供了养料，使得癌症能得以发展和恶化，甚至迅速夺去患者的生命。

因此，如果能够阻断低氧诱导因子的功能，不让新生的毛细血管生成和进入肿瘤细胞团，癌细胞就会因为缺少营养而饿死或坏死。根据这个机理，现在研究者主要是针对血管内皮细胞生成因子和血管内皮细胞生长因子受体来研制药物。

不过，无论是针对血管内皮细胞生成因子，还是针对血管内皮细胞生长因子受体的药物，并非对所有癌症都有效。因为还有一些生长因子也能促进血管的生成，当血管内皮细胞生成因子被抑制的时候，其他几个生长因子的表达就会增加。科学家认为低氧诱导因子的应用范围更广，据此研发的药物会更多，疗效也会更好。

可以预想的是，随着科学家对低氧诱导因子的认知进一步深入，除了有助于研发更多抗癌和治疗贫血的药物外，人类还会获得对生命机理更深的认识，并研发出针对眼部、精神类疾病的药物。

这项举世瞩目的伟大成就背后，有一位身影是中国科学家——王广良。浙江大学校友王广良先生是塞门扎教授的学生，在20世纪90年代他们共同完成了这项研究。年王广良在《美国科学院院刊》发表论文，首个发现并克隆纯化出氧感知因子HIF。诺奖官方提供的关于克隆低氧诱导因子蛋白的核心论文，第一作者就是王广良。

相信在不久的未来，一定会涌现出一批投身科研，勇于钻研的中国科学家，像屠呦呦女士一样的人物将会接踵而至。

图文：源于网络

美编：张馨尹

责编：胡晓童

审核：肖本飞

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