基因损伤应答调控肿瘤可塑性机制及其应用
东方科技论坛第244期学术研讨会,于2014年9月20—21日在上海沪杏可图书馆举行。上海儿童医学中心承办了本次研讨会。
中国工程院院士、中国医学科学院副院长詹启敏教授,上海交通大学医学院转化医学协同创新中心首席科学家、儿科转化医学所所长周斌兵教授担任执行主席。刘新垣、张学敏、强伯勤、赵国屏等院士应邀参加会议。刘新垣、张学敏分别作了“肿瘤治疗的进展”和“基于临床信息的肿瘤分子网络研究”的报告。来自全国有关研究单位的专家学者30余位参加了研讨会。
肿瘤耐药性是肿瘤治疗中遇到的主要障碍和失败原因。越来越多的数据显示,肿瘤借助癌细胞的异质性和可塑性,在用药的过程中发生演化,产生更具侵袭性的癌细胞。在某种意义上,今天新药研发的目标就是克服现有药的耐药性和延缓新耐药性的产生;为此,我们迫切需要深入、系统地研究肿瘤各种耐药机理及其背后调控规律、用转化医学手段对这些指标进行临床前和临床评价。
与细菌耐药相似,肿瘤耐药也涉及基因突变和进化筛选;与细菌耐药不同的是,肿瘤耐药发生在哺乳类器官水平,涉及复杂的原癌、抑癌信号网络和肿瘤宿主关系。近年来,国内在化疗药物耐药领域针对多药耐药泵机制的研究引起了广泛的关注。国际上,耐药机理研究正从以多药耐药和基因突变为主向细胞水平、系统化、全方位方向发展。我们前期提出基因损伤应答(DNA damage response, DDR)的理论(Zhou & Elledge, Nature, 2000, 408, 433;Zhou & Bartek, Nat Rev Cancer, 2004, 4, 216),揭示癌细胞对常见化疗药物有一个细胞层面整体的适应和生存反应,即是对肿瘤耐药同时产生在基因和细胞水平的佐证。另一反面,癌症在某些基因损伤反应分支的缺陷(如p53)增加了基因组的不稳定性和异质性,可能促进基因组在用药过程中的演化。肿瘤靶向剂的耐药机理不但涉及遗传突变,也涉及相关信号的非遗传变化。癌细胞利用早期胚胎发育可逆机制(如EMT)不但提高了癌细胞可塑性,更增加了耐药的机理选项。系统耐药性手段,集各种耐药相关理论(包括基因损伤反应、癌症代谢、肿瘤干细胞、癌细胞进化等)于一体,考虑遗传和非遗传因素,从癌细胞在用药中适应和演化的角度来全面研究耐药性,势必更能准确反映临床的异质性和复杂性,提供更有临床意义的解决方案。近年来国内用系统生物学手段研究肿瘤发生发展机制方兴未艾(Song et al., Nature, 2014, 509, 91),为全面回答这一问题提供了手段和机会。
基因损伤应答(DDR)是具有普遍生物学意义的生命现象。DDR的提出起初主要是针对化药的耐药机制,后发现DDR参与协调转录,复制和染色质重塑等过程,被证明是早期癌变和体细胞重编程(iPS)的主要屏障。基于前期结果和相关机制,我们最近提出基因损伤应答也是耐药复发的重要屏障。2013年Gairdner奖刚被授予该领域的主要创始人Steve Elledge。在此刻讨论该前沿科学在研究肿瘤发生发展和解决耐药复发重大临床问题中的应用具有深刻的基础科学和转化医学意义。
肿瘤耐药复发机制是目前肿瘤学研究的重点和难点。肿瘤细胞耐药复发受到遗传(如耐药突变)和非遗传(如谱系转变)等因素影响,但是目前缺乏对肿瘤耐药复发机制的系统研究。特别是国内耐药复发研究水品低、方向分散,急需整合基础、临床资源,应用最新前沿科学和技术,从基因和细胞可塑性调控的科学高度,系统地研究这一患者生存率相关重大临床问题。