韓匯泉博士早年畢業(yè)于中科院上海生命科學(xué)研究院,后赴哈佛大學(xué)和洛克菲勒大學(xué)深造,在諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Paul Greengard教授指導(dǎo)下取得博士學(xué)位,目前任美國(guó)Amgen公司癌癥與代謝部門科學(xué)總監(jiān)。
*次證實(shí)惡病質(zhì)是癌癥致死直接原因
“惡病質(zhì)”僅從語(yǔ)義上來看就是個(gè)令人害怕的名詞,惡病質(zhì)(Cachexia)是一種嚴(yán)重的機(jī)體代謝紊亂,涉及很多疾病 (例如癌癥,心衰,腎衰,感染,燒傷等),以肌肉消融(Muscle Wasting)或肌肉萎縮(Muscle Atrophy)為特征,被普遍認(rèn)為是導(dǎo)致患者死亡一個(gè)重要原因。
在癌癥方面,惡病質(zhì)的重要性尤為突出。據(jù)臨床醫(yī)學(xué)報(bào)告, 高達(dá)80%癌癥病人在疾病晚期患惡病質(zhì),據(jù)估測(cè)有 20%-30% 癌癥患者死于惡病質(zhì)。然而,在科學(xué)文獻(xiàn)庫(kù)中卻一直沒有證實(shí)惡病質(zhì)導(dǎo)致癌癥患者死亡直接證據(jù)。據(jù)韓匯泉博士介紹,這一學(xué)說的明確闡述, 對(duì)現(xiàn)代醫(yī)藥科學(xué)發(fā)展關(guān)重要。
韓匯泉研究團(tuán)隊(duì)對(duì)肌肉損耗本身是否是腫瘤導(dǎo)致死亡直接原因這個(gè)問題進(jìn)行了研究。通過一系列實(shí)驗(yàn),他們用實(shí)驗(yàn)藥物將骨骼肌與心肌的損耗有效地阻止或逆轉(zhuǎn),結(jié)果使患腫瘤的動(dòng)物的生存期得以戲劇性的延長(zhǎng),而且即使在腫瘤生長(zhǎng)速率不變的情況下,這一延長(zhǎng)壽命的療效仍非常顯著。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,骨骼肌和心肌損耗的治療不但增強(qiáng)生活質(zhì)量,而且會(huì)延長(zhǎng)生命。
這些新發(fā)現(xiàn)*次清楚證實(shí),肌肉消融和惡病質(zhì)是導(dǎo)致癌癥患者死亡的直接原因,而肌肉消融的治療可以延長(zhǎng)生命。
合成sActRII分子阻斷惡病質(zhì)信號(hào)通路
癌癥惡病質(zhì)的發(fā)生過程中涉及很多通路,為何獨(dú)獨(dú)選擇ActRIIB通路來嘗試,有什么特別之處呢?
據(jù)韓匯泉博士介紹,實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是尋找與證實(shí)一種能有效地抑制腫瘤誘發(fā)的肌肉消融的方法。然而,腫瘤釋放的肌肉負(fù)性調(diào)控因子非常多(如各種炎癥介素)。事實(shí)上文獻(xiàn)中一直將癌癥肌肉消融作為一種“多因子病”。這對(duì)很多生物學(xué)研究人員也許是件好事,因?yàn)橛泻枚喙ぷ骺勺?。但從醫(yī)藥學(xué)角度而言,“多因子病”卻像一個(gè)噩夢(mèng),因?yàn)椴±頇C(jī)制太多, 就難以想象關(guān)鍵的“藥靶”。
針對(duì)這個(gè)難題,韓匯泉博士從肌肉代謝和再生的特殊角度,把問題的焦點(diǎn)放在肌肉抑制素(myostatin)和活化素(activin A)的信息傳遞通路上。Myostatin是一個(gè)關(guān)鍵的肌肉生長(zhǎng)負(fù)性調(diào)節(jié)因子,而且activin A與myostatin類似,作用于同一受體。
韓匯泉研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)一系列癌細(xì)胞的activin A釋放量進(jìn)行了測(cè)定,發(fā)現(xiàn)多種腫瘤能夠直接釋放大量的activin A。為了證實(shí)activin A信息傳遞通路的激活與惡病質(zhì)的關(guān)聯(lián)性, 他們運(yùn)用生物工程技術(shù)制造了一個(gè)叫sActRII的可溶性受體蛋白,即一個(gè)可以同時(shí)阻斷myostatin和activin A的大分子實(shí)驗(yàn)藥物,并將其注射到多種癌癥惡病質(zhì)病理模型中,然后對(duì)該實(shí)驗(yàn)藥物的療效進(jìn)行了觀察和分析。
阻斷惡病質(zhì)延長(zhǎng)癌癥患者壽命
對(duì)于癌癥治療來說,延長(zhǎng)壽命與提高生活質(zhì)量是關(guān)鍵。韓匯泉研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的可溶性受體蛋白sActRII(可阻斷惡病質(zhì)信號(hào)通路,影響myostatin和activin A)。
將這種可溶性分子sActRII分別注入正常的小鼠肌肉和癌癥模型小鼠肌肉內(nèi),結(jié)果發(fā)現(xiàn)sActRII在一周或兩周時(shí)間可促進(jìn)正常小鼠可肌肉聚集;對(duì)結(jié)腸癌模型小鼠而言,盡管癌細(xì)胞在繼續(xù)增殖,但是肌肉質(zhì)量卻已經(jīng)恢復(fù)正常,尤其令人驚奇的是,癌癥對(duì)照組(沒有接受注射的小鼠)在40天內(nèi)相繼全部死亡,而接受sActRII注射的小鼠仍有一半以上存活。
這表明在結(jié)腸癌模型中,阻斷ActRIIB雖然對(duì)腫瘤生長(zhǎng)速率沒有影響,而且對(duì)脂肪的損耗以及炎癥因子的增高也沒有影響,但有效地逆轉(zhuǎn)了肌肉消融,結(jié)果導(dǎo)致結(jié)腸癌小鼠的存活期大大延長(zhǎng)。這些發(fā)現(xiàn)看上去似乎有些矛盾,但其實(shí)不然。因?yàn)檫@些發(fā)現(xiàn)更加明確地證明防止肌肉消融可以延長(zhǎng)癌癥患者生命,同時(shí)也證明了ActRIIB信息傳遞通路的激活是導(dǎo)致惡病質(zhì)的關(guān)鍵性病理機(jī)制【注明:除結(jié)腸癌小鼠模型之外,Cell文章中報(bào)道了ActRIIB拮抗劑在其他癌癥動(dòng)物模型中不單單防止肌肉消融,而且有防止脂肪降解和抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用】。
sActRII臨床應(yīng)用展望
肌肉(如呼吸肌,心?。┰谏S持過程中起著不可估量的重要作用。逆轉(zhuǎn)肌肉消融和心肌萎縮是增長(zhǎng)患者的壽命的關(guān)鍵。阻斷ActRIIB不但抑制肌肉蛋白降解,還能激發(fā)肌肉干細(xì)胞再生。即便肌肉萎縮已相當(dāng)嚴(yán)重,ActRIIB拮抗劑仍然有效地激活肌肉干細(xì)胞的重生。
韓匯泉博士介紹,在多個(gè)癌癥動(dòng)物模型中, 我們展示了ActRIIB拮抗劑對(duì)惡病質(zhì)的療效,證實(shí)了惡病質(zhì)和肌萎縮的治療可以有效延長(zhǎng)生命。惡病質(zhì)是一個(gè)由來已久的醫(yī)學(xué)難題,又是當(dāng)今醫(yī)學(xué)的一個(gè)重大的挑戰(zhàn),因今尚無有效的藥物或治療手段。我們的發(fā)現(xiàn)雖然在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段,但給癌癥惡病質(zhì)和肌萎縮的臨床治療帶來了新的希望。我們相信,ActRIIB拮抗劑在非癌癥性惡病質(zhì)和肌萎縮治療方面也具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值, 如心衰, 腎衰, 嚴(yán)重感染, 神經(jīng)肌肉疾病和廢用性肌萎縮等等。
下一步計(jì)劃
韓匯泉博士表示,他們下一步將在惡病質(zhì)病人中,對(duì)ActRIIB通路的激活與阻斷進(jìn)行研究, 通過臨床實(shí)驗(yàn)對(duì)ActRIIB拮抗劑在惡病質(zhì)方面的治療效果作出進(jìn)一步的判斷。
科研靈感來自大膽假設(shè) 小心求證
科研靈感與科研思路對(duì)科學(xué)家而言是兩大法寶,當(dāng)記者問及韓匯泉博士這一問題時(shí),他表示,具體的科研思路因不同的領(lǐng)域和課題而異??蒲兴悸房捎懈魇礁鳂樱嬲玫乃悸吠鶃碇灰?。生命科學(xué)(包括生物醫(yī)藥各個(gè)領(lǐng)域)是一門要以證據(jù)來推理和判斷的實(shí)驗(yàn)科學(xué)。所以就生命科學(xué)而言,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路尤其重要。選題是關(guān)鍵的一步,先要對(duì)有關(guān)科學(xué)文獻(xiàn)有充分理解,在豐富的知識(shí)背景下經(jīng)反復(fù)推敲,才可能把握住課題的重要性。正如Louis Pasteur所說:“Chance favors only the prepared mind”。除知識(shí)外,“靈感”或想象力也是科研成功一個(gè)重要的因素。對(duì)未知要不斷猜想,要尋根問底,要問為什么,究竟如何?我們?cè)诎┌Y惡病質(zhì)的研究的思路,反映了我們從肌肉蛋白代謝的特殊角度提出的一個(gè)設(shè)想。從某種意義上講,腫瘤就像一個(gè)又頑固又貪婪的寄生蟲,它釋放破壞性的因子引起肌肉消融,奪取宿主的蛋白和氨基酸營(yíng)養(yǎng),當(dāng)肌肉損耗嚴(yán)重時(shí)便可導(dǎo)致宿主死亡。如果我們能夠阻止或逆轉(zhuǎn)肌肉損耗的話,腫瘤動(dòng)物的生命存活期將會(huì)如何變化呢?我們的實(shí)驗(yàn)就是圍繞這一疑問而設(shè)計(jì)的。