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科学家如何有效地测试抗癌药物的疗效？

作者：佚名来源：生物谷日期：2022-02-01

导读

原代癌细胞的临床前研究通常是在环境大气氧气水平下(21%)从患者或动物机体上的肿瘤切除后进行的，然而，器官中氧气的浓度大约在3%-10%的范围，而大多数肿瘤在体内处于缺氧或1%-2%的氧气水平下;尽管氧气张力对体外肿瘤细胞的特性的影响已经被科学家们研究过了，但这些研究都只是在肿瘤首先在环境空气状况下收集或处理后所进行的，同样地，原代癌细胞对抗癌制剂的敏感性研究也是在环境氧气的水平下进行的。

关键字：癌症 | 药物 | 疗效 | 靶点 | 氧气浓度

近日，一篇发表在国际杂志Science Advances上题为“Tumor collection/processing under physioxia uncovers highly relevant signaling networks and drug sensitivity”的研究报告中，来自印第安纳大学医学院等机构的科学家们通过研究发现了一种新方法能阐明药物是否能有效抵御癌症。

研究者Harikrishna Nakshatri博士说道，本文研究完全改变了我们需要手机肿瘤组织并对其进行药物敏感性测试的方式。通常情况下，肿瘤被收集并暴露于室内氧气中，其浓度大约为21%，然而，机体中不同的器官拥有不同的氧气水平，比如，大脑中大约为4.4%的氧气水平，血液中大约为5.3%的氧气水平，而肝脏中大约为5.4%的氧气水平，当在临床环境中将癌症药物用于肿瘤时，其仍然会在患者体内，并不会暴露于环境的空气中。机体中不同部位的氧气水平几乎是我们所处环境中的一半，氧气会对肿瘤中不同蛋白质的功能产生不同的影响效应，其可能会被激活、失去活性、被降解或稳定等，为此研究人员就想以一种更接近于在体内的方式来检测肿瘤，这样他们就能更多地了解应该使用什么药物。

文章中，研究人员在两种不同类型的肿瘤中测试了三种不同的药物，他们将肿瘤分为两部分，其中将一部分在5%的氧气水平下进行测试，这代表了体内的平均氧气水平;而另一部分则在测试前暴露于室内氧气水平下;随后研究人员分析了不同氧气水平下癌症干细胞、信号通路和药物行为的差异，结果发现，在5%的氧气水平下和在室内氧气水平下，肿瘤细胞的敏感程度是不同的。这项研究或许提出了更多科学家们需要回答的问题，比如，为何肿瘤细胞会产生不同的反应?筛查抵御癌细胞药物的方式是否正确?如果在生理性氧气水平下筛选药物的话，研究者是否会发现不同的药物，而这些年在21%的氧气水平下进行试验又错过了多少药物?

未来，研究人员希望研究肿瘤对其它多种不同氧气水平的不同反应，比如从1%-20%，这种测试或许能作为一种筛查手段来帮助确定药物的疗效;假设研究人员在室内氧气水平下确定了一种药物，随后在实验室中增加另外一个层面的测试，即让细胞处于生理性的氧气水平下来比较药物是否能够更加有效地发挥作用;如果其能有效发挥作用的话，研究人员就能将研究推进到临床环境下，同时还有望增加药物成功治疗的机会。

综上，本文研究结果表明，在生理缺氧状况下评估癌细胞或许更接近于再现其在体内微环境中的生理病理学状态。