动物实验斗顽症

2014-07-05 13:08绣夫
科学生活 2014年6期
关键词:迈克尔老鼠癌症

绣夫

针对袭扰人类的某些顽症——癌症、糖尿病等,通过动物实验探索来征服它们的方法。

迈克尔和他的老鼠“替身”

用老鼠来做治疗癌症的试验已经有数十年的历史,包括移植人类肿瘤到动物体内。但是在过去的几年里,医学技术取得了巨大的进步,同时对动物试验的兴趣也在增长。2012年,美国国家卫生研究院举办了一个关于个性化动物模型的研讨会。虽然所讨论的动物模型还是主要用于实验,但是一些公司已经开始将其商业化,用于药品开发和医务治疗。

从2009年开始,美国一个名叫迈克尔的男孩一直在和一种叫做尤文氏肉瘤的骨癌进行抗争,那时他才6岁。2012年,医学研究人员把从他肺里摘除的癌变肿瘤移植到一些老鼠身上。研究人员在这些老鼠身上试验了各种药品,以希望能找出治疗迈克尔的最好方法。

在这种可以被称为终极个性化医疗的治疗方案里,动物患上了你的病,或者被植入你的一部分组织器官,可以说,这些动物成了你的个人试验小白鼠。有的科研人员把这种动物叫做“替身”,就像电影或网络游戏里的那种虚拟的角色。

“这些老鼠给你提供了测试药物的机会,这样就避免了让病人承担中毒的风险,而且还能找出哪些药效果好。”不列颠哥伦比亚大学教授科林·科林斯说。

但专家警告说,目前还没有证据表明使用动物替身能够有效地延长癌症患者的生命。而且,建立并实验一个替身动物群落要消耗数万美元,美国保险公司也不负担这部分开销。

但是,一些癌症患者病急乱投医,还是选择了老鼠替身。

“这对我们来说,似乎是正确的选择。”迈克尔的妈妈吉尔·菲尼说。

2012年2月份,迈克尔做了手术,摘除了一个已经扩散到肺部的癌症肿瘤。当时,一个快递员就等在纽约的手术室外,等着把肿瘤送到这里一家名叫冠军肿瘤学公司的实验室去。

4个小时后,研究人员把肿瘤切成5片,每一片分别被植入一只被麻醉的老鼠皮下。两个月后,随着肿瘤的生长,它们又再次被切除,切片再次植入其他的老鼠体内。这样,再过一个月,就有足够的老鼠模型来进行实验了。为培养这些替身老鼠和测试4种药物或药物组合花费了2.55万美元。

当年7月,结果出来了。一套4种药物的组合——吉西他滨、多西他奇、阿伐麦布和依维莫司——在促使这些老鼠肿瘤萎缩中表现出“惊人疗效”。负责迈克尔治疗工作的肿瘤专家、斯隆-凯特琳癌病中心的莱纳德·H·韦克斯勒博士说,肿瘤医生一般不会选择使用这种药物组合。

这样,迈克尔在接受一项使用另一种实验药的临床试验的同时,还将有备用的有效方案。

动物模型并非只用于抗击癌症

同时,动物“替身”试验,并不限于抗癌领域。

哥伦比亚大学赛克斯教授领导该大学和马萨诸塞州综合医院的研究队伍通过从人体髋骨提取骨髓样本,在老鼠的身上复制了人的免疫系统。这项工作眼前的目标,是研究1型糖尿病(一种免疫系统疾病)的发病和发展。但她说,未来这种“用于个性化治疗的免疫老鼠”可能会产生免疫细胞,这些细胞可以植入患者体内,帮助他们抵抗疾病。

圣路易斯华盛顿大学的杰弗里·戈登博士将人体的肠道菌群移植到了老鼠体内。“人类化”的老鼠可能被用于研究工作,比如,研究饮食改变对人体健康的影响。

在治疗癌症方面,对老鼠有作用的药物不一定适用于人类。但是一些研究发现,与常见移植技术中使用实验室器皿培养的癌症细胞产生的肿瘤相比,从患者身上直接移植的肿瘤更接近人类疾病。

犹他大学乳腺癌研究人员阿拉纳·韦尔曼说:“这是我们最接近实际情况的方法。”

“替身”并不完美但有效

但是这些“替身”并不是完美的替代品。植入老鼠皮下的肿瘤的表现可能不会与它们在人体乳房、肺或者其他肿瘤提取器官中的表现一样。与人类不同,实验室的老鼠天生存在免疫系统缺陷,因此它们不会排斥人类肿瘤。

还有一些实际问题。有时候,患者的肿瘤根本不能在老鼠体内生长,至少需要4个月的时间才能培养出足够多的老鼠来测试必要数量的药物。纽约大学胸外科医师哈维·帕斯博士表示,他推荐到冠军肿瘤学公司的8名患者中有4名在老鼠试验结果还没出来前就去世了。

冠军肿瘤学公司总裁龙尼·莫里斯博士表示,该公司到目前为止共接收了160名患者,他们利用老鼠为其中60名患者进行了药物测试。其他患者或是过早去世了,或是他们的肿瘤未能在老鼠体内生长,或者患者是新近接收的,还没有到药物测试的阶段。

冠军肿瘤学公司是由约翰·霍普金斯大学两位著名的肿瘤学家开创的。该公司去年发表了有关14名患者治疗情况的论文。利用老鼠试验的结果,他们找到了一种药物或者药物组合,能够使其中12名患者的肿瘤缩小。

但肿瘤萎缩并不一定意味可以延长寿命,一些怀疑论者表示,需要通过随机试验来证明,使用老鼠替身的患者的治疗情况要好于不进行“替身”试验的患者。

一些专家表示,要想搞清楚哪种药物作用最好,更为实用的办法就是检测肿瘤的基因突变。但至少现在,这种技术并不一定能带来有效的结果。身患肺癌的以色列电影制作人尼尔·托伊布说,根据肿瘤基因分析对他所做的治疗并不起作用,但“替身”试验得出的结论——同时使用两种药物——对他确实有效。“我的右肾共有10个肿瘤。”托伊布说,“它们都消失了。”

实验老鼠所处温度影响大

动物“替身”试验抗击癌症等的研究还在深化之中。

众所周知,对老鼠进行的实验被广泛用来帮助确定新的癌症治疗方法,为人类患者带来痊愈的机会。这样的研究往往不太完善,因为在啮齿类动物身上的反应与在人类身上不同。最近一项新的研究提出,老鼠所处的实验室温度非常重要。

实验证明,实验老鼠如果离开自己所处的环境,它们将会寻求温度约为30℃的处所,以减少它们小身体的热量损失。但是,实验室的老鼠很少得以享受这样温暖的待遇。研究者们倾向于保持温度在20℃~26℃,使它们的笼子里保持清洁的时间尽可能长一些(因为在这一温度下,老鼠喝水和排泄都少),同时实验室技术人员不必忍受酷热。这一点并没有被视为一个问题,因为老鼠在凉爽的环境温度下能很好地保持自己的体温。然而,纽约罗斯威尔公园癌症研究所的一位免疫学家伊丽莎白想知道,是否有可能超过这一温度来进行实验,便设计了一个实验。

伊丽莎白博士和她的同事把老鼠放在两种不同类型的培养箱:一种外壳保持在22℃~23℃,其他的则保持在30℃~31℃。把老鼠放在这些培养箱里两周来适应这一温度,然后在它们身上注射一些肿瘤细胞。发表在美国国家科学院院刊上的研究结果显示,被关在凉爽环境里的老鼠身上的肿瘤表现出典型的快速增长,而那些在温暖环境里的老鼠身上的肿瘤增长要缓慢40%~60%。伊丽莎白博士想知道,它们的免疫系统功能为何发生了改变。

为了研究这个问题,从老鼠身上收集血液样本用来测试一种抗肿瘤免疫细胞的存在,这种细胞被称为细胞毒性T淋巴细胞。在处在温暖环境的老鼠身上的肿瘤中发现这些细胞显著地增加。相反,研究人员还发现,处在较凉爽条件下的老鼠身上某种促进肿瘤生长的细胞数目增长。这表明,温暖的环境温度以某种方式帮助老鼠们更有效地抵抗癌肿的侵袭。

另一个实验则被设计用来观察,如果能够选择的话,看带有癌细胞的老鼠是否会搬到温暖的地方去。健康的老鼠和携带肿瘤的老鼠都被放在一个装置内,其中有5个小房间,温度分别维持在22℃、28℃、30℃、34℃和38℃。正如预期的那样,健康的老鼠们大部分时间呆在30℃的房间中,而那些癌症老鼠主要呆在38℃的房间里。

伊丽莎白博士认为,这些影响可能是由于冷“应激”的免疫反应引发的。她怀疑,在凉爽的实验环境里,老鼠为了维持稳定的体温,把自己身上资源从免疫功能分离出来,这就使它们难以对抗癌症。为此她提出,如果用于癌症研究的实验室老鼠被安置的环境温度升高一些,使它们的免疫系统可以正常工作,效果会更好。

那么,那些肿瘤患者能从实验室老鼠的这一情况得到什么帮助呢?伊丽莎白博士解释说,与那些关在笼子里的老鼠不一样,大多数人都会穿上更多的衣服或打开暖气设施以适应环境温度,所以不会经历所谓的慢性冷“应激”。不过,她补充道,一些癌症患者确实感到发冷,虽然发冷只是身体必须应对的应激反应之一。其他应激反应,如心理应激等,也可能对疾病进展产生免疫效果。endprint

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