給斑馬魚植入人類腫瘤 "水中小白鼠"可幫患者試藥

　　2017-08-23 11:43:24　來源: 澎湃新聞網

　　澎湃新聞記者 王盈穎 實習生 張靜

　　在斑馬魚體內植入人類腫瘤，建立斑馬魚-人類癌症移植模型，這條魚就能幫助癌症患者試藥，看看哪種藥物對某位患者最有效。相比傳統的實驗鼠，斑馬魚堪稱「水中小白鼠」，在藥物篩選上具有成本更低、效率更高的優點。

　　斑馬魚是一種常見熱帶魚，體型纖細，成體長3～4cm。因全身布滿多條深藍色縱紋似斑馬，得名「斑馬魚」。斑馬魚和人類基因有著87%的高度同源性，包括癌症在內，約2000種人類疾病能出現在斑馬魚身上。

　　近年來，用斑馬魚建立體內腫瘤移植模型，已逐漸成為一種新的趨勢，適用於臨床前藥效學評估和抗癌藥物早期篩選。

　　據《科學》雜誌8月21日報道，本周，一篇發表在《美國國家科學院院刊（PNAS）》的研究報告證實，在玲瓏的斑馬魚身上能有效搭建癌症模型，為患者試藥。每一條斑馬魚都是一位癌症患者的迷你模型，也是癌症治療的試驗台。報告作者是來自葡萄牙里斯本的一個研究團隊。

　　8年前，該科研團隊的生物學家、現為葡萄牙里斯本葡萄牙未知技術研究中心（Champalimaud Centre for the Unknown）研究員的麗塔·菲奧（Rita Fior）切身體會到試藥的困境：她患有癌症的母親需要接受不同的藥物治療，但令她困惑的是，「不知道是服用A藥物更好，還是B藥物更好」。要知道，每個癌症患者對藥物的敏感性是不同的。如今，菲奧正用一條斑馬魚解決這個問題。

　　過去，相似的癌症模型通常在老鼠身上建立。研究人員通常將患者的癌細胞植入到有免疫缺陷的嚙齒動物中，並監測各種藥物是否能破壞動物體內生長的腫瘤。但建立以老鼠為對象的模型也有不便之處，不僅價格昂貴，並且通常需要2到6個月的時間才能得到實驗結果。

　　斑馬魚的優勢由此體現。

　　斑馬魚對水質要求不高，體外受精，胚胎體外發育，在24小時內就可發育成形，孵出后約4個月就達到性成熟，此後每隔幾天就可產卵一次，一次可產卵200枚。這些優勢使得生物學家可以在同一代魚身上進行不同的實驗，進而研究病理演化過程，找到病因。此外，斑馬魚的胚胎呈透明狀，生物學家很容易觀察到藥物對其體內器官的影響。

　　

　　斑馬魚的胚胎呈透明狀。

　　哈佛醫學院的倫納德·索恩（Leonard Zon）用斑馬魚來研究癌症的發展已經有十多年了。他認為，「在癌症治療中，斑馬魚擁有獨特的生態位。」

　　但不可忽視的是，比起小鼠，斑馬魚在進化上和人類的距離更遠。所以在實際研究中，菲奧和她的同事首先需要確定，人類腫瘤在斑馬魚體內是否也會有和人類相同的表現。

　　為此，他們將人類結腸癌細胞植入到斑馬魚胚胎中，並讓它們生長4天。結果顯示，斑馬魚體內的腫瘤同樣會表現出人類實體腫瘤的三個重要特徵：能快速細胞分裂、能形成血管供應營養物質以及能轉移到身體其他部位。

　　治療結腸癌有兩種雞尾酒式化療，於是，菲奧的團隊選擇任意一種，添加到培養魚的水中，測試斑馬魚對藥物的反應。結果發現，有的腫瘤縮小，有的卻沒有。這一結果表明，斑馬魚模型可以辨別有效和無效藥物。

　　接下來就是「實戰演習」了。研究人員將五名患者的結腸腫瘤細胞注入到不同的斑馬魚胚胎中，讓斑馬魚服用和患者一樣的化療藥物組合。

　　結果怎麼樣呢？研究人員在PNAS發表的報告稱，五個案例中有兩位患者出現病情反彈，兩位至今康復情況良好，而這四例都分別和相對應的斑馬魚模型結果契合。也就是說，在這五個案例中，目前來看，斑馬魚作為「小白鼠」的成功率是五分之四。

　　值得一提的是，從植入腫瘤細胞到分析結果，建立魚類模型的所有步驟要花費兩到三周，遠短於小鼠所需要的以「月」為單位的實驗時間。

　　沒有參與該項研究的索恩對《科學》評價說，菲奧和她的同事不是第一個嘗試建立斑馬魚癌症模型的研究者，但他們的研究是迄今為止最有說服力的。

　　美國紐約紀念斯隆·凱特琳癌症中心（the Memorial Sloan Kettering Cancer Center）的腫瘤學家理查德·懷特（Richard White）預測，魚類在癌症治療中具有個性化的前景，「其優勢很簡單，就是數量」，為1000位患者建立老鼠模型不可行，「但用魚類做模型是簡單的」。

　　但索恩同時認為，並不是所有的人類藥物都能在斑馬魚中起作用，所以「要研究更多的患者，從更廣泛的角度了解這一方法如何實現。」下一步，菲奧和她的同事計劃以更多結腸癌患者以及其他類癌症患者，如乳腺癌患者，作為研究對象，進行探究。