獲百萬美元醫學獎，他用幹細胞技術打通治療癌症的快速通道……

最新 07-03

人類在攻克癌症的道路上，可謂披荊斬棘，艱苦卓絕。至今研製出來的癌症藥物都具有一定程度的副作用，而且研製周期長。

在美國新葯從研發到被FDA（美國食品藥品監督管理局）批准有時要十年時間，很多藥品在臨床試驗中失敗，藥廠功虧一簣，損失慘重，而病人也要在疾病中繼續煎熬和等待。

能否在藥物研發早期就有效地篩選藥物分子，在進入臨床試驗前就提高成功率，從而縮短藥物研製周期呢？

密探今天要走訪的這位國際著名醫學科學家吳慶明（Joseph C. Wu ) 教授，給我們帶來了驚喜。

斯坦福大學醫學院吳慶明(Joseph C. Wu)教授，是斯坦福大學心血管研究所所長，最近他領導的研究團隊發明了一種用幹細胞體外培養心肌組織，並測試癌症化療藥物對心臟副作用的方法，可以用於幫助製藥公司在藥物研發早期快速篩選藥物分子，為病人個體提供最適合有效的藥物。

他因為這個突出貢獻，獲得美國心臟協會100萬美元的獎勵！

用簡單的話說，就是吳教授這種技術可以幫助大家快速研發癌症化療藥物，幫助治癒癌症。

講這個之前，先給大家科普一下如何治療癌症。

如何治療癌症？

治療癌症的主要方法有手術治療，化學治療（簡稱：化療），放射線治療（簡稱：放療）以及靶向治療。

化療是用化學藥物殺滅癌細胞以達到治療目的，無論哪種化療給藥方式（口服，靜脈注射及體腔給葯等），化療藥物都會通過血液循環到達身體絕大部分器官和組織，因此對於已經轉移的中晚期腫瘤及某些有全身擴散傾向的腫瘤，化療成為主要的治療方法。

問題在於，化療都有不同程度的副作用，例如，酪氨酸激酶抑制劑是一類有效的癌症化療藥物，但具有不同程度損害心臟的副作用。

那麼，如何在實驗室篩選出病人心臟能承受的酪氨酸激酶抑制劑化療藥物從而避開嚴重毒害心臟的藥物呢？

吳教授的技術在這裡就能發揮威力了！

不過在這之前，還需要繼續科普一下幹細胞技術。

幹細胞技術

還記得西遊記里孫悟空拔毛變小孫悟空的故事嗎？幹細胞技術有點類似。

幹細胞是一類具有自我複製能力及多向分化潛能的未分化細胞。人體的幹細胞分為三種類型：（1）成體幹細胞，存在於成人體內，但隨著年齡增長基本喪失功能；（2）胚胎幹細胞（ESCs），由未分化的人胚胎內層細胞團衍生而來，因此不存在於成人體內；（3）誘導多能幹細胞（iPSCs），可以由成人細胞通過導入4種轉錄因子而生成。人體誘導多能幹細胞類似於胚胎幹細胞，它們都可以分化形成體內的各種細胞，包括腦細胞，心臟細胞，肝細胞和血細胞等。

是不是有點看懵了？不要緊，簡單地說幹細胞技術可以用於在體外人工培育細胞和心臟組織。

吳教授領導的研究團隊，首先從11個正常人及2個腎癌病人身上每人抽取10 cc血液，運用幹細胞生成培養技術，在實驗室只用4個星期就培養出人體誘導多能幹細胞，再經過4-6個星期又培養出人體心肌細胞，這是實驗室培養出的長在培養皿里的人體心肌細胞！從10 cc人體血液，到實驗室培養出的長在培養皿里的人體心肌細胞，相當於從少量血液變出人體心臟組織，這是生物醫學尖端科技的魔力！

總結一下，就是說他們能夠通過血液來在體外培養人體心肌組織！是的，不需要我們從心臟中提取，只需要用血液就能誘導幹細胞從而培養心肌組織。理論上他們把這個技術也可以用於體外培養心臟器官，不過這個是題外話了。

心臟安全指數

吳教授實驗室的科學家們隨後測試了21種常用的酪氨酸激酶抑制劑化療藥物對人體心肌細胞在以下5個方面的影響：（1）細胞存活情況，（2）有節律的收縮狀態， (3) 對電生理信號的興奮反應，(4) 鈣離子動態， (5)細胞之間的信號傳遞狀態。

他們發現，人體心肌細胞在相當於癌症病人化療用量的酪氨酸激酶抑制劑化療藥物的作用下，通常顯示出不規律的收縮，並且逐漸死亡。而且在各種酪氨酸激酶抑制劑化療藥物的作用下，人體心肌細胞也顯示出電生理信號的強弱差別（這些電生理信號控制著這些細胞的收縮）。

綜合以上5方面全新測試的結果，這些科學家計算出針對這21種酪氨酸激酶抑制劑化療藥物的「心臟安全指數」，從而反映出各種酪氨酸激酶抑制劑化療藥物對心臟的副作用程度。「心臟安全指數」越低，表明該藥物對心臟的毒性越嚴重。21 種酪氨酸激酶抑制劑化療藥物中，有7種的「心臟安全指數」小於或等於0.1。而0.1 是這些科學家定義的藥物高心臟毒性的指標。（這7種「心臟安全指數」小於或等於0.1的藥物有哪些嚴重的副作用呢？病人可能出現高血壓，心臟衰竭，心肌梗死，心臟猝死，心動過緩，以及血管異常等癥狀，令病人飽受痛苦，甚至有生命危險。）

成功創新

這種新的檢測方法準確地鑒定出了那些已知的對病人心臟最危險的酪氨酸激酶抑制劑化療藥物。比如， Nilotinib是被FDA批准的治療慢性骨髓性白血病的化療藥物，以及Vandetanib是被FDA批准的治療甲狀腺癌的化療藥物，這兩種葯是已知的對病人心臟功能特別危險的，它們在這種檢測方法中顯示了最低的『心臟安全指數』。相反，那些病人比較能忍受的酪氨酸激酶抑制劑化療藥物，在這種檢測方法中顯示了較高的『心臟安全指數。

吳教授認為，這個新測試方法將會於藥物研發早期在對心臟毒性方面有效篩選藥物分子。這一研究成果表明，藥物研製已從常規過程（從早期藥物研發到病人臨床試驗）向前邁出了關鍵的一步。這個新方法將會幫助藥物公司更快地研製出更加安全的藥物，同時也會給病人提供更加有效且副作用小的藥物。這將使生物醫學資金能更好地用於更多新葯的研製，也將造福於上百萬的病人，使他們免受痛苦甚至致死的副作用。

這一研究成果發表在今年2月15日的Science Translational Medicine學術期刊上，吳教授在今年5月獲得美國心臟協會100萬美元的獎勵資金，以支持他在精準心血管醫學方面和「培養皿中的臨床試驗」項目上的持續研究工作。

（美國心臟協會）

吳教授曾於耶魯大學醫學院獲得了醫學博士（MD），又在洛杉磯加大獲得了分子藥理學博士（Ph.D）。他在斯坦福大學醫學院任教多年，並擔任斯坦福大學心血管研究所所長。他是多種頂級學術期刊的編審成員，包括Journal of Clinical Investigation ，Nature Reviews Cardiology，and Circulation Research等。至今他已獲得過學術機構頒發的28種榮譽和獎勵 (https://profiles.stanford.edu/joseph-wu)。作為世界首屈一指的心血管專家，吳教授在心臟醫學研究領域可謂碩果累累！