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姬峻芳:为何男性肝癌患者多于女性【科学900秒系列】

发布时间:2017-03-22来源:浙大科学+++作者:浏览次数:326

姬峻芳,研究microRNA在肝癌发生发展中的生物学功能,以及microRNA在肝癌早期诊断、预后和治疗中的临床应用。部分研究成果发表在NewEngland Journal of Medicine(新英格兰医学杂志)等国际一流学术期刊上。世界上首次发现用于指导临床肝癌术后干扰素治疗的标志物,目前正在进行三期临床实验。

科学900秒-实录  

今天我要跟大家分享的故事是肝癌发生发展的分子机制,我已经在这个领域做了近十年的研究,然后做得越多,越像是在管中窥豹,但是又其乐无穷。我发现一些现象,深度发掘后,我意识到从某些方面我真的可以帮助病人。所以今天分享的这则故事,希望大家喜欢,同时浅谈一些我个人的感受。 

中国的肝癌研究意义重大

首先,是我们每个人生命的开始,从一个很小的单细胞到一个婴儿,到在座各位的青春年少,风华正茂,慢慢的长大又变老。每个机体是由许多细胞组成的,细胞们和谐,有条不紊进行分裂、增殖,控制整个人生命的进程。可是在如此美好和谐的过程中肿瘤又是怎么趁虚而入的?当听到周围的朋友或亲人不幸得肿瘤,貌似这样的事情越来越多,我想告诉大家所有的事情都不是偶然的,这样现象的背后是有故事的,下面这组数据可以给我们答案。

这是美国近50年来最主要的三大致死原因的死亡率分布图。可以看到在50年前主要的致死原因是心脏疾病,其次是肿瘤。这50年科技快速发展,心脏疾病的致死率大幅下降,然而肿瘤的致死率却几乎没变,所以大家感觉到的就是肿瘤发病增加了。。我就选择其中一种肿瘤——肝癌,来做后续的研究。

肝癌在全球肿瘤发病率中占到第五位,但是很不幸的是死亡率是第二位,说明它的恶性程度非常高。这个是全球肝癌最新的发病率分布图,从红色到浅色,发病率从高到低,中国是在这里,非常红色的一片。这意味着在中国肝癌的发病率非常高,而新发病率占到全球的一半以上(55%),所以中国的肝癌研究意义重大。  

把患者分类

我在这边提到的肝癌主要是肝细胞癌,是HCC,因为我们的肝脏中还有其他的细胞类型。我们想要做研究的时候都要近处观察,这是我们临床上正常肝脏的样子,而这个是肝脏肿瘤,颜色质地不一样的地方就是肿瘤。如果从细节上来看,正常肝脏细胞是一个索条样的分布,而肝脏的肿瘤细胞却是不规则的堆聚在一起。

再近一点去看,因为我曾经是临床医学院的学生,和许多肿瘤病人有深度的接触,做研究时就下意识去思考这个问题。我们注意到肝癌是一种异质性非常高的肿瘤。不同的患者之间,肝癌存在不同的致病原因,比如说乙肝病毒、丙肝病毒、过度饮酒,饮食中的一些有毒物质如黄曲霉毒素等,日积月累后导致肝癌的发生。比如临床上的两个病人,同样大小的肿瘤,同样的性别,各种生化指标也非常接近,但是做了同样的手术之后,预后却可能完全不一样。还有我们在临床上发现更多的病人,对同一种治疗方案的疗效反应往往大相径庭。再看他们的基因表达谱,从来没有发现有两个肝癌患者有完全相同的表达谱。而同一个肝癌患者的体内,即使是一个单结节的肿瘤也不一定是均质的。我们拿这些结节进行蛋白的染色,就可以看到差异。如果一个肝癌患者刚好是多个肿瘤结节,这个又有点复杂了,是同时发生的结节呢?还是一个地方先发生再转移到另外一个地方去的,这个也不知道。而这都是肝癌肿瘤异质性的表现,因为这个肿瘤异质性导致临床上治疗方案制定起来非常困难,最后预后效果也非常不好。所以怎么办呢,大家就想到这样一个解决方案。如果能够根据这些肿瘤细胞的生物学,找出来一些分子标志物,或者一群分子标志物,再结合一些临床的特征,将患者分为不同的相对均质的亚型,研究这一类亚群发病的原因,最后给予一个相对应的治疗方案,这样也许能够更好地帮助肝癌患者,这也是目前一直在提倡的精准医疗或者叫个体医疗。

针对这个理念我们做了一系列的研究,正因为肝癌患者个体间是不一样的,所以我们的最终目标是希望把患者分成一类一类的亚群,最后给予他们相应的治疗方案。我们把中间的整个生物学研究过程比喻为研究探索肝癌发生发展的生物学空间,我们希望在实验室做一些工作,帮助到肝癌患者。我们用了各种各样的方法,有细胞生物学的方法,培养细胞,改变基因的表达,研究肿瘤的恶性程度;采用多种肝癌动物模型;利用分子生物学的方法;也结合最新的各种组学技术,把这些方法有机地结合起来,在我们实验室进行研究。我们已经在这样一个现象的前提下发表了一系列的成果,今天想跟大家分享其中的一个。这个故事是跟性别有关一个小RNA,同时它可以预测肝癌的预后,还可以预测肝癌术后干扰素的疗效,这是我在博士后期间发的。我们在做实验的过程秉承的原则是,正视你在实验中看到的现象,不要轻易放弃,更不能扭曲,就是正视它,向管中窥豹一样但要多点窥豹,同时深度解析,或许你会有意想不到的发现。  

男性肝癌发病率更高

是我一直以来特别感兴趣的一个现象,就是肝癌的性别异质性。不知道大家有没有注意到,当我们提到肝癌,周围人发生肝癌几乎都是男性。这个现象如果扩展到全球,男性肝癌的发病率是女性的2-5倍,没有一个国家是例外的,这是为什么?我最开始做这个研究的时候,我的导师跟我说,男性社会压力比较大,他们喜欢吃更多的油腻食物,还喜欢喝酒,男性的荷尔蒙也有问题,所以最后就导致这样一个结果。后来我做了许多调研,发现一个更有意思的现象。我们有各种各样的肝癌模型,会发现在多种肝癌模型中的雄性小鼠比雌性小鼠肝癌高发。然而实验中的雄雌小鼠没有社会压力的差别,生活环境又是一致的,也没有让他们喝酒吸烟,这又是为什么。很多人认为男性的雄性激素跟女性的雌性激素不一样,是导致男性肝癌高发的可能原因。但有研究者把雄性小鼠和雌性小鼠的激素控制在同样的水平,结果还是雄性的老鼠肝癌高发。当时我们做了一个大胆的猜想,就是女性与男性的肝脏环境以及肝脏肿瘤在生物学上存在差异的。如果有差异,这个差异如何帮助女性少发肝癌,又有怎样可能的临床应用。

我们就做了基因谱的分析,找出了许多跟性别相关的,有差异表达的基因。最后我们选了一个差异最明显的,miR-26a。我们发现这个miR-26a水平在肝癌中是降低的,可并不是所有的患者都降低的。而miR-26a表达降低的时候,肝癌患者的预后就非常差,五年生存率就会降低。当时看到这个现象的时候就想到一个问题,miR-26a降低的肿瘤和不降低的肿瘤,这两者应该是不一样的吧。我们就做了转录组学的分析,因为大数据会从宏观的角度告诉我们,他们是否真的不一样。至于怎么不一样,再去做深度的分析。我们先管中窥豹了一下,从转录组的主成分分析发现miR-26a高表达跟低表达的肿瘤是不同的。进而通过分子信号传导通路分析,发现低表达miR-26a的肝癌有炎症反应相关信号传导通路的激活。可是当我们希望用第三个临床队列来证实我们的发现时,我们发现这个miRNA不再可以预测患者的预后,我们研究陷入一个僵局。

我就在那里不停的分析,一团黑,看不到结果,我们不知道究竟哪里有问题,如果不能得到进一步证实,该怎么办。接下来的两个月中,我们试了各种各样的分析办法,就本着一个原则,我的数据想告诉我什么。我们在分析的过程中试了不同的组合,最后发现有一种组合,它就像一张纸一样,我把它一揭开所有的结果都说通了。就是临床医生告诉我的一个因素,队列中有将近一半的病人进行了术后干扰素的临床治疗,该治疗在一定程度上可改善患者的预后。这干扰了我所有结果的分析,我把这部分病人移除后,用了所有没有用干扰素治疗的病人来对结果进行验证,一切都说通了。miR-26a表达降低的病人预后差。而这一干扰因素又给我们带来意想不到的发现。因为miR-26a表达降低的病人有炎性信号通路的激活,结合干扰素治疗,我们发现如果miR-26a表达降低时,干扰素治疗可以比不治疗明显地提高他的五年生存率。这就是当时实验和数据想要告诉我们的,miR-26a表达降低的患者预后差,同时可以对干扰素治疗有着明显的疗效反应。

当时就感觉柳暗花明又一村,前面是山穷水尽根本没有办法。到这里之后我们没有把研究停下来,进一步进行了分析,因为我们只是在实验室得到的结果,我们想应用到临床上。所以花了近1年的时间,建立一个标准的miR-26aDX模型,现在这个结果在进行临床三期实验。就是用当时建立的模型,进行前瞻性研究,看看新的患者里面,当我们去检测miR-26A表达之后,进一步观察其是否可以预测临床肝癌术后干扰素疗效。  

尊重实验感谢病人

前面就是我想跟大家分享的一个故事,我们实验室现在也在做很多类似的研究,基于现有的肝癌临床治疗,发现有哪些因子可以去预测不同的亚型,去看肝癌发生发展的机制,去看最初肝癌干细胞是怎么回事,我们也发现许多有意思的东西。这张肝癌的生物研究空间图能够非常准确地表达我的一个心情,我们真的是在管中窥豹,我们看到一些现象,但是我们不知道它后面究竟有多大的空间、多少分子在控制着,在发挥着什么样的角色,所以尊重我们的实验结果,然后跟很多人去讨论,去看,去全面地分析你的数据,去进行深度的分析,向右向左多看看多探探,你说不定就能看到完全不一样的世界,看到那个真相。

最后我要感谢实验室所有的同学,最近的很多实验都是我们同学在非常辛苦,非常努力地团结合作,有很多很有趣的发现,我希望有时间可以跟大家分享一些新的东西。当然还要感谢我的很多合作伙伴,尤其是我之前两位老师对我的帮助。最后还有感谢可爱的病人,如果没有他们愿意把各种各样的临床信息和组织标本贡献出来,不可能有这样的研究成果。最后还要感谢这些给我资金,资助我做实验的基金机构,尤其是浙江大学给我们提供一个很好的平台。这里有这么多优秀的学生,我们在一起非常愉快地合作学习交流着,希望我们将来能够有更多的产出。

最后谢谢大家。  

科学900秒-互动 

提问:为什么世界上不同地区的肝癌发病差异是如此显著?

姬峻芳:这个就是牵扯到肝癌的流行病学。我刚才没有仔细讲,我们国家之所以肝癌高发,一个最重要的原因是乙肝病毒。因为乙肝病毒导致肝癌是一个明确直接的原因,大概20年之后肝癌就可以发生,尤其是母婴传播的肝癌患者,肝癌发生更明显一些。还有其他原因就是我们国家最早期的饮食,刚才我有提到黄曲霉素,就是花生跟玉米如果保存不当就会发霉,这些饮食跟肝癌的发生密切相关。在埃及和非洲也是因为饮食,卫生条件不好,可能携带病毒。西方国家这些黄色的区域,他们的主要原因其实是丙肝病毒或者是糖尿病,还有一些代谢综合征所导致的肝癌,这些是比较综合性的评价。  

提问:我同学的祖父和曾祖父都是因为肝癌去世,他担心他爸爸,他想知道肝癌和基因遗传有什么关系,有什么方式可以让肝癌的发病率降低?

姬峻芳:我们国家是一个肝癌高发大国,但是在国外肝癌的发病率比较低。你刚才提的问题非常好,我们国家由于乙肝病毒感染率比较高,呈现一个家族聚集发生的现象。当时人们一个主要的想法是因为乙肝病毒导致,而不是因为遗传性基因导致的,这是大家一直以来的共识。你刚才提到的现象是我感兴趣的东西,虽然我们认为是乙肝病毒,爸爸妈妈有,这个孩子的发病率也应该有,但是不应该是在男性中有这样一个明显的倾向性。所以我最近在做的一个研究就是有没有一些遗传基因影响了这类现象的发生。你首先不用太担心,目前没有非常肯定的结果。其次,现在测序技术非常发达,大家就会发现肝癌的异质性太强,没有一个主要的突变基因,不像胰腺癌中的Ras突变是主要原因。人们发现肝癌最多就是p53的突变,这是大家都公认的。但是像其他的基因的突变基本都是3%-5%,或更低。目前还没有发现父亲感病,孩子一定会有的现象。这是现在已知的研究结果。

你刚才提到家里人怎么样去注意?日本人在这放面做的不错,他们在早期发现肝癌和术后癌转移上做的较好,最主要是他们随诊非常好,如果已知病毒感染时,会根据医生的嘱咐半年或者一年内非常积极检查、随诊,需要的话甚至核磁共振检查。针对这家人的情况,可以建议他跟医生建立比较积极的关系,及时沟通、及时去医院复诊,包括检查现在已有的几种病毒活动标志物、肝癌标志物,同时通过仪器、血液学的检查等进行诊断。

提问:我听说熬夜可能会增加肝癌的发生率,这是真的吗,另外怎么样一种生活方式可以让我们远离肝癌发生的可能性?谢谢。

姬峻芳:这个属于健康普及。熬夜对身体不好,不光是引起肝癌,但是也不是说一定会引起癌症,一种健康的生活方式是非常重要的。因为你熬夜的话会影响免疫力。你刚才提到怎么样能够预防,就是锻炼身体,健康饮食。如果你吃到霉变的花生,还是要吐出来,不要凑合着吃了。我能想到就是比较健康的生活方式,一日三餐,喝水,按时睡觉,经常锻炼身体。  

提问:信号通路建立了跟不同癌症之间的关系,在肝癌很少被提到,一般都是乳腺癌、胃癌。你有没有尝试把肝癌放到不同的通路之间,研究他们之间的关系?

姬峻芳:首先我们要意识到肝癌存在异质性。你提到有没有可能把肝癌的某些东西放到其他肿瘤中,有一些比较经典的癌基因p53,这在各种肿瘤都比较常见,是重要的一类癌基因。但是只是在转录水平发现一个基因表达水平有所改变,而不是突变时,它可能在一种肿瘤中有用,但在另外一种肿瘤中需要验证。有一个最经典的研究,我们发现miR-181跟肝脏的肿瘤干细胞有非常明显的关系,可以维持肿瘤干细胞的干性,不让它进行分化。但是到血液系统里面,它发挥的功能是促进红细胞分化的,你可以看到在两个不同的体系中,这是一个相反的功能。所以如果开展研究,不要一下子从一个点跳到另外一个点,要很小心去验证。但是一些经典的信号传导通路,不光是刚才提到几个突变的基因在不同的肿瘤中,发挥相似的功能,所以要根据不同的情况去对待。

  

录音整理:顾元卓、柯溢能

摄影:周立超

编辑:涵冰、柯松

支持:“启真杯”组委会