零距離科學:來自古巴的治癌新希望

零距離科學:來自古巴的治癌新希望
人類的醫學知識與技術在近一百年間突飛猛進;然而面對癌症時,我們依然是有束手無策的時候。

我們想讓你知道的是

本集《零距離科學》不單跟大家介紹CimaVax-EGF的科學原理,製作團隊更花了不少心機解釋古巴科學家在研發CimaVax-EGF時所面對種種經濟上及政治上的困難,實在是非常有趣,值得一看。

文:盧駿揚(香港中文大學通識教育基礎課程講師)
圖:香港電台

人類醫學水平日益提升,癌症卻仍是我們難以戰勝的強敵。無論我們嘗試以手術、電療、化療或標靶藥物等方法把腫瘤剷除,結果卻是野火燒不盡,一不留神便讓它重新長起來。而且更不幸的是,因腫瘤能迅速產生變異,這便叫原先有效的療法頓失果效。雖然根治癌症的目標看似遙不可及,科學界近年在研發癌症療程上卻有著不少新突破,本集《零距離科學》便正正談到古巴科學家所發明的新療法。

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癌細胞能迅速變異,往往令本來有效的藥物失去效果。

節目中的主角是名為CimaVax-EGF的癌症疫苗。它是屬免疫治療(immunotherapy)中的一種,由古巴的分子免疫學中心(Center of Molecular Immunology)所研發出來。不過在進一步解釋CimaVax-EGF的運作機制前,先跟大家介紹何謂免疫治療。

免疫治療

免疫療法本身並不是甚麼新的發明。早於百多年前,一位美國醫生威廉.科利(William Bradley Coley)已提出細菌感染或有助於治療癌症。他甚至把化膿性鏈球菌殺死後製成「科利毒素」(Coley’s Toxin),並把它當成一種疫苗,嘗試以此來治療癌症。不過當時科利毒素的效果成疑,而且科學家又發展出更有效的療法(如化療、電療等),於是免疫療法有好一段時間被人拋諸腦後,棄於一旁。直至後來當我們對人體免疫系統有了更詳盡的理解,並且生物學家於六十年代提出癌細胞會受人體免疫系統監控(immunological surveillance)的理論後,免疫療法才逐漸重新受人重視。在九十年代,免疫療法研究更有著多方面的突破。今天它已成為其中一種對抗癌症的強力武器。

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免疫療法的理論基礎是在於人體本身有監控癌細胞的能力,而該能力正正是來自我們的免疫系統。

現今常用的癌症免疫療法可分為數種: 1)T細胞輸入療法 (adoptive cell transfer therapy)、2)免疫檢查點抑制劑(checkpoint inhibitor)及3)癌症疫苗 (cancer vaccine)。

T細胞輸入療法

T細胞輸入療法是藉著輸入外來的T免疫細胞來對抗癌症。當中有一種較出名的做法叫「嵌合抗原受體T細胞輸入療法」(Chimeric Antigen Receptor T cell Therapy,或作CAR-T Therapy)。它的做法是先從患者身上提取T免疫細胞,在它們身上進行基因改造,讓它們表面產生出能夠辨別癌細胞的受體(receptor)。當這些經改造的免疫細胞被輸入至人體內,它們便會自動去尋找癌細胞,啟動人體的免疫系統,再把那些叛變的細胞消滅。

免疫檢查點抑制劑

免疫檢查點抑制劑是另一種對抗癌症的有力武器。兩位有份參與相關研究的科學家更於2018年獲得了諾貝爾醫學獎。我們可視免疫檢查點抑制劑為免疫系統的增强劑。它的對象並不是癌細胞本身,而是我們的免疫細胞。免疫細胞本來就受著各種不同的生物分子(biomolecules)影響著它們的運作。當中有些有著抑制的作用——譬如是CTLA4及PD1等表面受體(surface receptor),它們的功能就如汽車上的剎車制一樣,防止我們的免疫系統「超速」失控。不過科學家近年卻發現,假如我們利用抗體把這些受體擋住——就正如把磚頭放在剎車制底下防止它的運作,我們就能令免疫細胞超額工作,從而加強它們對癌細胞的監控與攻擊。

癌症疫苗

最後一種方法就是癌症疫苗。癌症疫苗的機制跟一般疫苗相近,都是藉由把外來的抗原 (antigen)打進人體內,讓人體產生免疫反應並製作出抗體,從而對抗入侵者。不過癌症疫苗的抗原並不是由外面而來的,而是由體內的癌細胞製作出來的。正常來說,免疫系統並不會把體內自身所產生的東西視為外來的。不過癌細胞本來就是一些失控的細胞,它們的表面不時會出現異變的蛋白,是免疫系統所不認識的。這些奇形怪狀的表面蛋白就是抗原。我們能夠以此來製作疫苗,讓身體產生相對應的抗體來攻擊癌細胞。

癌症疫苗CimaVax-EGF

那麼CimaVax-EGF是屬於以上哪一種免疫療法呢?答案是:它並不屬於任何一種,這也正正顯出它的突破性。

廣義來說,我們可稱CimaVax-EGF為癌症疫苗,但嚴格來說這卻是不正確的。沒錯,它的確是由抗原組成,打進身體內會讓人產生抗體。但它所對抗的對象卻並非癌細胞,而是在人體內正常出現的蛋白質——表皮生長因子(epidermal growth factor, EGF)。

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平常的癌症疫苗是以癌細胞表面上的腫瘤抗原為目標的,如圖中的VAXIRA便是以NGc神經節甘脂(gangliosides)為目標的疫苗。CIMAVax則反其道而行,以人體自有的蛋白為目標。

為甚麼要讓它攻擊正常的蛋白質呢?EGF 本來是一種生長因子。它有著相對應的受體——表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)。當EGF跟細胞表面上的EGFR結合時,它會引發一連串訊息傳遞反應,最終結果就是促進細胞進行DNA複製及細胞增生。這會否立即讓你想起癌細胞呢?不受控增生是癌細胞的特點,而EGFR正正就是對它有利的好工具。正因如此,我們亦可在不少癌細胞表面上找到EGFR的存在。那麼只要我們能阻止EGF跟EGFR的結合,自然就能阻止癌細胞的生長。

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癌細胞表面上佈滿了表皮生長因子受體(EGFR)。當EGF跟其結合,就會促進癌細胞的生長。假如能阻止其結合,我們就能防止癌細胞增生。

有了這個資訊後,不少科學家便著手在實驗室中製作出EGFR抗體(Anti-EGFR antibody),並把它輸入人體內,以此對抗癌細胞。這些抗體無疑是有一定效用的,不過以人工方式製作抗體既費時失事,而且它只是被動免疫(passive immunity),效果並不長久。有見及此,古巴的科學家便妙想天開,思考讓人體自行產生EGF抗體的可能性。

不過這怎麼可能做得到呢?剛剛才說過免疫系統只會對陌生的抗原產生反應,它又怎會理會這平平無奇的EGF?由此我們就更能明白到古巴科學家的創意與突破。他們以化學方法把EGF蛋白黏貼在B型腦膜炎雙球菌內的P64k蛋白上。對人體免疫系統來說,P64k是一種非常顯眼的抗原——換句話說,就是它有著很高的免疫原性(immunogenicity),能引發免疫系統的強烈反應。當其他蛋白黏在P64k上時,免疫系統便會以「連座法」把它們一同視為外敵,並製作出抗體對付它。

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為了令免疫系統產生對人體自身的EGF產生抗體,古巴科學家非常聰明的將它跟另一個由細菌而來的蛋白連在一起。這樣免疫系統便會誤以為該EGF為外來物,繼而生產抗體對抗它。

正因如此,P64k上的EGF也能誘發免疫系統製作出對抗自身的抗體。這不但是非常具創意的做法,更是一種便宜的做法。相比起製作抗體,要人工生產EGF及P64k並不困難。而最花工夫的步驟(製作抗體),我們則把它「內判」至人體內完成。這實在是一種低成本且高成效的方法。今天CimaVax-EGF已進入臨床試驗的階段,暫時來看效果尚算良好。

本集《零距離科學》不單跟大家介紹CimaVax-EGF的科學原理,製作團隊更花了不少心機解釋古巴科學家在研發CimaVax-EGF時所面對種種經濟上及政治上的困難,實在是非常有趣,值得一看。

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CIMAVax 是古巴科學家獨家研發的癌病疫苗。它能使人體產生表皮生長因子(EGF)的抗體,從而消滅癌細胞。

《零距離科學》集合世界各地有趣的科學紀錄片,網羅與大眾息息相關的科學資訊,啟發觀眾的好奇心和求知慾,節目逢星期五晚9時30分在港台電視31及31A播映。本集於10月30日播出。港台網站及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。

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責任編輯:Alvin
核稿編輯:Alex


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