“憋死”癌細胞，2019諾貝爾醫學獎為癌症治療提供新途徑

氧氣過多，人會中毒；氧氣過少，人會窒息。但生物體內卻有精妙的機制來控制氧氣的平衡，之前人們對細胞調控氧氣變化的複雜機制並不清楚，於是有三位偉大的研究員橫空出世。他們憑藉發現了“人與動物對氧氣含量的細胞感知機制”，一舉摘得2019年諾貝爾諾貝爾生理學或醫學獎。他們將平分 900 萬瑞典克朗（約合人民幣 647 萬元）的獎金。

2019 年諾貝爾生理學或醫學獎得主：哈佛醫學院Dana-Farber癌症研究所的William G．Kaelin Jr、牛津大學和弗朗西斯·克里克研究所的Sir Peter J．Ratcliffe、約翰霍普金斯醫學院的Gregg L.Semenza｜諾獎官網

癌症治療一直是一座珠穆朗瑪峰，路遠道阻，但重大科學發現幾乎都與此領域相關。去年，諾貝爾醫學獎頒給兩位在癌症免疫治療方面有突出貢獻的專家；今年的三位科學家，發現了一些因子與氧氣，和癌症之間的關係。專家們表示：“理解細胞在分子水平上感受氧氣的基本原理，對深入理解腫瘤或是癌症的發生十分重要。”

在我們的體內，正常細胞和癌細胞都在進行著生存鬥爭。因為養分資源都是固定有限的，哪些細胞能夠得到足夠的養分就能夠繼續生存，而那些缺少氧氣等營養物質就會凋亡。於是，破解因子、氧氣、癌症之間的機制和密碼，科學家們等於掌握了“憋死”癌細胞的途徑和方法。

且看，諾獎的成果如何跟癌症治療相關呢？

癌細胞缺氧保護?

即便它有“金鐘罩”，也要讓它破功！

當你到高海拔氧氣稀缺的地方，一方面會忍不住大口呼吸、增加氧氣的攝入量，一方面血液會調動更多紅血球，輸送氧氣。

這說的是宏觀層面，如果從微觀角度看，感到缺氧時，細胞就會分泌一種激素，讓身體多生產點兒紅細胞，儘快恢復氧氣的供應。可見，缺氧並不可怕，因為人體細胞能夠探測氧氣的濃度，並隨時作出反應。

那麼，人體細胞又是怎麼做到的呢？

美國醫學家Gregg L.Semenza，和英國醫學家Sir Peter J．Ratcliffe發現，這是因為在人體細胞中，有一種懂得垃圾分類的細胞因子，叫作缺氧誘導因子-1α（HIF-1α）。

他們發現，如果氧氣濃度太低，缺氧誘導因子-1α就會進入細胞核，給相關的基因“通風報信”，讓細胞趕緊做出反應。

那麼，當人體不缺氧時，缺氧誘導因子-1α又在做什麼呢？它完全不發揮作用，因為它被人體當作垃圾分解掉了。

美國醫學家William G．Kaelin Jr，和Sir Peter J．Ratcliffe陸續發現，這是因為在人體細胞中，還有一幫分子在默默地搞垃圾分類。當人體不缺氧時，氧氣和一種叫作VHL的分子，會將缺氧誘導因子-1α，標記成了“易腐垃圾”。於是，細胞就會把它分解掉，防止人體過度反應。

機體感應氧氣和調控示意圖｜諾獎官網

這種缺氧保護機制十分重要，正常細胞固然離不開它，但癌細胞更加離不開它，簡直就是威力無窮的“金鐘罩”！癌症組織是一群十惡不赦、欲求未滿的暴亂分子，它們在體內特定地點瘋狂生長，以至於在很小的區域內就會集中大量的細胞、血管及組織等。對於置身於此處的癌細胞來說，由於細胞生長需要消耗大量的能量和氧，其實腫瘤內部是一種非常缺氧的狀態。為了擺脫缺氧的困擾，癌細胞必須讓腫瘤周邊血管更有活力，新生血管網更加密集，從而儘量擺脫缺氧對於自身生長的限制。因此，在癌細胞的驅使之下，HIF-1α拼命發揮效能以便讓癌細胞獲得儘可能多的氧，從而在表觀上造成過度表達的現象。

這給臨床醫學帶來了啟發，在對付癌症組織的時候，是不是就可以從HIF-1α入手，降低癌細胞能獲取到的氧含量，憋死癌細胞了呢？

諾貝爾獎與禁藥：

成也EPO，敗也EPO！

在這次獲獎研究中有一個名詞會被反覆提及，那就是EPO（Erythropoietin），也就是促紅細胞生成素。這是肝腎分泌的一種糖蛋白激素，可以刺激紅細胞的生成，讓人可以對抗一定程度的缺氧。

EPO｜東方資訊

劇烈運動時，我們肌肉中的氧氣感應控制適應性過程可利用EPO產生更多新生血管和紅細胞，它也與免疫系統和許多其他生理功能有關。EPO對維持我們正常的生理功能至關重要，但其促進紅細胞生成的特性也容易被過度使用，比如興奮劑。美國Verywell網站發文指出，EPO可造成血液紅細胞過多擠壓血漿，導致血壓過高；同時，過高的血液黏度會增加心臟的壓力。紅細胞過高易產生血栓，增加心臟病發作和中風的風險。自20世紀90年代初以來，EPO就被世界反興奮劑機構（WADA）禁止使用。

此外，EPO也是許多疾病的核心，例如，EPO 主要由腎臟細胞產生，因此慢性腎衰竭患者通常會因EPO表達減少而患有嚴重貧血，外源EPO也作為貧血的常用藥物之一。

EPO的氧氣調節機制在癌症中具有重要研發前景。在腫瘤中，氧氣調節機制被用來刺激血管形成和重塑新陳代謝，以有效地促進癌細胞的增殖。各大學術實驗室和製藥公司正在進行大量針對能夠通過激活或阻斷氧傳感機制的研究，用於開發干擾不同疾病狀態的藥物。

寫在最後

人類離治癒癌症還有多遠？在攻克癌症的路上，我們嘗試了直接手術切除、化療、放療、免疫治療、靶向治療等手段。2019諾貝爾生理學或醫學獎的重磅研究成果，讓我們看到了“憋死”癌細胞的一絲曙光！

參考網站：

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2019/press-release/