張金堅:揭開癌症幹細胞真面目

本文摘自《常春月刊》471期

文/張金堅(乳癌防治基金會董事長)

幹細胞(stem cell)定義為具有自我複製或更新(self-renewal)與分化為其他細胞能力(differentiation abilities)的細胞。例如胚胎幹細胞具有分化為各式細胞的能力(pluripotent);而成人身上的幹細胞,大多是各個組織或是器官的前驅細胞(progenitors),可以複製、分化為該譜系(lineage)的細胞,例如造血幹細胞(hematopoietic stem cell)可以分化為各種血球。

本文要探討的主題,癌症幹細胞(cancer stem cell,又叫腫瘤幹細胞),其理論基礎就是從體細胞的幹細胞理論發展而來。經過多年的發展,惡性腫瘤的癌症幹細胞理論已逐漸被大家接受,雖然惡性腫瘤起源與依賴一小群癌症幹細胞的細胞增殖的想法已經存在已久,但是在近年來,才因為生物科技的技術發展與進步,而有足夠的實驗數據加以證實癌症幹細胞存在的理論。

癌症幹細胞最早是由迪克(Dick)和他的同事在1994年,證明CD34+CD38-是急性骨髓性白血病(acute myeloid leukemia,AML)的癌症幹細胞,他們在依序的植入實驗中(serial transplantation),發現並且證明這一群細胞可以植入免疫缺陷小鼠並啟動白血病生成;而該群細胞只占數百萬AML細胞中的一小部分,這一部分也是生成腫瘤最原始的部分;除了血液腫瘤外,固態腫瘤在2003年,由克拉克(Clarke)和他的同事們,發現帶有標記CD44+CD24-/low的乳癌細胞,可以表現如急性骨髓性白血病之CD34+CD38-的癌症幹細胞相似的表現,也就是在連續數代小鼠移植實驗中,可以啟動乳癌腫瘤的生成,因此確立了CD44+CD24-/low為乳癌幹細胞。而後,各種癌症幹細胞的細胞表面標記逐一被找出來,確定了癌症幹細胞的理論。

癌症幹細胞的特性
傳統的癌症治療,是利用手術切除、化學治療、荷爾蒙治療或放射線治療,以抑制癌細胞的生長,進而引發其凋亡。但腫瘤具有異質性,會含有不同性質的癌細胞,大部分會因治療而被消滅。然而只有極少數惡性度高的癌細胞,經過化學藥物及放射線治療後仍可存活下來,並且躲過免疫系統的偵測,導致癌症在治療一段時間後出現復發或轉移情形(如圖一),

張金堅:揭開癌症幹細胞真面目

而且其復發或轉移部位的腫瘤,其癌細胞特性是由癌症幹細胞,藉由其對稱或不對稱的分裂而形成,其癌細胞的病理組織特性可能與原發病灶不盡相同,一般惡性度會增強(如圖二),此等癌細胞特叫癌症幹細胞,其具有下列特性:

張金堅:揭開癌症幹細胞真面目

說明: