猫癌症基因组的发现可能会彻底改变人类治疗

国际研究人员发现了导致猫和人类侵袭性癌症的基因突变,这有可能为这两个物种带来突破性的治疗。
一项突破性的国际研究合作揭示了导致一种罕见且侵袭性癌症的基因突变,这种癌症同时影响猫科动物和人类,为跨物种治疗的发展带来了前所未有的可能性。这项全面的基因组研究代表了比较肿瘤学的一个重要里程碑,展示了兽医学和人类医疗保健如何协同工作来对抗毁灭性疾病。来自三大洲多个机构的科学家花了四年多的时间分析了这种特殊的猫癌基因组的遗传蓝图,揭示了与人类恶性肿瘤的惊人相似之处,这可能会改变这两个物种的治疗方法。
由兽医肿瘤学家和人类癌症专家领导的研究小组将他们的研究重点放在一种特别具有侵袭性的癌症上,这种癌症由于其快速进展和对传统疗法的耐药性,数十年来一直困扰着研究人员。通过先进的基因组测序技术,他们确定了在受影响的猫中驱动肿瘤发展和转移的特定基因突变,并发现这些相同的突变也存在于相应的人类癌症中。这一非凡的发现表明,猫可以作为理解癌症生物学和开发有针对性的治疗方法的宝贵自然模型,使兽医和人类患者受益。
Dr.国际比较肿瘤学研究所的首席研究员莎拉·理查森(Sarah Richardson)解释了他们的发现的重要性:“这一发现之所以如此引人注目,是因为猫和人类的癌症途径之间具有惊人的遗传相似性。我们本质上是在研究跨物种表现的相同疾病,这为我们提供了一个独特的机会来开发可以帮助猫及其人类同伴的治疗方法。”该研究利用尖端的 CRISPR 基因编辑技术和下一代测序平台,绘制了 200 多只被诊断患有这种侵袭性癌症类型的猫的肿瘤的完整基因组图谱。
本研究中采用的比较肿瘤学方法代表了癌症研究方法的范式转变,科学家们利用动物中自然发生的疾病来更好地了解人类病理学。与研究模型中实验室诱发的癌症不同,猫的自发性肿瘤更真实地代表了癌症在自然环境中如何发展和进展。这种真实性对于开发从研究环境有效转化为临床应用的治疗方法至关重要,解决癌症药物开发中的主要挑战之一,在这种情况下,有希望的实验室结果往往无法在人类患者中产生类似的结果。
基因组分析揭示了多种致癌途径,这些途径在猫科动物和人类的这种癌症中都失调,包括参与细胞周期调节、DNA 修复机制和细胞凋亡抗性的关键基因。研究人员发现了肿瘤抑制基因和癌基因中的特定突变,这些突变为肿瘤的侵袭性生长和转移扩散创造了完美的风暴。这些发现与之前在人类癌症研究中的观察结果一致,但为突变的顺序及其对细胞行为的累积影响提供了新的见解。
最重要的发现之一涉及负责免疫系统识别癌细胞的基因突变,解释了为什么这种特殊的癌症类型能够如此有效地逃避自然免疫监视。研究小组发现,猫和人类的肿瘤都发展出复杂的机制来躲避免疫检测,本质上是隐藏自己免受人体自然防御系统的影响。这一发现对免疫疗法的发展具有直接影响,表明旨在揭露癌细胞的治疗方法可能跨物种障碍有效。
这项研究的制药意义重大,因为制药公司现在可以使用猫作为自然疾病模型来开发和测试癌症治疗方法,而不是仅仅依靠在实验动物中人工诱发癌症。这种方法可以显着加快药物开发时间,同时提高成功转化为人类患者的可能性。几家大型制药公司已经表示有兴趣合作开展临床试验,同时在基因图谱匹配的猫和人类身上测试新疗法。
Dr.参与这项研究的人类肿瘤学家迈克尔·陈(Michael Chen)强调了互惠互利:“这不仅仅是帮助猫或仅仅帮助人类,而是认识到我们有共同的生物学弱点,可以共同解决。当我们开发出一种适用于具有这种特定基因特征的猫的治疗方法时,我们有充分的理由相信它也适用于具有相同突变的人类。”研究小组已经开始计划并行临床试验,将同时在两个物种中测试有希望的治疗候选药物。
该研究的方法包括从不同地理区域和品种背景的猫身上收集肿瘤样本,确保遗传结果代表广泛的群体而不是孤立的病例。研究人员与北美、欧洲和亚洲的兽医肿瘤中心合作,收集有关肿瘤遗传学、治疗反应和患者结果的综合数据。这种全局方法增强了他们的发现的有效性,并增加了对其发现的转化潜力的信心。
先进的生物信息学分析表明,受影响猫的肿瘤微环境与人类患者的肿瘤微环境非常相似,包括相似的血管形成模式、免疫细胞浸润和细胞通讯途径。这种相似性不仅限于癌细胞本身,还涵盖支持肿瘤生长和进展的整个生态系统。了解这些复杂的相互作用对于制定综合治疗策略至关重要,该策略不仅针对癌细胞,还针对使其生存和扩散的支持环境。
该研究已经确定了几个可用于药物开发的潜在治疗靶点,包括特定的蛋白激酶、生长因子受体和对癌细胞生存至关重要的代谢途径。其中一些目标已经在人体临床试验中进行研究,但猫科动物模型提供了在进入大规模人体研究之前测试联合疗法和优化治疗方案的机会。这种方法可以显着减少将新的癌症治疗推向市场的时间和成本。参与研究的兽医肿瘤学家报告说,患有这种癌症类型的猫在目前的治疗方案下通常预后不良,因此对新治疗方法的需求尤为迫切。这种癌症的侵袭性,加上对传统化疗和放疗的抵抗力,让兽医专业人士感到沮丧,他们帮助受影响的宠物及其家人的选择有限。这项研究提供的遗传见解为制定更有效、更有针对性的治疗方案带来了希望。
其影响不仅限于立即治疗应用,还包括基于遗传风险评估的预防策略。研究人员正在开发基因筛查组合,可以识别患有这种癌症的高风险猫,从而实现早期干预和监测方案。类似的筛查方法可以适用于人群,特别是那些有相关癌症家族史或已知遗传倾向的人群。
该研究的资金来自多个来源,包括政府卫生机构、兽医协会和致力于比较医学研究的私人基金会。合作资助模式反映出人们越来越认识到解决复杂疾病需要跨学科方法来弥合人类医学和兽医学之间的传统界限。这种同一个健康方法认识到人类、动物和环境健康之间相互关联的本质,促进有利于所有利益相关者的研究策略。
展望未来,研究团队计划扩大其基因组分析范围,以包括影响猫和人类的其他癌症类型,建立一个比较肿瘤学信息的综合数据库。他们还在开发复杂的计算模型,可以根据基因图谱预测治疗反应,从而有可能为兽医和人类患者提供个性化的医疗方法。长期愿景包括建立专门的治疗中心,为患有癌症的人类和宠物家庭成员提供协调护理。
这一突破代表了精准肿瘤学的新时代,其中治疗决策以详细的基因分析为指导,而不是传统的一刀切的方法。随着研究人员不断解开驱动癌症发展的复杂遗传网络,兽医和人类医学之间的合作有望加速进展,为所有受影响的个体(无论物种如何)提供更有效、有针对性和富有同情心的癌症护理。
来源: Deutsche Welle


