癌症與癌症幹細胞
科學前沿
作者：楊欣
胚胎幹細胞是能夠分化生長成各種器官組織的幹細胞，一個生命的誕生就是從胚胎幹細胞產生的。所以，也可以說，人體是由幹細胞分化而來的高度複雜有序的整體。既如此，癌症會不會也是由少數幹細胞分化而來的呢？這就是癌症產生於癌症幹細胞的假說。
癌症幹細胞是癌症之母
癌症幹細胞（Cancer Stem Cell， CSC）假說是研究人員於2001年提出的。癌症防治的實踐表明，許多癌症的產生和轉移大都由一些基因突變的病變細胞產生，它們會誘發更多的細胞病變，就像滾雪球一樣，讓腫瘤越來越大。盡管對多數癌症可以采用手術、化療、放射療法及生物免疫療法等方法來殺死大部分腫瘤細胞，但是卻無法從根本上治愈癌症，原因就在於，可能存在沒有被斬盡殺絕的癌症幹細胞，它們起到了火種的作用，並能轉移。
於是，研究人員認為，盡管不同組織和器官有不同的癌症發生，但癌症最初的產生和後來的轉移都可能依賴於一類起決定作用的癌變細胞，這就是癌症幹細胞。當然，剛開始時，癌症幹細胞隻是一種假說，但是10多年來越來越多的研究已經追蹤和找到了各種不同的癌症幹細胞，因此癌症幹細胞假說已經成為一種被證實的理論。
現在，研究人員在乳腺癌、腦腫瘤、前列腺癌、肺癌、肝癌、結直腸癌、皮膚癌等多種癌症中都成功分離出了癌症幹細胞，並且發現了癌症幹細胞有幾種明顯的特征。
第一，癌症幹細胞有自我更新的能力。自我更新能力是指癌症幹細胞保持分化為前體細胞的能力。第二，癌症幹細胞具有多分化潛能。多分化潛能可以使癌症幹細胞產生不同分化程度的子代癌症細胞，在體內形成新的癌症。同一癌症組織中，分化成熟的癌症細胞惡性程度較低，但分化差的癌症細胞惡性程度較高。第三，癌症幹細胞具有高增值能力。所謂高增值能力是指，癌症幹細胞比一般的癌細胞更容易生長，並且生長速度極快。第四，癌症幹細胞具有更強的耐藥性。癌症的多藥耐藥是導致癌症治療失敗的主要原因之一。癌症耐藥的原因在於，癌症幹細胞細胞膜上的一種跨膜蛋白能夠運輸並排出代謝產物、藥物等物質，使得許多對一般癌細胞具有抑製或殺傷作用的藥物無法對癌症幹細胞發揮殺傷作用，或作用明顯減弱。
當然，癌症幹細胞還有一個明顯的特征，就是容易轉移，並且在轉移部位成為一種傳播癌症的種子細胞。一般情況下，當癌症發生轉移時，就不太容易治療了。這一點也是癌症幹細胞最可怕之處。
更多的證明
癌症幹細胞的假說非常重要。因為，如果真的存在少數誘發和促成癌症產生的癌症幹細胞，就可以采用擒賊先擒王的方式，主要針對這些癌症幹細胞進行清除和打擊，在治療上也可能事半功倍。
起初，由於沒有較好的技術來追蹤癌症幹細胞，因此要證明癌症幹細胞的存在相當困難。這就意味著追蹤和尋找癌症幹細胞需要先進的技術。追蹤癌症幹細胞的啟發或許來源於“輕羅小扇撲流螢”，因為研究人員可以利用生物醫學工程的方法來生產不同的熒光，並且用於標記各種細胞。譜係追蹤技術（lineage tracing）就是一種先進的追蹤癌症幹細胞的方法。例如，研究人員可以用綠色熒光標記突變細胞，即癌症幹細胞，用紅色熒光標記正常細胞，以辨別和確定癌細胞的起源。利用這種方法，最近不同國家的研究人員獲得了更多的確定性證據，證明癌症幹細胞廣泛存在，最為典型的是三種癌症幹細胞的發現，分別是神經膠質母細胞瘤癌症幹細胞、鱗狀皮膚癌癌症幹細胞和小腸腺癌癌症幹細胞。
美國得克薩斯州立大學的路易斯·帕拉達的研究小組發現，所有神經膠質母細胞瘤樣本中至少有幾個標記的細胞是幹細胞。因為，與未標記的細胞相比，癌症幹細胞不會被標準化療藥物殺死，而且一旦停止藥物化療，這些癌症幹細胞便能夠引發新的腫瘤。而且，進一步的研究發現，那些未標記的一般神經膠質母細胞瘤細胞起源於標記的癌症幹細胞。
荷蘭烏得勒支胡柏雷奇特（Hubrecht）研究所的漢斯·克來弗斯等人在研究中發現一種含有名為Lgr5基因的細胞被視為腸腺瘤的生物根源，而這種基因也活躍於普通的腸道幹細胞中。利用藥物驅動的熒光素標誌物表達係統，研究人員對小鼠進行觀察，發現多種不同類型的腫瘤細胞其實是來源於同一幹細胞，即癌症幹細胞。而且，這些幹細胞是腫瘤發展的驅動力。