相关监测数据显示,2022年我国新发肺癌病例106.06万例,占全部恶性肿瘤发病的22.0%;我国肺癌死亡病例73.33万例,占全部恶性肿瘤死亡的28.5%;肺癌发病率和死亡率分别为75.13/10万和51.94/10万,总体呈上升趋势。
近期,我国在天舟八号任务中,将肺细胞送入太空进行培养,这项研究的目的是为了探讨空间辐射环境下,细胞从正常细胞向癌变转化过程中的不同节点的一些标志物,以及可能致癌的新靶标或治疗方法,连续30天的培养实验,以微重力环境赋能细胞疗法研究,这些研究成果将来可用于地面肿瘤,特别是肺癌的攻克,提高治疗的有效性和安全性。
微重力环境:开启肺细胞研究的全新视角
天舟八号所搭载的肺细胞实验项目,在科学界有着开创性的意义,它是全球范围内首次针对肺细胞开展的、在太空微重力环境下进行长时间连续培养的科学探索。
太空微重力环境,犹如一把神奇的 “钥匙”,对细胞的诸多方面,像是生长、分化、迁移,以及和肿瘤微环境之间的相互作用等,都有着极为显著的影响。这种独特的环境,为我们深入研究肺癌的发生机制以及探寻有效的治疗方法,创造了在地球上很难模拟出来的绝佳条件。
我们都知道,在地球正常的重力条件之下,肺细胞在进行培养和分化时,常常会受到物理因素的诸多限制,最终呈现出来的细胞形态相对比较固定,其功能表达也较为单一化。然而,当把视角切换到太空微重力环境时,情况就大不一样了:
其一,细胞增殖与分化的速度明显加快。
微重力环境巧妙地减轻了细胞之间的机械干扰,就好像为肺细胞的生长去除了重重 “枷锁” 一般,使得肺细胞的增殖速率得以大幅提高,同时分化潜能也变得更强了,为后续深入研究其生理特性提供了更丰富的素材。
其二,类器官的形成变得更加稳定。
在微重力的 “助力” 下,肺细胞更容易构建起三维结构的类器官(organoids),而这种独特的组织结构,就如同一个高度还原的 “缩小版” 肺癌微环境,能够帮助科研人员更加逼真地去模拟实际的肺癌发生发展场景,从而更精准地把握其中的奥秘。
其三,肿瘤特性展现得更为突出。
肿瘤细胞一旦置身于微重力环境之中,其增殖和侵袭的特性就会越发凸显出来,如此一来,便为筛选靶向治疗药物打造了一个近乎理想的模型,有助于科研人员更快、更准地找到攻克肺癌的 “利器”。
此次天舟八号所开展的肺细胞实验,核心目标就是要深入探究这些在微重力环境下所呈现出来的独特细胞特性,究竟会给肺癌细胞带来怎样的影响,进而去挖掘干细胞以及免疫细胞在肺癌治疗过程中所蕴藏着的巨大潜力,为人类最终攻克肺癌这一重大疾病开拓新的道路。
中国肺癌治疗现状:挑战与创新进展
肺癌大致能够被划分为非小细胞肺癌(NSCLC)以及小细胞肺癌(SCLC)这两种类型,其中非小细胞肺癌(NSCLC)所占的病例比例约为 85%。
近些年来,尽管靶向治疗与免疫疗法都取得了一定程度的进展,然而从总体情况来看,肺癌患者的五年生存率依旧还不到 20%。造成这种状况的主要原因包含了以下几个方面:
其一,早期诊断率偏低。
肺癌在发病早期所呈现出的症状往往并不显著,有超过 70% 的患者在被确诊的时候,病情就已经发展到了中晚期阶段。
其二,药物耐药性较强。
虽然靶向治疗药物能够发挥一定的治疗作用,可是肿瘤细胞很容易出现基因突变的情况,进而致使治疗失去应有的效果。
其三,治疗手段存在局限性。
传统的放化疗对于处于晚期阶段的患者而言,会产生比较大的副作用,使得患者的生活质量很难得到保障。
鉴于这些制约肺癌治疗进一步发展的瓶颈问题,细胞疗法正慢慢变成国际上相关研究领域的热点内容,尤其是在干细胞以及免疫细胞的应用方面更是备受关注。而天舟八号所开展的肺细胞研究项目,恰恰就是为了能够突破这些在肺癌治疗过程中所面临的难题,进而为后续的治疗提供相应的科学依据。
细胞疗法在肺癌治疗中应用前景较为广阔
免疫细胞疗法
CAR-T 细胞疗法:在非小细胞肺癌部分靶点应用有积极结果,但面临如肿瘤异质性等挑战。
CAR-NK 细胞疗法:能用于肺癌等实体瘤,有起效快等优势,前景较好。
DC-NKT 复合细胞疗法:结合两种细胞优势,可更有效识别和灭杀癌细胞。
干细胞疗法
调节肿瘤微环境:干细胞具有多向分化潜能和旁分泌功能,可通过分泌细胞因子、趋化因子等,调节肿瘤微环境,抑制肿瘤血管生成,促进肿瘤细胞凋亡,从而间接抑制肿瘤的生长和转移.
增强免疫功能:部分干细胞可促进机体免疫细胞的增殖和活化,增强机体的免疫监视功能,提高对肿瘤细胞的杀伤能力.
组织修复与再生:对于肺癌治疗过程中因手术、放疗、化疗等造成的组织损伤,干细胞可发挥其组织修复和再生能力,促进受损组织的修复,提高患者的生活质量。
借助太空研究,加速地面细胞疗法对肺癌治疗的临床转化
天舟八号的肺细胞实验不仅是对基础科学的一次深入探索,也是连接太空研究与地面医学实践的重要纽带。未来,太空研究的成果有望在以下领域推动肺癌治疗的发展:
早期筛查与精准诊断:利用微重力环境下肺细胞分子特性的研究,科学家们有望开发出更高效的肺癌早期筛查工具,实现肺癌的早期发现和治疗。
优化细胞培养工艺:将太空中的肺细胞培养技术应用于地面,可以大规模生产高质量的干细胞和免疫细胞,满足临床治疗的需求。
药物研发与筛选:微重力环境下生成的肺癌类器官模型为新药研发提供了更精确的实验平台,有助于加速新药从实验室到临床的转化。
随着天舟八号任务的成功实施,我国在太空生命科学领域迈出了坚实的一步。将肺细胞送入太空进行培养,不仅标志着我国在太空探索技术方面取得的新成就,也为未来的医学研究和临床实践开辟了新的道路。这项实验的意义远远超出了科学研究的范畴,它连接了太空探索与人类健康,为解决地球上一些最紧迫的医学挑战提供了新的视角和可能。
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