肿瘤干细胞漫谈

干细胞(stem cells)是一类未分化的细胞或原始细胞，多潜能分化及自我更新能力是其两个主要的生物学特性。早在1960/1970年代，许多学者已找到实体肿瘤干细胞存在的实验依据：实体肿瘤细胞存在异质性，只有小部分细胞具有克隆形成能力。Hamburger 等发现只有l／l000—1／5000的肺癌、卵巢癌与神经母细胞瘤细胞有能力在体外软琼脂培养基上形成克隆(细胞克隆培养)，这一小部分能形成细胞克隆的肿瘤细胞被认为是“癌干细胞(cancer stem cells)”。2003年，Michael Clarke等通过特异性的细胞表面标志率先在人乳腺癌中分离纯化出乳腺癌干细胞，其只占肿瘤细胞的2％。通过有限稀释分析发现其在NOD／SCID小鼠的成瘤能力至少是其他肿瘤细胞的50倍，即使少于100个细胞也能在小鼠体内成瘤，而且能在体内连续传代。研究还发现由这种乳腺癌干细胞形成的小鼠移植瘤与原先乳腺癌干细胞来源的人乳腺癌组织具有相同的组织类型，即移植瘤既含有这种乳腺癌干细胞又具有其他肿瘤细胞。提示极强的自我复制更新能力与不断分化能力是乳腺癌干细胞两个主要特性。一年后，Peter Dirks等在脑肿瘤中基于CD133标志物通过流式细胞仪分离到一小部分细胞，CD133阳性细胞比阴性细胞具有更强的成瘤性（接种NOD／SCID小鼠）。随后几年，类似的实验在肝癌、卵巢癌、食管癌、大肠癌等实体瘤中得到证实。

正常组织干细胞与肿瘤细胞存在很多共同点，迄今，肿瘤干细胞起源于何种细胞尚未有定论，目前有两种假说：(1)来源于正常干细胞，其获得较少突变即有可能恶性转化，而且正常干细胞存活时间较长，有更多的突变机会形成肿瘤干细胞；(2)一些已经开始分化的原始细胞或成熟细胞也有可能在癌变以前重新获得自我更新能力，经历突变形成肿瘤干细胞。目前高通量的细胞分选系统主要有：磁性细胞分选系统和流式细胞技术(FACS)。分离过程主要分为两步：首先分别按各细胞表面标志进行细胞群的筛选，各细胞群按不同细胞浓度接种NOD／SCID小鼠，观察肿瘤生长，比较各组成瘤能力，筛选出优势细胞群。其次针对几种优势细胞表面标志进行组合(例如A+B-C+)，筛出各组合的细胞群，各按不同细胞浓度接种NOD／SCID小鼠，比较各细胞群成瘤能力，确定目的细胞。

然而也有一些学者提出不同的观点。2007年，Andreas Strasser等利用老鼠肿瘤细胞接种老鼠实验证实至少大于10%肿瘤细胞能够成瘤。2008年，Sean Morrison等利用NOD/SCID IL2Rγ^nul老鼠（在NOD/SCID基础上使NK活性失活），能够使近25%～27%的人黑色素肿瘤细胞独立形成新的肿瘤。以上研究有别于其它基于NOD/SCID老鼠评价人肿瘤细胞的实验，因为NOD/SCID老鼠还具有NK活性，因而只有一小部分肿瘤细胞能够成瘤。Hatfiedl等先把老鼠肺癌和乳腺癌细胞系单克隆，然后每个单克隆细胞接种老鼠评价成瘤性，结果绝大部分单细胞克隆具有成瘤性能力。Fengzhi Li等利用类似的方法评价了多种人肿瘤细胞，也得到类似结果。以上结果显示采用不用的方法有不同的结果，但有一点很明确，即肿瘤细胞对环境的适应能力具有明显的异质性，这个特性并不等同于肿瘤干细胞概念。

无论如何，实体瘤干细胞的发现与研究仍具有重要的意义。（1）乳腺癌和脑瘤等肿瘤干细胞的发现、分离及鉴定证明只有小部分肿瘤干细胞才有成瘤能力并维持肿瘤显型。而这一小部分肿瘤干细胞对治疗具有更强的抗性，这解释了肿瘤治疗后的复发转移。(2)肿瘤的发病机制尚未阐明，对实体肿瘤干细胞遗传属性、生物学行为、信号转导等进行系统研究，有助于从根本上阐明肿瘤的发生发展机制。(3)传统肿瘤治疗都是针对所有的肿瘤细胞，而且认为肿瘤细胞具有功能同质性。而实际上如果肿瘤是源于肿瘤干细胞，是一种干细胞疾病，我们先前诸多关于肿瘤发生发展机制、细胞信号途径等的研究成果需要重新评价，因为肿瘤干细胞的生物学行为与其他肿瘤细胞可能存在质的差别。最新研究表明，盐霉素对乳腺癌干细胞有很强的杀伤作用，有效的治疗需要选择性杀伤肿瘤干细胞，这对传统治疗提出极大的挑战。(4)通过对肿瘤干细胞基因表达谱、生物学行为以及功能的不断深入研究，可以阐明其遗传机制、恶性转化路径，从而发掘针对于细胞的治疗新靶点，为临床彻底根治肿瘤展示了新希望。

总之，实体肿瘤干细胞的发现无疑给全世界学者一个很大的惊喜，而就像对待其他新事物一样我们需要对其进行更多的研究。