髓母細胞瘤(medulloblastoma)是一種腦腫瘤,也是兒童癌癥中較為常見的一種類型,往往在孩子七歲左右時發病。目前有手術、高劑量化療、放療等治療手段,盡管如此,仍有40%的髓母細胞瘤患者會被這種侵襲性腫瘤奪去生命,幸存下來的患者則必須應對與化療和放療相關的毒性。
最新一期《自然》雜志上,同時發表的兩篇研究論文為攻克髓母細胞瘤帶來了振奮人心的消息。針對髓母細胞瘤中最為常見、卻也是了解最少的亞型,全球多家研究機構的科學家們通力合作,揭示了這類腫瘤究竟如何發源於人類胚胎發育期間,由此找到了在腫瘤發展之前進行檢測、並防止其發展的關鍵時間窗口,首次確認這種致命腦瘤是潛在可預防的。
來自加拿大曼尼托巴大學、日本國家癌癥中心、美國西雅圖兒童研究所、加拿大多倫多兒童醫院等研究機構的科研人員,從世界各地近50家兒童醫院收集了患者家庭捐贈的髓母細胞瘤樣本。他們借助單細胞RNA測序等多種前沿技術,對腫瘤組織和正常組織進行了廣泛的比較,最終鑒定出可能導致第3亞型、第4亞型的基因突變和細胞類型。
他們發現,這些突變導致基因喪失功能,其結果是在特定的細胞類型中阻滯了細胞的正常分化。關鍵在於,這種細胞類型——單極刷細胞(unipolar brush cell)的祖細胞僅存在於人類小腦的早期胚胎發育過程中。而這些細胞的分化缺陷,便導致了一種腫瘤惡變前(pre-malignant)形式,並在出生後駐留在腦部。
與其他哺乳動物相比,人類的小腦更為復雜。研究人員認為,這或許意味著髓母細胞瘤是人類小腦演化得更為復雜的直接後果。
▲人類小腦發育過程中,菱唇(rhombic lip)結構內特定細胞群的分化缺陷是髓母細胞瘤第3、第4亞型的起源(圖片來源:參考資料[3])
此次新研究中更為重要的一項發現是,髓母細胞瘤在孕期的起源時間要比過去以為的早得多。研究結果指出,髓母細胞瘤最初發展於孕初期(妊娠前3個月)或中期(第4~6個月),在出生前就以惡變前形式存在。這一結果意味著,從出生以後到出現癥狀——通常要到7歲左右之間,有一個為期數年的機會窗口,在髓母細胞瘤發展之前防止它們變成致命的腦腫瘤。
“現在我們可以確定這些腫瘤的起源,就可以開發更好的疾病模型,用於廣泛的藥物測試,甚至可以實現更早的檢測。”主要作者之一Tamra Werbowetski-Ogilvie教授指出。
“對於兒童來說,最好的結果是從一開始就預防癌癥的發生,而不是在癌癥發生後進行治療。”另一位主要作者、兒童神經外科醫生Michael Taylor表示,這些新進展有望讓髓母細胞瘤的治療取得長足的進步。
參考資料:
[1] Kyle S. Smith et al., (2022) Unified rhombic lip origins of group 3 and group 4 medulloblastoma. Nature Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05208-9
[2] Hendrikse et al., (2022) Failure of human rhombic lip differentiation underlies medulloblastoma formation. Nature Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05215-w
[3] Timothy N. Phoenix (2022) Human origins of medulloblastoma tumours. Nature Doi: https://doi.org/10.1038/d41586-022-02951-x
[4] Study pinpoints origin of pediatric brain tumor and shows it may be preventable. Retrieved Sep. 21, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/965162