肿瘤干细胞靶向治疗：争议中的进展

摘要

抗癌治疗简介

氮芥最早始于1946年，被用作癌症治疗的化学治疗剂[1]. 到20世纪90年代初，抗癌药物的开发已经从低预算、政府支持的研究工作转变为高风险、数十亿美元的产业[2]. 这一趋势持续了20年。2014年，据报道，抗癌药物以1000亿美元占医药行业总市场份额的10.8%[三]. 与抗癌药物的迅速发展形成鲜明对比的是，据报道，癌症已超过心脏病成为全球第一大死亡原因[4]. 即使在澳大利亚等发达国家，从1982年到2011年的近30年中，癌症死亡率也没有显著变化[5]. 经典的癌症理论可能支持这一不变的癌症死亡率。

随机癌症理论可能过于简单

几十年来，抗癌治疗一直由克隆进化（随机）理论指导（图​（图1）1) [6]. 这一理论提出癌症起源于至少经历五种基因突变的正常体细胞[7]在它们具备十大癌症特征之前，如增殖增强、凋亡能力降低和分化抑制[8]. 然而，这一经典理论远非令人满意。首先，很难解释人类生命最初几年中某些癌症的发病率高于成人的现象。有人认为，癌症可能不仅仅是由基因突变随着年龄的增长而积累引起的[9]. 此外，由于分化体细胞的寿命有限，理论上任何特定细胞都不可能获得所有必要的突变[10]. 一种更合理的解释认为，细胞最初的突变可能赋予细胞无限制增殖的能力，从而使细胞有足够长的寿命来获得剩余的突变[11]. 按照这种逻辑，我们可以合理地期望肿瘤中所有癌细胞的状态都是相似的，原则上，每个活的肿瘤细胞都同样能够形成新的肿瘤（图​（图1）。1). 然而，这一假设与一个众所周知的现象相矛盾——通常需要10000多个癌细胞才能在免疫功能低下的小鼠中再生引发肿瘤[12,13]. 癌症干细胞（CSC）理论的最新发展表明，癌症发生和发展的经典理论可能过于简单化[14].

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图1

克隆进化模型示意图

肿瘤中的每个癌细胞都具有相似的致瘤能力，肿瘤的进展遵循达尔文的进化论。值得注意的是，图中每一个癌细胞的红边表明它们都起源于单个癌细胞（a中的红细胞）。答：。辐射/致癌物/病毒诱导的单个正常细胞（红色）突变将其转化为肿瘤细胞，与相邻正常细胞相比具有选择性生长优势。B。，癌细胞增殖产生细胞克隆（克隆1），同时，由于遗传不稳定，产生了各种新克隆（克隆2、3、4、5）。C、。而那些无法在缺氧、营养不足和化疗等选择性压力下生存的克隆则被淘汰。有时，一个群体（克隆5）获得生存优势，来自该克隆的细胞会扩张成为优势种群，直到出现更具竞争力的变体。D。在整个肿瘤进展过程中，这种逐步进化继续应对生存压力，最终额外的突变赋予一组新的癌细胞（克隆6）具有侵袭性表型，导致转移。

CSC理论倡导的革命性反腐败战略

CSC理论的基础是实验证据，即肿瘤中不同癌细胞的状态与正常组织的状态不同，一些罕见的未分化CSC位于层级的顶端，负责维持肿瘤中细胞的整体数量[15]. 如图所示​图2，2，这些细胞与正常干细胞具有几个关键特性[16]. 第一种财产是自我更新的。CSC的构建可以持续一生，并具有以无差别状态无限期更新自身的能力。第二个特性是不对称分裂，它除了自我更新外，还负责产生分化的子细胞，这些子细胞构成肿瘤的主体，其特征是快速繁殖，在祖细胞和体积癌细胞的情况下，增殖潜力有限或没有。了解这一现象对癌症治疗很重要，因为这意味着这些子细胞对肿瘤长期维持的贡献微不足道[17]. 在肿瘤中，只有CSC能够引发肿瘤，因为它们只能自我更新和无限复制[18]. 第三，CSC能够抵抗电磁和化学损伤。这主要是因为它们很少复制[19]，DNA修复机制的激活增强（导致凋亡率降低）[20]，主动药物外排系统[21,22]增强了对活性氧物种的防御能力[23].

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图2

当前癌症干细胞理论示意图

肿瘤干细胞完全能够自我更新和无限复制，并负责维持整个肿瘤。肿瘤干细胞具有可塑性，在一定的微环境下，正常的肿瘤细胞可以转化为肿瘤干细胞。在肿瘤进展过程中，不同的肿瘤干细胞克隆共存，这符合进化原理。答：。由于正常干细胞、祖细胞和/或分化细胞的突变而形成癌症干细胞；B。，产生的癌症干细胞不对称分裂，产生子癌干细胞和分化的大量癌细胞，这些细胞随后可以获得突变。同时，可以从突变的癌症干细胞或大块癌细胞中创造出新的癌症干电池；C、。不同类型的肿瘤干细胞共存，导致观察到的肿瘤异质性。D。传统的化疗会杀死大量的癌细胞，但在很大程度上不会影响到耐药的癌干细胞，从而导致肿瘤复发。E.公司。，杀死肿瘤干细胞会导致肿瘤逐渐退化，在此过程中，新的肿瘤干细胞可能会从突变的大体积癌细胞转化而导致肿瘤复发；F、 靶向肿瘤干细胞和大体积癌细胞可能最终导致肿瘤根除。

CSC理论并不是一个全新的概念，之前已经讨论和研究了几十年[24]. 它成为当前癌症研究中最热门话题之一的主要原因[25]在于它为临床和实验室中观察到的理解不足的现象提供了解释。从CSC理论的角度来看，CSC是肿瘤复发和转移的主要来源，因为它们通过各种策略抵抗传统的电磁和化学损伤。癌症在治疗后数月或数年会复发。因此，即使放射或化疗的初始反应令人鼓舞，大多数转移性癌症也很难用目前的抗癌治疗方法（主要针对大块癌细胞）治愈。在实验室中，肿瘤中CSC的稀少性决定了在动物模型中启动肿瘤需要大量的癌细胞。CSC理论产生如此热情的另一个原因是，人们希望可能会出现一种新的抗癌策略——目的不是减少肿瘤体积，而是瞄准肿瘤跳动的心脏，即CSC[26].

当前CSC理论的争议

CSC理论可能是当前生物医学研究中最具争议的话题——甚至很难就如何命名这类细胞的最基本问题达成绝对共识。近10年来，不同的研究小组提出了各种名称，如CSC、干细胞样癌细胞、肿瘤起始细胞和肿瘤增殖细胞。事实上，这就是为什么在许多情况下CSC理论也被称为CSC假设[28]. 然而，考虑到我们对CSC的理解还不完整，并且通常基于对正常干细胞的理解，这是可以理解的。目前，关于CSC理论的争论主要集中在CSC的起源和频率以及它们的表型和功能特性上[29].

DORMANT CSCS如何在肿瘤中保持一定的人群规模？

关于CSC理论，一个逻辑上矛盾的概念是，CSC必须处于休眠状态才能对治疗产生耐药性，但必须与正常癌细胞一起增殖才能在肿瘤中保持一定比例的大小。长期以来，“癌茎”概念的引入解释了这一矛盾。根据这一解释，并非所有肿瘤中的CSC都在增殖自我更新的癌细胞。虽然真正的肿瘤干细胞不受选择性压力的影响，无法推动肿瘤的进展，但癌干细胞会经历克隆选择，积累突变，最终推动肿瘤的发展[27]. 实际上，这一解释在理论上很重要，因为它为设计治疗方案提供了基础，以选择性地杀死增殖的自我更新的CSC，而不杀死正常的干细胞。这是因为目前报道的CSC标记物通常也在正常干细胞上表达。癌症干细胞的增殖和自我更新状态将其与静止的正常干细胞区分开来。通过将干细胞靶向抗体和只对循环细胞有毒的抗癌药物结合起来，只在循环细胞中靶向干细胞标记物，就可以避免正常的静止干细胞[30].

CSC必须是稀有的吗？

根据经典CSC理论，只有极少数肿瘤中的CSC具有引发肿瘤的能力。例如，急性髓细胞白血病（AML）的发病率低于0.0001%[14,31,32]. 令人惊讶的是，最近的一些研究结果表明，肿瘤中干细胞样癌细胞的比例可能高达四分之一[31,33-35]它挑战了CSC理论的基本原理之一——肿瘤细胞之间的层次关系。

目前，最初用于分析成人干细胞的三种方法包括乳腺检测、细胞表面标记物表达检测、，体内肿瘤起始试验（结合有限稀释试验）通常用于CSC相关评估（见方框1）。其中体内肿瘤启动试验，包括将分类的癌细胞（基于特定细胞表面标记物）异种移植到免疫缺陷小鼠体内[36]，被认为是定义人类CSC的唯一“黄金标准”。关于CSC发生频率的争议性结果可能是由不同研究小组采用的不同研究模型和实验装置引起的。例如，在“肿瘤生长不需要由罕见的癌症干细胞驱动”的论文中，Kelly等人报告说，在几种白血病和淋巴瘤转基因小鼠模型中，至少10%的肿瘤细胞在移植到小鼠体内后能够启动恶性生长[33]. 然而，将小鼠肿瘤细胞移植到组织相容性小鼠受体中显然不符合“金标准”（将人类细胞移植到免疫缺陷小鼠），因此不能代表人类CSC。在金塔纳的实验中[31]，将人黑色素瘤细胞移植到免疫缺陷小鼠体内。然而，不是使用常用的NOD/SCID小鼠、非肥胖糖尿病小鼠，而是使用严重联合免疫缺陷（NOD/SCED）进行实验Il2rg公司^−/−老鼠。

毫无疑问，当前体内用于评估CSC的肿瘤起始模型是一个具有内在局限性的次优“金标准”[37]. 例如，人类癌细胞移植到的小鼠组织提供了与它们产生的原始环境不同的微环境。近年来，尽管异种移植模型的改进大大提高了其敏感性和可靠性（见方框2），但人们仍然认为，用于CSC评估的动物模型的变化会影响定量测量的CSC频率，而不是定性测量的频率[17]. 记住这一点，在使用不同动物或癌细胞模型的研究中发现CSC频率的差异并不奇怪。由于从道德上讲，将癌细胞移植到人体是不可能的，这场争论很可能在不久的将来仍未解决。肿瘤的异质性也可能导致CSC频率的不同结果。据报道，即使是严格定义的正常组织干细胞，其分化和自我更新能力也因发育部位或阶段的不同而不同[38,39]. 考虑到肿瘤之间存在更高的异质性，实际上预计CSC频率会有一定程度的差异。

最近，根据对肿瘤中可能存在大量CSC的观察，一些研究人员质疑CSC靶向抗癌治疗的必要性[40]. 显然，这一论点存在缺陷。首先，根据上述分析，CSC频率本身的数据受到不同实验环境和肿瘤异质性状态的影响，因此存在争议。其次，应该强调的是，CSC理论的基本假设是基于存在具有肿瘤启动能力的纯化单细胞的现象，而不是它们的绝对频率[41]. 因此，肿瘤内CSC的频率与肿瘤是否符合CSC理论的概念无关。即使对治疗有耐药性的CSC在某些类型的肿瘤中确实占很大比例，CSC的治疗意义仍将保持不变，从另一个角度来看，这只会表明控制CSC将比之前预期的更紧迫、更具挑战性。

非CSCS与CSCS之间转换的含义？

早期对CSC理论的理解表明CSC起源于正常干细胞[42]. 这是因为大多数癌症发生在经历大量细胞转换的上皮细胞中。在上皮组织中，只有干细胞留在体内并增殖足够长的时间，以积累发展成癌症所需的突变数量。然而，最近的研究表明，CSCs的状态是可塑的，因此它们可能来自祖细胞，甚至正常癌细胞，这些细胞通过突变、表观遗传变化或两者兼有获得了持续自我更新的能力[24,37,43,44]. 事实上，通过简单地逆转录病毒引入一组定义的因子（OCT3/4、SOX2和KLF4），这种可塑性已经在人类结肠癌细胞中得到了证明[45]. 这种观察到的CSC可塑性挑战了CSC理论的另一个基本假设——单向发展，并提出了“如果非CSC可以成为CSC，CSC如何才能真正成为干细胞？”[29]”

事实上，这一现象并非仅在CSC中观察到。据多次报道，在一定条件下，包括皮肤、乳腺和肠道在内的分化上皮组织可以显示再生活性[46,47]-干细胞的主要特性。值得注意的是，2012年诺贝尔奖授予了那些证明成熟的、专门化的细胞可以被重新编程为不成熟的细胞，能够发育成身体所有组织的研究人员[48,49]. 考虑到缺氧的巨大影响[50]，酸性应激[51]和营养缺乏[52]在肿瘤微环境方面，CSC和大体积癌细胞之间存在一定程度的可塑性也就不足为奇了。

鉴于CSCs的潜在可塑性，有人认为“只有CSC表型是一种稳定的特征，选择性靶向CSCs作为癌症治疗才会有利”[17]. 当然，CSC状态的可塑性增加了CSC调节和癌症的复杂性。然而，从癌症治疗的角度来看，更重要的是验证CSC是否存在，以及它们是否是肿瘤复发和转移的根源。相反，CSC来自哪里并不重要。如果有什么需要了解的话，那就是CSC和大体积癌细胞都应该以治疗癌症为目标（图​（图2）2) [53]. 实际上，这就是为什么目前几乎所有针对CSC的临床试验都与传统肿瘤治疗相结合的原因[19].

CSC标记可靠吗？

CSC标记是与CSC的特定表型和转录谱密切相关的细胞表面蛋白[54]. 近年来，随着各种CSC标记物在各类癌症中的报道，CSC标记不仅在临床诊断和癌症基础研究方面具有巨大潜力，而且在开发CSC靶向抗肿瘤治疗方面也具有巨大潜力[55,56]，详见最近的审查[25,57].

然而，应该指出的是，迄今为止尚未发现CSC的通用标记。所有目前描述的CSC标记物不仅可以在CSC上检测到，而且或多或少也可以在正常干细胞、正常癌细胞甚至正常组织上检测到[25,57,58]，主要关注“迄今为止用于定义CSC的标记物不太可能用于抗体治疗，因为它们通常在健康组织中广泛表达”[16]“依赖标记会愚弄你”[29]”. 这些评论意味着“CSC标记应仅在CSC上检测到”，“应在多种类型的CSC上表达CSC标记”。事实上，由于目前的理解表明CSC可能来源于正常干细胞或大体积癌细胞，可以想象CSC与其来源的细胞具有一定程度的蛋白表达模式。此外，考虑到即使在单个肿瘤中也存在广泛的异质性，期望在多种CSC上观察到标记物是不现实的。不同CSC可能具有不同的CSC标记。然而，一旦一个标记物被证实在CSC上过度表达，即使它只在一种类型的CSC上表达，或在其他组织中也低水平表达，也可以利用该标记物进行靶向癌症治疗[57].

与CSC标记物的特异性相比，CSC标记的稳定性是CSC诊断和治疗的更大障碍。最近有报道称，细胞群（由表面标记/标记组合定义）符合CSC评估的黄金标准(体内肿瘤起始试验）尚未证明是单一的或甚至是稳定的[59]. 例如，在早期的研究中，有记录表明，AML CSC仅限于CD34⁺CD38细胞⁻通过确认的人口体内肿瘤启动试验。然而，随后的实验观察到CD34⁺CD38细胞⁺AML细胞也表现出类似的CSC活性[60-62]. 在其他情况下，在一些人类实体瘤中也观察到了共存或不稳定的CSC标记物的类似现象[63-66]和人类急性淋巴细胞白血病（ALL）[67]. CSC标记物的不稳定性可能是由于一个公认的观点，即具有异常基因表达调控的恶性肿瘤细胞能够改变发育控制和/或细胞表面标记物表达的稳定性。在进行研究时尤其如此在体外[68].

综上所述，尽管CSC标记可以帮助我们了解正在研究的人群，并有望成为主动靶向的靶点，但它们本身并不能定义CSC[29]. 鉴于目前在某些情况下缺乏特异性和不稳定性，任何CSC标记物在特定应用环境（CSC分析或靶向治疗）中的可靠性必须通过实验进行测试通过这个体内肿瘤起始试验。

CSC目标战略

正如所希望的那样，临床上的胜利将解决许多关于CSC理论的争议[19]. 近年来，尽管早期临床试验的失败代价高昂，CSC理论也存在根本性差异，但新一轮的“赌博”已经启动，目前有60多种CSC靶向试剂正在注册进行临床试验[19]. 对于CSC治疗，CSC的耐药性增强和微环境（生态位）代表了可行的靶点，并得到了大力开发。我们对过去几十年收集到的肿瘤遗传和信号通路的知识，包括对各种致癌衍生物、粘附分子、抗体可及表面成分、信号中间体、生存途径元件、，染色质修饰物和代谢靶点在这一领域提供了有价值的工具和靶点[69-75]. 一般来说，CSC靶向治疗可以根据使用的治疗策略进行分类，如下所述。

“目的地”CSCS

尽管CSC的“消灭”策略[76]包括两个方面，要么促进CSC分化为非CSC，要么抑制其自我更新特性，最终目的是相同的——“耗尽休眠CSC”（图​（图3三).

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图3

摧毁癌症干细胞

抑制自我更新和诱导分化可能会导致类似的结果——在不对称分裂过程中生成的CSC较少，而生成的正常癌细胞较多。

越来越多的证据表明，正常干细胞和CSC在自我更新和分化信号通路方面有相似之处[77-79]，一些与正常干细胞的自我更新和分化有关的关键信号通路已被深入研究。

迄今为止，与CSC自我更新相关的最被开发的信号通路是Hedgehog信号通路、Notch信号通路和Wnt/β-catenin信号通路[77,80]. 一些靶向这些途径的药物显示出良好的临床前结果，目前正在进行I期和II期临床试验研究[19,81]. 事实上，2012年，一种获准用于基底细胞癌治疗的Hedgehog抑制剂Vismodegib进入临床[82]. 靶向Notch信号通路是一种最为人所知的胚胎发育形成途径，也证明了其在调节各种癌症（包括实体瘤和白血病）中CSC命运方面的潜力[72]. 事实上，在过去几年中，已经评估了不同的Notch抑制剂，如γ-分泌酶抑制剂和单克隆抗体[72,83-85]. 2014年，OncoMed的Tarextumab，一种以Notch通路为靶点的单克隆抗体，在一项胰腺癌的安全性研究中引起了人们的关注，胰腺癌是一种传统化疗很少有帮助的疾病，在29名患者中，83%的患者在长达12个月的时间内，联合使用塔鲁单抗和常规化疗药物后肿瘤稳定或缩小[86]. 目前，Tarextumab治疗胰腺癌和肺癌的II期试验已经开始[19].

关于促进CSC的分化，骨形态发生蛋白（BMP）和抑癌素M（OSM）是研究最多的信号通路之一。最近报告了令人鼓舞的结果。例如，通过BMP4（MBP受体的天然配体）刺激结肠CSC中的BMP信号，Lombardo等人观察到不仅增加了CSC的末端分化，而且增强了CSC对化学物质的敏感性[87]. 乳腺中OSM信号激活后也检测到化学敏感性现象[88-90]和肝脏CSC[91]. 所有这些结果表明，信号转导和常规化疗的联合治疗可能有助于根除CSCs[90]. 最近，磷脂酰肌醇3-激酶/Akt/雷帕霉素哺乳动物靶点（P13K/mTOR）信号通路在调节CSC增殖和分化之间的平衡中的重要性被揭示[92]. 一些靶向该通路的抑制剂在CSC靶向治疗中显示出了前景，一些双抑制剂正在对晚期乳腺癌、卵巢癌和小细胞肺癌进行临床试验[92].

应该考虑的是，由于CSC和正常干细胞共享这些信号通路，并且这些通路会自动调节并与许多其他通路相互作用，因此这些通路的任何全局调整都可能会干扰正常干细胞的功能并导致潜在的毒性。例如，在21世纪末，美国国家癌症研究所与商业合作伙伴对针对CSC信号通路的试剂（包括Hedgehog和Notch）进行了小规模安全性试验，并观察到对正常干细胞的严重副作用[19]. 因此，在评估任何单一途径干预的全部效果时必须十分谨慎[93].

CSCS的直接靶向耐药机制

CSC最显著的特征是耐药性增强，这可能直接来自其前几代或通过不断的基因组和表观遗传突变积累而来[94]. 虽然促进分化和抑制自我更新都可以破坏CSCs并最终增加CSCs的化学敏感性，但也探索了与CSCs耐药性直接相关的分子或途径，如多药耐药蛋白和抗凋亡途径。

越来越多的证据表明，正常SC的一些保护机制，如MDR转运体也在CSC中起作用。这些转运体属于ATP-结合盒（ABC）家族，众所周知能够将外源性小分子泵出细胞膜，因此对多种常规药物产生耐药性。此外，一些转运蛋白如ABCB5已被用作黑色素瘤CSC的CSC标记物[95]. 事实上，最近研究表明，ABCB2（也称为乳腺癌耐药蛋白（BRCP1））的过度表达与胶质母细胞瘤CSC对多种药物（包括紫杉醇、卡铂、足叶乙甙和替莫唑胺）的耐药性有关[96]. 然而，这些药物外排泵在调节CSC耐药性中的作用受到了挑战，因为尽管付出了巨大的努力，这些蛋白抑制剂的临床益处却很少实现[97]这意味着该领域存在冗余和/或复杂性机制。

尽管CSCs中的活性生存途径尚未详细描述，但在该细胞群中，已报道了外源性和内源性凋亡信号通路的放松调控[98]. 例如，Bcl-2家族（一组与内在凋亡级联关键步骤（线粒体外膜通透性）相关的抗凋亡蛋白）在大多数类型的CSC中过度表达[99,100]. 因此，Bcl-2抑制剂如ABT-199、ABT-737和TW-37显示出显著的CSC靶向能力。根据最近的一份报告，作为一种单一药物，ABT-737单独使用能够抑制CSC的频率，并降低治疗过的急性髓细胞白血病（AML）以及肺癌和乳腺癌等实体瘤中CSC的含量[100-103]. 另一方面，靶向外源性凋亡途径，特别是肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL），也显示出良好的结果[104]. 除了直接使用TRAIL作为药物外，利用骨髓间充质干细胞（MSCs）进行TRAIL输送的工程是一种新的治疗选择。全身注射后，TRAIL表达的MSCs能够定位于肿瘤部位并成功消除转移性CSC[98,105].

作为凋亡机制的另一个重要方面，凋亡抑制蛋白（IAP）家族被认为是防止凋亡的最后一种保护措施，因为它通过抑制caspase活性来防止内源性和外源性凋亡[106]. 在IAP家族的八种人类同源物中，survivin和XIAP近年来受到了更多的关注，有30多种基于survivin-和XIAP的抗癌制剂正在进行临床试验[107]. 从CSC靶向治疗的角度来看，survivin是非常独特的。首先，与其他IAP家族成员和Bcl-2家族成员不同，survivin在人类癌症中特异性过度表达，在大多数成人组织中不表达，这使其成为抗癌治疗的一个有吸引力的靶点[106]; 其次，survivin与Hiwi、hTERT基因一起被认为是一个重要的干细胞相关基因，并且所有这三个基因的共同表达已被证明会显著增加软组织肉瘤患者与肿瘤相关的死亡风险[108]; 最后，survivin在AML、胶质母细胞瘤、肝脏、乳腺和星形细胞瘤等不同类型的CSC中富集。通过在乳腺癌、肝癌以及复发性胶质母细胞瘤中观察到survivin抑制和CSC凋亡的显著诱导[109-113].

瞄准CSC生态位

CSC生态位的概念来源于对正常干细胞生态位的理解，正常干细胞在组织中有离散的位置，并受其微环境的调节[114]. 同样，肿瘤中的CSC处于一个复杂的生态系统中，由大量癌细胞、各种内皮细胞、造血细胞、基质成纤维细胞和血管周围/血管细胞组成。作为该系统的一个组件，CSC受到其周围环境的严重影响和支持[115]. 事实上，肿瘤中任何细胞（CSC/非CSC）的整体适合性都受其微环境的调节。这是因为肿瘤成分的相互作用不可避免地导致肿瘤内的代谢不一致，并导致局部营养缺乏、缺氧或其他生存压力[50-52]. 这些生存压力反过来将周围所有细胞推向最适合其特定微环境的状态，并最终形成众所周知的肿瘤异质性[115]. 特别是对于CSC，经常观察到的药物敏感性差异在体外和体内治疗提供了证据，证明CSC所处的生态位决定了其对给定治疗的反应[116]. 当对细胞表型进行研究时，发现CSCs的上皮-间充质转化（EMT）通常会导致更具侵袭性和转移性的表型，在很大程度上受到其生态位的影响[117]. 所有这些都意味着CSC的生态位直接影响CSC的药物敏感性和动员性，因此是CSC导向治疗的潜在靶点。

近年来，人们研究了粘附受体、细胞因子受体、膜结合细胞因子配体和各种趋化因子对CSC状态的影响[114]. 这些结果，以及之前描述的CSC生态位的细胞成分，如骨髓中的内皮细胞、血管周围/血管细胞和组织巨噬细胞[118]，为我们开发CSC靶向治疗提供了宝贵的机会。其中，黏着斑激酶（FAK）是学术界和工业界研究最多的靶点之一[119,120]. FAK也称为蛋白酪氨酸激酶2（PTK2），是一种在细胞粘附、扩散、运动、侵袭、转移、存活、血管生成和EMT中起重要作用的酶。许多人认为，阻断FAK不仅可以直接根除CSC，还可以阻止原发性肿瘤中的这些罕见细胞通过血流和种子转移[19]. 一些口服FAK抑制剂，如VS-6063和VS-4718，在最近的临床试验中显示出对抗CSC的前景[121]. 另一个有希望的靶点是CXCR4，它在多种癌症细胞上表达，并作为基质细胞衍生因子1（SDF1；也称为CXCL12）的受体。作为CXCR4的生态位衍生化学引诱剂⁺细胞，SDF1能够增强CXCR4的进入⁺细胞进入骨髓[122]. 最近，开发了几种有效的CXCR4拮抗剂，用于固定CSC并使其对传统化疗敏感[123,124]，使用普莱克斯（AMD3100）和一些{“类型”：“entrez-notide”，“属性”：{“文本”：“T14003”，“term_id”：“931003”，”term_text“：”T14003“}}T14003型白血病临床试验中测试的类似物[122].

1971年由Judah Folkman开创[125]血管生成的靶向性一直是肿瘤研究的热点。然而，最近才研究了靶向血管生成对抑制CSC的益处。早期研究旨在探索临床上可用的抗血管生成药物（如贝伐单抗、舒尼替尼和来那度胺）的CSC靶向能力，取得了令人鼓舞的结果。例如，通过Calabrese等人用贝伐单抗治疗U87胶质瘤荷瘤小鼠，观察到微血管密度和肿瘤生长降低，此外，作者还观察到CD133的数量减少⁺/巢穴⁺客户服务中心[126]. 同时，其他研究人员也在胶质母细胞瘤上观察到非常相似的结果[127]. 但是，随着越来越多的临床和临床前证据表明抗血管生成药物对患者长期总体生存率的益处微乎其微，使用现成抗血管生成药治疗CSC的希望破灭了[128,129]. 此外，使用临床前模型的新研究表明，抗血管生成药物实际上增加了癌细胞的侵袭性和转移性，更糟糕的是，两种最常用的抗血管生成药舒尼替尼和贝伐单抗都不利地增加了恶性肿瘤中CSC的数量[130]. 鉴于这些限制，贝伐单抗治疗晚期乳腺癌的批准最近被美国FDA撤销[131]. 这些不利影响是可以理解的。通过抑制新肿瘤血管的生长，抗血管生成药物所创造的恶劣环境（缺氧和营养不足）将相关癌细胞/CSC推向一条极端路径——死亡或演变为更恶性的状态。激活CSC生存的关键分子，如低氧诱导因子1α和Akt/β-catenin调节途径[130]事实上，这些抗血管生成药物创造了一个微环境，使CSC的生存优势得到增强。因此，目前认为仅以血管生成为靶点的治疗可能不足以改善患者预后。相反，必须将抗血管生成药物与CSC靶向治疗结合起来[130].

不管前景如何，CSC利基相关研究也并非毫无顾虑。首先，尚不清楚CSC生态位中的特定细胞如何影响CSC的行为，以及它们对CSC的影响是如何在分子水平上介导的[132]; 其次，需要进一步的研究来研究CSC是否以及在多大程度上通过自分泌或旁分泌机制，或通过创造克隆生态位成分，对其微环境的重要特征做出贡献[133]; 最后，与靶向去核信号通路的策略类似，CSC与正常干细胞具有相似的小生境，因此必须考虑并避免与靶向CSC小生境相关的潜在副作用[134].

结论

治愈癌症等疾病从来都不容易。在过去的60年里，太多鼓舞人心的癌症治疗发现和技术最终被证明在临床上用处不大[19]. 诚然，当前的CSC理论仍存在争议，未来几年可能仍存在争议。然而，CSC靶向治疗确实为我们提供了一个新的、有希望的机会来治疗对当前治疗方法有抵抗力并且导致复发和治疗失败的肿瘤细胞。此外，最近CSC相关临床试验中获得的许多令人鼓舞的结果证明，CSC靶向治疗的概念是可行的。随着对CSC基础生物学的更好理解，功能评估模型的改进，以及基因表达谱分析、下一代测序和高含量筛选等生物技术方面的成就，我们离根除CSC的目标更近了。

方框1

方框2

致谢

脚注

参考文献