潘有禮，趙成建，趙玉偉

作者單位：610213 成都，國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作四川中心（潘有禮）；610041 成都，四川大學(xué)華西校區(qū)生物治療國家重點實驗室（趙成建）；610041 成都市血液中心（趙玉偉）

腫瘤是目前嚴(yán)重威脅人類生命健康的重大疾病之一[1]。近年來，隨著生物科技的進(jìn)步以及腫瘤生物學(xué)的發(fā)展，腫瘤的臨床治療取得了顯著的進(jìn)步，但是絕大多數(shù)惡性腫瘤仍然無法從根本上消除，其中轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)是當(dāng)前腫瘤治療的最主要挑戰(zhàn)。腫瘤干細(xì)胞是近年來腫瘤理論研究的熱點之一，它被認(rèn)為是腫瘤組織內(nèi)真正驅(qū)動腫瘤發(fā)生和發(fā)展的“動力”，同時也是腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的根源。腫瘤干細(xì)胞可以很好地解釋腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性，由于腫瘤組織中存在腫瘤干細(xì)胞群體，而其具有很強的自我更新和分化能力，因而在維持腫瘤的惡性增殖、侵襲、耐藥、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)等方面起著決定性的作用。近年來腫瘤干細(xì)胞學(xué)說受到越來越多的關(guān)注[2-3]，并在白血病、乳腺癌、結(jié)直腸癌、腦腫瘤、前列腺癌、肺癌、肝癌、皮膚癌等多種惡性腫瘤中成功分離出了腫瘤干細(xì)胞。除此之外，研究人員還通過基因遺傳譜系追蹤技術(shù)對腫瘤細(xì)胞譜系進(jìn)行了追蹤，發(fā)現(xiàn)并證實了腫瘤干細(xì)胞的存在[4-6]。這些研究成果均為基于腫瘤干細(xì)胞的腫瘤治療策略提供了理論基礎(chǔ)。

1 腫瘤干細(xì)胞模型

腫瘤干細(xì)胞模型認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞為一群具有干細(xì)胞特性的細(xì)胞，其可以持續(xù)維持腫瘤的生長，并且腫瘤干細(xì)胞與正常的組織干細(xì)胞具有很多相似的特性，包括自我更新（對稱和不對稱分裂）和自我分化能力。腫瘤干細(xì)胞模型的一個重要應(yīng)用在于它表明腫瘤細(xì)胞是分等級的，并且腫瘤干細(xì)胞位于等級的頂端。腫瘤干細(xì)胞模型的最早證據(jù)來源于急性粒細(xì)胞白血病[7]，該文獻(xiàn)表明不同的白血病細(xì)胞亞群移植免疫缺陷老鼠后形成腫瘤的能力也是有差異的。其中大多數(shù)白血病細(xì)胞不能持續(xù)增殖，而少數(shù)表型為 CD34+CD38–的白血病細(xì)胞亞群可在 NOD-SCID 小鼠體內(nèi)引發(fā)新的白血病，首次發(fā)現(xiàn)了白血病干細(xì)胞（LSC）的存在。隨后，2003 年，Al-Hajj 等[8]在乳腺癌中發(fā)現(xiàn) CD44+CD24–的細(xì)胞具有腫瘤起始能力。以上兩個研究表明在腫瘤中只有少部分的細(xì)胞才有致瘤能力，并且一些瞄準(zhǔn)腫瘤常規(guī)細(xì)胞的治療并不能真正治愈腫瘤，因為上述治療并不能消除腫瘤干細(xì)胞。其他研究采用類似的方法在其他腫瘤類型上進(jìn)一步提供證據(jù)證實了腫瘤干細(xì)胞模型，包括結(jié)直腸癌[9]、胰腺癌[10]、腦腫瘤[11]和卵巢癌[12]。在以上腫瘤模型中，具有致癌能力的群體看起來限制在一小部分表型特異的細(xì)胞，而在成瘤實驗中，需要注射很多未分群的細(xì)胞才能形成腫瘤，進(jìn)一步表明成瘤細(xì)胞只占少數(shù)。以上研究還提示了大多數(shù)腫瘤都遵循腫瘤干細(xì)胞模型并且更有效的腫瘤治療策略應(yīng)該是靶向腫瘤干細(xì)胞。近年來，隨著腫瘤學(xué)的發(fā)展以及研究的深入，學(xué)者們開始發(fā)現(xiàn)有些腫瘤的干細(xì)胞并不一定只占少數(shù)，在某些 B 細(xì)胞淋巴瘤、T 細(xì)胞淋巴瘤和急性髓系白血?。ˋML）中，腫瘤干細(xì)胞非常普遍[13]。在 B 細(xì)胞急性淋巴母細(xì)胞白血病中，至少 50% 的腫瘤細(xì)胞可以使野生型受體的老鼠發(fā)病[14]。在一些實體腫瘤中，腫瘤干細(xì)胞也可能占大多數(shù)，例如在黑色素腫瘤中，平均 30% 的腫瘤細(xì)胞可以形成腫瘤[15]。

2 腫瘤干細(xì)胞的起源

目前關(guān)于腫瘤干細(xì)胞的來源有多種觀點，至今尚無定論。但普遍認(rèn)可的有兩種觀點，一種認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞來源于正常干細(xì)胞，另一種則認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞來源于祖細(xì)胞。支持腫瘤干細(xì)胞來源于干細(xì)胞的理由主要有兩點：其一，無限增殖是腫瘤細(xì)胞最顯著的特征，顯然已分化細(xì)胞缺乏這種能力，而干細(xì)胞的自我更新機制已被激活，維持這一活性比在已分化細(xì)胞中重新打開這一通路更容易；其二，干細(xì)胞較成熟細(xì)胞通常維持更長時間，不會在短期內(nèi)死亡，而分化細(xì)胞則在細(xì)胞周期更新中較快地被新生細(xì)胞所替代，這就意味著干細(xì)胞相比已分化細(xì)胞存在更多累積突變的機會。在一些腫瘤中，學(xué)者們通過研究也證實了腫瘤干細(xì)胞來源于正常干細(xì)胞的突變[16]。另外，還有一些學(xué)者認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞是在定向祖細(xì)胞突變后獲得自我更新能力時發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的。例如，通過將 MLL 癌基因轉(zhuǎn)入骨髓祖細(xì)胞可以導(dǎo)致急性髓性白血病的產(chǎn)生[17]，還可通過將 MOZ-TIF2 轉(zhuǎn)化進(jìn)鼠源的造血祖細(xì)胞以獲得腫瘤干細(xì)胞[18]以及 Kras 突變和 p53 缺失的骨髓祖細(xì)胞能夠變成腫瘤干細(xì)胞進(jìn)而在體內(nèi)產(chǎn)生AML[19]。

3 腫瘤干細(xì)胞的可塑性

腫瘤干細(xì)胞具有一定的可塑性，近幾年的研究表明腫瘤干細(xì)胞和非腫瘤干細(xì)胞在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化[20-21]。在體外的細(xì)胞培養(yǎng)中，永生化的乳腺上皮細(xì)胞（HMECs）在轉(zhuǎn)錄因子 Snail 或者 Twist 的持續(xù)表達(dá)以及敲除E-cadherin 或者 TGF-β 的暴露下，HMECs 可以經(jīng)歷上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）而獲得干細(xì)胞的特性[22]，這些細(xì)胞具有CD44+CD24–的表型，與乳腺癌干細(xì)胞的表型一致。在另一個研究中，研究人員在乳腺癌細(xì)胞系中分離出了干性、基底樣或管腔狀表型的細(xì)胞群落，而在體外條件下，3 個群落之間可以相互轉(zhuǎn)化[20]。上述研究表明，非腫瘤細(xì)胞可以轉(zhuǎn)化為腫瘤干細(xì)胞，因此，鑒定以及區(qū)分腫瘤干細(xì)胞變得更加困難與復(fù)雜，如果轉(zhuǎn)化比例較低，那么仍然能夠采用現(xiàn)有的表面標(biāo)志物以富集或區(qū)分腫瘤干細(xì)胞，如果轉(zhuǎn)化的比例較高，則難以區(qū)分腫瘤干細(xì)胞與非腫瘤干細(xì)胞。

另一方面，微環(huán)境也能影響腫瘤干細(xì)胞的可塑性，例如在隱窩中的 WNT 配體對維持結(jié)腸癌干細(xì)胞的未分化狀態(tài)是非常必要的[23]，而在結(jié)腸癌的起始階段，微環(huán)境中的NF-κB 信號能夠通過引發(fā)脫分化的方式來促進(jìn)非腫瘤干細(xì)胞的腫瘤起始能力[24]。還有研究表明，在腫瘤異種移植試驗中，WNT 信號水平與腫瘤的起始能力密切相關(guān)，位于腫瘤特定微環(huán)境中的成纖維細(xì)胞分泌的肝細(xì)胞生長因子（HGF）可以提高 WNT 信號水平、細(xì)胞的自我更新能力以及使腫瘤干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為非腫瘤干細(xì)胞[25]。

最近在人異種移植瘤開展的細(xì)胞敲除研究進(jìn)一步證實了腫瘤干細(xì)胞的可塑性[26-27]，例如利用 CRISPR-Cas9 方法將 caspase9 基因的誘導(dǎo)型（iCasp9）插入到人結(jié)腸癌的LGR5 基因座位時可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，從而減少腫瘤細(xì)胞的體積。然而，一旦去除上述誘導(dǎo)物，腫瘤又開始重新生長，并且腫瘤的重新生長與處于有絲分裂靜止的、已分化的腫瘤細(xì)胞的增殖密切相關(guān)。譜系追蹤實驗證實了表達(dá)KRT20 的已分化腫瘤細(xì)胞重新獲得增殖潛能并同時恢復(fù)了LGR5+腫瘤干細(xì)胞的群落，從而顯露了可塑性的端倪[26]。

4 腫瘤干細(xì)胞的代謝

基于氧化磷酸化的代謝對產(chǎn)生足以支持復(fù)雜組織運行的能量而言是至關(guān)重要的，通過以上過程還同時伴有活性氧的（ROS）生成，可以導(dǎo)致干細(xì)胞功能的紊亂[28]，因而傳統(tǒng)觀點認(rèn)為干細(xì)胞會盡量避免氧化磷酸化而采用糖酵解的方式。代謝異常是腫瘤的一個標(biāo)志并由此衍生了新的治療策略，大多數(shù)的研究表明與正常組織相似的是，腫瘤也包含不同代謝類型的細(xì)胞群落，例如 KRASG12D突變的胰腺癌主要為糖酵解，通過下調(diào) KRASG12D基因的表達(dá)可以使大多數(shù)腫瘤消退，然而少部分殘留的腫瘤細(xì)胞仍會在 KRASG12D重新表達(dá)時介導(dǎo)腫瘤的復(fù)發(fā)，這些殘留的腫瘤細(xì)胞顯示了腫瘤干細(xì)胞的特性并依賴于氧化磷酸化（與大多數(shù)腫瘤細(xì)胞的代謝類型不同），進(jìn)一步利用氧化磷酸化的抑制劑能夠阻斷其復(fù)發(fā)[29]。

一系列比較腫瘤干細(xì)胞與非腫瘤干細(xì)胞代謝類型的研究結(jié)果顯示兩者并沒有絕對通用的代謝類型，腫瘤干細(xì)胞和非腫瘤干細(xì)胞主要采用糖酵解或氧化磷酸化進(jìn)行代謝，其主要取決于腫瘤細(xì)胞的類型以及所用的腫瘤模型[30-31]。另外還有研究表明，腫瘤干細(xì)胞或非腫瘤干細(xì)胞的代謝類型在特定環(huán)境的刺激下具有可塑性，例如膠質(zhì)瘤干細(xì)胞依賴于氧化磷酸化的代謝，但是當(dāng)氧化代謝被抑制時又可轉(zhuǎn)換為糖酵解的代謝方式[32]。深入的研究表明，EMT 與腫瘤干細(xì)胞代謝類型的轉(zhuǎn)換密切相關(guān)[33-34]。

在腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移過程中，腫瘤細(xì)胞的代謝適應(yīng)也扮演著非常重要的角色。有研究揭示了器官選擇性地轉(zhuǎn)移乳腺癌細(xì)胞展示出了不同的代謝類型，如選擇性轉(zhuǎn)移至肝臟的腫瘤細(xì)胞顯示了谷氨酰胺和氧化磷酸化代謝的減少并同時將通過葡萄糖產(chǎn)生的丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸，這種代謝上的適應(yīng)主要通過 HIF-1α 轉(zhuǎn)錄因子來介導(dǎo)[35]，因此腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)換為糖酵解的代謝方式有利于其轉(zhuǎn)移至肝臟。盡管多數(shù)的研究主要關(guān)注腫瘤的葡萄糖代謝，目前有研究報道一些轉(zhuǎn)移分散的腫瘤細(xì)胞可以通過脂肪酸來獲取能量，該過程通過在高侵襲性的腫瘤干細(xì)胞群落中表達(dá)脂肪酸受體 CD36 來實現(xiàn)[36]。

5 腫瘤干細(xì)胞與上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化

表皮樣的腫瘤細(xì)胞可以轉(zhuǎn)化為間質(zhì)樣細(xì)胞的狀態(tài)以利于轉(zhuǎn)移和侵襲，該過程被稱之為上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化。在過去幾年里，關(guān)于腫瘤干細(xì)胞和 EMT 之間的關(guān)系引發(fā)了學(xué)者們的廣泛關(guān)注[37-39]。通常而言，過表達(dá) EMT 的轉(zhuǎn)錄因子不僅使細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力增強，而且在細(xì)胞系中還增加了腫瘤的起始潛能。值得一提的是，腫瘤細(xì)胞中 Snai1（EMT 過程中的一個轉(zhuǎn)錄因子）表達(dá)水平的升高能夠增強腫瘤起始能力和轉(zhuǎn)移潛能[40]。在乳腺癌中，EMT 誘導(dǎo)下的腫瘤干細(xì)胞可以重現(xiàn)正常干細(xì)胞的間質(zhì)樣表型。

令人困惑的是許多上皮腫瘤的轉(zhuǎn)移物仍保留表皮樣的構(gòu)造并缺乏間質(zhì)樣細(xì)胞的性質(zhì)，該現(xiàn)象可能暗示轉(zhuǎn)移性的腫瘤細(xì)胞在到達(dá)轉(zhuǎn)移的新環(huán)境時立刻變?yōu)樯掀顟B(tài)[41]或者EMT 在某些環(huán)境下對腫瘤轉(zhuǎn)移并不是必需的，例如上皮樣的腫瘤細(xì)胞在不需要采用間質(zhì)樣的細(xì)胞狀態(tài)時可以進(jìn)行轉(zhuǎn)移。為了支持上述觀點，有學(xué)者在實驗性的模型中將細(xì)胞鎖定在 EMT 狀態(tài)時發(fā)現(xiàn)其幾乎不轉(zhuǎn)移[42]，然而一旦通過敲除 EMT 的誘導(dǎo)者而恢復(fù)到上皮狀態(tài)時，轉(zhuǎn)移能力大大增強[43]。實際上，在乳腺癌移植物模型上的活體成像實驗揭示了已經(jīng)歷 EMT 過程的轉(zhuǎn)移性的細(xì)胞在到達(dá)轉(zhuǎn)移位點時立刻回到上皮細(xì)胞的狀態(tài)[44]。另外，有研究表明 EMT 的一個主要誘導(dǎo)因子 Twist1 的不同水平的表達(dá)能夠在皮膚癌的鼠源模型中調(diào)節(jié)腫瘤干細(xì)胞的特性以及腫瘤的發(fā)生發(fā)展[45]。以上研究結(jié)果與 EMT 對維持腫瘤干細(xì)胞特性是必需的理論相沖突，并且暗示在多數(shù)環(huán)境下 EMT 與干性是相脫離的。

另外兩個研究解釋了產(chǎn)生上述差異可能的原因。首先，EMT 在腫瘤細(xì)胞中可能是短暫的，因為上皮腫瘤細(xì)胞在環(huán)境的刺激下變?yōu)殚g質(zhì)樣類型狀態(tài)是可逆的，這些轉(zhuǎn)換可能導(dǎo)致腫瘤干細(xì)胞表型的可塑性，例如在人乳腺癌細(xì)胞中非腫瘤干細(xì)胞與腫瘤干細(xì)胞間的轉(zhuǎn)換主要依賴于 EMT 誘導(dǎo)者ZEB1，非腫瘤干細(xì)胞將 ZEB1 基因的啟動子維持在二價染色體構(gòu)象，其使細(xì)胞對來自微環(huán)境的 EMT 誘導(dǎo)物快速反應(yīng)，因而提高了它們的腫瘤起始能力[46]。其次，Twist1 的瞬時表達(dá)使乳腺細(xì)胞趨于腫瘤干細(xì)胞狀態(tài)，并且該狀態(tài)在Twist1 活性消失且細(xì)胞已回到上皮狀態(tài)后仍然持續(xù)著[47]?？傊?，上述研究表明在許多腫瘤類型中，腫瘤干細(xì)胞的等級制度并不是一成不變的。相反，腫瘤干細(xì)胞和非腫瘤干細(xì)胞在環(huán)境刺激或隨機狀態(tài)下的相互轉(zhuǎn)換可能是更普遍的生理現(xiàn)象。

6 腫瘤干細(xì)胞與腫瘤轉(zhuǎn)移

腫瘤轉(zhuǎn)移需要原位腫瘤細(xì)胞的脫落、侵襲血管或淋巴系統(tǒng)、遷移至不同的部位，然后進(jìn)行細(xì)胞增殖并重組新的血管系統(tǒng)，關(guān)于腫瘤干細(xì)胞與腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)系有很多報道，然而目前還沒有研究真正證實在異種移植實驗中具有成瘤能力的細(xì)胞在生理條件下同樣具有轉(zhuǎn)移能力。一個根本性的問題在于轉(zhuǎn)移能力是否僅局限于一群具有成瘤能力的細(xì)胞或者其起源于多數(shù)腫瘤細(xì)胞的基因或表觀遺傳學(xué)上的改變而與細(xì)胞的成瘤能力無關(guān)。一些研究已經(jīng)表明胰腺癌[48]或結(jié)直腸癌[49]的成瘤細(xì)胞同樣具有轉(zhuǎn)移的能力，然而關(guān)于成瘤細(xì)胞與腫瘤轉(zhuǎn)移之間的關(guān)系并沒有進(jìn)行系統(tǒng)地闡述，比如通過驗證在腫瘤轉(zhuǎn)移循環(huán)以及成瘤中發(fā)揮作用的所有腫瘤細(xì)胞。因此，關(guān)于非成瘤腫瘤細(xì)胞是否具有與成瘤細(xì)胞相似的轉(zhuǎn)移能力以及在原位腫瘤中的非成瘤細(xì)胞是否可以在轉(zhuǎn)移至新的環(huán)境時獲得成瘤能力的問題仍需實驗來進(jìn)一步證實。

2009 年，Kalluri 和 Weinberg[50]通過研究提出了腫瘤細(xì)胞可以通過經(jīng)歷 EMT 的過程來獲得轉(zhuǎn)移能力。由于腫瘤細(xì)胞失去其表皮細(xì)胞的特性（比如細(xì)胞間的黏附和極性等）而獲得間質(zhì)細(xì)胞的特性，比如遷移、侵襲和抗凋亡等。EMT已被證實是乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的一個必需步驟而且通過在體外誘導(dǎo) EMT 過程可以使培養(yǎng)的細(xì)胞具有與成瘤的乳腺癌細(xì)胞相似的 CD44+CD24–的表型[22]。盡管腫瘤干細(xì)胞模型以及關(guān)于 EMT 的研究都集中關(guān)注于成瘤細(xì)胞和非成瘤細(xì)胞兩者在表觀遺傳學(xué)上的差異，但是發(fā)生在基因上的不可逆突變也可使細(xì)胞具有轉(zhuǎn)移能力，例如在某些類型的胰腺癌或神經(jīng)管細(xì)胞瘤中，基因特異性的細(xì)胞克隆引發(fā)腫瘤轉(zhuǎn)移[51-52]，這就提出了一個問題：到底是只有腫瘤干細(xì)胞能夠通過基因上的改變而獲得轉(zhuǎn)移能力還是非腫瘤干細(xì)胞也能通過基因上的改變同時獲得成瘤能力和轉(zhuǎn)移能力？上述問題仍需通過體內(nèi)的原位腫瘤實驗來證實。

7 腫瘤干細(xì)胞與治療抵抗

大多數(shù)的腫瘤治療策略都集中于消除多數(shù)的腫瘤細(xì)胞，其中包括標(biāo)準(zhǔn)的抗腫瘤增殖的化療和放療等，然而它們所能帶來的臨床獲益非常有限，往往化療或放療耐受的細(xì)胞能夠?qū)е履[瘤的復(fù)發(fā)，并且上述耐受的細(xì)胞被認(rèn)為是腫瘤干細(xì)胞富集的群落?；熁蚍暖煹牡挚棺畛醣徽J(rèn)為是正常干細(xì)胞和腫瘤干細(xì)胞的內(nèi)在特性，其可以通過多個獨立的機制來產(chǎn)生，例如藥物外排泵、DNA 修復(fù)能力或抗 ROS 能力的上調(diào)[53-54]。如下討論的，細(xì)胞可塑性，特別是腫瘤干細(xì)胞進(jìn)入休眠狀態(tài)的能力已被證實為藥物耐藥的重要機制。

20 世紀(jì) 70 年代開展的關(guān)于血液腫瘤的研究工作指出，慢周期性的白血病干細(xì)胞能夠?qū)е履[瘤的復(fù)發(fā)[55]。研究者們發(fā)現(xiàn)白血病干細(xì)胞像多數(shù)正常的干細(xì)胞一樣，在化療后就進(jìn)入細(xì)胞周期。而上述關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)化療后進(jìn)入休眠狀態(tài)的腫瘤干細(xì)胞引起腫瘤復(fù)發(fā)的理論目前進(jìn)一步在實體腫瘤類型中通過遺傳圖譜的方法得到證實。有研究指出，奧沙利鉑的治療選擇性地支持休眠克隆的生長，并且以上克隆在治療后得到富集[56]；在神經(jīng)膠質(zhì)瘤的鼠源模型中慢周期性的腫瘤干細(xì)胞導(dǎo)致替莫唑胺的耐藥，基因敲除上述細(xì)胞群落可以重新使神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞對化療產(chǎn)生敏感性[57]；TGF-β 信號通路可以驅(qū)動轉(zhuǎn)移性的乳腺癌細(xì)胞進(jìn)入休眠狀態(tài)。同樣地，TGF-β 信號富集的微環(huán)境能夠在鼠源的鱗狀細(xì)胞癌中減慢腫瘤干細(xì)胞的增殖并進(jìn)一步導(dǎo)致順鉑的耐藥，遺傳圖譜分析實驗闡述了以上靜止的腫瘤干細(xì)胞在化療結(jié)束后引起腫瘤的復(fù)發(fā)[58]。

在人膠質(zhì)瘤模型中，腫瘤干細(xì)胞通過采用較慢的增殖狀態(tài)來逃避抗細(xì)胞增殖的治療，其主要依賴 Notch 信號通路和 H3K27 脫甲基酶 KDM6A/B 的表觀遺傳修飾[59]。在膀胱癌中，化療激活靜止?fàn)顟B(tài)的腫瘤干細(xì)胞，其反過來導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā)[60]。在乳腺癌和皮膚癌中，腫瘤干細(xì)胞的群落經(jīng)歷 EMT，其不僅與腫瘤遷移密切相關(guān)，而且還與抗增殖藥物的耐藥相關(guān)[58,61]。

還有研究表明，在增殖活躍的組織如胃和腸上化療和放療消除了快速增殖的干細(xì)胞和祖細(xì)胞，但是富集了處于細(xì)胞周期停滯狀態(tài)的分化細(xì)胞[62-63]，而如上討論的，這些分化的細(xì)胞通過可塑性的方式可以重新取代已消除干細(xì)胞的位置。這些研究表明，已分化的腫瘤干細(xì)胞后代也可能是化療抵抗細(xì)胞的來源，而化療抵抗細(xì)胞正是腫瘤復(fù)發(fā)的“推動者”。

8 腫瘤干細(xì)胞的靶向治療

盡管細(xì)胞的可塑性使靶向腫瘤干細(xì)胞的治療變得更加困難，但是一些藥物公司已經(jīng)開展了針對消除腫瘤干細(xì)胞的治療項目。目前靶向腫瘤干細(xì)胞的治療策略主要包括以下幾種[28]：①抑制腫瘤干細(xì)胞的關(guān)鍵信號通路，如 WNT、Notch或 Hedgehog 通路；②通過抗體-藥物的偶合物（ADCs）消除腫瘤干細(xì)胞，主要靶向腫瘤干細(xì)胞的表面標(biāo)志物，如CD133、LGR5、CD33、DLL3 等；③表觀遺傳學(xué)的治療，主要靶向表觀遺傳學(xué)的調(diào)節(jié)者，如 LSD1、HDACs、DOT1L、BET 蛋白、IDH1/2、BMI1 等；④靶向休眠狀態(tài)的腫瘤干細(xì)胞，主要破壞其特異性的“依賴物”，例如代謝依賴性（如CD36）或 OxPhos 的抑制劑。

9 展望

大量的實驗研究已經(jīng)證實在多種腫瘤類型中存在著腫瘤干細(xì)胞，但是我們目前對其的認(rèn)識還主要基于在異種移植的腫瘤模型上的觀察結(jié)果。利用新的生物技術(shù)，例如CRISPR-Cas9、腫瘤類器官和活體成像等，可以為體內(nèi)原位分析腫瘤干細(xì)胞提供新的方式，越來越多的研究開展針對腫瘤干細(xì)胞的研究并且不斷地加深對腫瘤干細(xì)胞行為和生物學(xué)特性的認(rèn)識，例如腫瘤干細(xì)胞并不一定是少數(shù)的、休眠和不可變的群體。另外，腫瘤干細(xì)胞和非腫瘤干細(xì)胞之間的相互轉(zhuǎn)化是目前靶向腫瘤干細(xì)胞策略中的一個主要挑戰(zhàn)，進(jìn)一步加深對腫瘤干細(xì)胞可塑性的認(rèn)識將有助于開發(fā)新的針對腫瘤干細(xì)胞的治療手段。在臨床應(yīng)用中，由于腫瘤干細(xì)胞與正常干細(xì)胞具有一定的生物學(xué)相似性，因而針對癌癥的治療在消滅腫瘤干細(xì)胞的同時又要避免傷害正常的干細(xì)胞。同時在急性白血病以及一些實體瘤中的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤干細(xì)胞對常規(guī)癌癥治療手段具有耐受性，因此開展腫瘤干細(xì)胞的新的篩選鑒定方法，進(jìn)一步開發(fā)主要針對腫瘤干細(xì)胞的藥物以及治療方法對于癌癥的臨床治療具有重要的意義。