科學講堂：腫瘤細胞上標籤 追蹤演化查藥效
我們與癌症「打交道」已久，但時至今日還是未能完全與之抗衡。香港衞生防護中心的數據顯示，2001年至2021年間，香港因為惡性腫瘤而逝世的人數最多。研究人員一直不遺餘力地開發應對癌症的方法，今次就跟各位分享一種為癌症腫瘤加上標籤的技術，可以更容易追蹤腫瘤細胞在人體之中的動向。
加入特定蛋白質 觀察後代尋來歷
能夠追蹤腫瘤細胞在人體中的改變與擴散，對研究癌症的抗藥性十分重要。縱然一些療法能夠在剛開始的時候有效壓抑腫瘤細胞，但其後往往會出現抗藥性，以致療法不再有效。要深入了解抗藥性在什麼時候開始、在哪些癌細胞中首先出現，就需要追蹤癌細胞的演化，知道昨天哪些細胞分裂成今日的什麼細胞。
早在1973年，生物學家就在思考相類的問題。當時他們把黑色的墨水注射進水螅這種淡水無脊椎動物的身體之中，靠着觀察這個黑點，就可以知道細胞其後的變化。
到了近代，我們對生物化學的認識增多，黑色墨水的功能已經可以改用核酸和蛋白質來擔任。研究人員能夠把特定的核酸或蛋白質加到細胞之中，就好比為細胞加上標籤，經由這些特定的核酸或蛋白質，從而可以認出那些細胞來。而且經由細胞分裂而產生的「後代」細胞也會留有這些標籤，容許我們追查細胞的來歷。
不過，這個技術以往有一個不完美的地方，就是確認細胞標籤的時候，過去要先將細胞破壞來進行基因排序，因此無法把這些細胞留下來繼續觀察未來的變化，或留作其他實驗之用。這也代表着，過往癌細胞一旦被拿來分析，我們就無法繼續監察它們以後的改變，不能記錄抗藥性是如何出現的。
熒光蛋白研癌症 證實標靶致抗藥
時至今日，技術進一步發展，分析細胞已經不再需要將其破壞，科學家們甚至可以把細胞隔離出來，再植入實驗室的動物樣本中繼續研究抗藥性；也可以與基因編輯技術結合，例如將被標籤的細胞跟發出熒光的蛋白質連結，好讓我們更容易觀察細胞的動向。
奧地利學者Anna Obenauf就利用這個技術來研究皮膚癌細胞，並於2021年發布成果：研究中的皮膚癌細胞，在經歷標靶治療的過程中慢慢發展出抗藥性。這是一個驚人的結果：一般來說，我們只認為抗藥性和電療、化療有關，而標靶治療不會誘導出抗藥性。
為腫瘤細胞加上標籤，也容許我們更有效地研究不同癌症療法在動物身上的效用。過往的經驗顯示，在培養皿中有效的療法，不一定在活體動物身上有相同的效果。德國的腫瘤學家Barbara Grüner就把接受過不同療法的癌細胞注射進實驗室老鼠身上，再察看兩天後的情況。經由標籤確認，可以量度出哪些癌細胞的數量減少，從而反映哪些療法有效。經由這些標籤的幫助，Grüner只需36隻老鼠就能夠測試712種化學物的功用；如果用傳統的方法，往往需要利用數百隻老鼠測試才有相類的結果。
隨着科技的發展，我們對癌症的處理已經進步了不少。雖然看來好像還要下不少苦功，但希望在不遠的未來，要面對癌症之苦的病人可以大量減少。
◆ 杜子航 教育工作者
早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。
