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細胞毒化療:打擊細胞分裂

第一代癌症藥物——烷化劑、抗代謝物和拓撲異構酶毒素——在細胞複製與分裂時對其發動攻擊。

一個粗暴的念頭,多種武器

細胞毒化療建立在一個賭注之上:腫瘤的分裂比你身體大部分更快,因此一種破壞細胞分裂的毒物,會不成比例地傷害癌症。這是在賭*速率*,而不是在賭身分,這也正是其選擇性如此粗糙的原因。然而幾十年來,這些藥物是我們的全部,許多至今仍是骨幹療法——便宜、起效快,並且在睪丸癌、某些白血病和淋巴瘤中常常能夠治癒。

貫穿其中的共同主線是 DNA。一個即將分裂的細胞,必須先複製它的整個基因組,而那次複製是一個極度脆弱的時刻。把 DNA 損傷得足夠嚴重,或讓細胞缺乏複製所需的零件,細胞就會停滯,或觸發它的凋亡警報而死亡。下面三個經典家族,各自以不同方式攻擊那個複製步驟。

三個經典家族

  1. 烷化劑把一個小碳基團黏到 DNA 鹼基上。這些共價瘢痕將兩條 DNA 鏈交聯,使它們無法拉開以供複製。順鉑(一種行為相同的鉑類藥物)和環磷醯胺是著名例子——殘酷卻有效。
  2. 抗代謝物是誘餌。它們模仿細胞製造 DNA 所需的天然磚塊——鹼基、葉酸、糖類——要麼被錯誤地裝進正在延伸的鏈中,要麼卡住製造這些磚塊的酶。甲氨蝶呤和 5-氟尿嘧啶讓細胞缺乏原料。
  3. 拓撲異構酶抑制劑破壞那些為 DNA 解結的酶。要複製一條扭曲的雙螺旋,細胞必須切開、旋轉、再封合它;拓撲異構酶毒素將這一過程凍結在切到一半之處,留下致命的斷裂。多柔比星和伊立替康作用於此。
A dividing cell, and where each drug strikes
=============================================
  building blocks  ──►  DNA copied  ──►  strands separate  ──►  cell splits
        ▲                   ▲                  ▲
        │                   │                  │
  antimetabolites     topoisomerase       alkylating agents
  (starve the         inhibitors          (cross-link the
   supply line)       (freeze the          two strands so
                       untangling)         they cannot part)

Different steps, one outcome: copying fails → damage piles up → apoptosis.
每個細胞毒家族卡住 DNA 複製的不同階段,但都把細胞引向同一個自毀結局。

為何有那些副作用,又為何它依然重要

由於這些藥物只憑分裂速度來區分細胞,那些同樣快速分裂的健康組織就得買單。骨髓停止造血,腸道內壁脫落,頭髮掉落。這是較差治療指數的標誌——有效劑量與中毒劑量之間的差距很薄,因此腫瘤科醫師會一直加量到可耐受的邊緣。