本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
在實驗生物學會議的第 3 天,我聽了一個關於化療後認知功能障礙的精彩講座,內容涉及我們如何研究它,以及我們可能如何治療它。來看看吧。
當我們想到癌症時,我們通常想到的是治癒。科學在癌症治療方面取得了巨大進步,例如化療、放療和手術。某些癌症,如乳腺癌和兒童白血病,有 90% 的生存率,而生存始終是值得慶祝的事情。
但是隨著癌症治療的成功,慶祝之後出現了一些問題。化療的長期影響是什麼?癌症之後,某人的生活質量將受到怎樣的影響?這些都是需要提出的重要問題。化療在給藥後立即產生許多副作用;每個人都知道噁心、嘔吐和頭痛。但化療也有長期後果,包括認知功能障礙。兒童時期接受白血病化療的患者患上醫療併發症、學業成績不佳以及執行腦功能(如工作記憶和注意力)障礙的風險增加。接受乳腺癌化療的成年女性表現出記憶力問題,這與大腦變化有關,包括 額上回 和 海馬旁回 等區域的體積減少,這些區域對於學習和記憶至關重要。
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我們如何幫助患有認知功能障礙的人們?通常的“認知增強劑”,如 利他林 可能有效,儘管它們在某些接受過化療的人中可能具有 更大的副作用,而 莫達非尼 也顯示出希望。紅細胞生成素在化療期間有效,但之後呢?但真正的問題不是治療,而是要知道為什麼接受化療的人會出現長期認知功能障礙。它是如何發生的?這意味著什麼?
如果我們要幫助化療後發生的認知功能障礙,我們需要找到研究它的方法。存在許多潛在的混雜因素。首先,存在與癌症本身相關的混雜因素:疲勞、手術的影響、細胞因子升高和其他炎症標誌物。化療藥物通常分批給藥,並且組合經常改變。有很多因素可能會混淆癌症患者經歷的認知障礙程度。為了儘量避免研究人類化療認知影響的許多混雜因素,艾倫·沃克 (Ellen Walker) 和她在天普大學 (Temple University) 的團隊正在研究化療藥物對小鼠的影響,特別是成年小鼠和接受化療的幼年小鼠。
首先,該小組觀察了成年雌性小鼠進行操作性任務,將鼻子伸入鼻孔以獲得食物。動物在第一天學會了這項任務,並在第二天回到測試中,以檢視它們對所學知識的回憶程度。
沃克和她的團隊發現,像 紫杉醇、卡鉑 和 5-氟尿嘧啶 這樣的化療藥物會擾亂小鼠的表現,而且這種影響與劑量無關。在劑量依賴性反應中,學習缺陷會隨著劑量的增加而惡化,但在這種情況下,學習的影響實際上在較低劑量的卡鉑下更糟,這意味著我們不能僅僅降低劑量來嘗試預防認知障礙的影響。
沃克等人還想研究化療對兒童模型的影響。因此,他們觀察了在發育過程中單獨和組合使用化療藥物 甲氨蝶呤 或 阿糖胞苷 治療的幼鼠,並仔細模擬了人體使用的劑量。然後在它們成年後,在一種名為“新物體識別”的認知測試中測試了這些小鼠。新物體識別相當簡單,第一天給小鼠一個物體,讓它探索並瞭解。第二天,給它第一個物體和第二個未知的物體。這使得小鼠能夠區分它以前見過的物體和它沒有見過的物體。用甲氨蝶呤或阿糖胞苷治療的小鼠表現出新物體區分方面的缺陷,這表明在發育過程中接受化療藥物治療會導致認知缺陷,類似於人類所見的缺陷。
而且變化不僅限於認知缺陷。在發育過程中接受化療的小鼠也表現出對苯丙胺獎勵特性的更高敏感性(在藥物配對環境中花費更多時間)。
透過開發小鼠化療治療模型,沃克等人希望瞭解可能導致人類認知功能障礙的機制。然後,他們希望找到幫助方法,並幫助癌症倖存者體驗他們的新生,而不會出現可能隨之而來的某些問題。