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新闻来源:大旗网 2008/11/17

2040年,人们将不再“谈癌色变” 彻底摧毁“病变工厂”科学破解致癌基因,精确打击癌变细胞,彻底摧毁“病变工厂“。


显微镜下的癌细胞。

有了“鸡尾酒疗法”等治疗措施,艾滋病似乎不再那样可怕了。世界卫生组织今年10月27日发布有关全球疾病情况的最新评估报告称,全球艾滋病死亡人数5年后将下降,而癌症和交通事故死亡人数将上升。报告显示,癌症尤其是肺癌,在导致死亡的原因中名列前茅。近年来,随着吸烟和各种环境因素的影响,在世界各国特别是工业发达国家,肺癌的发病率和病死率均在迅速上升,死于癌症的男性病人中,肺癌患者数量已高居首位。世卫组织发布的数据显示,肺癌每年导致全世界约130万人死亡,已成为死亡率最高的癌症之一。

冰冷的数字是残酷的,可好在人类一直在寻找战胜病魔的办法。在抗击癌症的战争中,人类并不是一味地节节败退,而是逐渐扳回一城一池。现在,人们对癌症这个“顽敌”的了解已比以往大大加深,在知己知彼后也能更精确地对付它。

癌症治疗手段的进步和人类逐步掌握“基因武器”有关。随着基因密码越来越多地被破译,人们在掌握自身方面也有了长足进步,从而在理论上找到了应对癌症等多种疾病的一条条锦囊妙计。10月中旬,美国和德国科研人员在《自然》杂志上发表文章说,26种基因在受到损伤时可能导致肺癌,这一发现或许有助于研究人员找到适合肺癌病人的新治疗方案。用加利福尼亚大学旧金山分校的癌症学家马丁·麦克马洪的话说,“虽然令人感到困扰的因素很多,但其实只要解决了其中10%,其余的就是小菜一碟了”。利用“基因武器”来对付癌症,就是这样一种“纲举目张”的好办法。

其实,很多癌细胞在显微镜下看起来差不多,可实际中却各有不同,有的生长很慢,有的却极富侵略性;有些药物对这名患者有用,对症状相同的另一名患者却完全无效;不同的人放疗、化疗或者手术的效果也不尽相同。

很多年来,癌症难题一直困扰着全球的医生。最近十多年来,计算机技术的发展使人们对DNA的比较和鉴别成为可能,这使得癌变部位和健康组织以及癌细胞之间的差异开始被人们熟知。对症下药,这在治疗癌症方面第一次不仅仅是一句口号。也许我们可以乐观地预测,到2040年,癌症将不再可怕。

癌症治疗是世界性难题,化疗药物往往“不分细胞好坏”通吃。如今,科学家经过努力成功发现了一种纳米尺度的输送载体,不仅能将化疗药物输送到肿瘤细胞之间,也可穿越细胞膜进入肿瘤细胞内部,更能在一定程度上识别细胞“好坏”,有效增强药物的抗肿瘤效果,并且降低药物的毒性。载体就像“远程火箭”,药物就是“弹头”,经过静脉注射能够直接命中并深入肿瘤细胞。图中蓝色为细胞核,红色为新型输送载体带着传统化疗药物阿霉素。

寻找病变信号

如果肿瘤能在早期就得到诊断,那么转移乃至之致命的可能性就会小得多。据统计,在诊断为肺癌后,平均仅有15%的患者能够生存超过5年,越早发现、越早诊断者,其生存期越长,肺癌,乳腺癌、结肠癌等其他难以治愈的癌症也是如此。遗传学家乔治·米克罗斯说:“现在患有癌症的存活者数量不断上升,因为我们现在更可能在癌细胞扩散前便找到它,并进行诊断。”

现年55岁的简·特维伦就坚信是早期的诊断挽救了她的生命。几年来,她都隐隐约约觉得自己患上了癌症,因为她外婆于卵巢癌,她母亲在挺过了乳腺癌后,也倒在了和外婆同样的病下。“在母亲临终之时的病床前,我下定决心,一定去做卵巢切除手术。”特维伦回忆说。她前往费城的福克斯癌症检查中心接受这个手术,为自己买了保险,并做了详尽的身体检查。在那里,她被告知她携带一种被称为BRA1的遗传基因,这种基因与卵巢癌和乳腺癌关系密切,携带此基因的妇女一生中患乳腺癌的可能性高达80%。

由于体内暗藏着很高的癌症风险,所以特维伦开始接受预防性治疗,一方面抑制雌性激素分泌,另一方面经常对乳腺作检查。今年早些时候,通过对胸部的x光检查,特维伦被发现有乳腺癌早期的迹象,因此她及时接受了手术。

特维伦之所以切除了卵巢,是因为目前还没有检测早期卵巢癌的技术,只能从DNA和血液蛋白中寻找蛛丝马迹。现在医学专家急于攻克的也正是这个难关,希望不仅能尽早发现癌细胞,并能辨别它的种类,这对及时治疗大有好处。研究人员目前正在探索如何能从血液中探测出身体免疫系统对肺癌细胞早期活动所做出的反应。他们也进一步设想通过药丸、针剂或植入的方法用正确的基因片段替代错误的基因,从而治愈由基因突变引发的系列癌症。

研究人员对早期诊断的工作表示乐观。洛杉矶女性癌症研究中心的主任巴斯·卡尔兰认为,人们不仅仅会通过有效预警早早就发现癌症,更重要的是,这样能显著降低这一疾病的死亡率,能让所有患者都能和特维伦一样幸运。

个性化治疗:

真正做到“对症下药”

55岁的美国人路易斯·库珀是一名中学教师,她在南非长大,后来移居到美国洛杉矶。现在仍热衷于冒险运动的她是一名癌症基因疗法的受益者。1998年,库珀被确诊患有乳腺癌,和那些看起来患有相同病症的女性一样,她依次接受了切除手术、化疗和放疗,整个人被搞得疲惫不堪,但情况却并没有多少好转。可与别的乳腺癌患者不同的是,库珀有一个好邻居。

乳腺癌专家、美国加州大学洛杉矶分校詹森癌症研究中心的临床研究主任丹尼斯·萨拉姆曾住在库珀隔壁。萨拉姆教授和他的同事发现,大约有25%的乳腺癌患者癌细胞扩散非常严重,这些患者的癌细胞中含有大量被称作HER2的基因副本,这会导致细胞表面的一种蛋白质过量,进而刺激细胞生长。库珀就属于这种情况,“看不少患者的情况,我发现从确诊到死亡,很多人也就是两三年的事情,”库珀说。因此她决定信任邻居,用自己的性命赌一下。她听从了萨拉姆的建议,开始接受适合她症状的个性化治疗方案。

萨拉姆和他的研究团队开发出一种药物,可以阻止细胞表面的蛋白质产生,因此很适合对付HER2基因副本过量的乳腺癌患者。在接受一年多的治疗后,库珀已明显从癌症的折磨中恢复过来,往后几年情况更是持续好转。在今年的一次假期中,她甚至还去南极参加了行程为250公里的徒步活动。

但萨拉姆开发出的这种疗法也并非对付乳腺癌的万应良方,它只适用于HER2基因副本过量的情况,而成千上万种基因突变都可能导致癌细胞疯狂生长,四处扩散。今年9月,在大型的癌症基因地图绘制项目中,两个研究小组各自独立完成的工作描述了可能导致胰腺癌和脑癌的数百种基因异常。比如,在胰腺癌的致病名目下就列出了63项不同的基因病因。

所以比起疗效来,萨拉姆的研究小组主要的贡献是为癌症提供了一种全新的治疗思路,即根据特定组织中癌细胞的情况,进行有针对性的“精确打击”,这种个性化的治疗方案成功率也会大增。

大多数癌症是由于人们随着年龄的增长,DNA发生突变导致的,但DNA的突变究竟如何导致细胞发生不受控制增殖,人们对其中所涉及的生物学行为还知之甚少。哈佛医学院的马太·米尔森博士指出,从遗传角度来讲,不同个体间癌的差异是非常大的。因此也有专家认为,每人一套治疗方案的做法会导致工作量过大,也没有必要,而且有些癌症可能是多种基因异常共同作用的结果。米尔森的同事、哈佛大学医学院基因学家史蒂芬·埃里德说:“癌细胞增长迅速,可能会随着血液供应扩展到全身。”因此,如果单单对某一异常基因下手,很可能也会影响到全身。

不过,工作量大的担忧可以随着技术进步得到解决。对此,美国癌症研究学会主席、休斯敦安德森癌症中心的主任雷蒙德·迪瓦布很乐观。他认为,在几年内,癌症基因地图就能绘制完毕,届时只要按图索骥,就能找到病症的基因根源,并能在数据库中迅速找到匹配的个性化治疗方案。

有了基因疗法,人类对付癌症的“军火库”将威力大增。目前,“鸡尾酒疗法”对付艾滋病取得了不错的效果,人们可能也会很快开发出相近的办法,将几种药物复合使用,来针对几种缺陷基因,这样在治疗癌症时效果会更加显著。哈佛大学基因学家埃里德说:“我坚信我将会做到这一点。”

这一大好前景意味着从理论上说,每个人都能和库珀一样得到精心准备的医治,每种服下的药物都与患者的情况严格匹配。

从阻止到治愈:

彻底杀死癌干细胞

要深入了解肿瘤在身体中的活动,需要搞清楚的不仅是癌细胞本身,还要对癌细胞周遭的普通细胞了解得一清二楚。美国加州大学圣迭戈分校的病理学教授戴维·查尔斯说,肿瘤要生长,就会将它周围的普通细胞征召到它的部队中来,癌细胞也会借此入侵到健康的组织中去。对癌细胞友善的环境,是癌细胞能迅速转移的关键。因此,切断癌细胞与健康细胞的联系,加强癌细胞附近健康细胞的抵御能力,是防止肿瘤恶化的首要任务,也是治愈癌症的第一步。

范德比尔特大学癌症专家林恩·马特瑞沙认为,癌细胞向远处组织转移的时候也是一个治疗的时机。他说“在我看来,当临近的细胞并未被完全感染时,正是一个隔离治愈的良机。”事实上,一些防止骨质酥松的药物就能让骨头对来自乳房、前列腺及其他癌变部位的不安定细胞“敬而远之”。

当然,面对癌症,大多数医生目前能做到的是尽量控制,不使其恶化,而非彻底治愈。不过现在已经出现了一种新的研究方法,能够一劳永逸地彻底杀死癌干细胞。

一个健康成年人体内的干细胞主要为身体组织提供更新和修复的功能,而肿瘤干细胞则像一个工厂,源源不断地复制出癌细胞。化疗和放疗的治疗机制是让“病变工厂”停止扩张,但并不能摧毁这个“工厂”。

在解释肿瘤是如何生长时,有些专家认为,干细胞的活动机制能为癌细胞的致命扩张转移提供线索。可能有些干细胞是从原先的组织中分裂出来,擅离职守,在隐藏了一段时间后自己生长,于是导致了肿瘤的产生,也可能是干细胞能制造出移动能力极强的癌细胞。

研究人员在乳房、大脑和胰腺中都发现干细胞存在,但是,肿瘤里的“工厂细胞”是真正的干细胞,还是拥有和干细胞类似的更新能力的变异细胞,这些仍在争论中。可不管怎么说,研究人员找到了一种能够鉴别癌细胞的方式,并能将它们挑出来作为靶目标。

罗斯特医学中心的分子生物学教授克雷格·乔丹说,找到并标记出癌症干细胞并不是一件容易的事,因为在不同的人身上,这些细胞看起来也不一样,但他领导的研究小组仍在努力开拓癌症干细胞的治疗方式。有些药物可以杀死这些细胞,比如说Gleevec就可以减少白血病干细胞,而Tykerb则能消灭乳腺癌干细胞。

通过免疫疗法也可以阻止癌细胞转移,让那些平时对癌细胞保持沉默的免疫系统开始大声说“不”。免疫系统细胞能破坏化疗耐药的肿瘤细胞系,并发展几个以基因治疗为基础的治疗方法,包括以肿瘤相关抗原为基础的疫苗,细胞因子和共刺激分子参加的免疫治疗。其中研究最多的是细胞因子和共刺激分子。这些基因在肿瘤细胞内表达可提高肿瘤的免疫原性,激发和增强机体的抗肿瘤免疫反应。也可将细胞因子转染肿瘤细胞制成疫苗,或转染效应细胞,增强其杀伤力。 现在约翰斯·霍普金斯大学的研究人员正在快马加鞭地开发针对胰腺癌和乳腺癌的疫苗。

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2040年的癌症治疗

2040年的一天,45岁的妇女南希·佩鲁斯在体检中被医生确诊患上了肺癌。作为职业女性,佩鲁斯从来不吸烟,却患上这种重病,这让她很苦闷。虽然相比世纪之初,肺癌的死亡率下降了一半还多,可它仍是死亡率最高的癌症之一。

佩鲁斯不得不立即接受一场外科小手术,主治医生对她体内的癌细胞进行仔细观察分析,并将得出的数据一一输入数据库,建立了属于她个人的专门电子病例档案。没过多久,数据库给出与佩鲁斯基因情况相匹配的答案,她在电脑中随即收到一份详细的治疗计划以及需要进行的后续检查。

在后续检查中,佩鲁斯的血液中果然发现仍有早期肿瘤隐藏的迹象,这可能会导致循环发病,这对她来说可是个坏消息。医生对她体内的一些细胞以及很小的肿瘤进行诊断,制定出适当的下一轮治疗方案。由于发现及时,佩鲁斯在两个疗程的治疗后便完全康复出院了。整个治疗过程中,她繁忙的生活几乎没受到过干扰,她的头发也完好如初。

像肺癌这类昔日的“恐怖杀手”之所以能被如此轻易地驯服,主要得益于癌症基因数据库的建立。通过绘制基因图谱,所有可能导致癌症的基因突变和受损都被纳入数据库,并制定出相应的治疗计划。因此患者在被检查出癌症后,只要将自己的情况和数据库中的基因组比照,很快就能找出最适合自己的“秘方”,充分调动免疫系统来攻击并摧毁癌细胞。佩鲁斯就是据此服用“个人专供药”,最终创造了战胜癌症的奇迹。

征服癌症是无数医生和癌症患者的梦想,只要有愿望,肯努力,组织好,这个目标或许不用到2040年就能够实现。
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