转自 得到科学前沿第一课
毫无疑问,癌症是全人类共同面对的顶级难题,难题一般都长什么样呢?我想大概有三个特点:
- 首先,它一定会有一个根深蒂固、难以克服的根源,比如人类的贪婪和恐惧,资源的稀缺等等。
- 其次,他的具体表现形式可能会随时在变,看都很难看清楚,即便是想出一个解决方案,可能还没来得及看到效果,问题本身就又发生变化了。
- 第三,真正的难题是个复杂的系统问题,甚至让你很难搞清楚谁是敌人,谁是朋友。
而癌症恰恰把这三种麻烦发挥到了极致。
- 首先,癌症的产生源于身体细胞的贪婪,癌细胞在反之本能的驱使下,会利用一切可以获得的资源生长、繁殖、扩散。
- 其次,癌细胞随时随地的都在变化。借助高频的基因突变和强大的适应能力,癌细胞几乎可以从任何一次大集中逃脱,脱胎换骨重新再来。这也是为什么癌症那么容易复发、那么难以根除。
- 第三,和绝大多数疾病不同,癌症可以说是一种彻彻底底源自自身的疾病。这就导致取分敌我变得非常困难,毕竟每个癌细胞在叛变之前都还是我们身体正常的一部分,治疗的时候往往是杀敌一千,自损八百。
仍是重病之王,但已见希望之光
这句话听起来不太乐观,确实是这样,过去100年间,天花被彻底消灭,曾经毁灭欧洲的黑死病–也就是鼠疫,也已经极为罕见,艾滋病虽然无法治愈,但通过各种治疗手段,已经彻底把它变成了慢性病,但为什么癌症例外呢?
首先癌症的发病率非常高。据统计,有40%的人会在一生当中的某个时间得上癌症。每分钟,中国有8个人被诊断为癌症,有5个人因为癌症而离去。
其次是癌症的神秘和难移对抗。为什么这么说呢?我们不妨做个简单的对比。对于心脑血管疾病,我们至少还说得清它可能是什么原因导致的。衰老、饮食、运动、肥胖、高血压、糖尿病、高血脂都是心脏病和中风的重要风险因素。通过各种手段控制这些因素,确实可以有效的降低这些疾病的发病率。总之,对于外来的风险,我们只要提高警惕,都不用太担心,但癌症就不一样了。癌症这类病的共性是,人体的身体细胞不受控制的疯狂生长、分裂、繁殖、破坏了人体正常生理机能,让器官衰竭,最终导致人的死亡。也就是说,它是一种”内生“的疾病,人体自身的细胞出现了异常。那问题来了,原本正常的、很难服从管理的人体细胞怎么突然就发疯失去了控制呢?这个问题很难回答。
癌症是人类的宿命。癌症不光神秘难治,它还可以说是人类,甚至是所有多细胞生物的宿命。对于单细胞生物来说,不停地生长、分裂、繁殖,本来就是正常的状态。但多细胞生物就不一样了。多细胞生物的体内会分化成两种细胞。一种是生殖细胞,比如精子和卵子,他们核单细胞生物类似,专门负责传宗接代,而其他所有细胞叫做身体细胞。他是帮助人好好的生存,但是人类死亡的时候,所有的身体细胞也就随之死去了。一个永生,一个死亡,好比一个交易,生殖细胞专心去繁殖后代,而身体细胞牺牲了永生和繁殖能力,专心保护生殖细胞,帮助他尽可能多的产生后代。但只要是交易,就有破裂的时候,而破裂的代价,就是癌症。身体细胞虽然放弃了永生和繁殖后代的权利,但这种本能并未消失,只是被抑制了,这些细胞如果通过基因突变,重新唤醒繁殖的本能,就会出现不受控制的分裂和繁殖,它们就可能成为癌细胞。站在人身体的角度,这种突变打破了分工,就会威胁人的生存。而站在细胞的角度,他无非重新争取了自己永生和繁殖的权利而已。考虑到人体内有百万亿这个数量级的身体细胞,加上人类漫长的生命,这就为身体细胞的叛变提供了充足的时间窗口,所以癌症的出现也就显得有点宿命色彩,甚至有点必然了。从演化本质上说,癌症是人体每个细胞的本能,他是多细胞生物从诞生之日起就必须承担的代价。
大众对癌症的三点粗浅认知
- 治疗癌症就是不顾一切地把癌细胞全都杀死。
- 治疗癌症主要靠手术、化疗药物和放疗。
- 对抗癌症就是治疗癌症
以上三点也不能说完全就不对,但我必须告诉你,过去的几十年里,人类对癌症的认知已经有了重大升级,总结起来就是:
- 从粗糙到精确
- 从外力到内力
- 从一次治疗到终生管理
并且,按照这样的方向发展下去,前途非常乐观,我认为在我们有生之年,人类就很可能把癌症关进笼子里。
从粗糙到精准
癌症手术:切得越彻底越好吗?
疯狂的手术技术大赛
在癌症早期,手术是最常规、最主流、可能也是最有效、最便宜的手段,很多人至今还认为,手术就是要越彻底、越全面、切得越多,才越好,听起来对啊,很符合直觉,哪里有问题切哪里嘛,其实很长一段时间,医生也是这么治的。在这种思路下,西医开始啦异常手术技术大赛,这种比赛的目标今天听起来有点恐怖:只要患者没死在手术台上,就尽可能多切除肿瘤附近的身体组织,防止癌症复发。但效果如何呢,只能说是差强人意,还是会有癌细胞逃脱了手术刀,转移和复发了。所以,对于癌症,”不顾一切的切“既不能提高癌症患者的生存机会,又给患者带来了很多不必要的痛苦。
癌症手术切哪儿?
这个问题可能让你有点儿慌,其实很多时候他们还真不完全知道,所以要想知道切哪儿,我们必须知道癌细胞和正常的身体组织的边界在哪里,过去几十年,人们逐渐发现在显微镜下,癌细胞和正常细胞很不一样,根据这个认知,一种名叫”冰冻切片病例诊断“的方法被广泛应用到癌症手术当中。这样一来,外科医生就能够更精确地完成他的手术,也就是说,对癌细胞的形态特征的认知升级,直接帮助了外科手术的技术升级。
怎么切?
传统的外科手术,无一例外都是靠一把上百年都没变过的金属手术刀,这对且肿瘤来说,还是显得太过粗糙,而且很多肿瘤实际上是非常难做手术的—-比如说脑袋里长的脑瘤。那有没有办法让手术变得更精确呢?
放疗:就是用高强度的射线照射和杀死肿瘤组织。相比传统手术刀,放射线在理论上可以工作的更加”精确“,但我必须说,这种所谓的精确其实有两个致命问题。
癌症大多数时候是深深隐藏在人体内部的,做放疗的时候一生也只能像盲人摸象一样去猜具体的位置,很难做到精确
射线虽然不用开膛破肚,但总还是要穿透皮肤肌肉组织,才能到达内部的肿瘤,整个穿透过程中都会释放能量,产生强烈的杀伤作用,一点儿也不”精确“。近20年来,人们开始尝试用质子和碳原子替代X射线,好处是这些粒子只有在到差不多十几厘米申的地方才剧烈的集中释放能量,这就是所谓的”布拉格峰“现象。这样一来穿透身体时的损伤就小多了。
回到癌症本身,如果癌细胞老实的呆在原位,没有扩散转移,安外科手术就可能彻底清除肿瘤,但是在癌症被诊断和治疗的很多时候,已经有一些癌细胞开始入侵周围的组织了,甚至沿着人体的循环系统转移到非常遥远的地方了。更麻烦的是,因为这些癌细胞又不受控制的生长繁殖的特性,有时候仅仅逃出去一个或者几个癌细胞,也会造成癌症的复发和扩散。这个时候外科手术能起到的作用就很有限了。
癌症药物:我们离完美的抗癌药还有多远?
外科手术在精确,也不能应对所有的癌症患者,特别是那些出现了扩散和转移的癌症患者,手术刀和射线已经拿他们没有办法了。
那怎么办呢?
这个时候药物就派上用场了。药物当中的化学物质是可能随着人体的循环系统到达身体各处,在一路上不断地识别和杀死癌细胞的!
抗癌第一线药物诞生
什么是最完美的癌症药物呢?
逻辑上说,他应该符合这样的标准:能够杀死身体内的所有的癌细胞,但是绝对不会威胁到正常的身体细胞。
人类挖掘出了癌细胞的第一个大特征,也是最明显的特征,那就是疯狂的分裂繁殖。在这个思路的指导下,从上个世纪50年代到80年代,陆续出现了一大批这样的药物比如:治疗白血病的甲氨蝶呤;有的可以破坏细胞分裂的过程,比如紫杉醇和长春花碱。这些药物之所以能够被开发出来,直接依赖于人类理解了癌细胞生长繁殖的底层生物学机制。这已经是癌症药物史上的一次革命了,但还不够彻底和精确,为什么这样说呢?
从刚才的描述中可以看出,这些药物与其说是专门杀死癌细胞,还不如说是专门杀死身体当中所有分裂繁殖都很旺盛的细胞的。因为所有在持续分裂的细胞,不管是正常的身体细胞,还是癌细胞,都需要持续的制造DNA,完成自我复制和分裂。这也是为什么化疗经常会产生非常严重的副作用。正常的细胞也被杀掉了。比如负责长头发的细胞、口腔黏膜细胞、肝脏细胞、骨髓干细胞等等。
精准的靶向药
要开发更完美的药物,我们还需要更深的理解癌细胞的生物学特征,除了持续分裂繁殖之外,癌细胞和正常身体细胞还有没有什么更本质的区别呢?
答案是有的。
在这个方向上一个具有里程碑意义的案例,是一种名叫格列卫的药物。它也是热门影片《我不是药神》当中真正的主角。在1960年代,美国科学家诺威尔发现了白血病(更准确的说应该是慢性粒细胞白血病)人体内发现了和其他正常细胞完全不同的特征,那就是BCR-AbL杂种蛋白,它不光是这一类癌细胞的精确特征,还是这类癌症直接的发病原因。如果利用这个特征,就能够得到梦寐以求的完美药物,差不多40年后,这个思路被真正实现了,那就是格列卫,并且它对正常细胞的抑制作用非常小。这个药凭一己之力,将慢性粒白血病患者的5年生存率从30%提高到了90%。
基于这个思路开发出来的药物,也被很形象的称为”靶向药物“。那这样是不是就可以高枕无忧了呢,其实还差点,你别忘了,癌细胞很容易漏网,这些漏网的癌细胞快速的反复繁殖和变异,诞生出的后代就能逃脱这种药物的压制。
从生物学本质上讲,癌细胞的耐药性和细菌的抗药性是同一回事。都是细胞通过DNA变异,或者主动学习,获得了抵抗药物的能力。
那怎么办呢,只有一路追杀下去,但和手术治疗面临的问题一样,药物治疗也很难做到彻底精确,药物分子本身的作用方式当然是精确的,但在这一步之前,癌症药物先得到达癌细胞附近才行。
药物投送系统:怎么精准的找到杀伤目标?
低效的药物投送系统
传统的化疗,就像地毯式轰炸,杀敌一千,自损八百。那么,在癌症领域,我们能不能制造出像导弹一样精确的药物投送系统呢?
肿瘤细胞的”豆腐渣“血管
你可能不知道,癌细胞周围的血管是不折不扣的”豆腐渣“工程。这个特性被科学家们敏锐的抓住了,他们给这个特性起了个名字,叫做”增强型渗透和滞留效应“,也叫EPR效应。这个效应很特别,大家发现,尺寸在一两百个纳米范围内的微型颗粒,EPR效应最明显,这些颗粒因为太大,在正常的、质量好的血管里不会泄漏,只有在肿瘤附近的都复杂血管容易泄漏和滞留。所以,如果把癌症药物包在一两百纳米尺寸的微型颗粒内部,就能让他们在肿瘤附近泄漏出来,更精确的把药物投送到肿瘤附近。这就是近20年始终处于癌症研究前沿的纳米药物的概念。
那是不是这就达到导弹级别的药物投送系统了呢,不好意思,还差得远呢,因为纳米药物投送的原理是被动的,药物并不会主动寻找肿瘤,而是碰巧在肿瘤附近的血管漏洞掉进去的,研究表明只有不到1%能聚集到肿瘤附近。所以,想要让癌症药物的投送更加准确,我们需要找到癌细胞和其他组织之间更大的差异,最好能让癌细胞药物主动去搜索肿瘤。
导弹式投送系统
在这一类药物内部,一个负责精确制导的抗体分子,和一个负责杀伤细胞的药物分子被结合起来,因此他们也被很恰当的叫做”抗体偶联药物“。在过去几年中,先后有好几个抗体偶联药物上市,还有更多的在研究当中。抛开技术细节,这一类药物的逻辑是高度相似的,都是在把负责精确投放药物的分子和负责杀伤细胞的分子连接在一起。
天然精准投送系统–病毒
你可能不知道的是,绝大多数病毒,都有精确到极致的细胞识别能力。比如流感病毒,它就会只会识别人体的呼吸道上皮细胞。而乙肝病毒,它就只会识别人体的肝脏细胞,对任何别的细胞都不感兴趣。期精确程度可能超过了人类世界发明出来的所有人工系统。除了精确外,病毒颗粒还有一个巨大的优势,它的尺寸很大,直径可以有几百到几千纳米,内部有挺大的空间装东西。但这在目前还有很多需要克服的技术障碍。但只要我们能搞好地理解病毒和癌细胞的生物学特性,就一定有希望设计出中级的药物精确投放系统来,制造出投送系统中的”超级导弹“。
从外力到内力
肿瘤和血管:如何破坏癌症的支持系统?
之前的解决方案都是一种思路:根据癌细胞的生物学特征,开发出更精确的治疗手段,去识别和杀死癌细胞,如果我们只用这一种思路去对抗癌症,是很局限的。
我们试着换个思路。
想想癌细胞能孤立存在吗,显然是不能,那癌细胞和人体之间有什么关系呢?
- 第一个关系 获得支持。从诞生、生长、分裂繁殖、到死亡的整个周期里,癌细胞都需要来自周围环境的支持。
- 第二个关系 逃避追杀。癌细胞要想在人体当中自由繁殖,还必须能逃避人体免疫系统的识别和追杀,我们知道人体有非常发达的免疫系统,这套系统除了识别并且杀伤外来的细菌病毒之外,还能识别人体中产生的异常细胞,迅速把他们杀死。但反过来,那些最终发展成为癌症的细胞,肯定是通过莫种方式逃避了免疫系统的追杀。
也就是说,癌细胞和人体是相爱相杀的关系。那顺着这个思路往下走,我们是不是可以通过破坏肿瘤的生命支持系统,釜底抽薪,来消灭他呢
癌细胞获得支持的三个阶段
- 癌细胞的疯狂繁殖需要得到人体系统的批准放行。
- 肿瘤的快速生长需要人体血管系统的支持。
- 癌症的转移和扩散也需要人体系统的支持。
所以你可以看到,从最早期开始,癌症就非常精明的利用和改造人体系统自带的生物学信号,推动自身的疯狂繁殖,促进血管给自己提供营养支持,甚至在人体内给自己创造新家。
2004年,基因泰克公司的安维汀(avastin)正式上市。他能够精准抑制血管内皮生长因子的功效,阻止肿瘤周围的血管生成,从而起到治疗肿瘤的作用。
挖掘内力 vs 借助外力
说到这儿,你应该已经感觉到了”发掘内力“这个思路的伟大之处了,那就是,基于这个逻辑开发出来的药物,很有可能不光适用于一种癌症,而是对很多种类的癌症都能发挥作用。就拿安维汀来说,他已经被用来治疗包括肠癌、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、肾癌、宫颈癌在内的很多癌症,而且都收到了很好的治疗效果。
相比之下,单纯借助外力来对抗癌症,尽管能精准的识别杀死癌细胞,但可能只对单一类型的癌细胞有作用。比如格列卫,它几乎就只能用来治疗慢性粒细胞白血病,而且还只能识别那些DNA发生了重组、产生了BC-ABL的杂种蛋白的白血病患者。
自此,我们和癌症的对抗,也从一对一的格斗,变成了系统性的战役。
免疫疗法(上):如何唤醒免疫系统追杀癌症?
2015年8月,美国前总统吉米.卡特在90岁高龄被诊断患上了死亡率非常高、几乎无药可治的恶性黑色素瘤,而且已经出现了大脑和肝脏的转移。开始治疗半年后,卡特向全世界宣布,他大脑里的肿瘤奇迹般的消失了!这是怎么回事?
重启免疫系统,这事听起来简单,实际上想要应用是非常困难的。这背后有两大基础生物学的难题:
1. 免疫系统的功能是如何实现的?
简单来说,人体的免疫系统一般时候总是保持沉默的,但是免疫细胞具备几乎是无线的模式识别能力。意思就是一旦发现没见过的化学物质,就通过各种方式杀死它们,包括叛变的癌细胞。但同时,人体免疫系统的功能也必须被控制在一个合理的范围内,否则,就会误伤友军,攻击人体内部正常的细胞和组织,这就导致了自身免疫疾病,比如:类风湿性关节炎、红斑狼疮、银屑病等。换句话说,免疫系统不光需要油门,还需要刹车,不光需要知道谁是敌人,还需要知道谁是朋友。人体系统有两个方法。
- 免疫细胞装上了刹车功能,能够随时被叫停。但只有健康的细胞才能通过层层的安全检测,获得踩刹车的权利。
- 就是取分敌我。人在诞生之后,就自带了一套模式识别系统。
2. 给免疫系统踩刹车
免疫系统自带一个刹车,名叫CTLA-4的蛋白质。专家预测,也许癌症发展出了一种超能力,专门去踩CTLA-4刹车,关闭免疫系统。这样自身的生长繁殖就不受控制了。如果能发明一种方法,破坏掉免疫系统自带的刹车,让癌细胞想踩都无从踩起,不就可以让免疫系统重新活跃起来,帮助我们对抗癌症了吗?基于这个思想,在2011年,专门结合CTLA-4刹车的新药益伏(Yervoy)上市,成为了人类对抗黑色素瘤的利器。在此之前,人类还没有任何一种药物能够有效延长黑色素瘤患者的生命。
3. 革命性的癌症免疫疗法
那卡特总统的病是益伏治好的吗?其实不是,因为破坏CTLA-4,人体正常的细胞也被误伤了,人会患上严重的自身免疫疾病,这种严重的副作用,也大大限制了益伏这种药物的应用范围。
那怎么办呢?逻辑上说,一个更合理的办法是,看看免疫系统的刹车当中,有没有哪种是专门被癌细胞偷偷利用的,还真有,上世纪90年代,日本科学家本庶佑发现了免疫系统的另一个重要刹车,PD-1。又过了十几年后,在21世纪初,华人科学家陈列平发现,癌细胞特别喜欢偷偷踩PD-1这个刹车。那到这里,我们就知道破坏PD-1刹车的疗效和安全性都应该会更好。在2014年,专门结合和破坏PD-1刹车的新药欧狄沃(Opdivo,也叫O药)和可瑞达(Keytruda,也叫K药)正式上市。,而治好了卡特总统绝症的就是可瑞达。
这就是新闻上经常看到的大名鼎鼎的癌症免疫疗法。它是人类对抗癌症史上的一次重大革命。特别让人充满希望的是,在很多场合,这些药物不光能显著延长患者的寿命,在一部分患者当中,这些药物还能彻底治愈癌症。就拿欧狄沃做例子,这个药物已经被用来治疗和色素瘤、非小细胞肺癌、结直肠癌、肾癌、肝癌、胃癌等等很多癌症,适应症多的数不过来!
因为这个原因,最早把癌症细胞和免疫系统刹车联系到一起的两位科学家,艾莉森和本庶佑,也获得了2018年的若贝尔奖。
免疫疗法(下):如何戳破癌细胞的伪装?
既然免疫系统可以区分敌我,那癌细胞很可能会把自己为章程正常的身体细胞,来躲过免疫细胞的识别。
1. 癌细胞伪装术
人体内的细胞类型上百种,有机会入侵人体的细菌病毒更是成千上万种,这些细胞的大小、形状、功能、化学组成都非常不同。免疫细胞的目标识别是怎么完成的呢,这个过程非常精巧,原来人体演化出来了一套专门用来做模式识别的系统。就好比晚上打仗分不清敌我,军队可能要求每个士兵胳膊上帮一个白毛巾什么的,让本方的战士一眼就能看出谁是自己人,人体这套识别系统和这个也差不多。人体几乎每个细胞都会产生一种特殊的蛋白质系统,叫“主要组织相容性复合体”,简称“MHC”。这套系统会主动把细胞内蛋白质的特征呈现在细胞的表面,免疫系统一看就知道是不是自己人了。而变异的细胞表面特征就会出现不同,免疫系统一看这个细胞出问题了,就会第一时间把它清除掉。所以,一个细胞要想好好活着,就必须通过这套系统展示自己是自己人。
而免疫系统只要根据这个有没有白毛巾信号进行识别、追踪、杀伤就行了,非常简单巧妙。
那癌细胞是怎么伪装的呢?
他们采取的措施是,干脆不再制造MHC了,也就是说,癌细胞主动停止了继续展示自己是谁。这样一来,人体的免疫系统看到癌细胞以后,发现这个家伙既没有白毛巾,也没有红毛巾,根本不知道他是什么来头,那正太区分自己和外来者的模式识别机制就失效了。
2. 识破伪装的免疫疗法
这个办法是不是非常“机智”,明白了这个底层的生物学机制,人们就开始谋划怎样改进免疫系统。
就在过去这几年,有两个技术策略取得了相当大的成就,受到了全球瞩目。人们对这两项技术寄予了很高的期望,甚至希望他们能彻底治愈癌症
第一个策略是被动的。
直接改造癌细胞,告诉它如何去识别这些没有白毛巾也没有红毛巾的癌细胞就行了,这个策略之所以说它被动,是因为人体的免疫细胞不需要自己做什么,人类直接就替它学会了新本领。具体来说,这个策略最前沿的一种技术方案叫嵌合抗原受体T细胞免疫疗法,简称CAR-T。
在2012年,CAR-T疗法被用在一位名叫emily whitehead的5岁小女孩身上。她患了一种非常罕见而凶险的白血病,各种治疗方法都失败了,眼看着就活不久了,这时候,美国宾州大学的科学家们就冒着巨大的风险,尝试了全新的CAR-T疗法。没想到,奇迹发生了,给药后的几个小时内,他的身体状态迅速恢复,在第二天就醒了过来。Emily被从悬崖边拉了回来,不仅体内的癌细胞被彻底消灭,更让人惊喜的是,已经过去6年了,癌症一直没有复发。
这种专门治疗恶性白血病的药物–或者更准确的说,是一整套治疗方案–也在2017年正式上市。
但我必须得说,CAR-T虽然吸引力全世界的眼球,但是它的成功不太容易复制。在小女孩的Emily的例子里,科学家对准的CD19蛋白质非常特殊,只在人体的淋巴B细胞才有。而Emily体内正好是这一类细胞发生了癌变。所以只要对准CD19,就能精确杀死癌细胞。
那同时会不会误伤正常的淋巴B细胞呢?也会的,但问题不大,只要定期输血就行了。相比至于癌症,输血这点麻烦是绝对可以承受的。
但是,在更多的癌症患者体内,癌细胞的表面可能根本找不到只有自己有、其他身体细胞没有的蛋白质。毕竟癌细胞是从正常身体细胞变来的,它们两者之间的相似度还是很高的。这种情况下,想要设计一套精准打击的CAR-T系统就非常困难了。一不小心,还会误杀大量的正常细胞,引起非常强烈的自身免疫反映。
3. 个性化疫苗
相比直接下手改造免疫细胞的被动策略,这第二个策略要更加“主动”。这就是个性化癌症疫苗。简单来说,就是把癌细胞从人体内提取出来,人后系统分析这些细胞的基因组DNA,分析这些癌细胞到底产生了多少正常细胞没有的新蛋白质或基因突变蛋白质,然后再把这些蛋白质人工合成出来,混在一起,注射给人体。你想啊,这些癌细胞特有的蛋白质,是可以帮助人体的免疫系统识别癌细胞的。只不过在癌细胞内部,缺乏呈现它们的MHC系统,免疫系统无从发现它们而已。现在,干脆让人类直接把这些蛋白质主动呈献给免疫系统,接下来人体内发生的事情就有些类似传统的疫苗了。
就在2017年,个性化癌症疫苗进行了两项人体试验,取得了相当积极的治疗效果。虽然试验规模比较小,但成果非常振奋人心,我们可以乐观的期待癌症疫苗更新的研究进展。
可以看到,不管是CAR-T还是个性化癌症疫苗,我们都是在戳破癌细胞的伪装,让免疫系统重新对准癌细胞,来帮助我们更彻底、更长久的治疗癌症。
但有个根深蒂固的问题需要被克服–那就是太贵了。现在接受CAR-T治疗的费用在百万美元数量级,未来个性化癌症疫苗的话费也不会少。
从一次治疗到终身管理
癌症不是突然发生的,而是突然发现的。他的产生和发展是一个漫长的过程,对抗癌症不是一次格斗,甚至不是一次战役,而是一场战争。这就是对癌症认识和治疗的第三个重大升级:从一次治疗,等终身管理。
1. 基因突变:癌细胞产生的原因
简单来说,就是基因突变,人体形成的过程,就是受精卵经过持续的分裂,变成百万亿数量级,而且功能划分清晰的身体细胞的过程。DNA复制错误的概率虽然很低,但显然不是零。细胞在分裂过程中产生DNA复制错误,就是所谓的基因突变。请注意,既然DNA复制的错误和DNA复制的次数有正相关的关系,那么一群快速分裂繁殖的细胞,产生基因突变的可能性就会更高,甚至有些癌细胞还会专门降低DNA复制的精度,让自己出现基因突变的概率大大提高,结果就是,在反复的分裂繁殖过程中,癌细胞会通过基因突变获取更多的新特性和新能力。这就是癌症从无到有,从弱变强的大致过程。
2. 早期预警:打击弱小的癌细胞
了解了这个过程后,你肯定意识到,在癌症充分发展之后再对抗它,是一件事倍功半的麻烦事。因为这是的癌细胞已经具备了顽强的生命力,可以利用一切可能的手段维持自己的生存和繁殖了。
更要命的是,如果在这个阶段才开始治疗癌症,因为癌细胞群体携带着五花八门的基因突变,那不管使用上什么神奇药物,总有一些癌细胞能够通过基因变异、逃脱药物的杀伤,快速出现耐药性。那怎么办呢,必须要在他很弱小的时候就打击它。
那美国的数据举个例子。
一个乳腺癌患者,如果在一期,也就是肿瘤只有花生那么大的时候发现并且开始治疗,有98%的患者能成功货到5年,很大一部分能够彻底治愈;但是如果发展到4期,也就是全身扩散之后才开始治疗,那就只有22%的患者可以活过5年,差别非常明显。
但是我要提醒你,早期预警并不是做的越全面越好、越频繁越好。原因有三:
- 每种早期预警手段都会出错,特别是把健康人错误判断称癌症,这就会带来过度治疗的问题;
- 很多体检项目虽然总体很安全,但是也确实存在一定的风险;
- 早期预警也需要花钱、花时间的!所以如果没有节制的试图早期预警癌症,会给整个人类社会带来麻烦负担。
比如说前列腺癌的筛查就曾经引起过巨大的争议。
3. 预测和预防:降低癌症出现概率
你可能会说,癌细胞产生的根本原因不是基因突变嘛。基因突变从原理上难以避免,那我们有怎样避免癌症的出现呢?话是没错,但是,基因突变的频率确实会受到内因和外因的影响。
所谓内因,就是一个人的身体里天生就携带某些基因突变。
所谓外因,就是那些能够诱导DNA发生变异的环境因素。在人类认识癌症的早期历史上,就发现打扫烟囱的工人、用放射性物质镭生产夜光手表的女性,都非常容易患上癌症。知道最近几十年才明白这背后的原因是环境中的有毒物质–比如烟囱里的煤焦油,还有高轻度的放射线,会直接攻击遗传物质DNA分子,大大加快基因突变的频率。
当然一般来说,一个癌症病例的出现,都是内因和外因共同作用的结果。无非是不同场合里,两者的相对贡献不一样罢了。
那如何降低癌症出现的概率呢?
答案是,预测和预防。
预测是针对内因的。我们能通过基因检测,高速我们谁更容易得癌症、得什么癌症,然后提前采取措施。比如说,既然我们知道BRCA1基因的突变是癌细胞出现的重要内因,那也许我们每个人,特别是家族成员出现过乳腺癌、卵巢癌的人,就可以做一个基因检测,看看自己体内是不是带有BRCA1基因突变。比如安吉丽娜.朱莉把自己的乳腺和卵巢彻底做了预防性的切除手术。
预防是针对外因的。他能告诉我们什么东西能让我们更容易得癌症,我们就可以尽量避免这些东西。就拿宫颈癌的例子来说,既然HPV感染会大大增加宫颈癌风险,那给自己打一针HPV疫苗就是最好的预防措施。还有,原理诱发癌症的化学物质,比如煤焦油。实际上,已经被大量研究认定的、能够诱发癌症的物质至少有好几十种,这里包括随处可见的烟、酒、咸鱼、泡菜和空气污染。
治疗方案:如何让癌症变成可控的慢性病?
说道治疗,上面说了很多,包括手术治疗、放射线治疗、化疗药物、靶向药物、癌症免疫疗法、癌症疫苗等等。你可能会问,这些方案里面,那个是最有效,最好的呢?其实这些不同的思路和技术,虽然出现的时间有先有后,但是在具体一种癌症、一个病人的治疗过程中,不同方法并没有明显的高下之分。面对癌细胞的顽强生命力和丰富的基因突变,任何一种单一的治疗手段想要一锤子就把癌症搞定,几乎是不可能的事情,绝大多数时候,都是综合考虑所有的治疗方案,对它们进行排列、组合、轮换。
具体说来有以下几种思路
1. 初始方案:同病异治,异病同治
传统上人们对癌症的描述还是非常粗糙的,主要就是三板斧:
- 肿瘤长在哪?
- 是那种细胞癌化?
- 长了多大,有没有扩散?
所以,全面的精确描述对于制定更个性化的治疗方案是非常重要的。这样在设计初始方案的时候,我们才能做到彻底的个性化,实现真正的“同病异治,异病同治”。这个概念是从中医来的,说的是有时候看起来同一种病是不同原因引起的,所以要区别对待;有时候看起来完全不同的病反而是同一个原因,所以用同一个办法处理。
2. 追踪治疗:变成慢性病不是梦
有个事实是,绝大多数时候,癌症的初始治疗方案或早或晚是一定会失效的。因为癌细胞自身有机枪的变异能力。癌症之所以难治,最重要的原因就是他似乎总是能通过基因突变绕过任何一种治疗方案,产生耐药性,重新生长出来。所以这是一场漫长的战争,不可能速战速决。
对癌症基因突变的随时检测,新药的持续开发,治疗方案的灵活调整,这三者需要紧密的结合起来,形成整个医疗产业链的大闭环。
但就非小细胞肺癌的案例来说,患者在用了易瑞沙并且产生耐药性之后,如果改用泰瑞沙,可以在盐城一年的寿命。
只要治疗方案的进化比癌症的变异跑的快,人类的能力将永远改过癌细胞一头,我们就能把癌症彻底变成一种慢性病。
生活方式:如何根本改变健康状况?
请你一定要注意,绝大多数时候,那些所谓的“健康指南”没有数据支持,甚至是拍脑袋想出来的营销文案。
那怎样设计一套健康的生活方式,让自己远离癌症,远离各种疾病?
1. 控制我们可控的
首先,我们得了解哪些影响健康的因素是可控的,然后去控制它们。
举个简单的例子,吸烟有害健康,都知道吧,90%的肺癌都和吸烟有关;烟民的肺癌发生率是其他人的50倍;吸烟平均让人少活12年等等。这些数据来自成千上万人长达几十年的跟踪研究,数据的可靠性是无可挑剔的。
但是,这些信息几乎立刻会招来很多人情绪上的反映:这事情没那么绝对吧?你看我认识的一个人抽了一辈子,活了90多岁;谁谁谁不抽烟,很早就去世了;这其实是一个概率问题。明白人应该去做大概率事件,哪怕没有成功。也不能抱着侥幸心理去做小概率事件,那是赌徒心态
再举个例子,全世界每11个人就有一个糖尿病人,人们也设计出了很多的饮食指南来帮助糖尿病患者,比如少吃白面包,大米饭、多吃杂粮和蔬菜等,
但是,2015年的意向大数据研究发现,这种普适性的指南准确度很差的,几乎和随便瞎猜差不多,吃什么东西血糖会升,吃什么东西关系不大,在不同的病人之间差别非常大,和每个病人的身体指标、健康状况,甚至是肠道菌群都有密切关系
2. 让年龄和衰老分离
从某种意义上说,是人类自己让自己活得更好、活得更长,活到了更容易得癌症的年龄。绝大多数癌症的发病率确实都随着年龄增加而增加。平均而言,在80岁那一年得癌症的概率差不多是20岁时候的50倍。
这个现象倒不难理解,随着年龄的增大,细胞分裂的次数越多,与此同时,衰老优惠导致免疫系统功能的下降。这么一来老年人就自然更容易的癌症了。
一个证据就是,今天世界上癌症发病率最高的国家,前20名几乎都是经济发达、人均寿命很高的欧美发达国家,中国连前50名都排不进去。
不过还好,我们也许有一个后门可以走:也许我们能够通过某个手段,让年龄和衰老这两件事分离,这样一来,我们应该就可以健康的变老了。
3. 少吃减缓衰老
这个后门就是“少吃”。或者说的更学术一点:叫热量限制。
拿猴子的试验为例,2017年的最新数据显示,节食的猴子能活到40岁,破了猴子世界的最长记录。
热量限制的神奇之处在于,他不光延长了动物的寿命,看起来似乎还把动物衰老的过程整个减慢了。也就是说,节食生活的动物,回避同龄的、吃饱肚子的动物各方面都要年轻一些,不管是肌肉的力量、心脏的功能,甚至是毛皮的光泽都是这样。
而癌症的发病率也是如此。在猴子的研究中,节食能让同龄的猴子的癌症发病率降低50%。
为什么减少衰老会导致癌症发病率降低,还在研究当中。但是其中一个重要的因素,肯定是自身的免疫系统的功能被加强了。
所以,从今天开始就控制下自己的胃口,是一个很好的健康管理的原则。
但说起来容易,做起来难,在当今这个时代,对大部分人来说,节食还是有很有难度的,既然节食能延缓衰老,对抗疾病,那如果人们研究清楚了节食过程的生物学,知道了节食到底是如何起到延缓衰老作用的,就可以利用这个方法,直接模拟节食的效果了。
一个很有希望的案例是一种药物,叫二甲双胍。这是一种治疗糖尿病的常用药,全世界有超过1亿人日常会吃它。后来大家发现,二甲双胍吃下肚子后,会激活人体细胞当中代表饥饿状态的信号。换句话说,它能在我们心满意足地吃饱肚子时,让身体觉得我们其实还在节食状态!
这时候,大家回头再看那些服用二甲双胍的糖尿病人,发现他们不光体重会下降,寿命居然比健康人还要长。
所以是不是说,二甲双胍这种药物能模拟节食的效果,延缓衰老,从而间接降低癌症发病率呢?就在2017年,二甲双胍被证实当做一种抗衰老药进入了临床试验。
人类抗癌的未来:星辰大海,万水千山
解决难题的逻辑
- 首先,从粗糙到精准,我们的着眼点是癌细胞本身。
- 家下来,从外力到内力,我们的着眼点变成了癌细胞和人体系统的关系。
- 第三次升级,从一次手术到终身管理,我们的着眼点就不仅仅是癌症产生之后的治疗。
背后的方法论
- 挖掘底层逻辑。
- 坚持全局思维,think out of box。
治疗癌症的未来
先说从粗糙到精确
逻辑是正确的,但是还有很多癌细胞没有精确定义,精确治疗,还差的非常远,就是对已直的癌细胞来说,靶向药也仅仅对30%左右的患者有效,未来还需持续的改进和升级。
在说从外力到内力
在激发人体免疫系统对抗癌症的道路上,我们还能走的更远,比如说,借用人体对抗细菌的方法来对抗癌症。
应用最不彻底的终极武器
从一次治疗到终身管理。在对抗癌症的过程中,预防比治疗的效果好,早期治疗比晚期治疗的效果好,这是人所共知的常识。虽然目前很困难,但理论上说,我们是可以为每个人制定一份能让他开开心心遵从、舒舒服服受益的健康管理方案的。
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