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抗癌「夢之隊」

抗癌「夢之隊」一個英雄式的科學團隊正試圖擊敗癌症,他們群策群力,並抱有前所未有的希望

日期:[2013年8月4日]版名:[健康]稿源:[南方都市報]

傑弗里醫生在賓州大學醫學院手術室里切除一個胰腺腫瘤。

丹尼爾·范·霍夫醫生。

史蒂芬·貝林醫生。

琳達·陳,美國得州大學安德森癌症研究中心主管。

丹尼爾·哈勃醫生,馬薩諸塞全科醫院癌症基因學家。

皮特·瓊斯醫生,加州大學的生物化學家和分子生物學家。

高登·米爾醫生,安德森癌症研究中心系統生物學家、腫瘤學家。

三個腫瘤切片會分別送到不同的實驗室進行分析。

1955年,當喬納斯·愛德華·索爾克製造出首例安全、有效的小兒麻痹疫苗後,人們問他:下一個目標是什麼,癌症嗎?

醫生不太可能研究完一種疾病就馬上把目標轉移到下一種疾病,好像廚師準備好前菜就動手做頭盤。對於癌症尤其不可能這樣。因為癌症不僅是一種疾病,它是幾百種、甚至幾千種疾病。癌症的禍首也不是一個可被擊敗或者驅走的病毒或細菌,其病因是一個或者一組重要、複雜的基因出了問題,有可能是抑制生長的基因丟失了,有可能是荷爾蒙和基因組突變導致「流氓細胞」被釋放了。癌症的運作就像一隊全副武裝的士兵,同時在海、陸、空方向發起攻擊,當然它更擅長的還是伏擊。我們該如何對付這些流氓?能在實驗室里訓練出一小隊「狙擊手」嗎?

「與我們以前治療癌症的手段相比,這種疾病比我們想像的要複雜得多」,麻省理工學院的菲利普·夏普醫生說。

所以,攻克癌症需要的不是一個英雄,而是一群。「群策群力」是對抗癌症最需要的,但出於複雜的原因,在以往的研究中,科學家們難以做到合作共享。今天,基因和分子科學讓我們更清楚這個「頭號殺手」的生理原理,研究精英們也逐漸意識到合作乃是抗癌關鍵。

諾貝爾獎獲得者、分子學家夏普醫生一直研究癌症的基因原理,現在他更像一個「大將軍」,正帶領一群「特種士兵」,試圖對癌症展開反擊。過去4年他組建了最優秀的研究隊伍,可以說是對抗癌症的「夢之隊」,整個項目由非營利組織StandUptoCan-cer資助,這是一個由演藝界知名人物發起的癌症研究組織。

癌症仍然殺死很多人。根據美國全國癌症研究所的統計,美國今年會有580350人死於癌症,會有170萬人被診斷出患癌,隨著整體人口老齡化,以後每年還會越來越多。

以前,癌症研究和所有的醫療研究一樣,都是一個或者一小組精英科學家在一個課題上拚命鑽研,好像呆在礦井裡奮力往上爬,一段時間會有一個小突破。但如今基因科技已經能做到篩查惡性、突變的基因,科學家們和醫生們不應再繼續那種孤獨的封閉研究。首先不應把乳腺癌、肺癌、直腸癌和前列腺癌視為不同的疾病,此外在醫療研究和藥物學研究方面也不應再分離,癌症已把治療研究和藥物研究聯合在一起。

美國得州大學安德森癌症研究中心的琳達·陳教授說:「一種普通的基因突變可能出現在所有癌症里,例如名叫p53的基因突變主要控制細胞死亡,幾乎在所有癌症中都曾發現;還有一種名為BRCA1的突變在女性多發的乳腺癌和卵巢癌里很常見,但是目前對這兩種癌症的實驗室研究和臨床研究都還是分開的。」

那麼,如何改變癌症研究的整體生態環境呢?

前所未有地,演藝界明星、研究界明星、大量金錢投入、研究力度以及對研究的重視程度完美結合在一起。2008年,三位演藝界名人合作成立了StandUptoCancer(SU2C),希望「用拍攝電影的方法對抗癌症」,他們分別是《蜘蛛俠》的製片人勞拉·澤斯金(LauraZiskin,她於2011年患癌死亡)、凱蒂·庫瑞克(KatieCouric,美國歷史上第一位獨自播報晚間新聞的女主播,丈夫1998年因直腸癌去世)以及派拉蒙公司的前CEO雪莉·蘭辛(SherryLansing)。這些精英在製作電影之前首先想到最好的團隊和最好的技術,也就是所謂的「大卡士」,對付癌症時她們同樣想到:把最有才能的研究天才聚到一起,慷慨地給他們資金,密切監督他們的研究進步,制定嚴格的時間表,對在時限內實現的成績給予巨大回報。

SU2C通過基金、公司、組織和私人捐助者募集基金,給研究小組的首批資金就達到驚人的1800萬美元,相比而言,美國國家衛生研究所的常規投資是一次50萬美元。錢多好辦事,這樣的「奢侈」是要刺激研究人員們在最短的時間內獲得成績,理想中是3年。3年對於一個醫學課題來說就好像工業設計領域的3天,但對於「夢之隊」亦不是不可能。

所有小組所進行的項目都和癌症相關,且全部在美國癌症研究委員會(AmericanAssociationforCancerResearch)的監控之下。SU2C自己也有一個科學委員會,領導人正是夏普教授以及其他在領域內聲名赫赫的人物,他們負責每半年檢查每個小組的進度,此時,哪怕是世界知名的科學家,也要像研究生一樣戰戰兢兢、兢兢業業。

丹尼爾·范·霍夫醫生是美國弗吉尼亞州斯考特茲醫院癌症研究中心首席科學家,也是美國翻譯基因組學研究院的首席醫師,他說:「如果你必須向諾貝爾獎獲得者或同級別的人物彙報,感覺很有壓力,那是非常嚴格的。」翻譯基因組學研究院也是SU2C支持的一個研究小組,目前主攻方向是胰腺癌。劉易斯·卡特里醫生是紐約威爾康奈爾醫學院癌症研究中心的主任,他說:「此時要做到最好,每6個月就有人來檢查,這種模式真的是獨一無二的。」

這種團隊式研究方式改變了醫學研究行業的常規,對於研究者來說,獲得的數據,尤其是成績是相互分享的;對於研究機構來說,團隊式研究意味著合同、補償、頭銜以及知識產權的構建全都和以前不同了;對於公司來說,意味著藥品實驗、臨床實驗都要改變;對於國家衛生研究所,以往55億美元的研究預算很可能只給一個知名科學家,很可能只換來一點小突破,現在它不得不承認,在新的基因學發展下,數據和信息洪流正改變著科研的種種現狀,相應的投資、資助程序必須改變。

弗朗西斯·柯林斯醫生是美國國家衛生研究所人類基因研究組組長,他曾統籌27個研究機構為一個項目努力。科學家們能在短時間內突破基因圖譜的繪製,就是得益於組團式的研究。以前領域內的精英一個個好像是「封疆大吏」,各有目標、熱點和進程,彼此合作的誠意和程度都不高。但是在統一管理下合作研究,大家彼此信任,也願意分享,既能解釋最基本的原理,也能回答最深奧的生物醫學問題。柯林斯說:「我非常反對"孤井式』研究,我們必須打破障礙,為不同的研究團隊和研究者制定統一紀律,建立合作,這樣才能組建"夢之隊』。」

得州大學安德森癌症研究中心享譽全球,是世界最大的癌症研究中心。該中心的羅納德·德平侯醫生啟動了攻克癌症的「登月計劃」,同樣是在SU2C的支持下採用團隊合作形式。他主管6個跨學科的研究小組,主攻8種癌症:肺癌、前列腺癌、黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌和3種白血病。德平侯醫生把這個項目比作50年前肯尼迪總統提出的登月計劃,他說:「當時在太空領域具備成熟的技術和堅實的空間物理知識,所以才能實現登月,今天在癌症研究領域,我們同樣看到各種變革性的技術開始彙集,使我們更加了解這種疾病。」德平侯非常慷慨地給所有研究團隊未來10年內每年3億美元的資金。這筆錢主要來自之前的癌症研究資金,不足的將通過私募獲得。

SU2C的「抗癌夢之隊」里,所有研究小組和成果將根據病人的反應打分,而非像以前那樣根據發表的論文數量。簡而言之,病人存活率必須提高。由此也能看出,在抗癌戰爭中,我們已被逼到絕境,整個戰爭的目的是這樣簡單———減少死亡數字。

湯姆·斯坦貝克是一名肺癌患者,他患上的是傳統治療辦法束手無策的「非小細胞肺癌」。腫瘤後來發展得太大,令吞咽和呼吸都變得困難。湯姆不想就此死去,為抓住任何機會,他開始積極為實驗室充當醫療實驗品。事實上,很少有癌症末期患者願意像他這樣。約翰·霍普金斯大學在研究一些依附在基因組上、能控制某些基因開關的酶,這些酶有時會控制突變基因。雖然科學家們還不能改變基因組的構成,但一直在監控很多表觀行為,也就是後天的環境因素,有的表觀因素是無意的,例如環境中的化學物質,有的是故意的,那就是藥物的作用。

62歲的斯坦貝克已有40年煙齡,他加入了一項醫學實驗,看錶觀類藥物能否縮小腫瘤。就他這個個案而言,答案似乎是否定的,但又不完全是。這個研究項目由9個跨學科、跨機構的研究組聯合進行,很快就會有第10個小組加入,其中大部分都由SU2C資助。研究人員觀察到,雖然表觀類藥物本身不能趕走癌細胞,但是它們有個非常明顯的作用,即改善了其他治療手段的效果,提高其他治療手段產生積極作用的可能性。

這就是在斯坦貝克身上出現的情況。他在紐約市紀念斯隆-凱特琳癌症中心接受了一輪放射性治療,然後又接受第二輪臨床醫院實驗,結果發現這一年中他的腫瘤明顯變小,已經有一半在核磁共振掃描下消失了。斯坦貝克說:「表觀類藥物讓我的淋巴細胞起死回生,變得更活躍,我感覺自己又活了一遍,比以往任何時候更健康。」更好的消息是,除了斯坦貝克,還有很多病人享受到這種「福利」,從死神手中搶回一些時間。

該項目由約翰·霍普金斯大學腫瘤學家史蒂芬·貝林醫生以及南加州大學的生物化學家和分子生物學家皮特·瓊斯醫生聯合負責,與他們合作的是一大群在各個領域表現突出的專家:基因學家、病理學家、生物化學家、生物統計學家、腫瘤學家、外科專家、信息學家、護士,還有一些本不會出現在醫療研究領域的人才。這個小組2009年收到第一筆研究資金,僅一年以後就為表觀類藥物進行了臨床實驗,也就是斯坦貝克參與的實驗,這在現代醫學研究中簡直就是「光速」,以前癌症研究從實驗室到臨床的周期,10年就算很快了。

研究結構上的全面轉變是艱難的,但要適應過去3年來科學和技術的飛速進步,這種改變是必須的。過去3年,生物工程學、納米技術、藥物合成技術和信息收集技術可謂一天一變,數據收集的新進度完全改變了科學家們對蛋白質作用、基因突變和細胞拼接的了解。而且信息和數據的收集和分析速度還在不斷加速中,因為人類的「計算肌」越來越強壯。第一次實現人類基因組排序花費了27億美元,用了10年時間,今天只需幾千美元,幾小時內就能完成。

這種進步也令製藥業迎來飛躍,現在有幾百個製藥機構針對剛剛發現的基因突變進行藥物研發,基因類藥物在今後會越來越重要。很多基因類藥物試圖重新刺激機體的免疫系統,斯坦貝克也服用了類似藥物。還有些基因類藥物的原理是切斷腫瘤細胞的血液和能量供應。有一些藥物則讓預定死亡的細胞「起死回生」,這些細胞通常被生物程序設計好即將死亡,在健康機體中,它們死後會有新生細胞代替,但在癌症患者身上卻沒有,藥物改寫了這些細胞的生物程序,讓它們繼續「服役」。新發現的生物標記也讓科學家們能更簡單、有效地發現、追蹤、定位癌細胞。

德平侯醫生把今日抗癌運動比作「登月」並非是在製造營銷噱頭。1961年,當肯尼迪總統宣布「登月」計劃時,登月的物理學基礎已經被掌握,剩下的就是大量資金投入和宇航工程師的訓練,最終才有了阿姆斯特朗的「一小步」。但尼克松總統1971年宣布發起「抗癌戰爭」時,勝利的希望卻很渺茫,那時人類對癌症認識還不充分,相當於在1820年就宣布「登月」計劃。而今天,癌症的物理學基礎已經被破譯,剩下的就是構建龐大的醫學機械工程。以往僅測試一種化合物就要30年,後來逐漸變成10年到8年,今天組團式科學家僅在兩年內就能完成「發現基因突變———製藥———完成測試———檢驗治療效果」整套工作。以任何標準看,這都是光速,但對於病人來說還不夠快,很多癌症病人等不了兩年。

儘管事態如此急迫,組隊科研形式還不可能一夜之間遍地開花,因為醫學研究生態決定了其缺乏社會性。歷史已經形成這樣的傳統:一個項目由一個人負責,此人付出太多辛勞,一旦成功,所有的捐款、榮譽都屬於他(她),而論文、專利等對獲得更多研究資金有決定性作用。過去10年里,這種傳統扼殺了很多年輕科學家。

組團式科學研究要求最傑出的科學家不是一個人戰鬥,而是好幾個一起,他們要接受頂尖科學家的監督,還要分享所有的研究成果、數據和榮譽。貝林醫生和瓊斯醫生是SU2C支持的「表觀研究小組」的負責人,兩人曾是長期競爭對手。貝林說:「這一行里每個人都很自我,都不願被人指手畫腳。」不過現在兩人不僅親密合作,兩家人還一起度假呢。

SU2C支持的另一個小組在設計、製造一種生物智能晶元,它能捕捉血液循環中的腫瘤細胞。該小組領導人是馬薩諸塞全科醫院癌症中心的腫瘤學家丹尼爾·哈勃醫生和生物醫學工程師梅美特·托納。很多腫瘤都會向血液里釋放癌細胞,一旦這些癌細胞在另一個器官找到合適的位置,就會在那裡發展,這就是常說的癌轉移。這些被釋放進血液的癌細胞很難被發現,很可能幾十億個血細胞里只有一個,但一旦發現它們對於阻截腫瘤轉移意義重大。小組製造了名片大小的檢測器,使用與特殊細胞蛋白質結合的抗體來分離並捕捉癌細胞,現在用這個裝置進行試驗的是轉移性前列腺癌,但今後更多種類癌症患者有機會用上它。

癌症既是殺手,也可以說是生物學上的「流氓藝術家」,它打破正常細胞的生理機能,並控制這些細胞,誘使原本正常的細胞往危險方向突變或者增生。紐約威爾康奈爾醫學院的劉易斯·卡特里醫生一直在尋找這些系統破壞者,他不僅掌握癌細胞的生長過程,還監控癌細胞整個生命周期。癌細胞的代謝方式也被稱為它們的「信號通路」。卡特里發現,如果惡性細胞的信號通路能被撲滅或者轉向,癌症就不會擴散。現在他是一個SU2C小組的聯合負責人,該小組主要研究一個名為PI3K的信號通路,在三種女性多發的癌症———卵巢癌、子宮內膜癌以及最多見的乳腺癌———中,約有30%包含這種基因突變。PI3K幾乎是最常見的一種致癌基因突變。

製藥公司一直努力生產能與PI3K發生相互作用的化合物,以逆轉或者至少抵消基因突變的破壞作用。事實上,面對數百種的致癌基因突變,可能有數千種的藥物能起到撲滅或者轉向的作用,這聽上去似乎很不錯,但正是這種複雜性帶來了莫大困難,導致製藥公司發展的新葯95%最後都失敗,多數新葯在第三期實驗階段,也就是最後的臨床階段難以獲得批准。因為可能管用的化合物有100種,這些化合物相互組合起來就是1萬種可能性,試驗人員要進行1萬次試驗,那首選哪一次在病人身上試驗呢?作為最常見的基因突變,PI3K成為卡特里所帶領的「夢之隊」最易著手的突破口,這個團隊包括諸多乳腺癌專家以及另一位鑽研PI3K的世界級研究者高登·米爾醫生。團隊的任務就是儘快解決基因突變和藥物化合物配對的方程式,儘快完成藥物試驗。他們很快發現,把PI3K抑製劑和PARP抑製劑結合在一起,能有效抑制一種名為BRCA1的基因突變,這種突變極易誘發卵巢癌和多種乳腺癌。PARP是一種化學酶,用於修復受損的DNA,通常這是個好東西,但它也能修復或產生癌細胞。老鼠試驗發現,PI3K抑製劑和PARP抑製劑結合對治療乳腺癌的效果是之前的治療手段都不具備的。

製藥公司也面臨前所未有的合作壓力,這一次PI3K抑製劑由Novartis公司生產,而PARP抑製劑由AstraZeneca公司生產,兩種藥物都還沒有通過美國聯邦食品與藥品管理局(FDA) 審批。以往,分別由兩個公司生產的、兩種沒有通過審批的藥物要合在一起試驗幾乎是不可能的,出於對知識產權的保護,也因為都不願意自家藥物被其他藥物「毒性污染」,製藥公司向來最為避忌合作。可是今天,「PI3K團隊」的勝利離不開製藥公司的聯合支持。卡特里醫生說:「幾乎所有能生產PI3K抑製劑的公司都給我打電話,希望參與試驗。我們在5個機構同時進行了人體試驗,這真是史無前例,不可思議。使用的藥物僅僅發明不到一年,由兩個不同公司生產,均沒有獲得FDA的正式審批。4年前如果有人說想這麼干,他會被嘲笑並趕出房間。」

今天我們對一些癌症已經有了進步顯著的治療手段,但對其他癌症,除了壞消息還是壞消息。在很多專家看來,胰腺癌是「災難」,通常發現時已是「晚期中的晚期」,無法手術。范·霍夫醫生領導的SU2C胰腺癌小組主要目的是提高病人的存活率,目前被診斷的胰腺癌病人只有25%能活過一年。該小組由28人組成,分布在5個頂尖研究機構,可以說是世界上對特殊的胰腺細胞最了解的人。合作開始於一次手術,賓州大學醫學院的傑弗里醫生從死亡病人身上切下來一個胰腺癌腫瘤,把它帶到了實驗室。之後部分冷凍樣本被送到薩克生物研究所基因表達實驗室,那裡的專家在研究星形細胞。星形細胞通常會修復受損細胞,但也為癌細胞發展「賣力」。另一部分樣本被送到普林斯頓大學醫學院的實驗室,專家研究了其中的氨基酸、糖和其他300多種代謝物。約翰·霍普金斯大學和翻譯基因組學研究院的研究人員們也收到部分樣本,負責翻譯其基因構成。

在跨機構的通力合作下,小組發現胰腺癌細胞會和星形細胞進行「交流」,從而阻斷免疫系統反應,削弱化療效果。此外,胰腺癌細胞最邪惡之處在於會引誘身體其他部分的谷氨酸和氨基酸為腫瘤提供能量,若能阻止胰腺癌細胞「劫持」身體里的谷氨酸和氨基酸,就能讓腫瘤「餓死」,研究團隊還發現維生素D能有效提高胰腺癌患者對化療的反應。

僅僅兩年的時間裡,胰腺癌小組已研發出能有效提高胰腺癌患者生存率、增加對治療反應的藥物。在861名病人參加的第三期藥物實驗里,48%的病人病情穩定,能存活到兩年以上,9%的病人腫瘤受到全面控制。是的,這個數字還不能讓人完全滿意,這恰恰提醒我們癌症是多麼兇險,而這場戰役中我們還面對很多困難。

同樣地,研究乳腺癌和卵巢癌的專家現在也開始共事,因為基因標記告訴我們,這兩種癌症是相關的。團隊研究在抗癌領域變得越來越重要,這種模式不斷獲得成功,隨著數據和新發現的不斷積累,相信今後的研究進展會更快,也會給癌症患者帶來絕望中的希望。當然組團式研究不是沒有問題,其中一個就是「團隊應該合作多久」。SU2C的初始投資期是3年,不過3年之後幾乎所有小組都能獲得延期和更多投資。在新的研究環境下,孤獨研究者帶著一隊博士生專攻一個項目的傳統模式還是會有市場,畢竟癌症領域還有太多未知,我們需要獨闢蹊徑的探索者,但是轉向群體研究將是註定的。

一開始審視SU2C的時候,很多專家都覺得不可能,認為這是「好萊塢那幫人的天真想法,拍電影可以這樣,但科研不行」。但今天,他們都期待著好萊塢式的大團圓結局。

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