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
幾年前,我參加了規模龐大得令人望而生畏的美國臨床腫瘤學會(ASCO)年會,該會議在過去十年左右一直在芝加哥舉行。每年,該活動吸引約40,000名科學家、腫瘤內科醫生、放射科醫生、行業代表和記者。世界上許多最重要的癌症研究成果都在那裡釋出——其影響波及全國的醫療保健和金融服務領域。
那一年我難忘的經歷之一是一位計程車司機送我從會議的某個會場回到酒店。當我們到達時,他問我正在展示的研究是否會帶來治癒方法——他告訴我,他的父親患有肝癌。我相信像這樣的經歷在醫療保健領域工作的人,尤其是腫瘤學領域的人中很常見,但仍然很難知道該說些什麼。“不,這裡發生的任何事情都不會很快治癒癌症,我勸你不要抱太大希望”不是身處困境的人們想聽或需要聽到的。
而且,可悲的是,最近在《自然》雜誌上發表的一系列關於泛癌症全基因組分析(PCAWG)專案的文章——可能是迄今為止癌症基因組學領域最雄心勃勃的專案——表明我們還有多少東西需要學習。PCAWG專案涉及對超過2,600個原發腫瘤進行全基因組測序,研究人員就此發表了22篇論文。他們的目標不僅是展示癌症生長所需的突變,還要列舉癌症在特定患者體內成功生長所需的特定突變。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
該專案對癌症研究具有深遠的影響,尤其是在幫助臨床醫生為個體癌症患者設計治療方案方面——使我們更接近於實現所謂的精準(或有時稱為個性化)醫療。例如,如果我們知道,根據一個人的獨特基因構成,某個特定基因可能對癌症生長至關重要,那麼研究人員可以為這個人量身定製靶向治療,這種治療可能對其他患有相同型別癌症的人無效。
然而,一個問題是,這種更接近精準醫療的一步表明,在我們實現目標之前,我們還有很長的路要走——就像你以為自己即將到達旅程的終點,結果轉過一個彎角卻發現自己離目的地比你開始旅行時想象的還要遠幾英里。
更糟糕的是,PCAWG向我們表明,我們甚至不知道自己還有多遠的路要走:“其循證實施的主要障礙是這些論文中記錄的癌症的驚人異質性,從腫瘤型別到腫瘤型別,從患者到患者,從克隆到克隆,再到細胞到細胞,”《自然》雜誌一篇論文的作者寫道。
看來,就任何通常意義上的“治癒”而言,我們仍然還有很長的路要走。然而,PCAWG明確指出,其中一個重要原因是,從進化角度來看,治療癌症就像試圖擊中一個移動的目標。癌症並非隨機出現,當然也不會作為一種癌細胞的單位生長;像任何生物體一樣,它在自身所處的環境中進化。
以一個假設的案例為例,腫瘤由兩種型別的細胞組成(儘管實際上,細胞型別的數量會更多)。在沒有治療的情況下,腫瘤細胞不僅會與它們所寄居的人體細胞競爭,還會彼此競爭。這種競爭甚至可能會減緩腫瘤的生長——因為這兩種細胞型別相互爭奪主導地位,癌症作為一個整體將不太成功。
然而,如果醫生使用靶向療法攻擊其中一種細胞型別,而這種療法依賴於特定的細胞特徵來找到其目標,會發生什麼呢?您可能已經猜到了——其中一種競爭細胞型別死亡,留下另一種細胞型別不受限制地生長。
這種被稱為“競爭釋放”的見解,導致人們對新興的進化醫學領域越來越感興趣,該領域考慮了達爾文主義對包括癌症在內的任何疾病的治療(或缺乏治療)的影響。這是腫瘤學領域的一個新領域,但已經在臨床試驗中取得了成功。一種稱為適應性療法的療法,側重於治療設計中的腫瘤內細胞競爭:對癌症進行治療只是為了保持其細胞彼此競爭,從而更長時間地保持疾病靜止。雖然不能治癒,但這種療法是有效的,使前列腺癌的疾病進展時間延長了一年以上。
這只是一個受進化論啟發的癌症療法的例子,但還有更多的療法正在研究中。然而,問題是,正如PCAWG所示,遺傳異質性非常高,癌細胞與人體之間存在許多複雜、相互交織的關係,即使是這些有希望的療法也只是我們在治癒之旅中的又幾步。
然而,仍然存在希望。跨學科的研究人員開始聯合起來,結合人工智慧、數學建模、腫瘤內科學和進化生物學,以預測癌症將如何進化。當生物學家由於需要大量資料來幫助腫瘤學家做出治療決策而遇到不足時,數學家可以設計模型來提供幫助;當資料似乎沒有任何指向時,進化理論家可以幫助預測達爾文壓力如何影響疾病的行為。
我個人的觀點是,如果沒有這些領域的合作,我們將永遠無法治癒癌症。然而,有了這些人互相幫助,以及PCAWG等重要專案,我們也許能在下個世紀的某一天,真正看到勝利的曙光——一位研究人員,在參加完一個擠滿了成千上萬人的疲憊會議後,在回程的車上可以告訴司機,疫情已經結束了。
