癌症治疗因人而异

2013-01-30 236

 

 

在以往的癌症治疗中，癌症被当做相同病症进行诊断，患者不是进行手术就是接受放化疗治疗，治疗方法大同小异。通过人类基因组计划生成的大量信息，研究人员将注意力集中在特定患者癌细胞的分子畸形上，从而开创了对癌症的基因研究。  

内容摘要：在以往的癌症治疗中，癌症被当做相同病症进行诊断，患者不是进行手术就是接受放化疗治疗，治疗方法大同小异。通过人类基因组计划生成的大量信息，研究人员将注意力集中在特定患者癌细胞的分子畸形上，从而开创了对癌症的基因研究。

当格尔·沃尔特斯(Gail Walters)的两个姐姐都死于侵入性的乳腺癌时，她热切希望自己不要跟姐姐们遭受一样的命运，她计划接受切除双乳的手术。沃尔特斯(化名)之前被医生确定为出生于乳腺癌易感基因2抗体(BRCA2)家族。换句话说，她携带着易于罹患乳腺癌的BRCA2基因变异。

幸运的是，在沃尔特斯行乳房切除术的前几周，位于英国萨顿市萨里大学癌症研究所的迈克·斯特拉顿(Mike Stratton)成功将BRCA2基因排序。这意味着沃尔特斯可以免受乳腺癌的影响，并被快速找到基因的特定变异。虽然她的两个姐姐都携带了有害变异，但是沃尔特斯没有携带有害变异，因此她罹患乳腺癌的风险几率不高于平均水平，于是沃尔特斯取消了手术。

将研究转换为有助于患者的行动并不总是发生的如此迅速或者显著，但是沃尔特斯的经历表明了癌症研究如何发生了转变。癌症不再被看成一种相同的疾病，相反，研究人员一般通过开拓人类基因组计划(Human
Genome Project)生成的大量信息，将注意力放在特定患者癌细胞的分子畸形上。

科林·考普( Colin Copper)是斯特拉顿的同事，也是发现人类基因组的负责人。“在进行人类基因组计划前，我们并不知道这些基因的具体位置，”他说，“现在我们需要做的就是在互联网上查找。”考普还说，一个单一细胞携带了3万个基因，其中的5-6个基因出错就会引发癌症，因此癌症研究者的工作不再是识别基因而是筛选基因。

当然，筛选不代表研究工作结束了。你还需要识别关键的交互作用。通过识别蛋白质间的相互反应，英国癌症研究中心剑桥研究所(the Cancer Research UK Cambridge Research Institute)的詹森·卡洛尔(Jason Carroll)发现了乳腺癌抵抗他莫昔芬(tamoxifen)的作用机制，并识别出了不会对治疗产生反应的患者。卡洛尔说，“如果你掌控了人类基因组的功能，我们就能学习到治疗方法起作用以及无效的原因。”研究蛋白质和基因组的相互作用与癌症治疗的新方法有关。“结果表明人类基因组比我们想象的还要复杂”，卡洛尔说，“我们已经知道(人类基因组)涉及到的基因在哪里，但是我们对开启和关闭基因的开关还是一无所知。”他解释说，直到最近科学家一直在寻找生物上处于 “启动区域”基因上游的基因开关，其参与到肿瘤生长过程中。“(过去)大家都假设这就是控管基因的所在之处。如今人们也发现了这些基因可以被远距离调控。事实上，我们发现基因所处的位置曾被称为‘垃圾DNA’。”卡洛尔补充说到。

这一资讯导致产生了众多的新型癌症疗法，随之而来的还有新型药物的许多测试。通过病人的基因档案预测病人对药物的可能反应，这是一个不错的注意，但实际检测还要取决于成像技术的发展。

“如果你有了良好的成像技术就能快速得知治疗是否起作用了，”剑桥大学的生物化学家凯文·布林德尔(Kevin Brindle)说。传统上，医生和研究人员通过CAT或者MRI扫描查看治疗的成功率，这两种成像技术能看到机体的内部结构，观察到肿瘤是否缩小了。布林德尔说，如今我们也可以通过功能性成像技术,
如fMRI,判断治疗效果。肿瘤会消耗大量的葡萄糖，fMRI技术长于检测身体特定部位的血液流量增加时的葡萄糖摄取量。布林德尔还说，这种变化(葡萄糖摄取量变化)通常比组织解剖变化来得迅速。

人类基因组的洞察力也改变了专业癌症研究人员的技术需求。基因组的庞大数据让综合学识较差的研究员有些措手不及。考普说：“我的得力助手拥有数学博士学位，否则我很可能无法在这一行立足。”现在癌症研究的发展道路意味着它与生物信息学关系密切---数学家将你的数据进行加工处理，然后以有效、简单的方式呈现给你。

所以任何想进军癌症研究领域的研究者，掌握一些数学技能会让他们得到丰厚的回报。“癌症研究人员需要对由生物信息变得更加理性，”卡洛尔说，“如果我的博士申请人具有数学技能，那他们会被优先考虑。”如果你有电脑编程技能，影像或者显微镜相关经验，你会从其他申请人中脱颖而出。“多才多艺的研究人员如今正在茁壮成长，他们就是下一代癌症研究人员。”

癌症研究分支

在对抗癌症方面不只有基因研究为此铺平了道路，免疫学家同样取得了一些成功。

由于免疫系统总是密切关注异常物质的出现，其包括潜在的癌症细胞，因此可以训练免疫系统阻止癌症的出现。一种先进的治疗方法旨在从患者体内分离出攻击癌细胞的免疫细胞，将其在体外进行大量培养后再回输到患者体内。此方法在动物身上做试验取得了成功，小鼠体内繁殖的白细胞迅速包围并破坏了注入的癌细胞。针对人体白细胞的试验正在进行中。

癌症研究所临床磁共振研究小组的马丁·里奇(Martin Leach)说新技术的宽度意味着癌症研究的大门向除了有生物学背景的其他领域的科学家敞开着。物理学家和工程师都参与了设备研发，在产生和翻译数据方面，电脑科学家发挥了越来越大的作用，化学家和生物化学家正在研发探针，之后放射线技师和医生也致力于诊断方法和治疗的研究。

这些研究领域的机会越来越多，英国癌症研究中心在全国各地正在修建的20个优秀的分支机构，其涌现的机会更多。英国癌症研究中心宏大的5年计划包括为了减少癌症死亡率，每年在科学领域单独花费3亿英镑，尤其是在存活率依然很低的癌症类型方面投入更多资金，如胰腺癌、食道癌和肺癌患者10年的存活率低于7%，而乳腺癌、睾丸癌、黑色素瘤和霍奇金病10年的存活率高于80%。

个性化治疗或许不能彻底治愈癌症，但它们至少提供了控制疾病的方法，或者发现了更多独创性的解决途径。然而有一件事情可以肯定的，任何想深入探讨人类基因组的人都将有一段有趣的旅程。

聚焦新疗法

新兴的癌症疗法一直不断涌现，以下是我们最喜欢的几种疗法：

纳米炸弹

充满水的纳米管道是一项攻击四处扩散的癌细胞的新技术。这些“纳米炸弹”是美国纽瓦克市特拉华州大巴拉吉·盘卡帕克散(Balaji
Panchapakesan)提出的。他的想法是将纳米炸弹装满水，然后将其注入到肿瘤中。当肿瘤受到激光照射时，会导致纳米炸弹沸腾，然后爆炸，从而杀死周围的癌细胞。激光的波长强度控制在足以引爆纳米炸弹但又不伤害健康组织。

一箭双雕的端粒酶

当你专心于一种癌症治疗方案时，要密切关注其他问题的解决方法。研究端粒酶(几乎所有人类癌症中心都含有的一种酶)的关键催化成分时，研究人员发现了端粒酶潜在的抗衰老治疗功能。出现功能障碍的端粒酶会导致细胞分裂异常从而引发癌症。破解端粒酶的结构意味着可以着手结合特定的部位药物设计工作，不是抑制端粒酶的抗癌治疗的活性，就是作为抗衰老疗法提升端粒酶的活性。

蝎子毒液治疗

蝎子毒液的新用途证明癌症治疗不总是源于实验室。在错综复杂的蝎子毒液中，有一种无毒的神经毒素可以专一性的绑定某些癌症细胞。研究已经表明用放射性碘同位素标记的蝎子毒液治疗可以延长不能接受手术的脑癌患者的生命。