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【涨姿势】关于癌症比较好懂的科普文,很多医生看完都转发了

时间:2016-12-30 来源:招商信诺 浏览次数:502

摘要:大家谈癌色变,主要的原因是其高死亡率.下面这篇关于癌症的科普文,很长,但是写得超棒,值得一读.看到很多医生看完之后也分享了.

六度空间理论说,你和任何一个陌生人之间所间隔的人不会超过五个,也就是说,最多通过五个中间人你就能够认识任何一个陌生人。 

不知道从什么时候起,癌症似乎也进入了这样一个六度空间,邻居、家人、朋友,朋友的朋友,你身边罹患肿瘤的人越来越多。

和癌症抗争了4000年,人类已经逐渐走出了莫名恐惧的年代,可以理性、乐观地对待它。只不过,对我们大多数人来说,这还是容易引起恐惧的话题。

周末,看到几篇关于癌症的科普文,很长,但是写得超棒,值得一读。看到很多医生看完之后也分享了。好东西必定与好友分享,今晚不妨来读一读。

美国电影《我和癌症》

(美国电影《我和癌症》剧照 图丨网络)

目录

1、进步和困境

2、癌症和肿瘤

3、癌症到底是怎么致命的

4、癌症为啥这么难治

5、什么导致了癌症

6、儿童为啥会得癌症

1、进步与困境

一不小心跳进 ”二十一世纪是生物的世纪“ 这个大坑已经有十多年了,这么多年来,从本科到博士,从中国到美国,从学校到药厂,第一手,第二手,第N手的癌症研究资料接触很多。随着中国污染加剧,医疗条件改善和人们健康意识增加,周围患上癌症的人似乎越来越多。病人多,问题就多,谣言也多,鉴于最近时不时都有人咨询我各种各样关于癌症的问题,我觉得写一些科普小知识也许有些意义。朋友中很多生物研究,转化医学和临床医学的专家,也欢迎大家批评指正。 

在过去的几十年,人类投入了大量的人力,物力和财力来和癌症作战,我们对癌症的认识有了长足的进步,一系列新的抗癌药物已经上市,几千个新的药物正在进行临床试验。对很多癌症如肺癌,皮肤癌,前列腺癌,乳腺癌等,现在都有了更有效的治疗手段。

例如罗氏公司2011年上市的药物威罗菲尼片(vemurafenib),对部分恶性黑色素瘤病人有非常明显的效果。有些病人的癌症消失到了无法检测的程度,他们的身体也几乎恢复到了生病前的状态(图B)。考虑到恶性黑色素瘤病人往往以天计算,这类新型药物的作用可以说是革命性的。

癌症

可惜,在医生和病人欢呼雀跃的时候,新的数据给大家泼了一盆冷水:在看起来似乎治愈了的病人身上,仅仅两个月以后,肿瘤又回来了 (图C)。而且这次,威罗菲尼片不再有效,复发的癌症比以前的更加凶猛,很快就夺取了病人的生命。 

这就是人类和癌症作斗争中面临的最残酷现实和挑战:抗药性和变异性。我们对癌症的治疗之所以效果有限,很大程度上是因为我们还不完全理解癌症如何产生抗药性,不理解为什么抗药性的癌症进化得越来越快,不理解抗药性的种类是有限的还是无限的,等等。

人类和癌症在过去几十年的对抗,取得了很大成果,肯定不是完全失败,但是由于生物学基础知识的匮乏,目前的研究还很初级。就像我们想制造火箭,但是现在却还没有“相对论”。生物学需要更多基础研究的突破,需要各个学科的人加入,我们离最终攻克癌症还有很长的路要走。

(参考文献:Wagle, N., et al., Dissecting therapeuticresistance to RAF inhibition in melanoma by tumor genomic profiling. J ClinOncol, 2011. 29(22): p. 3085-96)

2、癌症和肿瘤

癌症和肿瘤这两个词经常通用,一般情况下也确实没太大问题。一定要纠结的话,这两个词还是有一些区别的。肿瘤的关键词是“固体”,癌症的属性是“恶性”,所以恶性固体肿瘤就是癌症,血液癌症不是肿瘤,良性肿瘤不是癌症,清楚了么?

用数学公式来表示的话:

癌症 = 恶性肿瘤 + 血癌

肿瘤 = 良性肿瘤 + 恶性肿瘤

良性癌症 = 说错了

这俩在英文中也是有区别的,肿瘤的英文是Tumor或者Tumour,癌症的英文是Cancer。说起Cancer,对喜欢研究星座的各位宅男宅女们应该不陌生,因为巨蟹座的英文就是Cancer!巨蟹座同学们,哭吧哭吧哭吧不是罪。 

关键是这俩名字有联系么?还真是有的。

癌症Cancer的名字来源于公元前400多年的希腊传奇医生,号称西医之父的希波克拉底(Hippocrates)。有意思的是,几乎和他同时,中国(春秋战国时期)也出现了中医的重要奠基人物:扁鹊。

中西方现代医学几乎同时起源,但是各自发展,到后来就渐行渐远,形同陌路,可能是分久必合,现在又有不少人想把中西医学理论统一起来,我觉得够呛。某一次希波克拉底在观察一例恶性肿瘤的时候发现肿瘤中伸出多条大血管,看着就像螃蟹的腿一样,于是他就用希腊词的螃蟹Caricinos来称呼这种疾病,到英文里面就是Cancer,大螃蟹的意思。所以癌症也可以叫大螃蟹病。

大螃蟹病

(参考文献:“The History of Cancer”. American CancerSociety. 2014)

3、癌症到底怎么致命的?

大家谈癌色变,主要的原因是其高死亡率。但是说起来癌症到底是怎么让病人死亡的,可能很多人都说不上来了。为什么有人长了很大的肿瘤,做完手术就没事,但是有人的肿瘤还没有看到,病人就去世了呢?

首先说癌症的严重性和肿瘤的大小没有相关性,2012年有个著名的越南人Nguyen Duy Hai,4岁开始就长肿瘤,等到30岁的时候右腿肿瘤已达到惊人的180斤!在这26年中,他慢慢失去行动能力,但是奇怪的是,他居然没有太多别的症状,在做完手术后,看起来也比较正常。这种肿瘤看起来很恐怖,但是如果位置不在关键内脏,实际上对生命的危害相对较小。这种巨大的肿瘤几乎肯定是良性肿瘤,因为如果是恶性,是没有机会长这么大的。

Nguyen Duy Hai巨大的肿瘤

Nguyen Duy Hai巨大的肿瘤(图丨网络)

良性肿瘤和恶性肿瘤的区别是啥?是看肿瘤是否转移。良性肿瘤不转移,属于“钉子户”,所以只要手术切除肿瘤本身,基本就算治好了。而恶性肿瘤不论大小,都已经发生了转移,有可能在血液系统里,可能在淋巴系统里,也可能已经到了身体的其他器官。很多癌症(比如乳腺癌)转移一般首先到达淋巴结,然后才顺着淋巴系统到达其他系统,所以临床上对肿瘤病人常常进行淋巴结穿刺检查,如果淋巴结里面没有肿瘤细胞,病人风险较小,一般化疗和放疗以后就能控制住疾病。

那癌症到底是怎么致命的呢?首先得说这个问题没有确定答案,每个病人个体情况都不同,最终造成死亡的原因也不同。但是大致说起来,往往和器官衰竭有关,或是某一器官衰竭,或是系统性衰竭。肿瘤,不论是否恶性,是否转移,过度生长都可能会压迫关键器官,比如脑瘤往往压迫重要神经导致死亡,肺癌生长填充肺部空间,导致肺部氧气交换能力大大降低,最后功能衰竭而死,白血病导致正常血细胞枯竭造成系统性缺氧缺营养等等。

癌症如果转移以后,危险性大大增加,一个原因是一个肿瘤转移就成了N个肿瘤,危害自然就大,另一个原因是转移的地方往往是很重要的地方,比较要命的地方是脑转移,肺转移,骨转移和肝转移。这三个地方还有一个共同特点:由于器官的重要性,手术往往很保守,很难完全去除肿瘤。所以乳腺癌发现得早一般没事,手术摘除乳房就好了,病人可以正常存活几十年,但是如果乳腺癌转移到了肺部或者脑部,就很难治疗了,因为你不能把肺或者大脑全部摘除。所以大家自己,还是自己父母一定要每年去医院定期体检,早发现几个月,也许就能多活几十年。

癌症致死有时候并不是某一个器官衰竭造成的,而是一个系统衰竭。有很多癌症,由于现在还不清楚的原因,会导致病人体重迅速下降,肌肉和脂肪都迅速丢失,这个叫“恶病质”(Cachexia)。这个过程现在无药可治,是不可逆的,无论病人吃多少东西,输多少蛋白质都没用。由于肌肉和脂肪对整个机体的能量供应,内分泌调节至关重要,病人很快会出现系统衰竭。

例如全民偶像乔布斯,靠金钱支撑,在诊断胰腺癌后活了8年,可谓是不小的奇迹,但是大家仔细看他得病前后照片对比,能清楚发现他身上的肌肉和脂肪几乎消失殆尽。最后还是由于呼吸衰竭而去世。

乔布斯

(参考文献:“Metastatic Cancer Fact Sheet ” NationalCancer Institute

“Apple CEO Jobs's Health Reports Since CancerDiagnosis in 2003: Timeline”.Bloomberg.)

4、癌症为啥这么难治

在我长大的过程中,癌症和艾滋病是最恐怖的疾病名词。如果你问我,癌症和艾滋病哪个会先被攻克?我的答案肯定是艾滋病。

癌症为啥那么难搞?我看来有三个主要原因。

第一个原因是癌症是“内源性疾病”:癌细胞是病人身体的一部分。

对待“外源性疾病”,比如细菌感染,我们有抗生素。抗生素为啥好用,因为它只对细菌有毒性,而对人体细胞没有作用,因此抗生素可以用到很高浓度,让所有细菌死光光,而病人全身而退。

搞定癌症就没那么简单了,癌细胞虽然是变坏了人体细胞,但仍然是人体细胞。所以要搞定他们,几乎是杀敌一千,自损八百的勾当,这就是大家常听到的“副作用”。比如传统化疗药物能够杀死快速生长的细胞,对癌细胞当然很有用,但是可惜,我们身体中有很多正常细胞也是在快速生长的,比如头皮下的毛囊细胞。毛囊细胞对头发生长至关重要,化疗药物杀死癌细胞的同时,也杀死了毛囊细胞,这是为啥化疗的病人头发都会掉光。负责造血和维持免疫系统的造血干细胞也会被杀死,因此化疗病人的免疫系统会非常弱,极容易感染。消化道上皮细胞也会被杀死,于是病人严重拉肚子,没有食欲,等等等等。

这样严重的副作用,让医生只能在治好癌症和维持病人基本生命之间不断权衡,甚至 “妥协”。所以化疗的药物浓度都必须严格控制,而且不能一直使用,必须一个疗程一个疗程来。如果化疗药物也能像抗生素一样大剂量持续使用,癌症早就被治好了。这是我为什么觉得艾滋病会比癌症先被攻克的主要原因,毕竟艾滋病是由HIV病毒引起的“外源性疾病”。

第二个癌症难搞的原因是癌症不是单一疾病,而是几千几万种疾病的组合。

世界上没有完全一样的两片树叶,世界上也没有两个完全一样的癌症。

比如肺癌,这是在中国癌症中新任第一杀手,30年来发病率增加465%。中国现在每年近60万肺癌病人,美国也有16万。常有人问我:美国有什么新的治肺癌的药么?我说:有是有,但是只对很小一部分病人有用。比如诺华最新的抗肺癌药Ceritinib上礼拜刚被FDA批准,它对1%左右的肺癌有很好的效果。但为啥我们研究了这么久的新药只对1%的病人有效呢?

肺癌简单按照病理学分类,分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌。那是不是肺癌就这两种呢?不是的。我们知道,癌症是由于基因突变造成的,而每一个癌症里的突变基因数目不止一个,千差万别。最近一项系统性基因测序研究表明,肺癌病人平均每人突变数目接近5千个!这么多的变量随机组合,导致每个病人都有点不同。中国这60多万肺癌病人,其实更像60万种不同的疾病。

当然,这不是说我们需要60万种不同的治疗肺癌的药。因为5千个突变里面,只有几个突变是关键的,抓住了这几个关键基因,我们就有可能开发比较有效的药物。但是无论如何,制药公司新开发的药,即使是灵丹妙药,也不可能治好所有的肺癌病人。回到刚才的问题,为啥诺华的新药Ceritinib只对1%的肺癌病人有效?因为Ceritinib针对的是突变的ALK基因,而只有1%左右的肺癌病人才有ALK基因突变。(这个药中国还没上市,目前正在中国做临床试验,期待在不久的将来,中国的ALK突变肺癌病人能用上这个药)。

因为癌症的多样性,药厂几乎注定每次只能针对很小的一些病人研发药物,每一个新药的开发成本?10年时间+20亿美金!这样大的时间金钱投入,导致我们进展缓慢,要攻克所有的癌症,即使不是遥遥无期,也是任重道远。

第三是癌症的突变抗药性。这点是癌症和艾滋病共有的,让大家头疼的地方。也是目前为止我们还没有攻克艾滋病的根本原因。

大家可能都听说过超级细菌。在抗生素出现之前,金黄色葡萄球菌感染是致命的,比如败血症。但是青霉素出现以后,金黄色葡萄球菌就怂掉了。但是生物的进化无比神奇,由于我们滥用青霉素,在它杀死了99.999999%的细菌时,一个或者两个细菌突然进化出了抗药性,他们不再怕青霉素。于是人类又发明了别的抗生素,比如万古霉素。但是现在已经出现了同时抗青霉素和万古霉素的金黄色葡萄球菌,这就是超级细菌。

生物进化是一把是双刃剑。自然赐予我们这种能力,让我们适应不同的环境,但是癌细胞不仅保留了基本进化能力,而且更强,针对我们给它的药物,癌细胞不断变化,想方设法躲避药物的作用。 Ceritinib在临床试验的时候,就发现有很多癌细胞在治疗几个月以后就丢弃了突变的ALK基因,而产生新的突变来帮助癌症生长,这么快的进化速度,总是让我感叹自然界面前人类的渺小。

(参考文献:

1: “Comparison of Cancer Incidence between Chinaand the USA”, Cancer Biol Med. 2012

2:"Exome sequencing identifies BRAFmutations in papillary craniopharyngiomas", Nature Genetics, 2014

3: “Ceritinib in ALK-Rearranged Non–Small-Cell Lung Cancer”, the New EnglandJournal of Medicine, 2014)

 

5、什么导致了癌症

导致癌症最重要的因素是什么?基因?污染?饮食?抽烟?都不是,和癌症发生率最相关的因素是年龄。 

2013年中国第一次发表了《肿瘤年报》,从下图中可以清晰地看出:第一:无论男女,癌症发病率从40岁以后就是指数增长;第二:老年男性比女性得癌症概率高,主要是前列腺癌。

绝大多数我们熟悉的癌症:肺癌,肝癌,胃癌,直肠癌等等都是老年病!小孩能得白血病,但你什么时候听说过小孩得肺癌,肝癌的? (我下一章专门讲幼儿为什么会得癌症)

随着人类平均寿命的增加,得癌症的概率越来越高是不可避免的。为啥苍蝇很少得癌症?因为他们寿命很短,还没得癌症就挂了。我们的宠物狗和猫都会得癌症,原因是他们的寿命可以到10多年,相当于人的70~100岁,因此得癌症概率不低。

那么其它因素有关系么?肯定有。

癌症发生的原因是基因突变。我们体内大概有两万多个基因,真正和癌症有直接关系的的大概一百多个,这些癌症基因中突变一个或者几个,癌症发生的概率就非常高 (1)。那基因为啥会突变,啥时候突变?基因突变发生在细胞分裂的时候,每一次细胞分裂的时候都会产生突变,但是多数突变都不在关键基因上,因此癌症发生仍然是小概率事件。细胞啥时候分裂?生长或者修复组织的时候。

我自己总结的数学公式是:癌症发生概率 (p) = 细胞分裂次数 (a) X 每次分裂产生突变数目 (b) X 突变基因是致癌基因概率 (e)

在这个公式中,e 对每个人都是一样的,关键是a和b两个因子。我觉得很多和癌症相关的原因都可以用这个公式推导和解释:

(a)岁数越大,细胞需要分裂次数越多,所以老人比年轻人容易得癌症。

(a)人体器官受到损伤越多,需要修复就越多。组织修复都需要靠细胞分裂完成,因此细胞分裂次数就越多。因此长期器官损伤,反复修复组织容易诱发癌症。暴晒太阳损伤皮肤细胞,因此皮肤晒伤次数和得皮肤癌直接相关;抽烟或者重度空气污染损伤肺部细胞,因此长期抽烟容易得肺癌;吃刺激性和受污染的食物,损伤消化道表皮细胞,因此长期吃重辣,污染食物会增加食道癌,胃癌,大肠癌,直肠癌发生;慢性乙肝病毒伤害肝细胞,因此乙肝病毒携带者容易得肝癌,等等等等。

(b)每个人的细胞分裂一次产生突变的数目是不同的。这个主要受到遗传的影响,有些人天生就携带一些基因突变,这些突变虽然不能直接导致癌症,但是会让他们细胞每次分裂产生突变数目大大增加。去年好莱坞著名影星安吉丽娜·朱莉(Angelina Jolie)在纽约时报撰文,说为了防止得乳腺癌而预防性切除双乳(2)。

该新闻轰动全球。她作此决定的原因就是她家族和她本人都携带BRAC1基因突变,有了这个突变,她的细胞分裂产生的突变比正常高百倍,因此她家族多名女性,包括她的母亲都很早就得乳腺癌,她个人被估计有87%的可能性得乳腺癌,50%可能性得卵巢癌。她的这个举动,当时我从科学眼光看有点冲动,因为不能保证其它部位(尤其是卵巢)不会发生癌变,但是她的勇气还是让我无比佩服。后来我听说朱莉要把卵巢也切除,我只能想到一个词:“壮士断腕”。

癌症发生概率 (p) = 细胞分裂次数 (a) X 每次分裂产生突变数目 (b) X 突变基因是致癌基因概率 (e)

大家不妨把自己感兴趣的因素找出来,看看这个公式是否真的适用。

(参考文献:

1:Mutational heterogeneity in cancer and thesearch for new cancer-associated genes. Nature. 2013, 499(7457);214-8

2http://www.nytimes.com/2013/05/14/opinion/my-medical-choice.html?smid=tw...

6、儿童为啥会得癌症

通常,癌症是一种老年病,随着年龄增加,各种癌症的发病率都直线上升。但是凡事都有例外,我们生活中应该听说过不少年轻人,小孩甚至婴儿得癌症,尤其是白血病的故事,这是为什么?

癌症是由突变引起的,后天因素导致突变需要时间积累,在短短几年以内是不可能纯靠后天因素导致癌症的。因此可以肯定,婴儿,或者几岁的儿童得癌症必然有先天因素的:要不然就是父母遗传了致癌基因,要不然就是在怀孕的过程中因为种种原因胎儿产生了突变(1)

现在生物检测技术的一个重要任务,就是在怀孕过程中尽早检测出先天突变,如果证明宝宝有严重遗传疾病,父母至少能选择是否流产。基因检测技术的成熟和致癌基因的认识,让我相信父母是否携带致癌突变应该会成为孕前体检的常规项目。而在怀孕过程中出现的突变检测相对要困难很多,主要原因是胎儿发育中要获取样品很困难。传统的检测如唐氏综合症筛选还依赖于羊水穿刺,这是一个手术,对胎儿发育也有一定的风险。很多的人正在为无穿刺检测技术而努力,这是一个巨大的市场,相信几年之内就会有突破性进展。

但是无论检测技术如何先进,一个让人头痛的难题将始终存在:即使知道胎儿有了基因突变,由于生物体的复杂性,也不一定100%会得癌症,这个时候父母将面临一个非常困难且没有正确答案的选择。是冒险生下来还是继续等待下一个健康的宝宝?相信随着基因检测技术的成熟和广泛应用,这个问题将日益突出。

现在全世界大概有50万儿童患有各种癌症,癌症是儿童死亡的第一杀手(2)。儿童癌症中最常见的是白血病,后是骨头和各种软组织肿瘤。

治疗儿童肿瘤采用的办法也是手术+化占了近40% (见下图),这是我们为什么老是听到儿童得了白血病需要骨髓捐赠的故事。其次是神经系统肿瘤,然疗+放疗。

对比成人癌症,化疗和放疗对于儿童癌症往往有着惊人的效果,即使不考虑骨髓移植治愈白血病,很多儿童病人也能够被传统化疗放疗治愈。其中的原因可能是复杂的。第一:儿童癌症的突变往往很少(3),因此癌症产生抗药性的可能性低;第二,和传统想法不同,儿童接收化疗和放疗的剂量相对体重来说往往超过了成年人,这是由于儿童组织修复能力比较强,能够忍受更强的化疗和放疗带来的副作用。这两点是儿童癌症的治愈率远远高于成人肿瘤的重要因素。

但是有得就有失,高剂量化疗放疗在治愈肿瘤的同时,会给儿童带来各种各样长期且严重的副作用:神经发育不全,智力低下,抑郁容易自杀,不孕不育等等 (4)。因此,对儿童癌症的药物开发迫在眉睫。

可惜,相对于我们对成人癌症的投入,对儿童癌症的研究远远落后。根本原因是由于儿童癌症数量较少。这一方面导致样品数量不足,因此基础研究到医学转化研究的实验室都比较少。更重要的原因,由于病人少,大药厂往往不愿意投入人力物力财力来专门研究儿童癌症,其一是临床试验很难进行,其二是因为即使做出药来也不能收回成本。最后,因为周围儿童癌症病人少,社会对这种疾病的关注不够,对政府的压力也不足。

我近几年开始参与儿童癌症的研究,和各方面的人都有很多接触,感触良多。上个礼拜去长岛冷泉港开了个横纹肌肉瘤的会议,赞助者是一对夫妇,他们的儿子去年由于这个疾病而去世了。横纹肌肉瘤全美国一年只有400个左右病例,多数是儿童。由于病人少,这个疾病的存活率在过去30年没有任何变化!该夫妇家境非常富裕,在全美国最好的肿瘤医院使用了最贵的药物,但是在治疗过程中仍然深感绝望。因此在儿子去世之后设立基金,希望能够唤起社会对这类“罕见病”的重视。 在会上,我见到了他们和其他几对患者父母,听到几位医生讲诉病人的故事,有治愈的幸福故事,也有不幸的悲情故事。我觉得只有亲身见到这样的例子,科研工作者才会知道自己的使命和责任。

和这些科研临床的朋友一起,我们建立了横纹肌肉瘤一个的宣传公益组织(http://focusonrhabdo.org )。这里面有我们能找到的所有和横纹肌肉瘤相关的内容,所有科研文章和进展都会随时更新,每个月会有科研,临床的专家进行网上讲座。病人家属之间也能互相交流和鼓励。在中国,横纹肌肉瘤的研究就更加匮乏,很多医生都没有见过这种肿瘤,因此有很多的人到最后都不知道自己到底得了什么病。在空闲时间,我会慢慢把 http://focusonrhabdo.org 上的重要网页翻译成中文,方便国内的医生和患者查询。

面对儿童癌症,一方面是病人家属的无奈,另一方面是科研资源的匮乏和药物开发的停滞。强烈呼吁大家增加对该方向的关注,只有社会和舆论推动政府作为,才有可能迫使药厂进行更多的投入。希望有一天没有儿童会再被癌症打倒!

(参考文献:

1: American Cancer Society: What are the risk factors and causesof childhood cancers.http://www.cancer.org/cancer/cancerinchildren/detailedguide/cancer-in-ch...

2:http://www.acco.org/information/aboutchildhoodcancer/childhoodcancerstat...

3: Emerging patterns of somatic mutations in cancer,NatureReviews Genetics, 2013, 14, 703-718

4: http://www.cancer.net/navigating-cancer-care/children/late-effects-child...

文章来源作者:菠萝 毕业于清华大学生物系,在美国博士毕业,现供职于圣地亚哥某机构从事药物研发。