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抗击癌症,诺奖得主阿龙激动地说:“医学即将发生变革!”

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世界科学 2021-09-15 18:25

诺贝尔奖可说是最有威望的科学奖,对于许多年轻的研究人员来说,诺奖是他们梦想中最极致的成功,诺贝尔奖得主在他们心中更是只能远观景仰的人。要是有机会能见到诺贝尔奖得主,甚至一同喝杯咖啡的话,将是莫大的幸事。

每年,林道诺贝尔奖得主大会(简称“林道会议”)为科研人员提供机会认识来自他们领域的诺奖得主,并与其互动。而对于诺贝尔奖得主来说,通过会议来分享他们的知识和经验能影响年轻科学家的思想。

今年是林道会议70周年。因疫情,会议在线上举行(6月27日~7月2日)。其间,70多位诺贝尔科学奖获得者与来自世界各地的 600 多名年轻科学家进行了交流。议题涉及流行病、气候变化、基因编辑、暗物质、能源以及人工智能——所有这些都与我们的社会生活息息相关。

在“新一代医学”议题中,2004年诺贝尔化学奖获得者阿龙·切哈诺沃(Aaron Ciechanover)兴奋地表示“医学即将发生变革”。

阿龙主攻生物学,还曾攻读医学博士,并接受过外科医生培训。因而,对人类健康的理解,少有人比他看得更远。是什么让阿龙如此激动?人类在与癌症的斗争中取得了长足进步——我们已经拥有一座日臻完善的抗癌武器库。

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2021年林道会议线上举行

精准医疗

切哈诺沃回忆了自己学习医学的旧时光。“我那个时候,假使有病人身患肿瘤,医生对其肿瘤发展的分子机制是不感兴趣的,因为我们缺少研究它的工具。”

肿瘤病人的诊治过程可用简单直接来形容。医生会查看可用的成像设备(X射线、CT扫描或MRI)并决定是否可以对肿瘤进行手术。手术通常是首选的,因为它能直接清除肿瘤。如果肿瘤太大或触及重要器官,那么医生可能会选择化疗或放疗来缩小其尺寸,然后再尝试手术。但这些手段会带来严重的副作用。

用切哈诺沃的话讲:“化疗和放疗就像用大炮打苍蝇。它们无法区分健康组织和患病组织,很难给予精准指导。”

之后,在世纪之交,一场革命开始了。2000年,发表于《自然》(Nature)的一篇里程碑式论文打开了窥探基因之门。

切哈诺沃这样说道:“我记得很清楚,在那激动人心的一天,《自然》发表了第一个人类基因组,为我们提供了关于我们自己如何构成的信息。那是一个开始。过去20年间,我们收获了巨大进步。现在的我们能更好地诊断癌症,也能够在分子水平上分析肿瘤或任何其他疾病。”

2003年,人类全基因组测序的价格约为27亿美元;今天,27亿变成了100。技术的迅猛进步和成本的大幅下降使得遗传和分子分析的应用更加广泛。

不只是癌症,整个医学领域都处于一场大革命中。切哈诺沃相信未来医学的定义都会改变——我们最后将是治疗患者,而非疾病,每个患者都接受个性化的治疗方案。

PD-1阻断疗法

2018年诺奖得主、日本免疫学家本庶佑(Tasuku Honjo)同样对终结癌症持乐观态度。在他看来,我们虽然做不到在短期内根除癌症,但很有可能最终实现对大多数肿瘤的控制。

20世纪90年代,本庶佑和同事发现并命名了一种重要的免疫抑制分子——程序性死亡受体1(programmed cell death protein 1,简称PD-1),还证明了PD-1可作为一种针对获得性免疫的制动系统——确保人体免疫系统不会超速运转进而导致自身免疫性疾病。当然,假使PD-1太多了,免疫系统将难以正常工作。

例如,某些肿瘤会产生类似PD-1的物质,后者有助于肿瘤逃过免疫系统的打击,进而导致一系列问题,恶化病情。

但我们如果有能力抑制癌症患者体内的PD-1(或者说类PD-1),那么理论上就可以利用人体自身的免疫系统来对抗癌症——这也是本庶佑和同事尝试攻克绝症的基本思路。

2002年,本庶佑团队发现,阻断小鼠体内的PD-1可以重新激活获得性免疫,从而治愈肿瘤。

2014年,日本和美国的监管机构批准了PD-1阻断疗法用于治疗癌症。而现在,全球有超过1000项关于PD-1的临床试验正在进行中,PD-1阻断疗法似乎对多种癌症有效,且疗效持久。

CRISPR疗法

斩获2020年诺贝尔化学奖的CRISPR/Cas9是另一项能帮助我们对抗癌症的技术。

美国国家癌症研究所(NCI)癌症生物学部的李杰瑞(Jerry Li)表示:“CRISPR正凭借其便利性成为许多癌症生物学研究所使用的主流方法。”

CRISPR是一种简单却又强大的基因编辑方法,其灵感来自大自然——某些细菌用于保护自己免受病毒入侵的防御机制:它们会捕获任何病毒入侵者的 DNA片段,并将其存储为CRISPR片段;如果同种病毒再度来袭,该细菌便会搜索其DNA库并释放一种名为Cas的酶来切割入侵者的 DNA。

也正因CRISPR道法自然,其先驱之一伊曼纽尔·夏彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)教授才会在林道会议上表示“基因编辑并不新鲜”,但无论如何,CRISPR/Cas9已然成为当今医学界神器一般的存在。

首个CRISPR癌症疗法于2019年推出。其研发团队通过编辑患者自身的免疫细胞,令其具备更强大的检测和杀死肿瘤细胞的能力,从而达到治愈癌症的目标。

早期结果也表明新疗法安全有效——当然,这方面的工作目前仍处于初级阶段,CRISPR向癌症的进击还有很长一段路途。

过去半个世纪,我们在与癌症的斗争中取得了长足进步;可尽管诊断和治疗方法有所改进,如果我们想要真正控制癌症,还有更多工作等待完成。而我们用来完成那些工作的新工具正越来越成熟。

研究人员通过使用像CRISPR 或PD-1这样的方法,能够开发出个性化、有效且安全的治疗方法。我们正在目睹一场新的医学革命,以及一座日臻完善的抗癌武器库。

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