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然而,一种抗体只能针对一种特定的疾病(或疾病的原因),问题是我们现在都还不清楚引发大部分癌症的原因是什么。也就是说,大部分癌症患者是不能通过免疫疗法得到帮助的。癌症免疫疗法的另外一个问题是成本太高,仅派姆单抗每年的花费就约是15万美元。而且,坦白地说,卡特在接受昂贵的免疫治疗之外,还接受了手术和化疗。因此,我们甚至都还不能肯定是否就是派姆单抗治愈了他的癌症。总之,吉米·卡特的情况只是一个幸运的实验。
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目前在癌症等人类重大疾病的攻克上,政府、大公司和科研机构都扮演着不同的角色。就西方国家目前的情况来说,政府自然贡献了很多“官僚机构”,大型制药公司自然贡献了很多钱。但两者都在癌症面前无能为力。
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人类战胜癌症的故事其实很有教育意义。美国总统理查德·尼克松(Richard Nixon)1971年发布了著名的“抗癌之战”演说,这场直接由美国国会发起的“战争”提出的愿景是,5年之内汇集多方力量找到治疗癌症的方法。自然,结果是并没有找到传说中的治愈良方。以国家癌症研究所为中心的各种癌症研究机构的预算却急剧增加。1984年,美国国家癌症研究所的主任文森特·德维塔(Vincent T. DeVita)承诺,截至2000年,因癌症致死的人数将减少50%,实际结果是,癌症致死率到2000年为止只减少了17%。2003年,美国国家癌症研究所的新主任安德鲁·冯·埃申巴赫(Andrew Von Eschenbach)又承诺说,到2015年,癌症一定能够被攻克。然而,2015年,仅美国就新增了150万的癌症患者,并有59万人死于癌症,根本找不到已被治愈的迹象。事实上,从尼克松1971年的演讲之后,美国患癌症的概率就一直在增加,从10万人中少于500人患癌一直增加到多于500人。
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总体来说,这些年来癌症死亡率略有下降只是因为医学找到了让人们活得更长一点的方法。然而,有时候,带着癌症病毒活得再久一点对人们来说并不是很好的解决方案。我甚至认为这根本就是一大失败。
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1971年,尼克松的专家们相信癌症是由病毒引起的,他们花了大量资金来寻找这种病毒。如今,我们知道癌症是由致癌基因引起的,这种致癌基因可以被外部因素(如放射性物质或毒素)激活,也可以由内部因素(随机突变)引起,而人体内原来被设定为“抑制”致癌基因的基因在这两种情况下并没有发挥功效,这就会导致癌症发生。
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关于癌症,近年来最重要的发现是,肿瘤不断在经历基因变化,这让癌症“千变万化”,使得定位它非常困难。在努力寻找可能的解决方案上,集中式的官僚机构基本上都以失败告终,而那些零散分布在世界各地的科学家们却捷报频传。因为官僚机构往往都是由上至下的层级结构,只会创造越来越多的官僚机构,而分散在各地的科学家们却有意无意地“竞争”着在癌症研究上的进展,几乎每年他们都能有新发现,而每个发现都会带来其他科学家们的又一发现。
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这么多年得来的教训很清晰:基本上,大的官僚机构都解决不了问题,他们不过是打着解决大问题的旗号为自己争取资金,顺便支付自己员工的薪水。而大公司和大医院则因为癌症的存在而赚了不少钱。所以,你也许会认为我“愤世嫉俗”,但我很怀疑这些大机构消除癌症的动机到底有多强烈,至少没有为癌症患者开发新药的成本高。
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对癌症研究的未来,我相信,一些独立研究人员将做出重要贡献。比如,加州大学伯克利分校的Rosetta@home[一个基于伯克利开放式网络计算平台(BOINC)的分布式计算项目,该项目由华盛顿大学贝克实验室开发和维护,用于蛋白质结构预测、蛋白质—蛋白质对接和蛋白质设计的研究。截至2009年2月8日,全球共有8.6万台计算机是这一项目的活跃志愿者和研究成员]、IBM主导的“世界公共网络计算平台”(the World Community Grid,一项基于互联网的公益性分布式计算项目,始于2004年11月16日,该项目将联合分布于世界各地的志愿者们提供的计算资源,将它们用于一些能为全人类带来福音的大型科学研究项目)以及澳大利亚的“梦工坊”(DreamLab)。这些项目都是将世界各地的志愿者们提供的计算机或智能手机的计算资源汇集起来,便于让独立科研人员进行关于癌症的研究。同时,收集大量癌症患者疾病信息的“大数据”项目也在进行,比如美国临床肿瘤学会(American Society of Clinical Oncology)发布的CancerLinQ项目,2015年由美国癌症研究协会(the American Association for Cancer Research)发布的GENIE(Genomics,Evidence,Neoplasia,Information,Exchange)项目,该项目希望通过汇总患者的肿瘤基因组信息与临床治疗结果,建立更准确的数据库,这些项目肯定也会对独立研究的科学家大有帮助。
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再生医学的前景
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再生医学近年来也引起很多关注,它的吸引力是很明显的:这意味着未来我们能在身体上“种植”特定的组织(如替换掉在火灾中被烧伤的皮肤)和身体器官。某种程度上,人类将具备和蜥蜴一样的能力,尾巴断掉了还能再生。目前,每年都有约120万人器官损伤或完全坏死,而只有10%~20%的人能及时得到器官移植,这意味着再生医学每年能够拯救超过一百万人的性命。
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再生医学诞生于1981年,当剑桥大学的马丁·埃文斯(Martin Evans)和加州大学旧金山分校的盖尔·马丁(Gail Martin)各自分离出了老鼠的胚胎干细胞时。干细胞是我们身体所有细胞之母,而胚胎是人或动物尚未成形时在子宫时的生命形式,胚胎干细胞作为原始(未分化)细胞,具有分化为各种不同功能细胞的潜能,即具备“多功能性”。当然,一旦胚胎干细胞已经形成特定的组织细胞,它这种多功能性也就随之丧失。比如,你鼻子的干细胞就是成体干细胞,它只能生长成一个鼻子细胞,而不能长成一个肝细胞。胚胎干细胞的研究一直很有争议性,因为它意味着要破坏胚胎。超过10年以来,它一直仅在动物身上进行,但随后,科学家们还是开始了人体胚胎干细胞的研究。
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威廉·哈兹尔廷(William Haseltine)1992年创造了“再生医学”这个词,虽然直到1998年,威斯康星大学的詹姆斯·汤姆森(James Thomson)才分离出人体胚胎干细胞。这意味着科学家们将有可能在实验室里“生产”出来所有的身体部件。此时,全世界对于再生医学的潜能已经有了足够的商业兴趣,世界各地相继有一些公司成立。回想起来,最有影响力的一些公司是:Cellectis(法国,1999年),Mesoblast(澳大利亚,2004年),Capricor Therapeutics(美国,2005年)和Pharmicell(德国,2006年)。
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2004年,加州推出了再生医学研究所来推进这一领域的研究,又一个十年很快过去了,这期间围绕干细胞的伦理问题一直争议不休。
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2007年,日本京都大学的山中伸弥(Shinya Yamanaka)将成人细胞转化为多功能干细胞,这一开创性成果的论文题目是《诱导多功能干细胞》(Induction of Pluripotent Stem Cells),而这直接演变成了通过将细胞基因重新编程转化为多能干细胞技术的专用术语,人们将这类细胞称为“诱导性多功能干细胞”,而这类细胞跟胚胎干细胞非常相似。也就是说,我们并不需要从人体获得胚胎干细胞,可以直接在实验室中将它们创造出来。
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Cellectis公司立即得到了山中伸弥的专利许可,开始了相关研究。2011年,韩国食品药品管理局准许由FCB-Pharmicell公司开发的心脏病治疗药物Hearticellgram-AMI正式投放市场,标志着世界首例干细胞治疗药物在正式诞生。目前,拥有多种独有干细胞项目的澳大利亚再生医药公司Mesoblast可能是这个领域最广为人知的玩家。
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不过,干细胞研究领域也有不少丑闻,其中两个堪称20世纪最大的学术丑闻。2004年,韩国科学家黄禹锡发表了关于全球首例克隆人类胚胎干细胞的论文。2005年5月,黄禹锡又发表论文称,他领导的科研小组利用多名患者的体细胞克隆培育出11个干细胞。而随后的调查发现,这两项成果均涉及造假。2014年,一位年轻的日本科学家小保方晴子(Haruko Obokata)在《自然》杂志发表了两篇突破性的论文,提出利用酸浴(把细胞浸泡在酸性溶液中)和挤压等方法可以更为简便地培养出多能细胞,即STAP细胞,这种细胞具有类似干细胞的功能。而她所在的日本理化学研究所(RIKEN)随后调查发现,论文也同样涉及造假。因此,对于干细胞初创公司的公告,我们还是要谨慎。
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人类再生器官的能力不像动物那样好,它在伤口自我愈合上的能力很好,但当涉及肌腱,韧带和月牙形的纤维软骨半月板时,自我修复和再生的能力就不行了。比如,世界各地每年大概有百万人半月板受伤,通常都不能被修复。
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也有科学家认为,他们可以直接“打印”出来身体组织和器官。将3D打印技术与活体组织结合起来的想法确实很有吸引力,第一个尝试将其商业化的公司是Organovo,这家公司由密苏里大学的加博尔等创立于2007年。现在,致力于3D生物打印的初创公司已经在亚洲出现,比如日本的Cyfuse,以及中国杭州的捷诺飞生物科技有限公司(Regenovo)。
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不过,总的来说,目前的生物打印研究仍然主要在大学里进行,尤其是维克森林大学以及哥伦比亚大学。2015年,美国哥伦比亚大学的杰瑞米·毛(Jeremy Mao)展示了一台能够生物打印人体半月板的机器,2016年,维克森林大学的科学家推出了一台专门为烧伤的皮肤打印新的皮肤细胞的生物打印机。这很容易让人想到“器官芯片”,含有人体活体细胞的生物芯片。但这些都是用于模拟实验,这些器官芯片复制出来的东西不能用于人体,它们就是为实验室而生的。2010年,哈佛大学Wyss研究所唐纳·因格贝尔(Donald Ingber)教授开发了一种芯片(USB拇指驱动器大小)来模拟肺部,被认为是第一个“芯片上的器官”(肺芯片),之后引发了世界各地的科学家来研究和模仿。大量动物曾因为人类的科研而死于实验室,“芯片上的器官”有可能提供另外一种选择,用生物芯片来模拟所需器官。另外,剑桥大学的玛德琳·兰开斯特(Madeline Lancaster)正在尝试用人类多功能细胞来培植三维的人体组织,她利用培养出来的组织来模拟人类的大脑是如何运作的。
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最后,当我们将基因治疗和干细胞研究混合起来看的时候,对得到身体部位和组织再生的工具就会颇为乐观。虽然研究者们用的是不同的研究方法,但这种研究在世界各地多个实验室都在进行:得克萨斯大学的刘颖(Ying Liu)、佛罗里达大学的夏广斌(Guangbin Xia)、迈阿密大学的约书亚·黑尔(Joshua Hare)以及瑞典隆德大学的马琳·帕玛(Malin Parmar)等。
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美国费城儿童医院针对基因RPE65突变造成的失明发明了一种基因疗法,2013年,基因治疗公司Spark Therapeutics从费城儿童医院这个项目中诞生,后续实验进行顺利,现在正在等政府的批准。
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2016年,女科学家伊丽莎白·帕里什(Elizabeth Parrish)在自己身上进行了基因治疗(她在西雅图有自己的创业公司Bioviva),用以提升和改善自己的“端粒量”(telomere score)(端粒是一种DNA,是人体变老时首先会受损的DNA,测试其质量最简单的方式是分析血液中的白细胞),这是一种在年轻人体内含量普遍比较高的物质,而在老年人体内含量普遍比较低,也就是说,是一种能让你保持年轻的物质。这位女科学家通过基因治疗将这种物质在20年里下降的数量重新“找回来”了。理论上讲,她在试图让自己“返老还童”。
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鉴于端粒下降只是人类老化过程中的一个因素,伊丽莎白·帕里什同样在自己身上“倒回逆返”了其他导致老化的因素。虽然目前只有时间会告诉我们她的“年轻的血液”是否真的能帮助她活得更久,但毫无疑问,基因治疗正在变得更加真实,不再是遥不可及的传说。
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