听到某某得癌症了,因癌症去世了,都会让人一阵颤栗。除了恐惧就是庆幸自己没被其所害,然后默默祈祷自己和家人健康平安。这应该是大多数非癌症患者的内心写照,但看了下面几组数据后可能你就不那么心存侥幸了。
1.据统计,有40%的人会在一生当中的某个时候得上癌症。
这个数字意味着不管你是谁,你住在哪里,你有多高的名声地位,你这辈子一定会和癌症产生交集——也许是你的亲人、你的朋友,或者也许就是你自己。
2.全世界每年新发现的癌症患者超过1000万人,死于癌症的人也有接近900万
3.目前世界上癌症发病率最高的国家,前20名几乎都是经济发达、人均寿命很高的国家。
4.绝大多数癌症的发病率确实都随年龄增加而增加,平均而言,在80岁那一年得癌症的概率差不多是20岁时候的50倍。
而现在人类平均寿命已延长是不争的事实。
看了上面的这些数字有没有加深你的恐惧?我们会让自己活到容易得癌症的寿命,但又不可能为了避免癌症让自己早点死掉吧,貌似这一生很可能都要跟它打交道,既然躲不掉,就直面它,恐惧往往源于你的认知盲点,不懂才会怕。
身为生物学家的浙江大学王教授有一个关于癌症的系列文章,让我对癌症有了透彻的认识,他不仅科普了癌症的病因,讲述了人类对抗癌症的演进方案,更让我获得了一套解决顶级难题的方法论。你值得拥有!接下来我会带你一起揭开癌症的神秘面纱。
不过在开始之前,我还想真诚的跟大家建议下,保险中的重疾险真的很有必要购买,上文已分析了它发生的概率,我不是保险经纪人也不是保险代理人,只是有至亲的人经历过癌症,所以我的建议可能更容易被大家接受。保险的钱解决不了所有问题,但是是你解决问题的底气,是你对抗病魔的筹码。不过买保险也请你自己做足功课,不是一提保险就是“怕被骗”,怕还是因为你不懂,被骗也是因为你不懂,你在为自己的认知买单。不懂就去让自己懂,懂得比代理人都多,你还怕会被他骗么。
言归正传,我们先来看看癌症是什么。
What
癌症是一种“内生病”,是由于细胞不受控制的疯狂生长、分裂,繁殖,破坏了人体正常生理机能,导致器官衰竭而死。这是区别于其他高病发疾病最本质的特点,因为其他高病发病要么可以通过控制致病的风险因素来降低发病率,要么可以找到导致疾病的病原体来对抗,这些疾病都是“外来的”。
Why
那么好端端的细胞为什么会不受控制的疯狂分裂生殖呢?作者从生物演化角度认为这是多细胞生物的宿命。这个视角很重要,我需要再详细说明下。
大家应该知道,单细胞生物细胞不断分裂生殖是正常的,今天地球上所有单细胞生物都可以追溯到几十亿年前的某一个单细胞祖先。但多细胞生物就不是这样了,多细胞生物体内的细胞会分化成两种细胞,一种叫做生殖细胞,如精子卵子,专门负责生物体产生后代,这个就类似于单细胞生物,它可以成为子孙后代的一部分,永生不死;另一种叫做身体细胞,它的功能是帮助人体好好生存,它与生物体的寿命息息相关,极端点说,它与生殖细胞是死亡和永生的差别。
从生物演化史看,多细胞生物的这两种细胞分工是一场双赢的交易,一个专心繁殖后代,一个牺牲了永生和繁殖后代的权利,专心去保护生殖细胞尽可能多的产生后代,所以多细胞生命在二十亿年前开始大量涌现,有强大的生存和生殖能力。
但既然有交易,就会交易失败的时候,而交易失败的代价就是癌症。
所以从人体视角,身体细胞背叛了分工搭配,威胁了人体生存;但从身体细胞视角看,它无非是重新唤醒了本能争取了一次永生和繁殖的权利。而人体拥有百万亿数量级的身体细胞,又有如此漫长的生命,所以就增添了癌症出现的宿命色彩。
How
知道了癌症的病因,接下来我们来围观下人类对抗癌症的战争史,在长达百年的对抗中人类对治疗癌症的认知主要由以下面三个维度展开。
1.从粗糙到精准
手术治疗
这是最常规、最主流,可能也是最有效、最便宜的治疗方式。
1)切哪的升级过程
阶段1:切得彻底、全面,切得越多才越好,甚至会切除肿瘤附近的身体组织。
危害:给患者带来不必要的痛苦,而手术效果也只能说是差强人意,因为总有癌细胞会逃脱手术刀,转移。
问题来了:怎么切才能提高成功率还能减少患者痛苦呢?
阶段2:找到癌细胞与正常身体组织的边界,再切。
“冰冻切片病理诊断”方法被广泛使用,即外科医生与病理学家相配合,把切下来的肿块迅速冷冻切成非常薄的片,借助显微镜,病理学家可以快速的告诉外科医生,癌细胞是在肿瘤内部还是已扩散,外科医生是已经切到边缘还是需要再多切一点等等。
风险:以上方法对病理学家的要求极高,几分钟内拿出反馈意见的出错概率是很高的,切片分析的正确率平均而言仅有70%左右,
问题来了:如何将这个边界判断做得更精确?
阶段3:人工智能技术的介入。
让机器通过深度学习,对切片进行快速的自动诊断。
2)怎么切的升级过程
阶段1:放疗,即用放射线代替有形的手术刀,用高强度的射线照射和杀死肿瘤组织。
危害:肿瘤大小和具体位置不能精确,射线对人体的损伤大
阶段2:用CT、核磁、PET来定位,用质子和碳原子替代X射线。
药物开发
针对已转移的扩散的癌细胞,手术刀和放射线都很难起到作用,这就需要药物来救场了。
阶段1:针对癌细胞与正常身体细胞的显著区别来制药,即癌细胞内部制造DNA、复制DNA、进行细胞分裂的功能异常活跃。
危害:化疗副作用大,它杀死了癌细胞也杀死了身体中所有分裂繁殖旺盛的细胞,如负责长头发的细胞,肝脏细胞、骨髓干细胞等等。
阶段2:精准的靶向药物
找癌细胞与正常身体细胞的本质差别,《我不是药神》的格列卫就是根据这类癌细胞的DNA中第22号染色体与9号染色体的异常重组而发明的抑制其生长的化学物质。
靶向并不是终结:一旦有漏网之鱼,则可能在短时间里反复繁殖变异,形成耐药性。
阶段3:追杀到底
一旦出现新的变异,再针对新的变异细胞研发新的靶向药,开始第二轮打击,理论上这样的工作可以反复持续进行,最终将癌症变成一种慢性病。
药物投送
传统撒胡椒面似的给药,流失率大,真正起到作用的剂量不够。
阶段1:无论是口服还是注射,药物分子是广泛分布在全身,随着血液到处游走,所以药物会被浪费,且对其他组织器官有副作用。
阶段2:纳米药物的发明。分析肿瘤细胞与正常身体组织的差别,发现肿瘤细胞的血管很渣,且一两百个纳米范围内的微型颗粒在肿瘤附近的血管的RPR效应最明显,即容易泄漏和滞留。
缺点:精确度是炮弹水平,达不到导弹水平,是靠被动的泄漏而不是主动投送。
阶段3:导弹式投送
类似格列卫的思路,根据癌细胞的变异特性研制药物,药物将由负责识别癌细胞部分和杀死癌细胞的化学物质相结合。
阶段4:超级导弹,利用病毒这一天然精准投送系统。
病毒能精确识别和结合特定细胞表面的特定蛋白质分子。2014年已有这个思路的成功尝试,但还需要克服很多技术障碍。
2.从外力到内力
讲到现在,你会发现之前介绍的思路都是把癌细胞当成身体的怪胎去识别消灭,虽然这种方式没错,但还是很局限的,我们应该试着打开思路。
其实癌细胞不是孤立存在的,他和人体系统存在着什么关系呢?
获得支持
1.癌细胞的疯狂分裂繁殖需要得到人体系统的批准放行。
2.肿瘤的快速生长需要人体血管系统的支持。
3.癌症的转移和扩散也需要人体系统的支持。
认识到癌细胞与人体有这样的关系,过去十年来,有超过10个类似药物上市,就是针对第2点精准抑制血管内皮生长因子的功效,阻止肿瘤周围的血管生成,从而起到治疗肿瘤的作用。
这种“发掘内力”的思路的伟大之处就是,基于这个逻辑开发出来的药物是片伤,它不光适用于一种癌症,而是对很多不同类型的癌症都能发挥作用。
逃避追杀
除了要获得支持,癌细胞还要能逃避人体免疫系统的识别和追杀。
我们知道人体有非常发达的免疫系统,它不仅能够识别并且杀伤外来的细菌病毒,还能够识别人体产生的异常细胞,并且迅速把它们杀死。人体当中每天都会产生成百上千个具备快速生长繁殖能力的癌细胞,但这些变异细胞绝大多数都会在第一时间被人体的免疫系统发现并杀死。
那么最终发展成为癌症的癌细胞是怎么逃过这一劫的呢?
要解决这个问题,我们得先知道免疫系统是如何工作的。
免疫系统的工作原理
人体的免疫细胞具备几乎是无限的模式识别能力,一般时候总是保持沉默的,一旦发现了人体中没有的从来没有见过的化学物质,蛋白质分子,免疫系统的功能就会被快速启动,但是我们也得知道,人体免疫系统的功能也必须被控制在一个合理的范围内,如果免疫只能开启不会关闭,它就会开始识别追踪人体本来就有的化学物质,那它就很可能会误伤友军,就会导致所谓的自身免疫疾病,如红斑狼疮、银屑病等。
所以免疫系统不光需要油门,还需要刹车;不光需要知道谁是敌人,还需要知道谁是朋友。
在漫长的演化历史上,人体已经发展出了两个方法来达到上述目的:
方法一:免疫细胞自带好几十个有刹车功能的蛋白质,它能够被人体正常的细胞接触和结合,而被叫停,以免过度活跃。
方法二:区分敌我。免疫细胞自带识别系统,诞生后,它们会经过一轮挑选,如果识别对象是人体当中本来就有的物质,就会被人体主动清除。
知道了免疫系统的工作原理,我们就可以猜到癌细胞是怎么逃避追杀的了。它要么是主动给免疫细胞踩了刹车,要么是伪装成正常的细胞。
解决方案一:避免癌细胞给免疫系统踩刹车
科学家在21世纪初发现癌细胞特别喜欢踩PD-1这个刹车,所以14年研发的新药物就是为破坏癌细胞对PD-1的刹车功能而诞生的,它就像一个大笼子,套在刹车蛋白PD-1上面,让癌细胞想要踩刹车都够不着。也就是这个药物治好了卡特总统的恶性黑色素瘤。
解决方案二:让免疫系统识破癌细胞的伪装
人体细胞有一套专门用来做模式识别的系统,每个细胞都会生产一种特殊的蛋白质系统,叫“主要组织相容性复合体”,简称MHC,它主动把细胞内的蛋白质特征呈现在细胞表面,免疫细胞远远一看,就知道是不是自己人。而“狡猾”的癌细胞为了不暴露自己是坏人,干脆不再制造MHC了,这样免疫细胞没有了依据,不知道它是敌是友,识别模式机制就失效了。
知道了这个底层的生物学机制,我们有两个技术策略取得了重大成就,一个是CAR-T疗法,就是把患者体内的免疫细胞提取出来,往这些细胞里导入一个全新的识别系统,让这些细胞可以在没有MHC的情况下,也能识别癌细胞表面的特殊蛋白质。2012年,有个叫Emily的小女孩,患上了一种非常罕见且凶险的白血病,各种治疗方案都失败了,最后科学家冒险用了这个疗法,没想到奇迹发生了,给药后的几小时内,小女孩儿的身体状态迅速恢复,第二天就醒了过来,她体内的癌细胞被彻底消灭,到现在也没有复发。
CAR-T疗法属于被动策略,它是直接下手改造免疫细胞,而另一个策略更加“主动”,它就是个性化癌症疫苗。虽然叫疫苗,但不是用来 预防的,也是一种治疗手段。它的原理是,把癌细胞从病人体内提取出来,分析癌细胞产生了多少种正常细胞没有的蛋白质,或异常蛋白质,然后再把这些蛋白质人工合成注射给人体,目的是将这些蛋白质主动呈现给免疫系统,唤醒专门的免疫细胞来清除他们。2017年已经有小规模的人体实验在进行,成果非常振奋人心。
只不过以上的策略都是个性化的,需要针对特定的癌细胞进行分析改造,所以很难实现规模效应,成本也高。能开发出更通用的治疗方法,是下一步需要解决的大问题。
3. 从一次治疗到终身管理
之前讨论的两个认知维度,都是围绕着癌症发生后的治疗展开的,但癌症不是突然发生的,它只是突然发现的,癌症的诊断也许只要一秒,但它的产生和发展却是个漫长的过程。所以,我们与癌症的较量不仅仅是一次战役,而是一场战争,它是一个终身管理的过程。
预测
你肯定要说,癌症就是基因突变的结果,我们没法控制啊。大家知道安吉丽娜.朱莉做了乳腺和卵巢切除手术吧,因为朱莉家族带有一个很容易导致癌症的基因突变,她的母亲和小姨都因为乳腺癌50多岁都去世了,朱莉在做了基因检测后发现自己也带有同样的基因突变,所以她才做此决定。预测是我们针对癌症内因可采取的应对措施。
预防
预防是针对外因的,比如宫颈癌疫苗的接种,就是预防宫颈癌最好的措施。此外,我们远离那些诱发癌症的化学物质,如煤焦油等,也能降低诱发癌症的概率。
预警
癌细胞发展为癌症是一个漫长的过程,是一个从弱变强的过程,所以在肿瘤还没有长得太大,没有扩散的时候发现它,治疗的复杂度比后期要简单得多,康复和治愈效果也要好很多。早期预警比如体检里的肠镜、胃镜、宫颈涂片、乳腺X光、胸部CT等。
那一旦癌症发生,我们该如何制定有效的治疗方案呢?
1.初始方案要彻底个性化,即对症下药,同病异治,异病同治。
比如,同样是非小细胞肺癌,那到底是哪种基因突变引起的,是EGFR还是ALK,会直接影响到药物选择和治疗方案的设计,但反过来,不同部位的癌症,管他是肺癌,还是黑色素瘤,可能都是通过踩PD1刹车来逃避免疫系统追杀的,那就用同一种药就管用。
2.持续的追踪治疗,将癌症变为慢性病。
癌细胞的变异是极强的,很可能初始方案在后续治疗过程中就失效了,因为它总能通过基因突变绕过任何一种治疗方案,产生耐药性,重新生长出来。所以随时动态调整治疗方案,对癌症基因突变随时检测,新药持续开发,三者紧密结合起来,就有望把癌症锁定在慢性病的范畴。
终身管理
如果我们把目光放长远一点,不光考虑癌症,而是考虑一个人从生到死的时空尺度,那我们需要的其实是一套从根本上改善健康状况的办法。那么一方面我们要控制我们能控制的,什么是能控制的?如远离吸烟喝酒咸鱼泡菜这些明确的致癌因素。可能会有人质疑,身边有谁谁谁抽了一辈子烟也活到90多,谁谁谁年纪轻轻不抽烟不也得了癌症,的确,人体的健康管理是一件非常复杂的事情,具体到个人而言,确实很难说哪种措施就一定会在多大程度上影响健康,但在个性化的科学健康管理真正到来之前,远离那些明确的致癌因素是我们唯一能控制的。
还有哪些是我们无法控制的呢?那就是衰老,就如文中一开始提到的,人类让自己活到了更容易得癌症的年龄。如果我们能让年龄和衰老这两件事分离,那也许我们就可以健康地变老了。在大半个世纪前,美国的科学家就发现每天给大鼠吃六成饱,大鼠可以多活1/3时间,这个实验最近在猴子研究上也得到了证实,就是热量限制确实能够显著地延长动物的寿命,更重要的是节食能让同年龄的猴子癌症发病率降低50%,所以从现在开始,控制下自己的胃口吧。只不过填饱肚子是生物本能,即使告诉你结果了,在你面对近在眼前的美食和远在天边的健康风险时,你可能还是会义无反顾的吃起来。
结语
到此人类与癌症的战争也算是取得了阶段性成果,我们已经不会再谈癌色变了,癌症已经实实在在地被人类的智慧关进了笼子,也许未来的某个时刻, 我们自己或者我们的子孙后代,回忆起今天这个对癌症小心翼翼、心惊胆战的时代都会觉得像听神话故事一样不可思议。
而这个战争也告诉我们一个解决复杂问题的通用方法论:挖掘底层逻辑,跳出思维盒子,坚持全局思维。反复挖掘最底层的需求和原因,找到问题的真正问题,同时要有全局思维,Think out of the box ,把问题放在更大的系统体系中去审视、思考,这样才能有新的突破。