諾貝爾獎可說是最有威望的科學獎,對於許多年輕的研究人員來說,諾獎是他們夢想中最極致的成功,諾貝爾獎得主在他們心中更是隻能遠觀景仰的人。要是有機會能見到諾貝爾獎得主,甚至一同喝杯咖啡的話,將是莫大的幸事。
每年,林道諾貝爾獎得主大會(簡稱“林道會議”)為科研人員提供機會認識來自他們領域的諾獎得主,並與其互動。而對於諾貝爾獎得主來說,透過會議來分享他們的知識和經驗能影響年輕科學家的思想。
今年是林道會議70週年。因疫情,會議在線上舉行(6月27日~7月2日)。其間,70多位諾貝爾科學獎獲得者與來自世界各地的 600 多名年輕科學家進行了交流。議題涉及流行病、氣候變化、基因編輯、暗物質、能源以及人工智慧——所有這些都與我們的社會生活息息相關。
在“新一代醫學”議題中,2004年諾貝爾化學獎獲得者阿龍·切哈諾沃(Aaron Ciechanover)興奮地表示“醫學即將發生變革”。
阿龍主攻生物學,還曾攻讀醫學博士,並接受過外科醫生培訓。因而,對人類健康的理解,少有人比他看得更遠。是什麼讓阿龍如此激動?人類在與癌症的鬥爭中取得了長足進步——我們已經擁有一座日臻完善的抗癌武器庫。
切哈諾沃回憶了自己學習醫學的舊時光。“我那個時候,假使有病人身患腫瘤,醫生對其腫瘤發展的分子機制是不感興趣的,因為我們缺少研究它的工具。”
腫瘤病人的診治過程可用簡單直接來形容。醫生會檢視可用的成像裝置(X射線、CT掃描或MRI)並決定是否可以對腫瘤進行手術。手術通常是首選的,因為它能直接清除腫瘤。如果腫瘤太大或觸及重要器官,那麼醫生可能會選擇化療或放療來縮小其尺寸,然後再嘗試手術。但這些手段會帶來嚴重的副作用。
用切哈諾沃的話講:“化療和放療就像用大炮打蒼蠅。它們無法區分健康組織和患病組織,很難給予精準指導。”
之後,在世紀之交,一場革命開始了。2000年,發表於《自然》(Nature)的一篇里程碑式論文打開了窺探基因之門。
切哈諾沃這樣說道:“我記得很清楚,在那激動人心的一天,《自然》發表了第一個人類基因組,為我們提供了關於我們自己如何構成的資訊。那是一個開始。過去20年間,我們收穫了巨大進步。現在的我們能更好地診斷癌症,也能夠在分子水平上分析腫瘤或任何其他疾病。”
2003年,人類全基因組測序的價格約為27億美元;今天,27億變成了100。技術的迅猛進步和成本的大幅下降使得遺傳和分子分析的應用更加廣泛。
不只是癌症,整個醫學領域都處於一場大革命中。切哈諾沃相信未來醫學的定義都會改變——我們最後將是治療患者,而非疾病,每個患者都接受個性化的治療方案。
PD-1阻斷療法
2018年諾獎得主、日本免疫學家本庶佑(Tasuku Honjo)同樣對終結癌症持樂觀態度。在他看來,我們雖然做不到在短期內根除癌症,但很有可能最終實現對大多數腫瘤的控制。
20世紀90年代,本庶佑和同事發現並命名了一種重要的免疫抑制分子——程式性死亡受體1(programmed cell death protein 1,簡稱PD-1),還證明了PD-1可作為一種針對獲得性免疫的制動系統——確保人體免疫系統不會超速運轉進而導致自身免疫性疾病。當然,假使PD-1太多了,免疫系統將難以正常工作。
例如,某些腫瘤會產生類似PD-1的物質,後者有助於腫瘤逃過免疫系統的打擊,進而導致一系列問題,惡化病情。
但我們如果有能力抑制癌症患者體內的PD-1(或者說類PD-1),那麼理論上就可以利用人體自身的免疫系統來對抗癌症——這也是本庶佑和同事嘗試攻克絕症的基本思路。
2002年,本庶佑團隊發現,阻斷小鼠體內的PD-1可以重新啟用獲得性免疫,從而治癒腫瘤。
2014年,日本和美國的監管機構批准了PD-1阻斷療法用於治療癌症。而現在,全球有超過1000項關於PD-1的臨床試驗正在進行中,PD-1阻斷療法似乎對多種癌症有效,且療效持久。
CRISPR療法
斬獲2020年諾貝爾化學獎的CRISPR/Cas9是另一項能幫助我們對抗癌症的技術。
美國國家癌症研究所(NCI)癌症生物學部的李傑瑞(Jerry Li)表示:“CRISPR正憑藉其便利性成為許多癌症生物學研究所使用的主流方法。”
CRISPR是一種簡單卻又強大的基因編輯方法,其靈感來自大自然——某些細菌用於保護自己免受病毒入侵的防禦機制:它們會捕獲任何病毒入侵者的 DNA片段,並將其儲存為CRISPR片段;如果同種病毒再度來襲,該細菌便會搜尋其DNA庫並釋放一種名為Cas的酶來切割入侵者的 DNA。
也正因CRISPR道法自然,其先驅之一伊曼紐爾·夏彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)教授才會在林道會議上表示“基因編輯並不新鮮”,但無論如何,CRISPR/Cas9已然成為當今醫學界神器一般的存在。
首個CRISPR癌症療法於2019年推出。其研發團隊透過編輯患者自身的免疫細胞,令其具備更強大的檢測和殺死腫瘤細胞的能力,從而達到治癒癌症的目標。
早期結果也表明新療法安全有效——當然,這方面的工作目前仍處於初級階段,CRISPR向癌症的進擊還有很長一段路途。
過去半個世紀,我們在與癌症的鬥爭中取得了長足進步;可儘管診斷和治療方法有所改進,如果我們想要真正控制癌症,還有更多工作等待完成。而我們用來完成那些工作的新工具正越來越成熟。
研究人員透過使用像CRISPR 或PD-1這樣的方法,能夠開發出個性化、有效且安全的治療方法。我們正在目睹一場新的醫學革命,以及一座日臻完善的抗癌武器庫。
資料來源:
A revolution against cancer is unfolding — and we're just getting started
END
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