对那些已经出现扩散和转移的癌症患者,不管手术刀还是放射线,都很难深入到全身组织内,再去寻找并杀死所有游离在外的癌细胞,这就是药物的战场了。而药物当中的化学物质是有可能随着人体的循环系统到达身体各处,一路上不断的识别和杀死癌细胞的。所以一般手术,放疗和药物治疗是结合在一起使用的,用手术和放射线对抗大块的肿瘤,用药物对抗侥幸逃脱的癌细胞。
1.1、什么是最完美的癌症药物?逻辑上说,它应该符合这样的标准:能够杀死身体内的所有的癌细胞,但是绝对不会威胁到正常的身体细胞。首先得知道癌症细胞和正常身体细胞之间到底存在什么生物学区别,然后利用这些差别开发精确的癌症药物。上世纪中期人们挖掘出癌症细胞第一大特征,也是最明显的特征,就是疯狂的分裂繁殖。
1.2、这种不受控制的生长繁殖过程到底是怎么一回事?在1953年著名的DNA双螺旋结构被发现以后,人们马上想到,癌细胞想要拼命地分裂繁殖,当然就需要不断的复制自己的遗传物质DNA,然后完成细胞的分裂,从一个细胞变成两个后代细胞…然后如此这般的重复复制和分裂。因此相比于正常细胞,癌细胞内部制造DNA原材料,复制DNA,进行细胞分裂的功能会非常活跃。相对应的,如果一种化学物质能破坏DNA复制和细胞分裂过程中的任何一个步骤,这种化学物质就有可能被用来对抗癌症。
1.3、在这个思路的指导下,从上世纪50年代到80年代,陆续出现一大批这样的药物。它们有的可以破坏DNA原材料的合成,例如治疗白血病的药物甲鞍蝶呤。有的可以阻止DNA的自我复制,比如顺铂类的药物。有的可以破坏细胞分裂的过程,比如紫杉醇和长春花碱。这些药物确实非常管用,直到今天仍然是人类对抗癌症的第一线药物。
四种常用的化疗药物这些药物之所以能够被开发出来,直接依赖于人类理解了癌细胞生长繁殖的底层生物学机制。
1.4、这已是癌症药物史上的一次革命了,但这次升级很不彻底,远不够精确。从描述中可以看出,这些药物与其说是专门杀死癌细胞,还不如说是专门杀死身体当中所有分裂繁殖都很旺盛的细胞的。因为所有持续分裂繁殖的细胞,不管是正常的身体细胞还是癌细胞,都需要持续地制造DNA,持续地完成DNA自我复制和细胞分裂。
这也是为什么化疗经常会产生非常严重的副作用,因为身体中确实存在需要分裂繁殖的正常细胞,而这些细胞也会遭受杀伤,比如负责长头发的细胞,口腔黏膜细胞,肝脏细胞,骨髓干细胞等等。
2.1、除了持续分裂繁殖之外,癌症和正常身体细胞还有没有什么更本质的区别呢?有的。《我不是药神》中的格列卫就是这样的代表药物。1960年费城的科学家发现慢性粒白血病的患者体内,其癌细胞出现了一个和其他正常身体细胞完全不同的特征。这些细胞内DNA发生一次显微镜下清晰可见的结构重组,人体第22号染色体上的一段,被错误的嫁接到第九号染色体的尾巴上,这个结构重组后来被叫做费城染色体。
费城染色体2.2、这个DNA的结构重组,既然只有癌细胞才有正常细胞完全没有,那它就代表了这一类癌细胞的一个非常精准的特征。之后人们更是发现,这次DNA结构重组是把人体细胞当中原来两个风马牛不相及的基因拼接融合到了一起,结果在细胞内产生了一个名叫BCR-AbL的全新杂种蛋白。这一个全新的蛋白质引起血液细胞疯狂的分裂繁殖,从而导致了白血病。
即BCR-AbL这个蛋白,不光是这一类癌细胞的精确特征,还是这一类癌症直接的发病原因,如利用这一特质开发出药物,就能达到梦寐以求的完美抗癌药。
2.3、差不多40年后,这个思路被真正实现了,在20世纪90年代末,瑞士的诺华公司的科学家开发出一种化学物质,能够专门和这个杂种蛋白结合,关闭它的功能,从而压制癌细胞的生长。与此同时几乎只针对BCR-AbL杂种蛋白开火的药物“格列卫”被研制出来。它对正常细胞的抑制作用非常之小,这就让这种药物的副作用要比传统的化学药物小得多。
这就是癌症历史上鼎鼎大名的药物“格列卫”,这个药凭一己之力,就把慢性粒细胞白血病患者的5年生存率从30%提高到了90%,在很大程度上让这些患者过上了正常人的生活。
格列卫而在概念上,格列卫的出现也宣告了癌症药物的开发,真正从粗糙迈向精准。
2.4、只要我们能在生物学层面找出癌细胞和正常身体细胞之间存在着本质性的差别,就能开发出精准的识别和杀死癌细胞的药物来,基于这样的思路,开发出来的药物也被很形象的称为“靶向药物”。
3.1、对癌症的持续“追杀”。即使开发出对应的“靶向药物”也不是能够高枕无忧,因为癌细胞容易漏网。它疯狂分裂繁殖的特性,漏网后可能在短时间内反复繁殖和变异,诞生出全新的后代,逃脱这种药物的压制。它还能根据药物的情况,快速调整自己生存状态,如学会把药物挡在细胞门外,学会绕过药物的作用继续生存……这样癌症的耐药性就出现了。
从生物学的本质上讲,癌细胞的耐药性和细菌的抗药性是同一回事,都是细胞通过DNA突变或主动学习获得抵抗药物的能力。
3.2、解决的思路就是把癌症“追杀”进行到底。一个靶向药物可能杀死99%的癌细胞,但是留下了1%的耐药癌细胞。没关系,再去搞清楚这些耐药的细胞带有什么全新的生物学特征,根据这些特征开发出一种新的靶向药物,专门去杀死在剩下的1%的耐药癌细胞。
3.3、一个精彩的案例是针对非小细胞肺癌的药物开发,肺癌患者体内的癌细胞也出现各种各样的DNA 变异,这些变异让细胞有了疯狂生长和繁殖的能力。比如说相当一部分患者体内,一个名叫EGFR的基因就发生了突变,产生了一个非常活跃的变异蛋白,让细胞开始恶性繁殖。2002年一种名叫易瑞沙的药物上市,它能够专门结合这个突变了的EGFR,起到杀死癌细胞的作用。
易瑞沙3.4、但易瑞沙的作用没有格列卫那么惊人,很多患者用了药之后,肺癌确实会得到控制,但是几乎全部的患者在几个月或几年之后,就会出现耐药和复发现象,即癌细胞能够通过基因突变逃避易瑞沙的追踪,重新发展壮大起来。
易瑞沙失效之后,人们发现有差不多一半病人的体内的癌细胞里面,egfr基因上面出现了一个新的突变。这个新的基因突变,让egfr基因继续推动细胞繁殖,同时又让易瑞沙根本找不到它。
3.5、2015年,一个新的抑制EGFR的药物泰瑞沙上市。
泰瑞沙这个药物可以轻易的识别和结合出现了新一轮突变的egfr蛋白,重新抑制癌细胞生长。也就是说人们开发出对于癌症进行第二轮精准打击的药物。从理论上讲,这样的工作可以反复持续进行下去。
4、只要人类科学和医学的进展跟得上,一种靶向药物或者不同靶向药物的排列组合,就可以像追杀逃犯一样,不间断地精确识别逃脱了上一轮打击的癌细胞。到最后,这些药物甚至可以把癌症变成一种慢性疾病。
总结:为了找到完美的抗癌药物,主要经历了三个阶段。第一,找出了癌细胞最显眼的特征,就是疯狂的生长繁殖。基于这个认知,人类发明了有效抗癌的第一拨药物,也就是传统的化疗药物。
第二,为了更精准地打击癌细胞,努力寻找到癌细胞更精确的生物学特征——标志性的基因变异,开发出有针对性的靶向药物。比如说治疗白血病的格列卫和治疗肺癌的易瑞沙。
第三,为了让侥幸脱逃的癌细胞无处可逃,又可以通过持续研究癌细胞耐药的原理,持续开发更新的靶向药物,追踪和杀死那些能够侥幸逃脱了治疗的残存癌细胞。肺癌当中的易瑞沙和泰瑞沙就是非常精彩的案例。
可以看到,顺着“从粗糙到精准”的思路,癌症药物开发也取得了很大的突破。不过,和手术治疗面临的问题一样,药物治疗也很难做到彻底精确。
20181226
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