这是三集系列“赢得癌症战争”的第一集,作者Patrick Soon-Shiong,医学博士,FRCS(C), FACS
我2003年,政府机构宣布我们解决了癌症,因为我们解决了人类基因组。我们认为我们可以通过靶向DNA突变和阻止那些“癌症驱动因素”来阻止癌症的发展。这刺激了基因组学在过去十年的发展。数百家学术医学中心和公司开始开发自己的基因图谱——从40个DNA基因图谱到500个基因图谱,从乳腺癌基因图谱到肺癌基因图谱,以及介于两者之间的所有基因图谱——所有这些都在一场用靶向药物治疗癌症的巨大竞赛中展开。
大型制药和生物技术公司也加入了这股潮流。他们投资数十亿美元,利用有限基因小组的见解作为“癌细胞把戏”的唯一反情报,继续高剂量化疗的趋势,但补充靶向、单剂疗法作为首选武器……所谓的靶向治疗或“智能炸弹”13年后,基因组学只是故事的一部分。不幸的是,单用单一药物靶向治疗注定要失败。癌细胞有太多的冗余。我们现在已经了解到,癌细胞唯一不变的东西是其变形和改变的能力。
当你看到癌症到底是什么,它是我们正常的人类细胞再生过程的自然进化。这是一个很有争议的想法,但基于对干细胞25年的研究,我逐渐相信这是真的。我们的身体每天都会产生癌细胞。我们是自己的癌症!幸运的是,进化的力量和上帝赋予我们的精巧复杂的免疫系统——树突状细胞、T细胞和自然杀伤细胞的组合——阻止了它们,让我们保持健康。然而,当我们的生理过程有点混乱,我们的免疫系统被欺骗时,我坚信,癌细胞会劫持正常的细胞机制,阻止免疫系统发挥它的作用。所以癌症实际上是破坏了一个人与身体的契约。为了克服这个问题,我们需要找到一种方法,对免疫系统进行再教育,重新启动免疫系统,这样它就可以对付肿瘤。我们需要超越储存在DNA中的信息,将其视为真相的单一来源。
不幸的是,我们仍然被教条所束缚。我们继续生活在这样一个世界,癌症治疗的标准是建立在naïve上的,几乎是傲慢的,假设仅仅了解基因是唯一重要的事情。或者,了解50个甚至500个基因将为我们提供所有信息,以解开癌症细胞转移的秘密。但我们的研究开始表明,情况已不再如此。最重要的是癌症的生物学是极其复杂的。它是如此复杂,以至于基因的输出——特别是我们体内蛋白质的下游网络——甚至比基因本身更重要。
我们继续生活在这样一个世界,癌症治疗的标准是建立在naïve上的,几乎是傲慢的,假设仅仅了解基因是唯一重要的事情。
更复杂的是癌细胞的异质性。最近,我们发现,当你从三阴性乳腺癌患者活检,从不同的网站对身体(例如,乳腺癌、淋巴结、或传播的一个网站)和测量DNA,实际上有完全不同的突变出现在每个切片根据活检的网站,所有病例均在同一天出现。所以问题来了,你的目标是什么?如果你只是简单地尝试用单剂靶向治疗来瞄准一个部位,那么在靶向治疗可能错过的癌亚克隆重新繁殖之前,这只是时间问题。这就是“抗性突变”的概念。
这意味着我们必须超越DNA本身。我们必须理解我所称的复杂的相互作用或“蛋白质之舞”。这意味着不仅要研究DNA,还要研究RNA、蛋白质网络、蛋白质通路以及癌细胞本身蛋白质的实际数量水平。这将帮助我们更好地弄清癌细胞劫持的所有复杂机制,以及何时何地进行干预。这是我们的肿瘤医生在战场上需要的深度智慧。
为了有效地做到这一点,战场的规模和规模是巨大的。看看这些数字:
•我们有30亿个DNA碱基对,控制着2万多个基因。
•这2万个基因和其他基因(科学界称其为“垃圾DNA”,因为他们没有意识到DNA的其余部分所起的巨大作用)控制着转录,转录涉及20万个rRNA(核糖体DNA)分子。
•rDNA参与了数百万种蛋白质的转录,这些蛋白质相互作用并创造了超过10,000种不同的网络通路。
所以我们的挑战是整合这些信息来分析30亿个碱基对,乘以2万个基因,乘以20万个rRNA分子,乘以1万个路径,所有这些都是为了找到让癌细胞茁壮成长的单一蛋白质路径。
这意味着我们需要提高目前基因测序的进程和速度,使其超越500个基因。我们需要扩展我们目前的思维,研究全基因组测序(超过20000个基因),并将其与RNA测序结合起来,这样我们才能真正了解癌症细胞的DNA改变和蛋白质表达。我们还需要应用丰富的定量蛋白质组学,以便我们能够测量作为各种治疗靶点的临床相关蛋白质的实际数量。这将有助于我们了解这些疗法将如何协同工作。这就是我相信癌症治疗的未来在于利用基因组学和蛋白质组学使我们更聪明,这样我们就可以释放免疫系统的力量来战胜疾病。这种最深刻的智慧将使肿瘤学家能够为他们的病人打一场终生的战争。
让我们回到DNA的故事。对抗癌症最重要的是克服我们已经坚持了一段时间的教条和错误假设。我们必须放弃这样的想法:更多的信息会扰乱我们的思维,只会混淆我们的方法。这一教条是我们推进我们的洞察力的最大挑战,并阻止了我们赢得与癌症的战争。 随着人类基因组计划在2003年的完成,假设是“我们已经完成了”,现在可以治愈癌症。美国和英国的政府机构和领导科学研究的官员都发布了公告,自豪地宣布我们所知的癌症已经结束。那是2003年。
今天,基因组学和蛋白质组学的潜力完全在我们的掌握之中。随之而来的是有希望的对抗癌症的新方法(本质上是组合免疫疗法),当我们了解病人的完整分子结构——从DNA到RNA,再到蛋白质——时,这种方法的成功就达到了最佳状态。这个挑战就像发现“上帝的粒子”一样大,除了它还需要每天为数百万癌症患者解决这个问题。我们已经建立了光纤和超级计算基础设施来应对这一挑战,现在我们可以每天为成千上万组测序数据找到答案。
有了这个关键的反情报,我的下一个博客将讨论各种武装战场的方法,通过观察联合免疫疗法作为战胜这种疾病的关键武器的巨大潜力。通过这个新一代的测试,我们称之为" GPS癌症"我们将找到最终的目标,新抗原决定基。但这是另一个话题了。
Patrick Soon Shiong是NantWorks的董事长兼首席执行官








