癌症·真相:医生也在读

菠萝

非常不错的一本医学科普书籍。

癌症是什么

癌症和肿瘤

用数学公式来表示更简单直观:

什么导致了癌症

导致癌症最重要的因素是什么?基因?污染?饮食?抽烟?都不是,和癌症发生率最相关的因素是年龄!

从患病年龄来看,绝大多数大家熟悉的癌症:肺癌、肝癌、胃癌、结/直肠癌等,都属于老年病!小孩也可能得癌症,但他们的癌症类型很特殊,和成人的完全不同。比如儿童可能得白血病,但几乎没见过小孩得原发肺癌、直肠癌。

因此,随着人类平均寿命的增加,得癌症的概率越来越高是必然的,无论如何控制环境污染、食品安全都不能逆转。为啥苍蝇很少得癌症?因为它们寿命很短,还没来得及得癌症就已经死了。而宠物猫、狗都会得癌症,原因是在人类爱护下,它们的寿命可以长达10多年,相当于人的70~100岁,因此后期得癌症的概率比较高。

除了年龄,还有其他因素与癌症发病有关系吗?肯定有的。

癌症发生的根本原因是基因突变。每个人体内大概有两万多个基因,已知真正和癌症有直接关系的大概有一百来个,这些致癌基因中突变一个或者几个,癌症发生的概率就会大大提高。基因为什么会突变?什么时候突变呢?

基因突变发生在细胞分裂的时候,每一次细胞分裂都会产生突变,但是绝大多数突变都不在关键基因上,对癌症发生不产生影响,因此癌症仍然是小概率事件。那细胞什么时候分裂?生长或者修复组织的时候。

我自己总结的简单数学公式:P=abcd

式中,p为癌症发生概率;a为细胞分裂次数;b为每次分裂产生突变基因数目:c为突变基因是致癌基因的概率;d为免疫系统清除癌细胞失败概率。在这个公式中,c对每个人都是一样的,完全是个概率问题。每个人得癌症几率不同,关键是a、b、d3个数字不同。绝大多数和癌症相关的因素都可以用这个公式推导和解释。

为何老人比年轻人容易得癌症?

人活每一天都伴随着大量的细胞更新,岁数越大,细胞需要分裂的次数就越多,a数值变大;同时岁数越大,免疫系统越弱,对癌细胞清除能力减弱,d数值变大。

为何乙肝患者容易得肝癌、抽烟容易得肺癌?

人体器官受到损伤后需要修复,而组织修复都需要靠细胞分裂完成。器官长期慢性损伤,会导致组织反复修复,细胞分裂次数a变大,就容易诱发癌症。慢性乙肝病毒携带者虽然很多没有急性症状,但乙肝病毒会缓慢、长期地伤害肝细胞,导致反复的肝细胞“死亡—分裂”循环,因此乙肝病毒携带者容易患肝癌。类似的道理,抽烟或空气污染损伤肺部细胞,因此长期抽烟或重度雾霾容易患肺癌;暴晒损伤皮肤细胞,因此经常晒伤皮肤容易患皮肤癌;吃刺激性或受污染的食物损伤消化道表皮细胞,因此长期吃过辣、过烫或污染食物会增加食管癌、胃癌、大肠癌、直肠癌的发生,等等。

为何安吉丽娜·朱莉(Angelina Jolie)得癌症的概率是正常人的100倍?

每个人细胞分裂一次所产生突变的数目b是不同的。这个值主要受到遗传的影响,有些人天生携带一类基因突变,这些突变虽然不能直接导致癌症,但是会让他们细胞每次分裂产生的突变数目大大增加。好莱坞著名影星安吉丽娜·朱莉为了防止得乳腺癌和卵巢癌而先后手术切除了双乳和卵巢,该新闻轰动全球。她做此决定的原因就是她家族和本人都有BRCA1基因突变。携带这个突变的人,细胞分裂一次产生的突变比正常人高100倍,因此她家族多名女性,包括她的母亲很早就患上恶性乳腺癌。朱莉个人被估计有87%的可能性患乳腺癌,50%的可能性患卵巢癌。她的这个举动,从纯科学眼光来看也许有点冲动,因为并不能保证身体其他部位不会发生癌变,同时手术带来的长期副作用是巨大的。但是她的勇气还是让我无比佩服,只能想到一个词——壮士断腕。

癌症如何导致死亡

良性肿瘤和恶性肿瘤的区别是什么?是看肿瘤是否转移。良性肿瘤不转移,属于“钉子户”,所以只要手术切除肿瘤本身就算治好了。而恶性肿瘤不论大小,都已经发生了转移,可能在血液系统里,可能在淋巴系统里,也可能已经到了身体的其他器官。恶性肿瘤的转移并不是肿瘤长到一定大小才发生,而是可能在肿瘤很小还检测不到的时候就发生了转移,这就是为什么很多癌症患者刚确诊就发现已经扩散到了全身。很多癌症(比如乳腺癌)转移一般首先到达淋巴结,然后才顺着淋巴系统到达其他系统,所以临床上对肿瘤患者常常进行肿瘤附近的淋巴结穿刺检查,如果淋巴结里面没有肿瘤细胞,说明肿瘤很可能还没有转移,患者风险较小,一般化疗和放疗以后就能控制住疾病。

那癌症到底是怎么致命的呢?这个问题并没有确定答案,每个患者个体情况都不同,最终造成死亡的原因也不同。但是大致说起来往往和器官衰竭有关,或是某一器官衰竭,或是系统性衰竭。肿瘤,不论是否恶性、是否转移,过度生长都可能会压迫关键器官导致死亡,比如脑瘤压迫重要神经导致死亡;肺癌生长填充肺部空间,导致肺部氧气交换能力大大降低,最后功能衰竭死亡;白血病细胞挤压正常红细胞和免疫细胞生存空间,造成系统性缺氧,出现免疫缺陷死亡。

恶性肿瘤之所以比良性肿瘤危险,就是因为它已经转移。肿瘤转移后危险性大大增加,一方面是一个肿瘤转移就成了N个肿瘤,危害自然就大;另一方面是因为肿瘤喜欢转移的地方往往是功能非常重要的地方,最常见的转移是脑转移、肺转移、骨转移和肝转移。这4个地方还有一个共同特点:由于器官的重要性,手术往往很保守,很难完全去除肿瘤。所以乳腺癌发现得早一般没事,手术摘除乳腺或者乳房就好了,患者可以正常、健康地生活几十年。但是如果乳腺癌转移到了双肺或者脑部,就很难根治了,因为医生不能把肺部或者大脑全部摘除。

癌症致死有时候并不是某一个器官衰竭造成的,而是由于系统性衰竭。有很多癌症,由于现在还不清楚的原因,会导致患者体重迅速下降,肌肉和脂肪都迅速丢失,无论患者吃多少东西,输多少蛋白质都没用,这个现象叫“恶病质”(cachexia)。恶病质现在无药可治,是不可逆的。由于肌肉和脂肪对整个机体的能量供应、内分泌调节至关重要,出现恶病质的癌症患者很快会出现系统性衰竭而死亡。

例如全民偶像乔布斯,在诊断胰腺癌后活了8年,算是不小的奇迹,但大家如果仔细看他患病过程中的照片对比,能清楚发现他身上的肌肉和脂肪在后期几乎已经消失殆尽。他最后还是由于器官衰竭而去世的。

癌症为何如此难治

在很多人心目中,癌症和艾滋病是最恐怖的两种疾病。如果你问我,癌症和艾滋病哪个会先被攻克?我的答案肯定是艾滋病。

癌症为何那么难治?在我看来有3个主要原因。

第一个原因是癌症是“内源性疾病”,癌细胞来自患者自己,是患者身体的一部分。对待“外源性疾病”,比如细菌感染,我们有抗生素,效果非常好。抗生素为何好用?因为它只对细菌有毒性,而对人体细胞没有作用,因此抗生素可以用到很高浓度,让所有细菌死光光,而患者毫发无损,全身而退。

要搞定癌症就没那么简单了。癌细胞虽然是变坏了的人体细胞,但仍然是人体细胞,所以要搞定它们,几乎注定是“杀敌一千,自损八百”的勾当,这就是大家常听到的“副作用”。例如,传统化疗药物能够杀死快速生长的细胞,对癌细胞当然很有用,但是很可惜,我们身体中有很多正常细胞也是在快速生长的,比如头皮下的毛囊细胞。毛囊细胞对头发生长至关重要,化疗药物杀死癌细胞的同时,也杀死了毛囊细胞,这是为什么化疗的患者头发都会掉光。负责造血和维持免疫系统的造血干细胞也会被杀死,因此化疗患者的免疫系统会非常弱,极容易感染。消化道上皮细胞也会被杀死,于是患者严重拉肚子、没有食欲,等等。正因为这些严重副作用,化疗药物不能大量使用,浓度必须严格控制,而且不能持续使用,必须一个疗程一个疗程来。医生其实每时每刻都在治好癌症和维持患者基本生命之间不断权衡,甚至妥协。如果化疗药物也能像抗生素一样大剂量持续使用,癌症早就被治好了。这是我为什么觉得艾滋病会比癌症先被攻克的主要原因,毕竟艾滋病是由艾滋病病毒引起的“外源性疾病”,理论上我们可能找到只杀死艾滋病病毒而不影响人体细胞的药物。

第二个原因是癌症不是单一疾病,而是几千几万种疾病的组合。世界上没有完全相同的两片树叶,世界上也没有两个完全相同的癌症。比如肺癌,在中国和美国都是癌症第一杀手。中国现在每年新增近60万肺癌患者,美国也有16万。常有人问我:美国有什么新的治肺癌的药吗?我说:有是有,但是只对很少部分患者有用。比如诺华最新的肺癌药物Ceritinib最近被FDA批准,它对3%~5%的肺癌患者有很好的效果。但为什么花了10年研究出的新药只对很少的患者有效呢?

简单按照病理学分类,肺癌可分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌。那是不是肺癌就这两种呢?不是的。我们知道,癌症是由于基因突变造成的,最近一项系统性基因测序研究表明,肺癌患者平均每人突变数目接近5000个!每个人突变的组合都不同,每个患者的基因组都是特异的。中国这近60万肺癌患者,其实更像60万种不同的疾病。

当然,这不是说我们需要60万种不同的治疗肺癌的药。这几千个突变里面,绝大多数对癌细胞生长不起作用,只有几个突变是关键的,只要抓住了这几个关键基因,我们就有可能开发比较有效的药物。但是无论如何,制药公司开发的抗癌新药,即使是灵丹妙药,也不可能治好所有的肺癌患者。回到刚才的问题,为什么诺华的新药Ceritinib只对3%~5%的肺癌患者有效?因为Ceritinib针对的是突变的ALK基因,而只有3%~5%的肺癌患者才有ALK基因突变,对没有ALK基因突变的肺癌患者,这个药物是完全无效的。Ceritinib目前正准备在中国做临床实验,期待在不久的将来,中国的ALK突变肺癌患者能用上这个药。

因为癌症的多样性,药厂几乎注定每次只能针对很少的患者研发药物,每一个新药的开发成本是多少呢?10年+20亿美金!这样大的时间、金钱投入,导致我们进展缓慢,要攻克所有的癌症,即使不是遥遥无期,也是任重道远。

第三个原因是癌症可以很快产生抗药性。这点是癌症和艾滋病共有的、让大家头疼的地方,也是目前为止我们还没有攻克艾滋病的根本原因。大家可能都听说过超级细菌。在抗生素出现之前,金黄色葡萄球菌感染是致命的,它可以引起败血症。但是人类发现青霉素以后,金黄色葡萄球菌就不那么可怕了。然而生物的进化无比神奇,由于我们滥用青霉素,在它杀死99.999999%细菌的同时,某一个细菌突然产生了新的基因突变,进化出了抗药性,它们不再怕青霉素,变得非常危险。于是人类又努力找到了更强的抗生素,比如万古霉素。但是现在已经出现了同时抗青霉素和万古霉素的金黄色葡萄球菌,这就是超级细菌。

生物进化是一把双刃剑。自然赐予我们这种能力,让我们能适应不同的环境,但是癌细胞不仅保留了基本进化能力,而且更强,针对我们给它的药物,癌细胞不断变化,想方设法躲避药物而存活下来。Ceritinib在临床实验的时候,就发现有很多癌细胞在治疗几个月以后就丢弃了突变的ALK基因,而产生新的突变来帮助癌症生长,这么快的进化速度,不禁让我感叹自然界面前人类的渺小。

儿童癌症,为了中国的未来

儿童为何会得癌症

通常来说,癌症是一种老年病,随着年龄增加,各种癌症的发病率都直线上升。但是凡事都有例外,生活中我们也听说过不少年轻人、小孩甚至婴儿患癌症,尤其是白血病的故事,这是为什么?

癌症是由基因突变引起的,后天因素导致突变需要时间积累,正常人在短短几年内是不可能由于后天因素导致癌症的。可以肯定,婴儿或者儿童患癌症必然有先天因素存在,他们在出生的时候就已经携带了基因突变。儿童基因突变有两个来源:从父母那里遗传了致癌基因,或者是在怀孕的过程中因为种种原因导致胎儿产生了突变。

随着基因检测技术的成熟和对致癌基因认识的提高,检查父母是否携带致癌突变已经很简单,应该会成为孕前体检的常规项目。而在怀孕过程中进行突变检测相对要困难很多,主要原因是要获取发育中胎儿的样品很困难。现在很多筛查还依赖于羊水穿刺,这是一个手术,对胎儿发育也有一定的风险。很多人正在为无穿刺检测技术而努力,理想是通过检测孕妇的血液就能查出胎儿的基因情况。这是一个巨大的市场,相信几年之内就会有突破性进展。

各种产前检测的根本任务就是在怀孕过程中尽早检测出胎儿的先天突变,如果证明宝宝很可能患严重疾病,父母至少能选择是否流产。但是无论检测技术如何先进,在儿童癌症这件事情上,一个让人头痛的难题将永远存在:即使知道胎儿有了致癌基因突变,由于生物体的复杂性,儿童不一定100%会得癌症,这个时候父母将面临一个非常困难且没有正确答案的选择:是冒险生下来还是继续等待下一个健康的宝宝?相信随着产前基因检测技术的成熟和广泛应用,这个问题将日益突出。

癌症是儿童的第一杀手,现在全世界大概有50万儿童患有各种癌症。儿童癌症中最常见的是白血病,占了近40%,这是我们为什么老是听到儿童得了白血病需要骨髓捐赠的故事的原因。其次是神经系统肿瘤,然后是骨瘤和各种软组织肿瘤。

和成人癌症一样,治疗儿童癌症常采用的办法也是“手术+化疗+放疗”。好消息是儿童癌症的治疗效果比成人癌症好很多,即使不考虑骨髓移植治愈白血病,很高比例的儿童癌症患者也能够被化疗和放疗治愈。这其中的原因是复杂的,第一,和成人癌细胞动则有上千个基因突变不同,儿童癌症的基因突变往往很少,一般只有几个,因此癌症产生抗药性的可能性较低;第二,和传统想法不同,对儿童癌症患者使用的化疗和放疗的剂量按体形比例来说往往超过了成年人,这是由于儿童组织修复能力比较强,能够忍受更多的化疗和放疗带来的副作用。这两点是儿童癌症的治疗成功率远远高于成人癌症的重要原因。

不幸的是,治愈癌症往往只是这些儿童艰难生活的开始。凡事都有两面性,高剂量化疗、放疗在治愈癌症的同时,会给儿童带来各种各样长期且严重的副作用。比较大的问题是“二次癌症”。高剂量化疗和放疗药物可以杀死癌细胞,但它们本身也会引起新的基因突变,所以部分儿童癌症患者在被治愈后很多年,会出现白血病等和第一次癌症毫无关系的“二次癌症”。另外,在儿童发育过程中使用化疗和放疗药物,可能造成儿童神经发育不全、智力受损、长期抑郁、不孕不育等。因此,对被治愈儿童癌症患者的长期关护非常重要,同时开发针对儿童癌症且副作用小的新型药物也迫在眉睫。

可惜,相对于我们对成人癌症的投入,对儿童癌症的研究远远落后。根本原因是由于儿童癌症数量较少,这导致能被用于研究的样本不足,很多医生和研究者一辈子也见不到几个新的患者,导致对儿童癌症了解不够。同时,由于患者少,一方面临床实验很难招到足够多的患者,另一方面是因为即使做出药来也不能收回成本,使得大药厂往往不愿意投入人力、物力和财力来专门研究儿童癌症。最后,因为周围儿童癌症患者少,社会对这种疾病的关注不够,对政府的压力也不够。

面对儿童癌症,一方面是患者家属的无奈,另一方面是科研资源的匮乏和药物开发的停滞。只有强烈呼吁大家增加对该问题的关注,刺激社会和舆论推动政府作为,才有可能迫使药厂加大投入。

我近几年开始参与儿童癌症的研究,和各方面的人都有很多接触,感触良多。最近去长岛冷泉港开了个横纹肌肉瘤的会议,赞助者是一对夫妇,他们的儿子去年由于这个疾病而去世了。横纹肌肉瘤全美国一年只有400个左右病例,多数是儿童。由于患者少,科研非常落后,导致这个疾病的存活率在过去30年没有任何变化。这对夫妇家境非常富裕,在全美国最好的肿瘤医院使用了最贵的药物,但是在治疗过程中仍然深感绝望,因此在儿子去世之后设立基金,希望能够唤起社会对这类“罕见病”的重视。在会上,我见到了他们和其他几位患者的父母,听到几位医生讲述患者的故事,有治愈的故事,也有不幸的故事。我觉得只有亲身见到这样的例子,科研工作者才会知道自己的使命和责任。和这些科研、临床的朋友一起,我们建立了一个横纹肌肉瘤的宣传公益组织(http://focusonrhabdo.org)。这里面有我们能找到的所有和横纹肌肉瘤相关的内容,所有科研文章和进展都会随时更新,每个月会有科研、临床的专家进行网上讲座,患者家属之间也能互相交流和鼓励。

相对美国,中国社会对于儿童癌症的关注更少,网络上鲜有可靠的信息来源,很多医生很少见到儿童癌症,经验不足,导致不少患者刚开始被误诊而耽误了治疗。中国儿童癌症治愈率远低于美国。鉴于这个现实,我和100多名志愿者一道,设立了“向日葵儿童癌症之家”(www.curekids.cn),致力于把最权威、最透明、最及时的儿童癌症信息带给中国的患儿和家长。这群志愿者绝大多数是中美生物学博士或者临床医生,很多人工作在儿童癌症科研和临床治疗最前线,大家出于对儿童癌症的关注走到一起,希望星星之火能够燎原,慢慢改变中国社会,包括患儿家长、医生和研究者对儿童癌症的认识,最终提高儿童癌症的治愈率和儿童患者的长期生活质量,希望有一天没有儿童会再被癌症打倒!

雾霾能引起儿童癌症吗

菠萝在这里负责地告诉你:雾霾能引起儿童癌症目前是没有任何依据的,父母们大可不必过于惶恐。

我在上一章就已经指出,儿童癌症的主要致病因素不是小孩出生以后的环境,而是在出生之前就存在的问题。儿童得癌症有两种主要原因:一是父母的卵子和精子有基因突变,二是母亲怀孕过程中出现了基因突变。雾霾对身体的影响主要在于肺部和心血管系统,没有任何证据证明雾霾能影响精子或卵子,也没有证据证明它能影响到子宫里面的胚胎发育。雾霾肯定需要治理,但儿童癌症不能赖在它头上。

那么哪些因素会导致儿童癌症呢?根据我上面提到的两种儿童癌症发生原因,这个问题等同于哪些因素会导致卵子、精子或胚胎中的基因突变?

卵子或精子中的基因突变原因主要是遗传,这个无法改变,比如安吉丽娜·朱莉就从她母亲(56岁因癌症去世)那里遗传了BRCA1基因突变,虽然没有导致朱莉儿童时期罹患癌症,但让她有75%的可能在中青年期就得乳腺癌或子宫癌。如果父母遗传的突变发生在Rb、p53或者Ras等更强的癌症基因,那么小孩就非常危险了。除去本身的遗传因素,卵子中出现新基因突变的概率在35~40岁以后会指数级提高,多1岁就多1倍风险,因此大家在有条件的情况下应该尽量在35岁之前生宝宝,而大龄孕妇则一定要做好孕前和孕期检测和监测。幸运的是,卵子或者精子有突变的整体概率非常低,而且即便有突变,生物体进化出的保护功能很多时候会让问题胚胎流产,防止有缺陷小孩的出生。我一向觉得只要不是习惯性,流产很可能不是坏事。

那么哪些因素会导致胚胎的突变?理论上,因为胚胎发育完全发生在子宫这种相对封闭的环境中,能引起胚胎突变的因素必须要能到达子宫。目前确定的几个因素:大剂量辐射(是核弹或核电站泄漏这种,不是手机或者电脑辐射),因为它能穿透母体组织,直接影响胚胎;母亲不良生活习惯,比如抽烟、酗酒,烟、酒里面的很多致癌化学物质能通过脐带血进入胚胎;病毒感染,比如艾滋病,同样也可以通过脐带血等途径进入而影响胚胎。

最后,还有一个不会直接引起胚胎突变,但和儿童癌症相关的因素是化疗和放疗,一些儿童癌症患者在被治愈的几年后会出现和第一次癌症完全不同的新癌症,这是因为第一次治疗癌症过程中化疗和放疗在杀死癌细胞的同时,不幸地又引起了新的基因突变,孕育了新的癌症种子。因此,找到更好的儿童癌症治疗药物迫在眉睫。

除去重度辐射和儿童癌症关系很明确,其他环境污染和基因突变的关系其实一直都存在争论,主要是这方面的大规模科学研究非常难做,因此虽然大家都猜测有影响,但可靠的数据并不多。纯粹从科学理论上来说,如果某个环境因素能引起致癌物质进入血液,就有可能影响胚胎的基因和发育。从这点来看,水污染比空气污染要危险得多,一方面因为已知的致癌物溶解在水中的能力远超存在于空气颗粒中的能力;另一方面,水里的致癌物通过消化道吸收进入血液,从而到达胚胎的可能性也远大于空气污染中致癌物通过肺部的毛细血管交换进入血液的可能性。中国的癌症村往往都能归结到水污染或者土地污染,总之都还是“病从口入”,而不是“病从肺入”。为了保护宝宝,孕妇和小孩在饮食上应该要非常注意。

说明雾霾和儿童癌症关系不大的另一个证据:儿童几乎不得肺癌。文献中虽然有儿童肺癌这个说法,但儿童肺癌和成人肺癌显著不同,主要还是先天因素,没有任何证据证明和空气污染乃至任何环境因素有关。

  1. 儿童肺癌多数为转移肺癌(其他部位癌症比如脑、神经、肌肉肿瘤转移到肺部)。转移性肺癌是由于其他儿童癌症导致的,和肺部损伤、空气污染显然没有直接的联系。无论儿童还是成人,真正和空气污染相关的应该是原发肺癌(直接从肺部发生的癌症),而这在儿童里面的发生概率极低。南非一个250个床位的大型儿童医院31年一共才收了4个儿童原发肺癌患者,而639个床位的美国得克萨斯州儿童医院在1982年到2007年的25年间也仅有14个儿童原发肺癌患者。
  2. 儿童原发肺癌不仅少,而且和成人的肺癌有明显不同。我们常说的成人肺癌主要是小细胞肺癌、肺腺癌、肺鳞癌、大细胞肺癌四大类,和吸烟最相关的是肺鳞癌,绝大多数肺鳞癌患者都吸烟,这也是大家猜测和空气污染最直接相关的肺癌类型。可是在我读到的文献中,还没有看到任何一例儿童肺鳞癌,甚至我也没有看到小细胞肺癌、肺腺癌或大细胞肺癌。相反,儿童肺癌中出现过比较多的是胸膜肺母细胞瘤、肺类癌瘤等极度少见的癌症类型。虽然我做了十多年癌症研究,但和大家一样,我以前从未听说过这些癌症类型。通过研究,我发现这些儿童肺癌和其他儿童癌症一样,都明显和先天发育和基因缺陷相关,而不是环境污染的产物。

因此,从目前已有的文献来看,我可以下结论,虽然儿童可能得肺癌,但是原发肺癌极度少见,且都和先天基因突变有关,和儿童外部生活环境包括空气污染应该是没有什么联系的。

应该给宝宝存脐带血吗

脐带血之所以受到科学家和医生重视,是因为它确实非常有用。脐带血和骨髓一样,含有大量的造血干细胞,因此可以被用于造血干细胞移植,在临床上可以根治白血病、地中海贫血症等很多严重的疾病。而且,和骨髓移植相比,脐带血有两个巨大优势:

  1. 脐带血天然存在,无论你用还是不用,它都在那里。获取脐带血无须单独手术,比找志愿者捐赠骨髓实在要简单太多了。
  2. 脐带血配型成功的概率远高于骨髓配型。骨髓里的干细胞配型是8位的,移植成功通常需要8/8完美配型(8个位点完全符合),而对脐带血来说,干细胞配型是6位的,只需要5/6配型(6个位点只有5个符合)。科学研究表明5/6配型不完美脐带血和8/8完美配型骨髓移植在治疗儿童白血病上成功率几乎一样。

从脐带血进入临床的20多年以来,已经有几万人接受了脐带血移植,有很大比例的患者被治愈,因此脐带血的价值不容置疑。但是大家并不知道的真相是,脐带血有价值是因为它能构成一个巨大的干细胞库,这样大家都可以去搜索,寻求有用的配型资源。接受了脐带血移植的几万人里面,99.99%都是接受的别人的脐带血。因此捐献脐带血给公共脐带血库有着巨大的社会价值,不损己而利人,何乐而不为?

那私人脐带血库的价值呢?

权威的美国血液与骨髓移植学会专门发布过“脐带血使用指南”,里面清楚地表明了科学界和医学界的主流态度:

  1. 我们鼓励和提倡所有人尽可能捐献脐带血给公共脐带血库。
  2. 根据研究,在小孩出生后20年内需要用到自己脐带血的概率极低,仅为0.0005%~0.04%,因此我们不推荐健康家庭保存私人脐带血。
  3. 如果新生儿有兄弟姐妹患有重大疾病,需要干细胞移植,或者新生儿的父母一方患有重大疾病,需要干细胞移植,且基因检测表明婴儿和患病父母配型一致,在上述两种情况下,我们鼓励私人保存脐带血。

简单地说就是大家应该都把脐带血免费捐给公共脐带血库,除非家里已经有患者,不然就不要花私人脐带血库这个冤枉钱。 到目前为止,虽然已经有几百万人私人存储了自己的脐带血,真正使用到自己脐带血的人真称得上凤毛麟角。根据2008年对世界上13个大型私人脐带血库的调查,虽然它们保存着大概500000份脐带血,但是真正被调用过的只有99例,这其中还有很多并没有最终进行移植!因此,能用到自己脐带血的可能性极,几万块钱的价格买这个“保险”,性价比太低了。

你说:我就是有钱,就是这么任性,几万块毛毛雨,性价比低也非要买,你管得着吗?当然管不了,但是还有比性价比低更可怕的事情,就是你花钱其实啥都没买着。对消费者性价比低的东西,对商家来说就是暴利!在脐带血保存这件事情上,已经暴利到了一个可以说是空手套白狼的程度:

假设我开个“菠萝留美博士靠谱脐带血保存公司”,每份私人脐带血保存费收取1万元人民币,建立一个10万人的脐带血库就有10亿收入。其实呢,我没条件,也没兴趣保留这些血,于是我直接把所有拿到的脐带血都丢到垃圾桶里面去了。由于自体脐带血使用概率不到万分之一,那么这个10万人的“私人脐带血库”估计一辈子会有不到10个人需要脐带血,这时候拿不出来咋办?赔钱呗!我找家属谈判:“这件事情走法律程序肯定很慢,你们有患者,等不起吧?!这样,我认错,赔你们1千万,庭外和解,私了!你们拿钱去找真正的治疗办法吧。”家属一般耗不起,也确实会缺钱,到了这份上也没什么别的选择,肯定多半会同意。10个人,每人1千万,就是赔1亿。

我啥都没保存,收了10亿,赔了1亿,净赚9亿!因为私了,没人会知道这个消息。我仍然是个有信用的、带给所有家庭希望的靠谱脐带血保存公司。即使考虑再拿几亿去医院打通关节和做市场营销,仍然是富得流油、稳赚不赔的“好生意”。写到这里,我不禁在想为啥我还没去开这个公司?!

开个玩笑。我不是学金融的,相信早有精明的商家算出了这个经济账。即使不是空手套白狼,在这样的低风险、高回报的利益驱使下,你真的指望私营公司花精力和时间去好好保存脐带血么?你真的相信它们会在乎那一堆概率大于99.99%永远都不会用的东西么?不管你信不信,反正我是不信。

除去低概率,使用私人脐带血还有几个大的科学问题,公司是不会告诉你的:

  1. 对于基因突变导致的血液疾病,比如白血病,突变在怀孕阶段已经发生,因此患者出生时的脐带血里面往往已经包含了突变癌细胞。在这种情况下使用自身的脐带血进行移植,相当于用少量癌细胞去置换大量癌细胞,没有意义,保证100%复发。事实上,医学上已知使用自身脐带血治愈白血病成功率极低。
  2. 用异体脐带血治疗白血病比用自己的脐带血效果更好。即便脐带血完全健康,治疗白血病的最优供体也并非自身脐带血,而是配型合适的异体脐带血。患者干细胞移植前都需要接受放疗、化疗等来去除全身癌细胞,但这个过程通常不够彻底,会有癌细胞残余。因此干细胞移植的成功不仅需要构建新的造血系统,还要求移植的免疫细胞帮助消除残余的癌细胞。癌细胞之所以能在患者身上生长,就是因为癌细胞进化出了机制来躲避患者自身的免疫细胞,因此患者自己脐带血里的免疫细胞也无法识别癌细胞。相反,异体干细胞植入产生的异体免疫细胞识别并消除残余癌细胞能力很强,这个在科学上有个专门术语叫做移植物抗肿瘤效应(graft versus tumor,GvT),是被大量临床数据证明过的。
  3. 脐带血一般只有几十毫升,和骨髓移植动辄几百毫升相比,脐带血里面含有的造血干细胞的数量很少。由于干细胞移植需要的细胞数量和患者体形成正比,脐带血移植正常情况下只能用于婴儿或者几岁的儿童。因此,存脐带血并不是一个长期保险。
  4. 脐带血会过期。虽然有案例说明某些超过10年的脐带血仍然能够使用,但这是个别现象还是普遍适用并不清楚。现在没有任何数据说明超过15年的脐带血还能用。
  5. 脐带血的提取、转移和保存都是高技术活,对人员和硬件要求都很高。比如说,只要污染一次,或者断电一次,所有细胞就废了,没法再用了。由于利益巨大,很多私人脐带血库都是匆匆上阵,根本就没有资质和条件来保证脐带血的安全和健康。

中国需要更多的骨髓捐赠

在20世纪六七十年代,在现代抗癌药物出现之前,很多的血液系统癌症:白血病、淋巴癌、骨髓癌等,都已经能够通过骨髓移植被治愈。事实上,直到今天,对大多数血液系统疾病,骨髓移植仍然是唯一的治愈方法。

要进行骨髓移植,前提条件是有配型成功的捐赠者。双胞胎配型成功几率最高,兄弟姐妹也有可能。但在中国,20世纪70年代到现在,大多数都是独生子女,有兄弟姐妹且能配型成功已经几乎不可能。另外和大家想的不同,父母和子女之间骨髓配型成功的概率非常低,几乎为0。因此,绝大多数患者都必须依赖不认识的志愿者来配型。非亲缘关系骨髓配型成功的几率只有几十万到几百万分之一,因此骨髓库里志愿者样本的多少直接决定着患者找到合适配型的几率。

中国有超过13亿人口,但中华骨髓库目前的样本量还不到2百万,而美国有3亿人口,但骨髓库样本超过1千万,加上和欧洲的合作,美国患者能够搜索使用的骨髓库样本超过2250万。

有人会问:为什么我们不能直接用美国的骨髓库?因为骨髓配型成功的概率和人种直接相关。也就是说中国患者在中国捐赠者中找到合适配型的概率远远超过从西方国家捐赠者中找到合适配型的概率。美国和欧洲许多国家以白人和黑人为主体的骨髓库,对中国患者的帮助是非常有限的。建立中国人自己的骨髓库,对中国患者的治疗有着决定性意义。由于传统文化束缚,加之社会宣传和教育的严重匮乏,中国人对骨髓捐赠有着天然的恐惧,即使在美国,亚裔登记做骨髓捐赠志愿者的比例也远低于白人。今年年初顶尖的《新英格兰医学杂志》刊登文章:白人找到完美配型的概率是75%,而中国人的概率仅有41%。鉴于中国人数量远大于白人,这种结果很让人伤感。

我对骨髓捐赠有一点亲身经历,因为2012年我加入了美国的骨髓库,刚3个月就成功匹配上了一个患严重地中海贫血症的小女孩。我曾花了不少时间犹豫和学习,最终决定捐献骨髓。我后来在波士顿麻省总医院从头到尾亲身经历了骨髓捐赠体检和准备过程。可惜到手术前一个礼拜患者没能坚持住,让事情戛然而止,这一直是我心中非常大的遗憾。也正是在那个过程中,通过和骨髓库工作人员还有医生、护士的交流,才了解到中国人对骨髓捐赠的热情很低,很多亚裔患者只能冒着风险被迫使用不完美的配型,成功率自然就低了不少。

中国人加入骨髓库的不多,除去观念问题,中华骨髓库的建设也相对落后。美国和中国骨髓库的基本对比见下表。

中美官方骨髓库对照 中国 美国
主要组织 中华骨髓库 National Marrow Donor
网站 http://www.cmdp.com.cn http://www.bethematch.org
加入方式 在指定地点抽取血液 在家里用棉签刮取口腔上皮,邮寄样品
捐献方式 外周血造血干细胞为主 传统骨髓捐献和外周血造血干细胞都有

可以看出,在中国加入骨髓库要麻烦一些,捐赠者需要去医院抽血。就是这点“小麻烦”阻止了不少人加入中华骨髓库,谁没事愿意去医院挨一针?如果任何人在家里用棉签刮刮口腔就可以留取样本的话,我想很多人是会愿意加入捐赠的。我曾经浏览过中华骨髓库的网站:打开首页后居然是乱码,排版比较呆板,内容更新得很慢,在大事记里面居然最后更新是2010年!?整个网站以法规介绍为主,很少有患者和捐赠者的故事,缺乏人文关怀。这和处处以捐赠者、患者为中心,经常分享成功故事的美国网站形成了鲜明对比。

做任何的公益事业,必须让志愿者或捐赠者感觉到尊重,感觉到自己的付出是有价值的。捐赠骨髓在短期内对身体是有一定损害的,在一两个月内会感到极度疲劳、经常骨痛等。即便如此,我个人还是登记成为了骨髓捐赠志愿者。我希望看到的,不是因为捐献骨髓手术不用付钱,不是骨髓捐赠对自己身体长期来看没有伤害,而是由于我可以用自己短期能忍受的不适,来拯救另一个人的生命!因为这个,我愿意加入这个公益事业。我希望看到的是很多活生生被救活的患者,希望有一天我能和康复后受捐者见面,相拥而泣!(www.bethematch.org有很多感人的故事。)很高兴的是,现在有慈济骨髓库、阳光骨髓库这样的民间公益组织,能为更多的中国人服务。

登记成为骨髓捐赠志愿者和最后是否捐献无关。事实上加入志愿者库以后,只有不到1/500的人最后会有机会捐献。因此,登记成为志愿者,就是拿了一个免费播种希望的机会。即使最后被选中了,仍然有很长的时间可以考虑是否真的捐献,只要在患者化疗清髓前退出,我觉得社会都应该理解,志愿者也不用有任何的心理负担。但我想强调一下,“清髓”这个时间点非常重要,因为在这之前,即使没有骨髓输入,患者也会保持原样,但在这之后,没有骨髓输入,患者就会很快去世。以前看过一些报道,说有志愿者一直同意捐献,但是在患者清髓后突然拒捐,这个是非常不道德的,绝不能这么干。一方面我们要对退出的志愿者有更多的宽容,另一方面,志愿者也要尽量早做决定,不要犹豫不决。

癌症治疗,现在和未来

癌症治疗最大的困难:抗药性

在过去的几十年,人类投入了大量的人力、物力和财力来和癌症作战,我们对癌症的认识有了长足的进步,一系列新的抗癌药物已经上市,几千个新的药物正在进行临床实验。靶向治疗药物正在逐步取代毒性很强的化疗药物,而新一代的癌症免疫治疗药物更是给晚期癌症患者带来了很大的希望。对很多癌症,如肺癌、皮肤癌、前列腺癌、乳腺癌等,现在都有了更有效的治疗手段。例如罗氏公司2011年上市的药物威罗菲尼(Vemurafenib),对部分恶性黑色素瘤患者有非常明显的效果,有些患者的癌症消失到了无法检测的程度,他们的身体也几乎恢复到了生病前的状态。考虑到恶性黑色素瘤患者的生存时间往往以天计算,这类新型药物的作用可以说是革命性的。

可惜,在医生和患者欢呼雀跃的时候,新的数据给大家泼了一盆冷水:在看起来似乎治愈了的患者身上,仅仅两个月以后,肿瘤又回来了。而且这次,威罗菲尼片不再有效,复发的癌症比以前的更加凶猛,很快就夺走了患者的生命。

这就是人类和癌症做斗争中所面临的最残酷的现实和挑战:抗药性和变异性。很多的抗癌药物在一开始都对患者有很不错的效果,但对延长患者寿命却没什么突破,就是因为复发很难控制。我们对癌症的治疗之所以效果有限,很大程度上是因为我们还不完全理解癌症如何产生抗药性,不理解为什么产生抗药性的癌症进化得越来越快,不理解抗药性的种类是有限的还是无限的,等等。

放疗,杀敌一千,自损X百

放疗作为癌症治疗的辅助手段已经有相当长的历史了,甚至可以追溯到伦琴发现X射线。近年来,除去传统放疗,质子放疗、重离子放疗、中子放疗等新兴名词也进入了人们的视野。

在这里先区分一下容易混淆的两个概念,化疗和放疗。化疗是指使用具有抗癌功效的化学药物进行的癌症治疗手段。而放疗是指直接利用高能量射线,也叫辐射或高能量粒子打击杀死癌症细胞的治疗手段。两者在原理上面没有什么联系,但为什么人们常常混淆这两个概念,我想除了它们是现在癌症治疗的主流手段以外,也因为两者都会对自身产生不小的伤害。化疗和放疗就是杀敌一千,自损×(若干)百。至于×具体是多少,就只能具体问题具体分析了。

为什么放疗也会对自身产生不小的伤害?

放疗的本质是一团高能粒子直接轰击肿瘤细胞,它会直接破坏细胞的DNA,或者通过电离产生自由基,从而造成肿瘤细胞死亡。但是,这样的攻击对癌细胞和正常细胞是无差别的,我们实在不能指望长度是一个细胞的十亿分之一的一团粒子,能区分出癌变细胞和正常细胞。这说的还是体积硕大的质子,如果是常用的光子则根本没有真正的体积。所以,放疗会对肿瘤细胞和自身的健康细胞造成无差别杀伤。

幸运的是,肿瘤细胞对DNA破坏通常更加敏感,一方面因为细胞生长越快,对DNA破坏越敏感;另一方面,肿瘤细胞由于基因突变,DNA修复能力通常没有正常细胞强。由于这两个主要原因,进行分期疗程式的放疗,可以给予正常细胞足够的恢复时间,同时永久性地杀伤肿瘤细胞。这就是为什么每次放疗之后前几天人体非常难受,但之后正常细胞慢慢修复,人体也慢慢恢复精气神的原因。

更幸运的是,人类很聪明,已经能熟练地运用电磁技术和机械技术等控制粒子的能量和照射路径,从而使辐射的能量尽量多地释放到肿瘤细胞那里去。衡量辐射量的多少有一个专门的名词叫剂量。现在成熟的X射线或伽马刀能360˚地照射人体且比较精准地控制能量和定位肿瘤,可以尽量降低正常细胞吸收的剂量,同时积累肿瘤细胞内的剂量,从而减轻患者的痛苦,提高治疗的功效。

还要幸运的是,除了X线和伽马射线,我们还有质子和重离子。放疗常用的X射线和伽马射线的光子基本没有质量,在跟其他物体“碰撞”的时候,容易改变方向和释放能量,所以它们到达肿瘤细胞之前一路都在杀伤正常细胞,到了癌细胞的时候能量已经降低了很多。而质子要重很多,在照射到人体上时,刚开始能量很高,它可以“坚持”走自己的路,只沿途释放很少的能量,只是在最后到达肿瘤时,把能量一股脑儿地释放出来,这在物理上叫做布拉格峰。所以,质子放疗每次剂量可以更多,而相对损伤更小。

从物理学的角度来说,质子治疗的优势是显而易见的,简单地说,质子或重离子治疗的时候,“自损×百”的×要比一般放疗的×小不少。所以质子治疗被推荐用于治疗周围有重要、敏感器官的肿瘤,或者更需要避免正常器官损伤的儿童癌症。

虽然质子(或重离子)更准、更快、更健康,但是,也更贵!很贵!相当贵!

还是因为重量的原,把质子加速到具有打击相应肿瘤的能量需要的加速器要大得多,复杂得多,需要的能量多得多,之后的控制磁路照射设备也复杂得多,各种相应的基础建设等要贵上几个数量级。正因如此,目前能提供质子治疗或者重离子治疗的医院或治疗中心很少,全世界正运行的大概有50个。大家有兴趣可以查看一下现有的治疗中心,有的中心是挂靠在国家实验室的,即直接使用国家实验室的质子或重离子加速器,如兰州近代物理研究所、PSI、CERN等,这也侧面体现了重离子加速器的庞大复杂。

还要谨记的是,每个人对同样的辐射的承受能力和反应不同,因此自损“×”也是不同的。理论上来说,加强锻炼对提高抵抗力和减少×是挺有用的。同时也必须强调,无论如何进步,我们是不可能把放疗×减为0的,因为在治疗过程本身,由于人体自身不停息的运动(比如呼吸、心跳,甚至内急等),都会移动肿瘤的具体位置,从而不可避免地让粒子打击产生偏差,使人体健康细胞受到伤害。总的来说,我们对放疗所要做的,也只能是“遵医嘱”。当然时代在前进,技术在进步,现在有一大批人,搞技术的、搞市场的、搞医保政策的,都在致力于推广新的放疗,比如质子治疗。让我们共同期待“×”越来越小吧。

最后提一句,文中提及的放疗说的都是外照射。还有一种吸入放射源到肿瘤附近,直接照射肿瘤的内照射。两者有治疗部位和治疗剂量的区别,暂未纳入讨论。

抗癌药物的三次革命

免疫疗法的成功不仅革命性地改变了癌症治疗的效果,而且会革命性地改变治疗癌症的理念。现代西方抗癌药物的发展到目前为止出现了三次大的革命:

第一次是1940年后开始出现的细胞毒性化疗药物,现在绝大多数临床使用的化疗药物都属于这一类。常用的化疗药物有几十种,机制各有不同,但是无论机制如何,它们的统一作用都是杀死快速分裂的细胞,因此对治疗癌症有不错的效果。但是和放疗一样,化疗药物的死穴是它们本身并不能区分恶性细胞还是正常细胞,因此化疗药物在杀死癌细胞的同时也会杀死大量人体正常的需要分裂的干细胞,这就是为什么化疗对细胞生长比较旺盛的骨髓细胞、肝细胞、肠胃表皮细胞等都有非常严重的副作用。临床上化疗药物的使用剂量必须受到严格控制:药物太少不能起到杀死癌细胞的作用,药物太多会产生过于严重的副作用,对患者造成“不可逆伤害”,甚至死亡。

抗癌药物的第二次革命是从20世纪90年代开始研究,到2000年后在临床上开始使用的“靶向治疗”。由于普通化疗的治疗指数低,副作用强,科学家一直在寻找能特异性杀死癌症细胞而不影响正常细胞的治疗手段。20世纪70年代致癌基因的发现使这个想法成为了可能,因为很多致癌基因在正常细胞里都不存在!科学家开始尝试开发特异的药物来抑制癌症独有的致癌基因,理论上这类药物可以选择性杀死癌细胞,而不影响正常细胞。第一个真正意义上针对癌症突变的特异靶向药物是2001年上市的用于治疗BCR-ABL突变慢性白血病的格列维克(Gleevec)。这个药物的横空出世,让BCR-ABL突变慢性白血病患者5年存活率从30%一跃到了89%。第二次革命出现了!

第三次革命就是我们正在经历的癌症免疫疗法的成功!

免疫疗法,相对于传统化疗或靶向治疗有一个本质区别:“免疫疗法”针对的是免疫细胞,而不是癌症细胞。

“免疫疗法”的靶点是正常免疫细胞,目标是激活人体自身的免疫系统来治疗癌症。因此相对上面3点传统治疗中的缺陷,“免疫疗法”在理论上有巨大优势:①它不损伤反而增强免疫系统;②免疫系统被激活后理论上可以治疗多种癌症,因此对更多患者会有效;③免疫系统的强大可以抑制癌细胞进化出抗药性,降低癌症复发率。

质子治疗是抗癌神器吗

质子放疗也有人叫“质子线治疗”、“质子刀”,与之前的“伽马刀”、“TOMO刀”一样,这并不是真正意义上的“刀”,实则为一种放疗的形式。质子或重离子都称为“粒子治疗”,顾名思义就是利用中性不带电荷的粒子(比如中子)或者是带电粒子(例如质子和碳离子)进入人体,释放能量杀伤肿瘤细胞,目前临床治疗应用较多的是质子及碳离子。

质子治疗相对效果好,但非常贵,因此它的性价比存在争议。很多人做过经济学效益分析,比如瑞典有报道,同样是治疗儿童髓母细胞瘤,质子治疗初期费用是普通放疗的2.5倍(10217.9欧元vs4239.1欧元),但是后期用于治疗、放疗相关后遗症费用中,普通放疗是质子治疗的8倍(4231.8欧元vs33857.1欧元),最终总费用普通放疗是质子治疗的2倍以上,所以性价比这件事还是见仁见智吧(不要问我为什么瑞典质子费用这么低,才10万人民币都不到,我只能猜瑞典福利好)。

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