滾蛋吧，癌細(xì)胞！大數(shù)據(jù)結(jié)合DNA：找到了癌癥的致命弱點

大數(shù)據(jù) DNA 癌癥

Kat McGowan | 2016-01-12 15:10

【數(shù)據(jù)猿導(dǎo)讀】據(jù)統(tǒng)計，我國每年新發(fā)癌癥病例約337萬，死亡約211萬?！鞍┌Y已成為我國死亡第一大原因，死亡人數(shù)占全球癌癥死亡人數(shù)四分之一?！币虼苏业街斡┌Y的方法顯得尤為重要，如今大數(shù)據(jù)與DNA相結(jié)合，終于找到了癌癥的致命弱點

滾蛋吧，癌細(xì)胞！大數(shù)據(jù)結(jié)合DNA：找到了癌癥的致命弱點

今年一月份，醫(yī)藥公司羅氏(Roche) 以超過十億美元的價格收購了一家名為基礎(chǔ)醫(yī)藥(Foundation Medicine)的創(chuàng)業(yè)公司的一半股權(quán)。基礎(chǔ)醫(yī)藥公司并沒有研發(fā)任何新藥或是救生器材。大多數(shù)保險公司不會為他們的主要產(chǎn)品買單;而像許多生物技術(shù)公司一樣，基礎(chǔ)醫(yī)藥也處于虧損之中。

羅氏大手筆投入，看中的是基礎(chǔ)醫(yī)藥公司擁有的信息資源。羅氏、基礎(chǔ)醫(yī)藥公司和很多癌癥研究機構(gòu)認(rèn)為，把癌癥當(dāng)作數(shù)據(jù)來研究是最有效的抗癌辦法。這次收購讓羅氏獲得了基礎(chǔ)醫(yī)藥公司數(shù)據(jù)庫的使用權(quán)，可以清楚了解到35,000名癌癥患者的腫瘤DNA序列，以及患者的藥物使用情況和使用效果。

傳統(tǒng)的腫瘤學(xué)信息匱乏。人們通常根據(jù)患者疼痛的部位對癌癥加以分類和治療，通過顯微鏡下細(xì)胞的形態(tài)和腫瘤擴散的方式診斷出類似「二期結(jié)腸癌」這樣的結(jié)果。這套類型學(xué)雖然日漸精細(xì)，但是仍然會將很多癌癥分類混淆在一起。好比給諾亞方舟上的動物種類做調(diào)查統(tǒng)計，得出這樣的結(jié)論：一部分動物擁有翅膀和羽毛，一個擁有翅膀和六只腿，還有一些擁有四只腿和毛皮。這種概括分類沒錯兒，但卻只能給我們一個模糊的概念。

同理，目前癌癥的分類也遠遠不夠。大部分抗癌藥物(尤其是對縮小腫瘤)每次只能可憐巴巴地發(fā)揮22%的功效，而且腫瘤學(xué)家們還要艱難地判定哪種藥物更適合哪一些病人。據(jù)一項估算顯示，每500億經(jīng)費中就有390億浪費于藥物的預(yù)測試。用羅氏的前執(zhí)行官Mara Aspinall的話來說，這些藥屬于「試錯藥(trial-and-error medicine)」。

DNA測序和其他的生物信息手段正在幫我們解決這個問題。腫瘤-基因測序研究告訴我們，原先的分類過于簡單，如「腎癌」、「肝癌」，實際包含了成千上萬的疾病類型，每一種類型有不同的變異或其他分子水平上的錯誤。每一個腫瘤就像一艘微型方舟，裝滿了變化各異的機能失調(diào)細(xì)胞和被損壞的DNA序列。最近一項關(guān)于腎癌的研究表明，任意兩個患者擁有的基因(突變)錯誤并不是完全一樣的;甚至，同一個患者體內(nèi)的兩個腫瘤，它們的突變排列方式也不是完全相同的。進一步說，在去年一個乳腺癌高解析DNA測序研究中，同一個腫瘤內(nèi)，沒有任何兩個細(xì)胞擁有相似的可甄別的基因?qū)傩浴?/p>

這些研究非常值得我們重視，因為甄別不同的突變形態(tài)決定了我們抗擊癌癥的手段，即找到癌癥的致命弱點?，F(xiàn)在，藥物研發(fā)者研制出了許多針對性的處方藥，專門用于某一特定類型的、引發(fā)癌癥的突變細(xì)胞，可將其殺死或致殘。正因為這些藥物有很強的針對性，所以比以往的藥物更加有效，比如針對某些結(jié)腸癌的Erbitux, 還有針對部分乳腺癌的Herceptin。但是我們必須得先判斷癌癥的具體類型，才能使這些藥物物盡其用。

所以，一個乳腺癌患者一般會被要求做HER2突變細(xì)胞的檢測，或者晚期肺癌病人會被測試是否攜帶EGFR，這已成為檢測以上癌癥的標(biāo)配手段。但是每一次測試只能檢測一種突變形態(tài)的可能——就如同在燈柱之下尋找鑰匙。我們需要更好的方式來全面檢測突變形態(tài)。

每一個送往基礎(chǔ)醫(yī)藥公司的患者細(xì)胞樣品都會經(jīng)過掃描，確認(rèn)是否存在300種引發(fā)癌癥的突變形態(tài)，不管這些組織細(xì)胞是來自胸部、骨骼還是肺部。人們希望找出每種癌癥的罪魁禍?zhǔn)祝员汜槍π缘氖褂盟幬?。在最理想的情況下，人們終將通過基因圖譜測序(或其他強化的生物數(shù)據(jù)分析手段)找到每一種癌癥的弱點。今年一月份召開的世界個性化醫(yī)療大會(Personalized Medicine World Conference)上，基礎(chǔ)醫(yī)藥公司的主席Michael Pellini 表示「在這些新數(shù)據(jù)的幫助下，患者人群得到細(xì)分，我們不會用『第幾階段乳腺癌』來定義患者，而是用他們具體攜帶的突變基因來分類」。

如今，很多專業(yè)癌癥診斷中心能為患者，特別是晚期癌癥患者提供全面的基因分析?，F(xiàn)在波士頓的丹娜法伯癌癥研究所(Dana-Farber Cancer Center) 為所有成年人提供此項幫助。這些信息已經(jīng)改變了非小細(xì)胞肺泡癌(non-small-cell lung cancer)的分類方式：按照主要的突變形態(tài)來分類，而不是癌細(xì)胞宿主。就像奧巴馬總統(tǒng)在一月底演講中說的那樣，以這種眼光看待癌癥，才能促進精確醫(yī)療項目的發(fā)展。

利用數(shù)據(jù)分析對抗癌癥并不容易，這不是在亞馬遜上(利用數(shù)據(jù)分析)調(diào)整商品價格，也不是利用手機軟件Waze避免交通擁擠。生物體本身比人造系統(tǒng)更為復(fù)雜。2012年，研究者對100個乳腺癌進行采樣，發(fā)現(xiàn)了40種不同的突變基因，并且產(chǎn)生了73種不同的排列組合，有些患者甚至同時攜帶了6種不同的突變基因。腫瘤也在治療過程中發(fā)展演化，所以人們需要持續(xù)不斷的對腫瘤DNA進行測序，搶在癌癥(突變)之前找到解決方法;對于大部分突變來說，很可能沒有適合的藥物對它們加以克制。

可喜的是，已經(jīng)有人從這種癌癥的大數(shù)據(jù)分析方式中獲益。在基礎(chǔ)醫(yī)藥公司35000個數(shù)據(jù)源中，有一個叫Corey Wood 的女士。她在大學(xué)畢業(yè)后一周后，就發(fā)現(xiàn)了自己得了第四階段非小細(xì)胞肺泡癌，而且已經(jīng)轉(zhuǎn)移到她的骨骼和眼睛。通常這種疾病接受的藥物治療只能保證20%左右的有效率，但通過分析她的腫瘤細(xì)胞數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)醫(yī)藥公司發(fā)現(xiàn)，她的突變基因是ROS-1, 這代表著可以通過Xalcori這種特定的藥物治療殺死畸變基因。在此之前僅有不到2%的肺癌是因為這種基因突變產(chǎn)生，這意味著如果沒有基因突變數(shù)據(jù)的幫助，也許她的主治醫(yī)師永遠都不可能這么快定位到Xalcoride治療方式。

Corey Wood開始服用這種藥物，不到三個月她的癌細(xì)胞已經(jīng)基本沒有了。今天二月她得到了癌癥已治愈的消息。在去年秋季的福布斯醫(yī)療高峰論壇上，她這樣告訴觀眾「多虧基因圖譜定序和這些數(shù)據(jù)的幫助，我戰(zhàn)勝了體內(nèi)的肺癌。」是的，羅氏、基礎(chǔ)醫(yī)藥公司和其他的癌癥研究者們正在進行一次巨大的嘗試和改變，而對于Corey Wood來說，她的人生已經(jīng)被改變了。

來源：機器之心

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