未来科技体验馆 05 | 我们离攻克癌症还有多远？ / 开普饭

癌症，对于我们每一个人来说都不陌生。中国人死亡的第一大原因是心脑血管疾病，第二大原因就是癌症，根据 2018 年 2 月国家癌症中心发布的《2014 年中国癌症发病率及死亡率报告》中的数据，目前我国的癌症发病率仍然呈现逐年上升的趋势，2014 年新增癌症病人约有 281 万人。

根据世界卫生组织国际癌症研究机构（IARC）发布的 GLOBOCAN 2018（世界癌症发病与死亡报告 2018），中国人的癌症发病率和死亡率在全球 22 个区域中排名第 10，或许你听到这个排名数字会舒一口气，觉得似乎还好，不算特别高，说明我们的环境还没想象的那么坏。

但是，如果我告诉你全球癌症发病率排名最高的前三个地区是大洋洲、北美洲和西欧，你是不是会感到很惊讶？

因为大多数人都会把癌症和环境差、食品安全或者饮食习惯联系在一起，但是没想到全世界癌症发病率和死亡率最高的那些国家，恰恰是被公认为环境好、食品安全性高的国家。

这是什么道理呢？

原因其实很简单，与大多数人的认知不同，影响癌症发病率的最大原因根本就不是环境、食物这些，而是寿命。换句话说，平均寿命越长的国家，癌症发病率大概率就越高。

近这十几年来，科学家对于癌症发病原因的认知已经有了很大的升级，而大多数普通人还停留在旧认知上。

所以，要让你对攻克癌症这件事情了解的更加深入，我要先跟你讲一讲科学家对癌症成因的当下共识认知。

寿命越长越得癌的原因

从生命演化的角度来看，每一种生命，都是通过生生死死的不断更替，来摸索和学习着维持生命的必要知识。这些知识，就储存在我们的 DNA 当中。而癌症，本质上就是细胞的基因出现了错误而造成的。

约翰·霍普金斯大学基默尔癌症中心的科学家发现，三分之二的癌症并没有什么特殊的诱因，仅仅是因为有些倒霉的细胞复制 DNA 的时候出了个意外错误而已。

DNA 复制时的出错率大约是十亿分之一，这个概率非常低，但是人体中的细胞数量更大，约有 80 万亿个（注意，我这里用的单位是万亿），所以，DNA 复制出错，在人体内其实完全是不可避免的常见现象。

不过，这并不是说，DNA 的每一次出错都会导致癌症的发生，DNA 复制出现错误，仅仅意味着有些基因发生了突变而已。有些突变导致细胞直接死亡，有些突变没有显著表现。

但是，确实有一小部分突变和突变组合，使得正常细胞变为癌细胞。侥幸逃脱免疫系统杀灭的癌细胞恶性增殖就形成了癌症。

我们的寿命越长，细胞经历分裂的次数就越多，当然也就有越大的可能产生出癌细胞。这就是人类寿命越长，癌症发病率越高的原因。

在普通人眼里，癌症晚期和死亡基本上是划等号的概念。这样的理解虽然不能算是完全错误，也是相当不严谨的。下面我就用最简单的语言，帮大家重新理解癌症的本质。

癌细胞与正常细胞最大的不同，就是癌细胞是永生的，它不会像其他细胞一样衰老和死亡。对于原始的单细胞生物来说，是没有生殖繁衍的概念的，它们只要不停的分裂，就能把自己的基因传递下去。它们同样也没有衰老和死亡的概念，可以说所有的单细胞生命，都是永生的。

但是，多细胞生命为了协调一致，就不能再像单细胞生物一样，不管不顾的随意分裂。经过很漫长的时间之后，多细胞生物演化出一种能够压制住细胞无限分裂的机制。

所以，也可以说，衰老和死亡并不是命中注定的，这是生命后天学会的“新技能”。

癌细胞的本质，就是逃脱了束缚，恢复了永生能力的细胞。癌细胞曾经也是人体正常的组织。这让我们在治疗癌症的时候，很难分清敌我，这就是癌症在治疗上很困难的原因。

飞轮分析：癌症 4 大治疗方案的未来前景

目前，我们对付癌症主要有 4 类方法，可以归结成 8 个字，那就是：“切除”、“杀灭”、“免疫”以及“修复”。

切除，就是通过手术的方式，尽量把癌组织彻底的切除干净。
杀灭，就是通过放射线或者化学药物将癌细胞杀死。
免疫，就是通过激发人体的免疫功能，让自身的免疫细胞去追杀癌细胞。
修复，就是利用基因技术，将出错的基因修复回正常状态。

虽然现在在治疗癌症方面已经有很多新的研究成果，基本上也没有逃出上面这四类解决方案。那么，这四类技术中，哪类技术最有可能彻底降伏癌症呢，我们不妨运用技术飞轮，来分析一下这四类技术吧。

切除

先说说最常用的手术切除。切除的最大问题是要么多切了、要么少切了，造成这一状况的主要原因，就是手术的精度太低了。

即便是使用了人工智能和机械手臂的高精度手术，也是在宏观层面上操作。而癌细胞是微观层面的东西，与手术切除的精度是数量级上的差距。

所以，手术切除这种技术，在癌症治疗方面，已经遇到了科学瓶颈，暂时难有革命性突破。面对实体肿瘤组织，整体进行切除依然会是重要手段。

但由于这类方法缺乏足够的精准性，需要结合其他治疗方法以提高效果。想要单纯依靠更高超的外科手术水平来征服癌症，是不可能做到的。

换句话说，外科手术的技术发展差不多已经到头了，对于攻克癌症来说，不太可能再有大的进展了。

杀灭

再来说放疗和化疗，这在本质上也是通过外部的物理手段来杀死癌细胞。放疗是用放射线照射，在相当一段时间内，精准放疗还将是癌症治疗巩固疗效和维持“带癌生存”的常规武器。

但它最大的问题依然是误伤问题，虽然放疗会向着更精确、副作用更小以及更加智能化的方向发展的，但是鉴于放疗本身依然是在宏观层面上操作，即便将来完全由人工智能全程控制，也免不了要大量伤害健康组织的。

而化疗的方案是通过某些对癌细胞杀伤大，但对普通细胞杀伤较少的药物来杀掉癌细胞。如果某一种药物几乎只杀伤癌细胞，很少伤害健康组织，那么这样的药物就可以称之为靶向药物了，你可以把靶向药物看作是化疗的升级版。

随着我们对癌细胞特征的了解越来越深入，现在的抗癌靶向药物的精准度也在提高。但是靶向抗癌药物面临的真正挑战是抗药性问题。

癌细胞在分裂的过程中，也会发生变异。如果药物追踪的靶点特征在变异后消失了，那么这种抗癌药物就不再起作用了。这就是抗药性的成因。

所以，由于癌细胞基因突变的存在，单凭一种靶向抗癌药物，是不可能让患者长期生存的。药物使用的时间越长，癌细胞产生抗药性的可能性就越大。这也是抗癌药物现在面临的最大挑战。

靶向抗癌药物现在仍然是部分癌症主流的治疗手段。但是药物研发工作几乎就是在与癌细胞赛跑，每年都有获准上市的抗癌新药，但是多数只是在现有靶向药体系下修修补补，适应范围越发有限。所以，这种赛跑的方式，无论现在的应用场景多么主流，都不可能成为最终战胜癌症的方法。

不过在抗药性的问题上，也不能说完全没有意外。确实有一款至今都没有出现抗药性的抗癌神药存在，这就是治疗慢粒白血病的靶向药：格列卫。

但是在格列卫上市之后，科学家们却发现了很多不太对劲儿的地方。

首先，格列卫并没有真正的杀死所有癌变的白细胞，但是患者的病情却相当的稳定。
更奇怪的是，一些使用过格列卫但后来因为各种原因而停药的患者，他们的存活率也相当高。很多患者的状况，看起来像是被治愈了一样。

经过仔细研究，科学家发现，格列卫除了自己有杀死癌细胞的效果之外，还激活了患者自身的免疫细胞。原来不会被免疫细胞追杀的癌变白细胞，在服用格列卫之后，成为了免疫系统追杀的对象。

免疫

通过激活原来无所作为的免疫系统来治疗癌症，这就是治疗癌症的第三种方法，免疫疗法。

2018 年的诺贝尔生理或医学奖，就颁给了在癌症免疫疗法上做出了突出贡献的两位科学家。我们下面就来了解一下免疫疗法的原理：

免疫系统是人体默认的天然屏障，激发免疫系统，必然是最合适的抗癌方法。

我们平常说的免疫细胞，其实是包含很多种细胞的一大类细胞。这些细胞就像是一个有组织、有纪律的警察部队，24 小时无休的执行着保卫人体的任务。

这些细胞中，有的细胞就像是巡警，它专门四处探查发生变异的细胞以及外来入侵者，然后把军情信息通知到其他免疫细胞。还有的细胞就像是刑警，专门在收到报告后去将敌人捉拿归案。

你可能会想问，既然免疫细胞这么厉害，那怎么会允许癌细胞形成肿瘤的呢？

这是因为，凡是能够形成肿瘤的癌细胞，都有一种欺骗免疫细胞的能力。我们刚才说了，免疫细胞就像是人体内的警察，警察分辨好人还是坏人的最常用方法，就是查身份证了。

我们体内的细胞也有一个身份认证系统，细胞的身份证是一种特殊的蛋白质，名字很长，叫做“主要组织相容性复合体”，简称 MHC。这个 MHC 的功能，就是把细胞体内的蛋白质特征向外公示出来，让警察们能够看到。在查身份证的时候，如果没有查到异常的蛋白质，就算是合格了。

图片：MHC 蛋白质

但是，有一部分癌细胞，它们连 MHC 这套系统都发生了变异。

部分癌细胞伪造证件蒙混过关，有的夹在其他正常细胞中间逃避检查，
更有癌细胞直接屏蔽了身份证扫描仪，使得警察无所适从，

这时候警察就没办法识别好人坏人了。癌细胞正是利用人体免疫系统的这个漏洞，才发展壮大起来的。

免疫疗法有两种办法来解决癌细胞不带身份证的问题。

一种方法是把患者体内的免疫细胞和癌细胞全都提取出来，把癌细胞加工成免疫细胞能够识别的抗原，让免疫细胞能够学会识别癌细胞。然后，科学家再把这些免疫细胞在体外进行培养，培养到一定的数量后，再注射回患者体内，完成杀死癌细胞的工作。

另一种方法，则是通过分析癌细胞的内部结构，把癌细胞体内特有的变异后的蛋白质做成疫苗，注射到人的体内。当这些变异蛋白被免疫细胞识别后，免疫细胞就会开始攻击癌细胞，癌细胞也就再也藏不住了。这个方法就好像是往战场上投放了大量的敌人尸体，我军人员见过敌人尸体之后，就学会如何辨识敌人了。

从科学原理上来看，免疫疗法比传统抗癌药物更有前景。原因是免疫疗法充分调动了人体的免疫机制，也就免除了针对性的设计和研发抗癌药物的漫长过程。未来，免疫疗法必然能够大展拳脚，成为最主力的抗癌技术。

不过，我这里要特别说明一下，免疫疗法更准确地说是一种临床治疗分类的总称，从实现的技术方案来说有多种路径，只是为了叙述的简洁性，我做了一些变通。

修复

最后，我们来说第四种疗法：基因修复。这是一种技术手段，它为免疫疗法提供了一种可行的技术方案。所以，准确地说，基因修复疗法和免疫疗法有重合的部分。

图：基因修复技术

前面我们提到的所有方案，要么是把肿瘤切掉，要么是把癌细胞杀死，所有的方案都是进攻性的。

那么，有没有一种可能，我们不用去杀死癌细胞，而是把已经癌化的细胞重新修复，成为正常细胞呢？

确实有可能，这就是基因疗法。想要修好一个癌细胞，大概需要下面这三个步骤：

制作一个基因编辑工具，这个工具具有辨认目标细胞和修复细胞基因的能力
将数量足够多的基因编辑工具注射进入人体
基因编辑工具一旦遇到需要修复的细胞，就会对目标进行基因编辑，将细胞修好

自然界中的病毒天然具备修改基因的能力，所以，这些基因编辑工具一般都是利用现有的病毒进行基因改造而制成的。这些被改造的病毒会为我们所用，进入人体去完成我们交给它们的基因维修任务。

虽然基因编辑疗法听起来相当给力，但却并非万能。目前，虽然已经有几千个基因编辑疗法获得临床试验资质，进入了实战测试阶段。

但是，这些治疗方案都比较粗糙，涉及精准基因编辑的疗法几乎一个都没有。癌变的体细胞出错的基因并不是简单的一处，而是错在很多个地方。想要一次性的把所有的错误全部修正，以目前的技术来看，还相当困难。

另外，基因编辑疗法也存在诱发新癌变的风险，哈佛大学的基因组学科学家邱奇教授认为，只有精确到碱基的基因编写才是真正的基因编辑技术。目前的技术水平，还需要进一步的技术突破才行。

样看来，基因编辑疗法在治疗癌症方面，已经遇到了一些科学瓶颈。在科学瓶颈获得突破之前，这项技术在癌症治疗上的成就就会比较有限了。

展望

经过了前面的梳理之后，可以看出，虽然癌症目前依然是最难治愈的一类疾病，但是通过这么多年的研究，癌症在人类眼中已经不像当初那么神秘了。

我们已经有一系列办法可以对癌症进行有效的控制和干预了。对于暂时无法治疗的癌症，我们也已经拥有明确的目标，在不远的未来，也一定能有办法有效控制。

不过，请大家记住，所谓的彻底攻克癌症，有两个层面的含义，

一个是技术层面上我们有能力攻克，
还有一个费用层面上大多数普通人能够治得起。

如果缺少了第二条，那也不能称为彻底攻克。

从 2017 年 8 月 30 日第一个 CAR-T 免疫疗法获得 FDA 审批，到 2018 年 3 月 13 日，中国第一个 CAR-T 免疫治疗技术通过临床实验审批，仅仅过去了 195 天。

免疫疗法早已不再是停留在实验室中的研究成果，它正在给千千万万的癌症患者带来看得见的希望。唯一还不尽如人意的是免疫疗法治疗费用相当昂贵。比如，美国诺华公司的免疫治疗技术就定价为单次注射 47.5 万美元。

不过好消息也是有的，根据美国临床试验数据库的数据，中国目前已经登记的 CAR-T 免疫疗法临床研究已经达到 152 项。全球排名第二，仅比美国略少。中国的医疗定价习惯是遵照成本而不是疗效定价，应该很快就能有比较普惠的价格出来了。

不过我们也从中看到了免疫疗法巨大的市场前景和发展趋势，免疫疗法的技术飞轮正在逐渐启动。

根据世卫组织《非传染性疾病全球行动计划》的精神，世卫组织呼吁成员国在 2025 年前，努力实现将包括癌症在内的四大慢性疾病的死亡率相对降低 25%。

这些面向政府的要求，意味着癌症新药和新疗法纳入医保系统的速度也会越来越快。国务院也提出要求，从 2018 年 5 月 1 日起，对进口抗癌药免收关税。

医保系统，是癌症患者最重要的经济支持。加入医保的药物或医疗方式，至少相当于给患者节省了五分之四的开销。这不仅意味着这些新药和癌症的疗法更加普惠，更重要的是，更多的应用将促使医疗技术向着成本更低的方向演化，这是我们最希望看到的状况。

早筛

还有一项一直存在，但是被我们严重低估的技术，叫做癌症早期筛查。有一句很著名的话是这样说的：

“癌症从来都不是突然发生的，你只是突然知道了它的存在而已。”

越是早期发现了癌症的存在，彻底治愈癌症的可能性就越大。欠发达国家的癌症死亡率较高，一个很主要的原因就是早期筛查做的不好，让很多癌症到了晚期才被发现。

在不远的未来，微型医疗机器人可以帮我们轻松完成多种癌症早期筛查，我们只需要吞服一个很小的胶囊机器人，就能完成现在需要靠肠镜、胃镜和拍片都难以检查出来的早期癌症，而整个检查过程还毫无痛苦。

未来我们还能根据呼出气体的成分，血液、粪便、组织液当中的 DNA 片段，来诊断出早期癌症。这些项目将来一定会包含在标准的体检项目当中。

使用的人越多，就会越便宜。癌症早期筛查完全符合技术的这一特征。这项技术必然会把大量的癌症扼杀在摇篮之中，大大增加癌症患者的生存机会。

人工智能不仅能够帮助我们监控早期癌症，也一样会深入到医疗的各个领域。这会让医生资源得到大规模的释放。释放出来的医生，则会投入到科研工作中去。这会进一步推动医学的发展。到时候，无论是免疫疗法，还是基因疗法，应该都会取得更多的突破，我们征服癌症也就指日可待了。

结语

癌症，被称为众病之王。不过，我希望通过今天这期节目，让你建立这样一个信心，你每多活一年，治疗癌症的方法都会多一种，而治疗的费用也会降一分。

在未来 20 年这个尺度上，对于绝大多数的癌症种类，我相信，我们都能拿出可靠的治疗办法来。至少，我们可以像管理糖尿病、高血压这类慢性病一样将癌症控制住，让患者不会因为癌症而死去。“绝症”成为“慢性病”后，患者们也就不必谈癌色变。

当然，仅仅是能控制，还不能算是征服了癌症。只有绝大多数患者都能够享受到相应的医疗服务，才算是对癌症的真正征服。这里面除了技术的发展规律以外，还有经济、社会和政治因素，是比较难以预料的。

但不管怎么说，更有效、更普惠肯定是未来医疗的关键词。对此，我持乐观的态度。

好啦，这就是本期的未来科技体验馆。下星期，我们会再次把视角拉回到身边，一起看看合成生物学是否会颠覆我们的餐桌。

咱们下期再见。

参考资料：

[1] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.3322/caac.21492

[2]https://www.scientificamerican.com/article/most-cancer-cases-arise-from-bad-luck/

[3]http://wxpress.wuxiapptec.com/inside-perspectives-gene-editing-interview-genomics-pioneer-george-m-church-harvard-university/

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