基因测序为患白血病的医生找到针对性疗法

2012-07-10 14:38 · Yetta

一位专门研究白血病的医生自己不幸患上了这种癌症。在化疗和骨髓移植并未完全见效的情况下,他的同事们为他的肿瘤细胞及健康细胞进行了基因组测序并进行对比。他们发现FLT3基因的异常表达导致了这种疾病,从而采取了针对性的治疗。

研究白血病的Wartman医生自己患上了白血病,基因测序为他找到了针对性的治疗方法

在美国华盛顿大学,一位年轻、富有天分而又受人爱戴的科学家Lukas Wartman医生不幸患上了他自己致力研究的癌症。这使得这所世界领先的人类基因组研究机构中的遗传学家们感到十分的震惊。Lukas Wartman医生的病情飞快地恶化,所有已知的疗法都无能为力,过去也从来没有人去彻底地研究过他这种癌症的遗传组成。

直到去年7月的某天,华盛顿大学基因组研究所的副所长Timothy Ley将他的团队召集了起来。他说,我们为什么不聚集我们所有的资源来试试,看是否能找到导致Wartman医生患成人急性淋巴细胞白血病的致病基因呢?他告诉他的团队说:“现在不做就再也做不了了,我们只有一次机会。”

Ley博士的团队尝试了一种此前从未做过的分析。他们将Wartman医生的癌细胞与健康细胞进行完整的基因测序并进行对比,同时对他的RNA进行分析,以寻找他的基因正在发生的变化的线索。

在数个星期中,研究人员将其他的工作抛在了一边,学校里的26台测序仪和超级电脑日以继夜地运行着。他们终于找到了罪魁祸首——一个正常的基因由于过量表达,大量产生某种蛋白导致了这种癌症的发生。

更庆幸的是,有一种新药很有希望可以关闭这个功能异常的基因。这个药物此前只针对晚期肾癌进行过试验并获批。Wartman医生成了第一个用该药治疗白血病的人。

目前,尽管困难重重,他的病情已经在逐渐缓解了。

虽然没有人敢说Wartman医生已经痊愈了,去年秋天他就曾与死神插肩而过,不过好歹他现在还活着并且状态还不错。Wartman医生成了一种癌症新疗法的先驱者。医学研究者表示,通过这个案例,重要的是知道了基因才是癌症发生的原因,而不是发生癌症的组织或器官——如肝或大脑、骨髓、血液或结肠本身。

事实上,在致病基因层面上,一位女性的乳腺癌可能与另外一位女性并不相同,却与某位男性的前列腺癌或另外一位病人的肺癌很可能更具共同特点。

有了这种新的方法,研究人员希望可以为患者的肿瘤突变定制个性化疗法,最终使用药物一次性解决多个关键性异常基因。这种鸡尾酒疗法可能与HIV治疗类似,使用多种不同药物,对多个关键区域中的病毒同时发起攻击。

对于这种方法——全基因组测序多久才能被广泛应用并能被大众承受得起,研究人员的观点并不一致,估计在几年到十年时间之间。不过他们相信这种技术尽管目前还没有治愈一个患者,但是其前景巨大。

随着测序价格的陡降以及基因研究的爆发,医学专家希望癌症的遗传分析能成为常规手段。就像病理学家做血培养来那种抗生素能阻止病人的细菌感染一样,基因组测序可以确定某种癌症的针对性药物。

“在你知道病人癌症的起因之前,你是没有任何可能来正确地处理这个癌症的,”Ley博士说。“在过去40年,我们所做的就像是把一位位将军送往没有地图的战场。而我们现在要做的就是画出这张地图。”

大型制药公司和小型生物技术公司正在进入这个领域,开始试验专门针对致病基因而非肿瘤本身的药物。

一些掌握先进技术的肿瘤研究人员开始创立公司,寻找可能导致癌症发生的基因,分析遗传数据,寻找并试验直接针对这些基因的新药。一些主要的风险投资公司也参与了进来。

目前,全基因组测序还处在发展初期且极其复杂。基因的序列还仅仅是个开始——它们由数十亿个小的片段组成,就像一个巨大的拼图。其中最为艰难的工作是找出哪个突变是重要的,而这需要技术、经验和直觉。

迄今为止,大多数选择这种方式的人都是些富有而具有广泛社会关系的人。当乔布斯在对抗胰腺癌时用尽了所有其他办法后,他咨询了自己的医生后对自己的基因进行了测序并进行分析。据他的传记作家说,花费了他10万美元。英国知名无神论作家Christopher Hitchens在患上食道癌后,求助于美国国立卫生研究院的Francis Collins博士,后者也建议他进行遗传分析。

哈佛医学院希望最终能够提供全基因组测序服务,以帮助癌症患者确定有效的疗法。今年,哈佛合作医疗中心将为疑似遗传病患者提供全基因组测序服务,希望可以帮助他们确定可能导致疾病的突变。

哈佛合作医疗中心分子医学实验室的Heidi L. Rehm表示,为Wartman医生进行的全基因组测序则完全是另外一件复杂的事情。

Wartman医生成为他同事们的一个研究项目的对象,他的遗传分析的费用由他所在的大学以及研究基金来支付。对于大多数的病人来说,他们并没有这样的机会,不过Ley博士说道,在此前研究团队也为另外一位患者做过这种分析,对Wartman医生的癌症分析工作并没有令其他的病人受到忽视。

一些伦理学家则质疑,在这种治疗手段纳入到普通医学之前,那些富有而社会关系广泛的人是否会比其他人更优先地享用到这种机会,那些财力有限的家庭为了得到这种先进的治疗是否会因此而破产?

“如果我们说,我们需要研究,因为这是一种新的理念,那么为什么富人就可以享用到呢?”华盛顿大学生物伦理学院教授Wylie Burke问道。不过她也表示这种方法可取之处就是这种方法如果确实有效的话,将来是可以惠及所有的人的。

医学人生

Wartman医生能够进入到一所大学从事最前沿的癌症研究纯粹是个意外。他在印第安纳州的一个小镇长大,理想是成为像他祖父那样的兽医。不过大学期间,在医院做暑期工使他对癌症产生了浓厚的兴趣。他进入华盛顿大学医学院,在那里他深入研究与血癌有关的遗传变化。在那里,Wartman医生清楚地明白了自己真正想从事的工作——成为一名医学研究者。

他的那些人生计划在2002年的冬天被打乱了。那是他在医学院的最后一年,当时他去加州面试斯坦福的一个住院医生项目。在他到达的那个早上,一股强大的疲倦感让他几乎无法动弹。

“我无法从床上起来,去参加那个对我一生来说最为重要的面试,”Wartman医生回忆说。不过他还是强迫着自己冒雨驱车去了帕洛阿尔托。他强打着精神度过了那一天。

回到圣路易斯后,因为过度的疲劳,他放弃了自己喜爱的跑步运动。那时,他还开始出现夜间盗汗的现象。

“我以为可能是单核白血球增多症”他说,“我想我可以顶得住。”

不过没过多久他的腿长骨开始作痛,并且开始发烧。

那时,他非常年轻,才25岁,以前身体一直都非常健康,看医生都是很小的时候的事了。2003年2月,他去了一家急诊中心。那儿的医生认为他的症状可能是心情不好导致的,不过医生也提醒他,说他的红血细胞和白血细胞数有点低。到这个时候,为白血病生物学而着迷的Lukas Wartman开始怀疑自己也得了白血病。

“我完全被吓坏了,”他说。“不敢相信那是真的。”

第二天,即将从华盛顿大学毕业的wartman又回到了那个急诊中心。医生将一根长针插入到他的髋骨中抽出一些骨髓进行分析。

“我们一起看的片子,”Wartman医生说,回忆起当时那恐怖的时刻。“布满了白血病细胞。我震惊了。”

Wartman继续留在学校做实习医生并进行治疗:9个月的强化化疗,紧接着是15个月的维持性化疗。当他的癌症看起来已经好了的时候,5年过去了。然而没多久,他的癌症又死灰复燃。接下来不得不采用风险极高的治疗手段——先进行强化化疗使癌症缓解,然后通过他弟弟进行骨髓移植。

骨髓移植7个月后,他感觉身体强壮了许多。他去了一个大型癌症会议,参加关于他这类白血病的一个分会。分会上一位知名研究者报告称,这类白血病复发后的存活率只有4-5%。

“我的胃都翻过来了,”Wartman说,“我永远都忘不了我听到那个数字时的震惊。”

不过他的通过跑步距离检测恢复程度的结果令人鼓舞。

到去年春天,也就是骨髓移植三年后,Wartman医生每天可以跑6-7英里,并且感觉不错。“我当时想,也许到秋天都可以参加半程马拉松比赛了。”

然而癌症又来了。他记得那个数字,一次复发的存活率是4-5%,而他是第二次复发了。这一次,他说:“不存在概率了。”

他的医生对他进行临床试验,试图通过化疗和激素来治疗,但是并不奏效。移植弟弟的健康骨髓细胞也完全不起作用了。

RNA中的线索

Wartman医生的医生意识到,要挽救他的生命最后的希望就是借助他们的遗传学知识与技术。

经过一个月多的疯狂工作,在与无情癌症的赛跑中,由Richard Wilson和Elaine Mardis领导的基因组研究所的研究团队得到了Wartman医生的遗传数据。那天是8月31号。

不出所料,在癌症DNA中存在许多的突变,但是他们却无能为力,因为没有针对这些突变的药物。

不过针对癌症RNA的分析却有些不一样。他们得到了一些出乎意料的结果。

RNA测序发现,一个正常的基因FLT3在白血病细胞中十分活跃。这个基因的正常功能是使细胞生长并增殖。这个过分活跃的FLT3基因可能就是Wartman医生的癌症细胞如此快速增殖的原因。

更令人高兴的是,一种被用于治疗晚期肾癌的药物苏尼替尼能够抑制FLT3。

不过这个药物的费用是每天330美元,而Wartman的保险公司不支付这笔费用。

他向苏尼替尼的生产商辉瑞求助,希望能将他纳入特许使用治疗计划,因为他所有的薪水仅够7个半月的药物花费。但是辉瑞也让他失望了。

随着9月份的过去,Wartman医生变得恐慌起来。

“每天就像在坐过山车,”他当时说道,“所有的事情都没有着落。”

绝望之下只能尝试用药。他用积攒的钱买了一个星期的药,在9月16号开始服药。在那些天,他的血细胞计数看起来正在变得正常。不过他已经不敢提希望了。

“当然另人激动,”他说,“不过舒尼替尼会对我的骨髓形成不可预料的效果。”红细胞数量上升可能只是药物的副作用,也可能只是一个巧合而已。

“很难说我是否感到有什么不同,” Wartman医生说。而且药物的花费也让他苦恼。如果有效,他又能负担多长时间呢?

后来,医院药房的护士带来一个好消息:有一批一个月量的苏尼替尼。当时他并不知道,不过他所在部门的医生们帮忙买了下来。

两个星期后,活组织检查显示,他原本满是白血病细胞的骨髓变得干净了。

尽管如此,他还是很不安。检测时只用到了少量的骨髓,癌细胞有可能潜伏起来了。

第二次检查是流式细胞检查,利用抗体对癌症细胞进行标记。结果显示癌细胞没有了。

但是Wartman医生还是没有信心,他告诉自己,也许流式细胞检查结果出错了。

最后他进行了更为灵敏的FISH检查。这种技术能够利用荧光DNA片段标记癌细胞,从而鉴定白血病细胞。这一次结果也显示癌细胞消失了。

“我不敢相信,” John DiPersio,一位令人尊敬的医生跟他说。

那天,Wartman独自呆在公寓等待他的室友Damon Berardi下班。那天晚上,Berardi先生,这位31岁的商店经理回到家里,完全不知道Wartman医生的好消息。他很奇怪Wartman医生提前回了家,在厨房里一瓶香槟和两个杯子在等着他。Wartman医生告诉他:“我的白血病正在好转。”两个男人狂喜地拥抱在一起。Wartman医生砰地打开了香槟。

“我感到前所未有的放松,重新对未来产生了希望,” Berardi说。“那个时候已经没有眼泪了,我们以前已经流过太多。那是希望的时刻。”

直觉与择决

Wartman和他的医生们需要作出重大的决定,除了直觉无据可依。他是应该继续服用舒尼替尼还是进行再一次的骨髓移植呢?

最后,DiPersio医生还是决定进行移植,因为不进行移植癌症由可能再次发生变异并逃脱舒尼替尼的攻击。

同时,辉瑞也决定为他提供药物。Wartman医生不知道原因,也许是这个公司被他护理师Stephanie Bauer激情的请求而感染。

现在,Wartman医生的癌症没有了,不过他还需要面对骨髓移植带来的常见的并发症,因为移植来的白细胞将他自己的细胞当成异物进行攻击。他会发皮疹并感到难受。不过这些并发症正在逐渐缓和,他重新回到了Ley博士的实验室开始工作。

他的同事们想在其他患有同种癌症的病人的癌细胞中寻找形同的突变。并且,他们想针对舒尼替尼进行临床试验,看这种药物是否对其他患白血病的患者有效,或者他们发现则这种解决方案仅仅适用于Lukas Wartman。

Wartman医生自己则觉得未来很不确定。他知道自己非常幸运,但是未来会怎么样?他能计划自己未来的人生吗?他已经痊愈了吗?

“很难描述这种感觉,”他说,“就像飘在未知的海域中。”