分子影像学:癌症早期诊疗现生机

2010-12-22 09:09 来源: 科学时报
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  未来将会怎样?为什么我们不能更早地发现重症癌症?为什么我们要在疾病后期花费那么多时间和金钱?“我们应该对病人更好一些!”作为美国分子影像学的权威,美国国家科学院院士、斯坦福大学分子影像中心与核医学科主任Sanjiv Sam Gambhir教授在他的演讲开头提出了几个引人深思的问题。

  在近日举行的第六届杭州国际分子影像研讨会上,斯坦福大学教授Gambhir的演讲描述了分子影像学在未来医学中的重要作用,令与会者备感鼓舞。围绕着他提出的话题,来自欧洲、美国、日本、韩国等地的核医学家展开了热烈的讨论。

未来:发现、识别、早期干预

  对疾病,尤其是癌症等绝症的早期干预,一直是近年来医学界和科学界的热门话题。然而,对于多种癌症早期干预的实现,还从没有在Gambhir教授这里如此清晰过。Gambhir认为,分子影像学在未来医学中将发挥如下作用:发现(Identity)疾病的存在,可以通过血液检查发现人体中的肿瘤标记物,从而发现疾病的可能性;把病人群体识别(Isolate)出来,用分子影像学技术发现病灶的位置;进行早期干预(Intervene),用治疗手段干涉疾病的进程。

  “我们要发现那些致命的癌症,而不是所有的。”Gambhir在接受《科学时报》专访时说,他的团队正在关注卵巢癌、大肠癌、前列腺癌和肺癌等的分子影像学的早期干预。早期干预的手段,一般是先进行血液检查,发现血液中是否有肿瘤标记物;接着通过分子影像技术确认病灶位置和大小;然后采取干预措施。Gambhir指出,通过PET/CT检查可以确定直径最小2毫米的病灶,这时候如果进行早期干预,治愈率将高达95%。

  然而,在分子影像技术能确认病灶存在前,关键问题是如何发现那些可能存在微小病灶的群体。“早期干预,要早到什么时候?”Gambhir说,要发现早期癌症,就要关注少数细胞。当病灶尺寸为1立方厘米时,已经包含了5亿~30亿个癌细胞,对于早期干预来说,这已经太晚了;1立方毫米的病灶中包含5万~30万个癌细胞,而1立方微米的病灶中仅含500~3000个癌细胞。后两种情况才是早期干预应该关注的。但要发现这么小的病灶是非常困难的。

  令人兴奋的是,Gambhir在报告中介绍,他们已经找到了解决方法。Gambhir向与会者展示了一个小小的芯片,他称之为蛋白检测芯片。这是一个灵敏度非常高的芯片,能对血液中含量极少的肿瘤标记物产生反应,其灵敏度越高,发现微小病灶的可能性才会更高。

  基于此,Gambhir认为,到2020年时,斯坦福大学将可能具备发现直径2毫米的肿瘤病灶的能力,也就是说可能将某些癌症的治愈率提高到90%以上。Gambhir告诉记者,今后他的团队还会关注乳腺癌、胃肠道癌、口腔癌等癌症的早期干预。“将来这一整套技术将可能运用到各种疾病中,不仅仅是癌症,如神经性退行疾病、心血管疾病等。如果能发现早期微小的病灶,我们就能让病人过得更好。”Gambhir说。

转化型分子影像学是医学新机遇

  Gambhir告诉记者,现在他们的主要研究方式是诊、疗结合的。尽管目前在早期治疗的第三步——干涉阶段,他们的研究还不多,但今后他们肯定会关注这个领域。

  美国得克萨斯州大学MD安德森癌症中心的助理教授田梅,目前组织着一个30多人的团队从事转化医学的研究。由于在医学院中作研究,既接触病人,也要搞基础研究,她是医生科学家,她告诉记者,转化型分子影像学是从事兼顾临床和研究的医生科学家的新机遇。

  转化型医学试图在基础研究与临床医疗之间建立更直接的联系转化型医学还有更广泛的意义,即从患者出发开发和应用新的技术,强调的是患者的早期检查和疾病的早期评估。田梅在接受《科学时报》采访时说,从细胞水平到小动物,再到大动物乃至人体,同样的基础研究会产生差别巨大的结果,因此必须进行转化研究,实现从基础到临床的转化。例如研究药物的分子靶点,首先可以在癌细胞和正常细胞上进行对比研究;然后可以在小动物和大动物身上作相应研究。小动物的研究目前比较常用,但大动物的研究者就少了,因为大动物和小动物的器官/身体体重比差别很大;另一方面,小动物的表型、基因型个体差异小,而大动物则做不到这一点,个体差异大,所以无法直接沿用小动物实验的数据。而到临床研究阶段,从动物到人,差别就更加大,实验就更加困难。

  “所以,美国国立卫生研究院(NIH)监督下的药物研发从开发到临床应用,往往要经历15年以上的时间。”田梅说,也许同时有1000种药在作研究,但最后用到人身上的只有一种。因为人是一个整体,人与人之间也有很大的个体差异。

  田梅告诉记者,过去,药物研发主要是化学家或生物学家在从事,他们对临床医学并不了解,现在转化医学试图打破基础研究和临床医学之间的隔阂,但这需要一个系统的过程,需要化学家、生物学家和医学家合作。

  “转化分子影像学是作临床研究的最重要的前提。之前的药物研发往往失败的原因就是忽视了这一点。”在田梅的团队中,包括物理学家、化学家、生物学家、医学家等,他们或是教授、副教授,或是非常有经验的临床医生。“我们从临床医生的角度建立起了一个转化医学的大动物研究中心。”田梅希望,最终能建立起一个好的系统的转化研究平台。

有效的个体化医疗手段

  承办此次论坛的浙江大学医学PET中心的主任张宏教授在接受《科学时报》采访时说,个体化医疗已经逐步在国内兴起,目前主要针对癌症放化疗阶段。在确认疗效阶段,一个非常有效的手段就是采用分子影像技术。通过分子影像技术,能评价治疗方案,并调整和制定后续治疗方案。此外,判断病人能否实行个体化治疗,也需要倚仗分子影像技术。

  Gambhir告诉记者,在美国,个体化治疗已经开始运用,例如针对女性的乳腺癌治疗等,现在已经有很多病例结合分子影像技术进行个体化治疗。但在其他疾病中,分子影像技术的应用并不广泛,而是开始逐渐尝试。

  张宏也提到,目前国内能实行个体化治疗的病例不多,但他对国内个体化治疗的普及很有信心。但国内现有的个体化治疗多采用国外药品,基本没有国内药品,在这方面还需要努力。而且分子影像制剂也面临同样的情况,即很少有国内厂家研发有自主知识产权的分子影像制剂。