当地时间1月3日,美国Theranos公司创始人Elizabeth Holmes的判决结果公布。这位曾因“滴血验癌”而名噪一时的企业家被认定4项刑事欺诈罪成立。因为号称能通过仅仅几滴血就能检测出数百个指标,筛查出包括癌症、糖尿病在内的多种疾病,Theranos公司在自2003年以来的16年里总共融资14亿美元,伴随着2018年9月Theranos公司正式倒闭,所有投资人血本无归。
但这并不能说明她选择的方向不对,只能说她实现的方式有问题,并且用造假的手段,欺骗了公众和投资人。不过对于科学家来说,通过血液检测实现癌症的早期发现,一直是一个备受关注的新兴领域,中外科学家和创业者都投身其中,期待能够有所突破。不过梦想是好的,在上海交大瑞金医院上海血液病研究所所长任瑞宝看来,“复杂疾病,如肿瘤,一个指标很难精准诊断,滴血还做不到。”
路要一步一步走,饭要一口一口吃,科学的进步,更需要一步一个脚印。虽然还不能精准诊断癌症,但是他们已经可以利用极少的血量,评估人体的衰老指标,发现癌症的开端。
“肿瘤跟衰老是息息相关的,是最大的单一的风险因子,也是肿瘤不好治疗的根本因素。”任瑞宝表示,西方国家的肿瘤发病率、死亡率都在下降,因为他们的生活方式更健康了,但中国还在上升过程中,什么时候有拐点,还不知道。“我们要把这个上升曲线压下来。采取的战略一方面是研究如何治疗,一方面是找到早期发现,预防肿瘤的方法。”
衰老的标志
随着我国上世纪末已进入老龄化社会,到2050年,60岁及以上老龄人口将达到总人口的1/3,老年群体呈现出基数大、增速快、高龄化和慢病化的态势,因衰老带来的疾病目前已成为阻碍社会健康水平提升的关键因素,给经济增长与社会保障带来严峻挑战。
作为恶性肿瘤、心血管疾病等人类多种重大疾病的首要危险因素,深入认识衰老、及早干预衰老进程、有效减少因衰老导致的慢性疾病及提高老年人生活质量已成为现代生物医学研究的重要领域。但是如何评价衰老的程度,如何评价抗衰老治疗的效果,是一个世界性的难题。
12月17日,第三届衰老与肿瘤国际会议在海口召开,会议主题为衰老对克隆演化的影响。因为近年来越来越多的研究发现,随着年龄的增长,发生癌症相关突变的细胞会逐渐占据主导,克隆增生是大多数肿瘤的开端。
机体衰老的重要机制,来自于干细胞衰老及体细胞基因突变。随着衰老的进程,正常干细胞增殖减缓,同时干细胞随年龄增长积累大量基因突变,而有某些基因突变的干细胞及下游分化细胞获得增殖优势,称为克隆增生。越来越多的研究表明,克隆增生是衰老的标志之一,在各组织器官中广泛存在;同时,克隆增生也是多数肿瘤的起始,深入认识克隆增生、有效干预克隆增生可预防肿瘤及相关疾病的发生发展。
“衰老标志大多为退行性改变,但也有增生性的,如前列腺增生及骨质增生。克隆增生,是大多数肿瘤的开端。”任瑞宝介绍,今年9月国外曾经有一篇论文介绍,美国一位科学家曾经对五位八九十岁的老人捐献的遗体进行非常精细的全身测序,发现他们全身都有克隆增生的现象,细胞里头有与肿瘤相关的基因突变,然后就开始增生了。
但是遍布身体各处的克隆增生现象,不可能精准定位和检测,而唯有血液是遍布全身的,因此血液中的克隆增生现象,是最容易检测到的。
血液系统的克隆增生称为克隆造血。
克隆性造血是由5万至20万干细胞之间的自然选择竞争产生的,这些干细胞分裂产生人体所有的红血球和白细胞。多年来,这些干细胞不断产生突变,其中一些突变产生了“更适合”的细胞,其后代(统称为克隆)很快就会在数量上超过同类。在一些克隆性造血人群中,单个突变干细胞的后代占体内血细胞的一半以上。
克隆性造血并不是癌症,但它可能是白血病和淋巴瘤等血癌的“前奏”。这种血细胞失衡在70岁以上人群中出现的比例高达30%,患有这种疾病的人患心血管疾病的可能性是正常人的两倍,研究人员将其与中风、骨质疏松症、2型糖尿病、心力衰竭和慢性阻塞性肺疾病联系起来。科学家们发现,具有克隆性造血功能的人在不同年龄阶段死亡的可能性要高出50%。
1997年,Champion等采用人雄激素受体(human androgen receptor,HUMARA)检测X染色体灭活的方法证实,在健康女性体内存在克隆性造血。近年来,采用更敏感的分子生物学检测技术发现克隆性造血在健康人群中颇为常见,但其临床意义以及预后尚不明确,Steensma等将外周血细胞携带恶性血液病相关基因突变的等位基因频率(Variant Allele Frequency, VAF)≥2%,但血细胞计数正常或仅轻度减少的克隆造血,命名为意义不明的克隆性造血(clonal hematopoiesis of indeterminate potential,CHIP)
CHIP见于20%的老年人群,是多种血液系统疾病的发病基础,也是心血管疾病、高血压,2型糖尿病、自身免疫性疾病甚至实体瘤不良预后的重要因素。
任瑞宝介绍,正常的人70岁20%有CHIP,有实体瘤的人,40%有CHIP。过去对于衰老没有明确的指标,CHIP是唯一一个可以精确测量的指标。反应了全身性的衰老程度。主要针对出现血液异常的。对于未来解决克隆增生,提供了一个很好的范例。
2020年12月,衰老与肿瘤国际研究中心(ICAC)在海南医学院挂牌,任瑞宝担任中心主任。
今年11月,该中心正式启动建设国家级重点实验室的筹备工作,推动全世界衰老与肿瘤研究领域知名机构和专家在科学研究、人才培养、疾病防治等方面进行更加深入的合作与交流。
他们已经自主开发了检测克隆造血的临床检测方法,应用在上海瑞金医院和海南医学院第一附属医院。“我们是世界最早的一批开展克隆造血的临床转化工作的医院。”任瑞宝说,瑞金是全球第一家做这方面临床监测和治疗的机构,国外只做实体瘤的。
早发现早治疗
2017年,上海市民老东诊断为慢性贫血,血红蛋白一度跌至40g/L,辗转上海多家医院均诊断为骨髓增生异常综合征(MDS)可能,但是治疗效果一直不佳,常年依靠输血维持正常生活。
瑞金医院血液科诊断为克隆造血后,老东被第一时间收入瑞金医院血液科,血液科李军民主任为他制定了去甲基化药物联合脐带血微移植的联合方案,以期用压制克隆性增生,并提升免疫功能的方案改善患者的造血功能。两个疗程之后,老东彻底摆脱了输血依赖
李军民主任介绍,克隆造血及相关疾病增加了全因素死亡率及心血管疾病的风险,部分可演化为血液肿瘤,因此提前关注、及早干预具有重要意义。
任瑞宝主任说,过去我们是病人有了症状之后,才去治疗,但肿瘤已经充分发展起来了,已经有多个基因突变了。一个肿瘤细胞不断增值,不断演化,不同的克隆,不同的基因突变的组合,每个克隆对药物的敏感性是有差异的,而血液的监测是最容易的,很容易得到样本,以白血病为例,标准是化疗,80%能缓解,但是很多又复发,不断的突变,不断分化。最近三四十年对于白血病的进展不大,来的时候,能够干预的很小。
通过检测克隆造血相关疾病,及早提示心血管疾病的风险防范,有效控制心血管疾病的发病和死亡率。同时,克隆造血的临床研究也为研究其他器官克隆增生的机制及干预提供范例,为衰老干预、防治衰老相关疾病及主动健康奠定基础。
克隆性造血并非恶性肿瘤,而是发生肿瘤的倾向。其中部分突变类型会提高进展为髓系肿瘤的可能性,但大多数克隆性造血个体永远不会发展为白血病。然而,近年来,有研究发现克隆性造血个体的心血管疾病,如因心脏病发作及中风死亡的患病率较高,心脏病发作后有幸生存下来的患者也更易发生心力衰竭并伴随更高的死亡率。多项最新研究表明克隆性造血很可能是心血管疾病的全新高危因素,克隆性造血携带者冠心病风险提高1.9倍, 心肌梗死风险提高4倍。
《中国心血管健康与疾病报告2019》显示,我国心血管病患病率处于持续上升阶段。推算心血管病现患人数3.3亿,较2018年上升4000万人,其中脑卒中1300万,冠心病1100万,肺原性心脏病500万,心力衰竭890万,风湿性心脏病250万,先天性心脏病200万,下肢动脉疾病4530万,高血压2.45亿。
对克隆性造血的检测无疑能够及早提示心血管疾病的风险的防范,提升克隆性造血携带者的意识,有助于指导自身实施科学的一级预防措施来缓解心血管风险。
随着基因测序技术发展,各类筛查变得越来越普遍,可以预见,结合了克隆性造血筛查以及合理的心血管疾病预防措施,势必能够有效控制血管疾病的发病和死亡率。
商业的蓝海
在癌症早期,患者往往缺乏明显的特征性症状,而发现时癌症常常已经转移。这也是当前多种癌症致死率居高不下的一个重要原因。因此,实现早期筛查是提升癌症患者生存率的关键。
虽然硅谷女神的滴血验癌神话破灭,但破灭的只是她营造的一个骗局,但这不代表这条路走的不对。某关注早期项目的医疗投资人对财新表示,去年其实市场蛮火的,做质谱仪的项目也有很多,华大系有很多人出来创业在做这个方向,针对的人群也细分化了,但是本质还是筛选和寻找病原的过程。
“肿瘤标志物”就是由恶性肿瘤细胞异常产生的物质,或是肿瘤刺激人体产生的物质。例如肝癌的肿瘤标志物是AFP、肺癌的是CEA、卵巢癌的是CA125、乳腺癌的是CA153、胰腺癌的是CA199等。这些肿瘤标志物一定程度上可以反映出肿瘤的发生、发展,对监测肿瘤治疗效果和预后有一定的帮助。与其他肿瘤监测手段相比,肿瘤标志物检测更方便、快捷,成本也大大降低。
但对于临床医生来说,癌症的临床诊断,目前不能脱离B超或CT检查、病理等传统诊断,仅靠血液测试来判断是否患癌症还太过草率。
因此,目前的检测能力,还是针对于衰老程度,癌症趋势的判断。
任瑞宝说,西方国家的肿瘤发病率死亡率都在下降,生活方式更健康了。中国还在上升中,什么时候有拐点,如何能把这个曲线压下来,是所有从业者关心的问题,一方面是研究治疗,更重要是找到早期发现,预防肿瘤的方法。衰老与肿瘤是息息相关的,是最大的单一的风险因子,也是肿瘤不好治疗的根本因素。
“克隆增生是突然找到的一个特征,克隆造血检测需0.5ml 血,新发现的一个衰老指标可用更少的血。”他说,能否在肿瘤更容易干预的时候,将其发现?每一个人都有自己的养生之道,但是也不知道有没有用?有了指标之后就可以去评估,在人体相对健康,免疫系统没有被肿瘤打败的时候,实施干预。这一块,“未来也是商业的蓝海。”
目前瑞金医院针对克隆造血机制的检测和临床,覆盖了从基础研究,临床研究,到临床试验,马上开始脐带血细胞治疗,对于治疗效果,或者对于类似于二甲双胍等抗衰老药物是否有效,马上就有明确的指标。
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