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給醫學生的二十封信_[信之十五]-換個腦袋看癌症
by 陳怡蓁, 2012-09-03 14:48, Views(1017)

給醫學生的信之十五

 

換個腦袋看癌症

 

謝豐舟

 

  我父親今年88歲,他是台灣第一代的婦產科醫生。六十年前,在台大醫院時他就參與子宮頸癌的治療。當年,他們使用的方法包括根除性子宮切除以及鐳放射線治療。六十年後的今天,儘管科技突飛猛進,但我們治療子宮頸癌還是這兩樣老法寶-根除手術以及放射治療。當然科技的進步使手術及放射線治療更精確、更安全,但基本上,對子宮頸癌的治療成果與六十年前並沒什麼太大的差別。主要的進步其實來自子宮頸抹片的推廣,使癌症能早期發現,末期癌症減少,從而提升治癒率。

  對於侵襲性子宮頸癌,殘酷的事實是,幾十年來除了根除性子宮切除和放射治療以外,我們並沒有發現子宮頸癌的有效新療法。這並非全世界的醫學界不夠努力。其實,這反映出一個根本的事實--癌症的頑強性(robustness)。癌症的頑強本質,使它能經得起最劇烈的放射線及化學藥物,仍能野草除不盡,春風吹又生。近來,學者逐漸思考到,要對付癌症,先要了解它的頑強性是從何而來。

  要瞭解癌症的頑強性,也許我們自己要先換個腦袋。研究一件事物,傳統上的方法是所謂“reductionism”-解析法。以物質為例,我們把物質解析成分子,把分子解析成原子,原子解析成質子、中子、電子,然後再解析成夸克……。當然,使用reductionism對自然的探究是相當成功的,也才有今日昌明的科學。

然而,許多自然界的現象,除了解析出其基本的元素外,還得去瞭解這些個別的元素如何互動,才能完全掌握整個狀況,也就是說我們要把一個自然現象看成一個複雜體系(complex system)來研究,這個現象其實在工程界已行之有年。舉例來說:一架龐大的波音747就是一個複雜體系,它由150,000個次系統組成,而由1,000部電腦來協調這個複雜體系的運作。為什麼747需要這麼龐大的系統呢?因為唯有如此,才能確保這架飛機的頑強性,也就是,如此才能確保這架龐大客機的飛航安全,確保其內400名乘客的生命。到底工程師們如何達到這個具有種極高頑強性的複雜體系呢?

  一個複雜體系的基本要素就是-模組(module),原則(protocol),反饋(feedback),備份(redundancy)。複雜體系的基本單位,其實是許多類似的模組(module),就好像小孩子最喜歡的「樂高」玩具(Lego)是由一個一個塑膠方塊組合而成。每兩個小方塊都可藉由各自表面上一凹一凸的界面互相結合,這個結合的基本方式就是原則(protocol)。依此原則,這些塑膠小方塊就可以結合成任何大小及形狀的「樂高」玩具,也就是許多module依照protocol結合成一個complex system。除了靜態的「樂高」玩具外,我們若再接上輪子,就成了活動的「樂高」玩具;我們還可以接上馬達,方向操縱系統。為了確保這些新裝置能好好運作,需要新的protocol以使各種模組能各司其職和諧運作。為了避免超速,我們要加上速度計,當速度過快時,就要啟動煞車,也就是必須有反饋(feed back)的機制。

  對一個重要的功能,為了防止出錯,設計上會有數個功能相同的模組,以便緊急時能接手,這就是備份(redundancy)。總而言之,一個複雜體系是由許多模組(module)依原則(protocol)彼此組合,經由反饋(feedback),彼此調適,和諧運作。經由許多備份(redundancy)以確保萬無一失。有了這些要件就使一個複雜體系具有頑強性,能經得起各種的干擾(perturbation)而正常運作。然而,這個複雜體系的複雜性卻也隱藏著一些弱點(fragility)。這些弱點通常看不出來,唯有在某些意外情況才會被突顯。例如,運作完美的太空梭,兩次的意外都是意想不到的弱點造成致命的大禍,一次是發射火箭的O環鬆脫,一次是脫落的防熱片損及機翼。

  瞭解了複雜體系的概念之後,且讓我們用它來檢視醫學上最大的挑戰---癌症。無疑地,癌症具有無比的頑強性。問題是,它的頑強性從何而來?答案是來自它的異質性(heterogeneity)、備份(redundancy)以及反饋(feed back)。一個癌腫瘤其實是由許多不同的細胞組成,這些細胞經由不同基因的各種突變,減數分裂時的重組,染色質的增減而變成彼此不同,也就是具有異質性。由於組成份子的廣泛異質性使癌症在外來的干擾(perturbation)之下,總有一兩個殘餘細胞能逃過一劫,不久之後,再捲土重來。人類社會中,血親通婚,造成純種的結果,不利於種族的延續就是這個道理的反面。弔詭的是,目前使用的癌症化療藥物,基本上都是所謂的mutagen,這些mutagen,事實上,在毒殺癌細胞的時候,也在促進癌細胞的突變,也就是增加它的異質性;換句話說,這些藥物反而增加了癌症的頑強性,結果就如火上加油,不僅不能治療癌症,反而使它變得更大尾;這就像小混混送到綠島管訓幾次之後,變成大流氓。

  因此,在治療癌症時,一個重要的觀念就是「避免在治療過程中增加它的異質性」。在早期癌症如血液腫瘤,癌細胞的異質性尚低,治療上,應避免廣效的細胞毒性藥物,而盡量針對特別的分子,如慢性骨髓性白血病時針對ABL蛋白用藥;對於已經具有高度異質性的實體腫瘤,可以採取下列兩種策略之一:第一是全面撲殺各類癌細胞,再針對殘餘的幾種細胞,施行針對性的治療;另一個方法,則是設法使癌細胞進入休眠以及緩慢進展的狀態,也就是"與癌共存"。要注意的是,在使癌症進入休眠狀態的同時,要避免增加它的異質性才能達到目的。也許目前熱烈研究中的抗血管新生療法,就是一個理想的方式,因為這些藥物是作用於血管內皮細胞,不致對癌細胞產生天擇壓力而導致異質性的增加。另外,就是如何找出癌症的脆弱點(fragility)給予致命的一擊。

  同學們!換個腦袋看癌症。也許,諾貝爾獎非你莫屬。