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白色斜塔_篇四[醫學研究]信030_換個腦袋看癌症
by 陳怡蓁, 2012-09-07 17:09, Views(713)

篇四【醫學研究】

 

給醫學生的信30

換個腦袋看癌症

【前言】

    癌症的頑強本質,使它經得起最劇烈的放射線及化學藥物,仍如野草除不盡,春風吹又生,故近來學者也逐漸思考到,欲對付癌症,必須先了解它的頑強性從何而來;而要瞭解癌症的頑強性,也許我們自己得先換個腦袋。

 

 

  我父親今年90歲,是台灣第一代的婦產科醫生,六十年前,他在台大醫院時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及鐳錠放射線治療;六十年後的今天,儘管科技突飛猛進,基本上我們治療子宮頸癌還是靠這兩樣老法寶根除手術及放射治療。

    當然,科技的進步使手術和放射線治療更精確、安全,但子宮頸癌的治療成果,與六十年前相比,基本上並無太大差別;主要的進步其實在於子宮頸抹片的推廣,使癌症得以早期發現,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。並非全世界的醫學界不夠努力,而是反映了一個根本的事實─癌症的頑強性(robustness);癌症的頑強本質,使它經得起最劇烈的放射線及化學藥物,仍如野草除不盡,春風吹又生,近來學者也逐漸思考到,若欲對付癌症,必先先要了解它的頑強性從何而來。

  要瞭解癌症的頑強性,也許我們自己得先換個腦袋。研究一件事物,傳統的方法是使用所謂「解析法」(reductionism);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,再解析成夸克……;使用解析法,對自然的探究當然是相當成功的,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,還得去瞭解個別元素間如何互動,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,這個方法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,換句話說,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。

那麼,工程師們如何完成這個具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)。

首先,複雜體系的基本單位,就是許多類似的「模組」;就如小孩子最喜歡的「樂高」玩具(Lego),是由一個個相同的塑膠方塊組合而成的一般;其次,每兩個小方塊都可藉由表面的凹凸界面結合,此一結合的基本方式就是「原則」(protocol)。依此原則,這些塑膠小方塊可結合成任何大小、形狀的「樂高」玩具,此即許多模組依照原則結合成一個複雜體系。

    除了靜態的玩具外,若再接上輪子,就成為可活動的玩具,還可接上馬達及方向操縱系統;而為確保這些新裝置運作順暢,便需要新的原則來使各種模組能各司其職和諧運作;此外,為了避免超速,要加上速度計,當速度過快時,還要啟動煞車,此即「反饋」(feed back)機制之必要。對於體系中的重要功能,設計者為了防止出錯,便會設計數個功能相同的模組,以便在緊急情況下接手,這就是「備份」(redundancy)。

    總而言之,一個複雜體系是由許多模組依原則彼此組合,經由反饋彼此調適以和諧運作,再藉由許多備份確保萬無一失。有了這些要件,才可以使一個複雜體系具有頑強性,能經得起各種干擾(perturbation)而正常運作。

    然而,這個複雜體系的複雜性,仍然隱藏著一些弱點(fragility),這些弱點通常看不出來,唯有在某些意外情況下才會突顯出來;例如,運作完美的太空梭,兩次的意外都是因意想不到的弱點而造成致命的大禍,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?答案便是來自於它的異質性(heterogeneity)、備份(redundancy)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;正由於組成份子的廣泛異質性,使癌症在外來的干擾之下,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,將不利於種族的延續,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「致突變劑」(mutagen),這些致突變劑在毒殺癌細胞的時候,實際上也在促進癌細胞的突變,即增加其異質性;換句話說,這些藥物反而增加了癌症的頑強性,形同火上加油,不僅無法治療癌症,反而使它變得更大尾;就像把小混混送到綠島管訓幾次之後,竟然變成大流氓一般。

  因此,在治療癌症時,必須注意的重要觀念就是─「避免在治療過程中增加它的異質性」。在早期癌症的治療上,如血液腫瘤,因癌細胞的異質性尚低,應該避免使用廣效的細胞毒性藥物,而應該盡量針對特別的分子,如慢性骨髓性白血病可針對ABL蛋白用藥。

    至於,對已具有高度異質性的實體腫瘤,治療上可採取下列兩種策略之一:第一,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;第二,則是設法使癌細胞進入休眠及緩慢進展的狀態,也就是「與癌共存」。要注意的是,欲使癌症進入休眠狀態,須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),進而給予致命的一擊。

  所以,同學們!換個腦袋看癌症,也許在不久的將來,諾貝爾醫學獎便非你莫屬!