今年是美国总统尼克松签署国家癌症法案40周年。1971年12月,时任美国总统理查德•尼克松签署《国家癌症法案》,扩大国家癌症研究所的规模、职责和范围,创立国家癌症研究计划,目标是通过大规模增加研究经费,消除癌症带来的死亡,吹响了美国向癌症宣战的号角。《国家癌症法案》的颁布赋予了国家癌症研究所(National Cancer Institute,NCI)更多的独立权,极大地促进了癌症研究。
《国家癌症法案》签署以后,NCI开始领导癌症的系统研究,并设立了多项癌症研究基金和研究合作项目,涉及癌症的病因学、流行病学、病理学、诊断、预防以及治疗等所有领域。截至2010年,NCI已经在癌症研究、治疗和预防上花费了约900亿美元。
40年的漫漫征程,NCI在癌症研究方面取得了一系列令世人瞩目的成就。但今天,癌症仍然是美国和全世界主要的致死疾病,多种癌症仍不可治愈。癌症研究已成为国际社会共同努力的事业,人类抗癌之路依然漫长而艰巨。
美国国家癌症研究所的成立
美国政府于1937年成立了NCI,并开始为癌症研究提供支持。但是,在其成立的早期即有人怀疑中央集权究竟能为这种学科分界明显的研究带来什么,有些人质疑这种大规模的政府支持究竟是否明智。在战争时期,这个部门还只是个清闲的地方,直到NCI拿到大量资金。
第二次世界大战刚一结束,时任通用汽车公司主席的Alfred P.以及通用汽车的副总裁与技术主管Charles Kettering就拨款400万美元在纽约成立了Sloan-Kettering癌症研究院。这个研究院成了世界上最大的私人癌症研究机构。Cornelius任该机构的主任,此人因其活力、主动、解决重大问题的决心而闻名,他信奉两个观点,一是应寻找到防止细胞分裂的化学物质;二是研究机构应该像工业试验室(如贝尔实验室)那样组织起来,那样,研究结果会更有效和高产。
在Sloan-Kettering研究中心,科学家们用了5年时间(1946年〜1950年)在动物或人体试验了1500余种含氮化合物。由于Rhoads对该中心的研究与管理,1949年他登上了时代周刊的封面。在封面上,他穿着实验服,背景是美国癌症学会的徽标——一把缠绕着蛇的剑,插在癌症的象征——一只螃蟹上。
Rhoads狂热地说道:“有一些领导认为如果不通过基础的、意料外的发现,我们就无法解决癌症问题。我不同意。我认为我们已经了解得差不多了,现在我们必须不遗余力地推向前进。”
到了1955年,在Rhoads和Sidney的极力要求下,药物研究中心被挪到了NCI。那时,NCI已是政府支持的研究机构中皇冠上的明珠,它包揽了大部分的生物医学研究。当时被寄予厚望的是氮芥和甲氨蝶呤,所有人都希望它们能够像阿司匹林对付炎症那样解决肿瘤。
1953年,《Look》杂志(1937年创刊,1972年停刊)预测,癌症将会在未来10年内得以解决。《新闻周刊》则估计,一种治疗癌症的疫苗很快就将被研发出来。1958年,《读者文摘》称赞了俄亥俄监狱服刑人员自愿参与一项 “疯狂”研究的行为,在该研究中,研究人员将癌症细胞注射入自愿者的体内以观察他们的免疫力。文章的原文是这样说的:“这项研究是创造历史的研究项目,将会给了解癌症——这一恐怖杀手带来突破”【It is a history-making research project that could lead to a breakthrough in the struggles to understand this dread killer】。同一年,《生活》杂志引援后来成为NCI领导的John Helle的一番话:“我开始癌症研究已经很多年,现在我相信我已经看到结果了。我们很快就会有突破”。【I' ve spend many years in cancer research. Now I believe that I will see the end of it. We are on the verge of breakthroughs.】
在这种近乎“狂热”的盲目乐观心态的驱使下,NCI投入了大量的资金和人力进行大规模的抗癌化合物/活性分子的筛选。但是,事与愿违,在此期间NCI没有找到一种“合适”的抗癌药物,所有的努力似乎都成了泡影。
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尼克松总统签署《国家癌症法案》——美国政府对癌症宣战
1971年12月23日,美国总统尼克松签署了《国家癌症法案》,开启了一场“抗癌战争”。尼克松总统在1971年的国情咨文中说道:“我们已经裂解了原子并把人带到了月球,同样的,我们应该转而征服癌症。让我们全国都行动起来达到这个目标。”【The time has come in America when the same kind of concerted effort that split the atom and took man to the moon should be turned toward conquering this dread disease. Let us make a total national commitment to achieve this goal.】
《国家癌症法案》的审议使几乎每个参与其中的人都倍感兴奋,甚至有点头脑发热。流行杂志又一次开始鼓吹癌症治疗。尽管如此,国家科学院医学研究所的一些成员在给国家癌症法案质询的时候还是表达了对集中化的研究计划的担心,他们认为“研究方向……有可能造成错误的判断。”
在国会听证会上长达11个月的游说、证词、争论到今天也很有教育意义。在听证会上,久已存在的矛盾分歧在此刻进一步激化,一个关于究竟政府指导的研究能有多好的争论浮出水面。这些争论主要体现在:集中管理体制下的癌症研究是否能达到最好的效果?是否要让科学家更有自主性地来研究感兴趣的课题?在医学发现中偶然性发现究竟起到什么作用?化学、物理学、药理学、生理学这些基础学科相互的关系有多重要?癌症起因多样、症状表现各不相同,在这样一个领域用“战争”一词到底合不合适。
在国会委员会的听证会上,波士顿儿童医院的Sidney Farber作为临床指导研究的拥护者在证词中反复宣称,这种指导研究马上就能满足患者的需求。Farber认为,通常人们不需要知道疾病的起因就可以治疗甚至预防疾病。他的立场很坚定:“医学史上存在大量的例子,从疫苗到阿司匹林,人们在了解疾病之前的几年、几十年、或者几个世纪就已经能够治疗了。”【The history of medicine is replete with examples of cures obtained years, decades, and even centuries before the mechanism of action was understood for these cures-from vaccination, to digitalis, to aspirin.】
但是,哥伦比亚大学癌症研究中心的主任Sol Spiegelman则认为:“这种(不了解疾病而采取的)治疗方法感觉就像是不知道牛顿定律就要把人送到月球。”【An all-out effort [to cure cancer] at this time would be like trying to land a man on the moon without knowing Newton’s law of gravity.】哈佛大学外科学教授、Peter Pent Brigham医院的主治医生Francis Moore博士的例子就是这场争论的一个注解。Moore医生的逻辑与Farber的完全不同,他在听证会上指出,如果在19世纪就有糖尿病研究所的话,这研究所肯定不会支持Paul Langhans在胰腺上的研究,而这个研究最终导致胰岛素的发现。在那时,人们全然不知胰腺、胰岛素、糖尿病之间的关系。同样的,政府机构在40年代也没能为John Enders发现脊髓灰质炎病毒提供任何帮助。Moore认为,医学发现经常是被大学里的年轻人,那些不名一文的人发现的。【Many medical advances come from creative research by “often young people, often unheard of people” in universities.】
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抗癌之路充满坎坷与荆棘
至1971年美国总统尼克松签署NCI促进方案以来,截至目前美国政府已累计投入900亿美元的抗癌资金。40年间,NCI在癌症研究方面取得了一定的成就。但是,和投入的巨额资金相比,上述成就根本就不足为道。
寻找和测试有抗癌活性的化合物是NCI早年的主要工作。20世纪60年代,NCI每年要筛选30000个化合物来测试它们的抗肿瘤活性。这需要3种不同的肿瘤模型,经过30万次实验。这些化合物主要有两个来源,一是随机从架子上选出的,二是活性合成。到了1970年,他们已经开发出了40万种化合物。
在这些年里,癌症学会经常用诸如“在医学研究黄金时代的门槛上”【on the threshold of a golden age of medicine】或“治愈是指日可待”【a cure is just around the corner】这类的字眼尝试着去保持公众对进展的关心。在1977年,一位癌症学会的前任主席在回答抗X射线诊断运动时说:“尽管X射线将会带来潜在导致肿瘤的危险,同样的在那个时候我们早已找到根治癌症的办法。”
但是,这种大海捞针式的寻找抗癌活性分子的努力收效甚微。在每2000个经过活性研究的化合物中仅有1个开始临床试验,而最后变成市场上的抗癌药物的化合物更是寥寥无几,大概是10000:1。尽管付出了大量的精力和金钱,仅有少数几个药物是通过NCI指导的项目发现的。这些药物被用于在年轻人身上发现的白血病和淋巴细胞癌。
在大约20年里,还有大概15000个物种的11万4千种植物提取物被用于筛选,但没有一种植物提取物达到可以申请的地步。之后,只有紫杉醇这个从红豆杉树皮中提取的治疗物质被FDA审理,时间在1992年。事实上,紫杉醇是政府30年间对癌症战争的最大收获,该化合物被施贵宝推向市场,成为化疗药物当中第一个重磅炸弹。
2001年,《纽约客》杂志刊登了一篇题为《30年的战争,我们抗癌战争错了吗?》的文章,文章作者Jerome Groopman,一位受人尊敬的临床肿瘤学教授和癌症研究人如此写道:“抗癌战争,从结果来说带来了持久的不便,1970年开始对抗癌战争过高的估计现在看来是幼稚的。”有感于如此多的化合物由于三期临床表现的毒性而不得不退出试验,他说:“这些化合物的科学基础竟是这么薄弱,异想天开的想法竟是这么多。”
Groopman的这篇文章使人们意识到他们执著的这种想法是多么错误。残酷的现实是,化疗药物同时也是毒药。它们影响的不仅仅是癌症细胞的生命过程,同时也对其他快速分裂的细胞如骨髓细胞、小肠上皮细胞、毛囊细胞产生影响。从一开始,化疗药物就注定不是癌症治疗的最佳答案。
早在1986年,NCI前任统计学家John Bailar就在《新英格兰医学杂志》发表文章称,过去的15年间,癌症的发生率和死亡率并没有根本性改变。作者是在通过大量的统计分析的基础上得出上述结论的。尽管联合化疗在儿童白血病上取得了令人称奇的疗效,但这类疾病数量太小,无法对全国的癌症统计产生实质的影响。但是,截至当时,美国政府已经为这个指导机构(即NCI)花去了80亿美元。一个评论员甚至估计,从尼克松对癌症宣战开始,政府为癌症研究和治疗用去了1万亿美元。John Bailar用了“losing the war against cancer”这句话来概括当时美国政府所面临的窘境。之后,这一悲观论断一直挥之不去。
1997年,同样刊载于新英格兰医学杂志的一篇报道以“Cancer undefeated”为题对John Bailar的文章加以更新,并加深分析。文章认为,从1970年至1997年这段时间癌症的发病率升高了6%,对抗癌症最好的策略就是预防,通过改变不健康生活方式、戒烟等可以减少癌症的发生风险。此外,加强筛查有助于人们尽早发现癌症,使其能够在可治疗的范围内进行治疗,这一措施对改善癌症患者的预后具有重要意义。
总的来说,仅有少数几个疾病在治愈率和生存期上有较大提高,包括Hodgkin氏淋巴瘤,几种白血病和甲状腺癌以及大多数儿童肿瘤。这些肿瘤对整个社会癌症的整体情况不起作用。而值得一提的是,这些成功都是在抗癌战争的一开始就取得的。
2003年,前任NCI主席Andrew von Eschenbach对外宣称,将在2015年前结束癌症所带来的痛苦和死亡,目前看来这极有可能又是一个无法实现的预言。
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纤维肠镜筛查对降低结肠癌的发生风险是否有益还存在争议(BMJ 2009;338:1363-1366):2009年6月,《英国医学杂志》公布了挪威的一项有关纤维肠镜筛查的大样本随机对照临床研究(The NORwegian Colorectal CAncer Prevention,NORCCAP)结果。研究人群为挪威Oslo 和 Telemark County地区的55岁〜64岁共55736居民。随机抽取其中的13823人(1:1)进行一次纤维肠镜检查;其他41913人为对照人群,不接受纤维肠镜检查。研究主要观察指标为随访5、10和15年时的结肠癌累积发生率和死亡率。结果证实,随访7年时,纤维肠镜筛查组和未筛查组的结肠癌累积发生率无明显差别,分别为134.5/10万人年和131.9/10万人年;同对照组相比,纤维肠镜筛查亦不能降低结肠癌的死亡率(HR=0.73,95%CI:0.47〜1.13,P=0.16)。不管结果如何,纤维肠镜的应用对大肠癌的早期诊断有益,总体而言可降低患者的死亡率。
前列腺特异性抗原筛查可降低前列腺癌死亡率20%(N Engl J Med 2009;360:1320-1328):2009年3月26日,《新英格兰医学杂志》发表的一项研究证实,前列腺特异性抗原(PSA)筛查可降低死亡率达20%。研究开始于20世纪90年代早期,来自比利时、芬兰、法国、意大利、荷兰、西班牙、瑞士和瑞典等八个国家的男性参与了该研究。总随访长达12年。全部参与者共计18万2千人,其中高风险年龄段(55岁〜69岁)男性有162243位。研究结果显示,试验组有82%的受试者接受了至少一次的PSA筛查。两组平均随访时间为8.8年,试验组前列腺癌的累积发生率为8.2%;对照组前列腺癌的累积发生率为4.8%。风险年龄段人群试验组和对照组分别有214人和326人死于前列腺癌。试验组前列腺癌死亡率和对照组前列腺癌死亡率比值为0.8(95% CI:0.65〜0.98; adjusted P=0.04),具有显著差异。但是,为了减少一例前列腺癌患者的死亡,需要对1410位男性进行PSA筛查和对48位前列腺癌患者进行治疗;此外,筛查所发现的“癌症”中有大约30%实际上是非恶性的,发展很慢。
常见恶性肿瘤发病率和病死率的下降,让人们看到一定的希望
现实不容乐观,但还是有相当一部分学者对这些年来美国政府在癌症预防和治疗方面所取得的成就表示支持。美国临床肿瘤协会执行主席Allen Lichter认为,政府的“抗癌运动”对癌症治疗理念的革新还是起到了很大的促进作用,“现在,癌症的治疗已经与40年前完全两样”。在此基础上,一些常见的恶性肿瘤的病死率均有所下降。尽管一些恶性度很高的癌症,如肝癌、脑癌、胰腺癌等的发病率和病死率没有明显改观,但所有癌症的总体死亡率在1990年以后有所下降。
肺癌:好消息是,肺癌的发生率(1980s-)和死亡率均有所下降(1990s-),这一降低是不懈的禁烟运动的结果。坏消息是,黑人男性的肺癌死亡率居高不下(明显高于白人男性),女性(不管是黑人还是白人)肺癌的死亡率近年来持续上升。2010年,美国约有157300人死于肺癌;5年死亡率同比下降1.6%。
结肠直肠癌:2010年美国国家癌症年报称,自20世纪90年代以来,美国结肠直肠癌的发病率显著降低。饮食习惯的改变、纤维肠镜筛查的普及,以及癌症早期检测手段的应用是导致上述结果的主要原因。NCI数学模型预测,到2020年结直肠癌的总体病死率会降低50%。2010年,美国约有51370人死于结直肠癌;5年死亡率同比下降3%。
乳腺癌:20世纪80年代,乳腺癌的发病率明显上升(部分系由于检测手段的提高,如乳腺钼靶筛查),至1999年达到顶峰,之后一直保持在较高的水平。尽管如此,乳腺癌的死亡率在1989年〜1990年期间稳定下降。但是,白人女性患者的5年病死率明显高于黑人女性。2010年,美国约有39840女性死于乳腺癌;5年死亡率同比下降2.2%(部分与激素替代疗法的弃用有关)。
胰腺癌:由于早期发现困难,胰腺癌的病死率排在所有致死性肿瘤中的第四位,其发病率和死亡率在过去的四十年间没有明显改变。患者确诊后的平均生存期仅为6个月。2010年,美国约有36800人死于胰腺癌;5年死亡率同比上升0.6%。
前列腺癌:前列腺癌是男性发生率第二高的恶性肿瘤,由于PSA筛查技术的应用,前列腺癌的发病率在20世纪90年代初迅速上升并达到顶峰,之后又快速降低并维持在160/100000左右的水平。而以PSA为靶点的抗癌治疗取得了显著的疗效,前列腺癌对绝大多数病人来说已不是致死性癌症。2010年,美国约有32050名男性死于前列腺癌;5年死亡率同比下降3.3%。
白血病:得益于联合化疗方案的应用,4种主要类型的白血病的发病率在缓慢下降。目前,儿童急性淋巴细胞白血病的存活率可高达80%。2010年,美国约有21840名患者死于白血病;5年死亡率同比下降1.3%。
肝癌:由于HBV和HCV感染的流行,以及酒精的滥用,肝细胞癌和胆管癌的死亡率和发病率快速(稳步)升高。由于手术通常无法完全切除肿瘤,患者术后存活时间较短。2010年,美国约有18910名患者死于肝癌;5年死亡率同比上升2.2%。
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抗癌之战不会停息
弹指一挥间,40年的时间过去了,从尼克松总统签署《国家癌症法案》的那一刻起,NCI的抗癌战争即没有停止。尽管没有硝烟和炮火,这场抗癌战争却比人类所经历的任何一场战争都坚苦卓绝。
40年间,NCI的癌症研究取得了一系列成果,但这可能仅仅是一个开端。尽管如此,人类征服癌症的信念不会改变,这场抗癌之战也不会停息。终有一天,人类会将抗癌战争胜利的大旗插向这只“巨蟹”的心脏。
(作者:刘荣军)
附:NCI大事年纪
1971年,尼克松总统签署NCI促进法案。
1973年,NCI建立国家癌症数据库,并发起癌症流行病学和终点事件研究。
1978年, 第一个生物制剂——干扰素-a进入临床研究;FDA批准他莫昔芬(tamoxifen)用于控制乳腺癌
复发。
1979年,p53被发现。
1980年,Robert Gallo等成功分离了嗜人T淋巴细胞病毒-1,一种可引发T淋巴细胞淋巴瘤的病毒。
1981年,第一个针对HBV感染的预防性癌症疫苗问世
1983年,联合免疫缺陷小鼠作为癌症研究模型开始应用。
1985年,随机对照研究证实,手术联合放疗可提高转移性乳腺癌的疗效。
1986年,John Bailar在《新英格兰医学杂志》称,我们失去了抗癌战争的方向。
1989年,发现前癌基因Src的Harold Varmus和Michael Bishop获得当年的诺贝尔奖。
1991年,国家乳腺癌协作组成立。
1992年,FDA批准紫杉醇用于乳腺癌的治疗。
1993年,国会下令在长滩研究环境对乳腺癌发病的影响,但这个10年的研究发现寥寥;《Science》杂志
称p53是该年的年度分子。
1994年,乳腺癌和卵巢癌的危险基因BRCA1被克隆出;次年,BRCA2也被克隆出来。
1996年,美国癌症协会(ACS)和其他组织报道,肿瘤死亡率开始第一次出现了持续下降,从1991到
1995年下降了2.6%。
1998年,FDA批准了一个单克隆抗体,赫赛汀(Herceptin),用于HER2阳性的转移性乳腺癌的治疗。
1998年,诺贝尔奖获得者James Waston跟纽约时报记者讲,抑制肿瘤血管生成将会在两年内治愈癌症。
2001年,FDA批准一个靶向药物格列卫(Gleevec)用于治疗慢性粒细胞性白血病,时代杂志称它为“神
奇的子弹”。
2003年,NCI主席Andrew von Eschenbach宣称要在2015年前消除癌症引起的死亡。
2004年,FDA批准一个抗血管生成药物阿伐斯汀(Avastin)用于治疗结肠癌,与化疗药物联用;儿童肿
瘤获得里程碑的进展:近80%的儿童急性粒细胞白血病5年以上不复发。
2005年,NIH启动了肿瘤基因组图谱计划,对肿瘤基因组变化进行分类。
2006年,FDA批准人乳头状瘤病毒(HPV)疫苗加德西(Gardasil)用于预防宫颈癌。
2007年〜2008年,因为筛查的加强和激素替代疗法使用的控制,乳腺癌的发病率下降。
2009年,James Waston写道,是时候去研究癌症遗传学以了解肿瘤细胞内的化学反应或细胞的代谢。
2010年,国家肺癌筛查试验发现,CT筛查可以减少吸烟者的癌症死亡率;FDA批准一种治疗性的疫苗—
Provenge,用于治疗转前列腺癌,但价格昂贵,延长4个月的生存期大约需要花费9.3万美元。
2011年,PLX4032,一种靶向药物可以延长晚期黑色素瘤患者的生存时间。