隨著青霉素與阿司匹林等藥物的誕生,人類的平均壽命在短短百年間就提升了30-40歲,但相對應的,人類也付出了慘痛的代價—癌癥、心血管疾病、老年癡呆等疾病的發病率越來越高。
我們能否治愈這些疾病?人均壽命還能否繼續提升?2004年諾貝爾化學獎得主Aaron Ciechanover教授在世界科技創新論壇上發表相關演講,他指出長壽的代價及當前生物與醫療的三大重點發展方向,其中就包括干細胞研究。
他認為未來醫療將迎來個性化治療時代,而這也是我們能否活到150歲的關鍵。
△Aaron Ciechanover 教授(左1),他和另外兩位科學家因“發現泛素調節的蛋白質降解”被授予諾貝爾化學獎
以下為Aaron Ciechanover教授的演講內容(為方便閱讀,基于原意有部分刪減):
如今,包括中國在內的很多國家,平均壽命都已經超過了80歲。但在20世紀初,人類的平均壽命還只有 50-55歲。
也就是說,短短一百年時間,人均壽命就提升了30年,是過去4000年提升幅度的2.5倍。
△美國百年內人均壽命變化曲線圖
這個秘訣就是科技發展。我們可以看到各式各樣的科技發明,包括手術、飲食、藥學、對人體機理的理解,運動以及醫院發揮的作用,還有不同國家之間的溝通、信息的共享等等。所有這些因素加在一塊,讓人類壽命在短短一個世紀里增加了30-35歲。
我們也由此誕生一個有趣的問題:這個趨勢能否延續?一百年以后,人均壽命能達到150歲甚至更長嗎?而如果能達到150歲,我們付出的代價是什么?
平均壽命提至150歲 人類需要付出哪些代價?
這個代價其實非常明確。今天,我們能在發達國家的醫院里看到很多病人,他們主要遭受三大疾病的困擾——癌癥、心血管疾病、腦疾病。
這些疾病都是我們為長壽付出的代價。
要知道,一百年前是沒有多少人死于癌癥的,這不是說當時沒有癌癥,而是那時候很多人沒有活到會受癌癥影響的年歲就已經死亡。
再說心臟病,百年前確實有人死于這種疾病,但是心臟病和癌癥一樣,都與年齡高度相關,即年齡越大,患病幾率越高。而腦疾病如帕金森癥、阿爾茲海默癥也有這種特質。
△年齡越大,越容易患上阿爾茲海默癥
也就是說,人類壽命雖然在延長,但付出的代價也在增加。我們預計這些疾病會變得越來越嚴重、越來越普遍。比如:我們發現如果活到110歲,99%的人都會患上阿爾茨海默癥。人類大腦中有一個部位在不斷退化,可能暫時沒有明顯的表現,然而,一旦預期壽命增加就會變得越來越明顯。
那么,面對長壽的代價—疾病,我們當下的醫學和藥學有哪些進展呢?
三大醫學方向 干細胞是一個重點
我們醫學和藥學當前有三個重點發展方向:
第一個方向就是醫療設備,這里提到的不是醫學圖像設備這樣的醫療硬件,而是包括人造器官、動脈支架、清除動脈阻塞的小型設備等等的醫療設備。
第二個發展的方向是組織工程。干細胞是組織工程的一個分支,目前這方面的研究已經陸續開展,如有些病人無法自己產生胰島素,那就自取細胞進行重編程,使細胞再次具備產生胰島素的能力后再放回病人體內。或者在病人身體中加入人造的生物細胞,也能讓病人重獲產生胰島素的能力。
△Vertex首例糖尿病患者在干細胞移植270天后,徹底擺脫胰島素
第三個就是傳統的藥物開發。上世紀初,人類開發出最早的藥物—青霉素與阿司匹林,其中青霉素對世界產生了革命性的影響。然而這些藥物的發現都源自于意外。比如Alexander Fleming偶然發現一個培養皿中的細菌會被明顯抑制,才促成青霉素藥物的誕生。
△度假歸來的Alexander Fleming發現青霉菌周圍出現了一圈透明帶,而這就是改變世界的青霉素
但很顯然,如今我們不能靠這種“偶然法”了,我們需要有組織、有系統的開發藥物。
另一個事實是:由于變異基因的遺傳,世界上沒有兩個人是完全一樣的,即使是孿生兄弟和姐妹,也存在基因差異。因此,同一種疾病在不同兩個人身上也會有不同的反應,相似疾病的患者對相似的治療方式的反應也可能不同。
所以在2000年出現了下一代藥物開發的辦法—對人類基因組進行測序。
90年代,當基因測序剛剛出現大眾視野時,還曾被《紐約時報》以頭版頭條的方式報道。在那個時候,想對人類基因組進行第一次測序需要耗費幾十億美元。
而如今,基因測序就逐漸變得像一般檢查了,通常只要幾個小時都可以完成,還伴隨著各種各樣的方法,如動態測序法、固態測序法、電子測序法等等。這樣的技術發展,也對很多疾病帶來了影響。
過去我們可能覺得癌癥就是一種疾病,比如乳腺癌就是乳腺癌,治療方法也都是傳統化療。但實際上,雖然都叫乳腺癌,但是背后的基因變異完全不同,導致乳腺癌的原因也各不相同。如今,我們發現乳腺癌的成因甚至超過20多種。
所以當有了基因測序法,我們就可以探尋患者究竟哪個基因出現了變異,并專門設計一種分子蛋白質來直接地應對這種變異的分子,使得乳腺癌得到治愈。
而隨著時間的進展,我們對基因方面的研究會越來越深入,除了能實現個性化診斷疾病外,我們或許還將迎來個性化的治療革命。
個性化醫療革命 醫學的未來與挑戰
過去,我們攻擊疾病常常采用“大炮”轟擊,但現在,我們有了更精細的手段。
任何一個病人到急診室或者門診的時候,都可以先對基因進行測序。通過現有的技術和設備,我們就可以知道:究竟什么樣的基因導致他患了這種疾病?以及他的未來會怎樣?
對此美國前總統奧巴馬的評價是:“這是精準醫療。”因為它不但能實現個性化診斷,還兼具預測性,即通過基因測序,我可以知道自己的身體可能會產生哪一種基因的變異,繼而及時預防。這就是未來醫學的幾個特點:個性性、預測性、預防性,還有就是參與性(病人對自身DNA也能有深入了解),我們管它叫做“四性”醫療。
這場個性化革命正緩步向我們走來,但同時也面臨著不少挑戰:
△論壇上,Aaron Ciechanover 教授列舉了我們將要面臨的挑戰
首先,有些疾病并不那么簡單,比如新陳代謝疾病和精神病,它們可能與多個基因相關。但具體是哪些基因我們至今沒有頭緒。這是第一個挑戰。
其次,有些疾病,尤其是癌癥,它可能會讓我們做出錯誤的判斷。這是因為癌癥病人的基因是不穩定的。它可能會逐漸地產生抗藥性,會形成第二次、第三次的變異。所以,病人可能剛開始接受治療的時候會有效果,但是進行第二次治療時,會遭遇效果減弱的情況,這就是腫瘤在變異。
最后是價格,對我們來說,價格是實實在在的真金白銀。而未來個性化醫療的價格會比現在更高,因為很多疾病將被分解成小的個性化疾病方向進行診斷,這樣一來,藥物開發的成本大幅上漲,現在就有很多藥企面臨巨大的挑戰。
但這就是科學前進的方向,最終的結果對人類而言肯定是樂觀的—未來醫療將更加精準、有效地治愈人類疾病,同時副作用更小。
寫在最后
上個世紀到如今,人類歷經了兩次醫學巨變,人均壽命也成功從50歲提升到80歲。但這不是人類壽命的上限,干細胞與基因測序等新興技術正在為我們打開第三次醫學革命的大門。
而據科學家預測:在未來,所有疾病將變得可預測、可預防,醫學治療手段也將由相對粗糙的“一刀切”,轉變為個性化的醫療方案。諸如癌癥、心血管疾病、腦疾病等世紀難題將不再難以治愈,而人類也勢必以更健康的姿態,去迎接100歲、120歲,甚至是150歲。
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