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癌症的前世今生

潘 震澤
・2012/06/14 ・2305字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 549 ・八年級

《萬病之王:癌症傳》(The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer)導讀

作者:辛達塔.穆克吉(Siddhartha Mukherjee)
譯者:莊安祺
出版社:時報出版
出版日期:2012年05月28日

根據衛生署公布的民國 99 年國人十大死因,惡性腫瘤(癌症)蟬聯榜首;因癌症而死的人數,比排名第二到第四的心臟病、腦血管疾病及肺炎總加起來還多,平均每十三分鐘就有一人死於癌症,看了不免讓人心驚。

癌症除了發病率與致死率偏高之外,還以種類繁多與病因不明著稱,加上許多癌症的治療困難、預後不佳,以至於人人聞癌色變。職是之故,坊間打著教人防癌抗癌名目的書籍,可謂汗牛充棟;只不過其中有科學根據的少,引喻失義、一廂情願,甚至存心欺騙以牟利者占了絕大多數,以至於讓一般大眾無所適從。

讀者手中這本《萬病之王:癌症傳》(The Emperor of All Maladies. A Biography of Cancer)則是完全不同的一本書;這是美國哥倫比亞大學腫瘤科醫師兼研究員穆克吉(S. Mukherjee)所撰,可謂道地行家之作。該書於二○一○年十一月出版,不到一個月,就打進了美國各媒體的年度好書榜;二○一一年四月更榮獲普立茲獎殊榮,可謂實至名歸。

該書目的並不在提供任何癌症防治指南,而是立意為癌症作傳,詳述癌症的前世今生與未來。所謂「知己知彼,百戰百勝」,我們只要對癌症的特性及肇因有所認識,自然就會曉得各種癌症的預防之道,以及不同療法的長處與限制;對於層出不窮的癌症新聞,也才有能力辨別真假。

有人或謂癌症是現代疾病,其實不然;從外在可見的腫瘤與潰瘍,到體內組織增生造成的飲食或排泄障礙、呼吸困難與身體耗弱,史不絕書。乳癌是最早有信史記載的癌症,可上溯四千六百多年前埃及古王國時期名醫印和闐(Imhotep)對乳房硬塊的病歷紀錄(電影《神鬼傳奇》[The Mummy] 裡的悲劇人物即以他為本)。只不過腫瘤組織不易保存,故實質證據難尋;目前已知最古老的癌症證據,是在祕魯南端一處沙地墳場發現的一具風化屍體,已有千年歷史,上頭留有骨肉瘤的痕跡。

雖說各年齡層都有人罹癌,但基本上癌症是老年病,其發病率與年齡成正相關,且以指數上升,這也是現代長壽社會多癌症的主因。至於為什麼老人容易發病,除了免疫力下降以及身體累積了一輩子的缺失外,還與癌症的根本肇因有關。已知癌症與遺傳、微生物、輻射線、化學物質及生活習慣等因子都有關,但歸根究柢,是細胞裡的基因與基因的調控出了問題。

人一早由一個受精卵開始,到後來長成由幾十兆(1013)個細胞組成的身體;人體細胞分裂複製的本事之高,可見一斑。多數細胞在分化成熟後,就失去繼續分裂的能力,只留下少數幹細胞,供組織器官更新修補之需。人體每天都有數以千億計的血液細胞,以及位於腸道內襯與皮膚的表皮細胞,進行死亡與新生(成年男子還要加上精子),這可能是一般人想像不到的。

因此,細胞裡總有兩股制衡的力量,一種是促進細胞分裂的原致癌基因( proto-oncogene),另一種則是不讓細胞繼續分裂的腫瘤抑制基因( tumor suppressor gene);如果前者失去控制及/或後者遭到破壞,細胞就可能失控而癌化。所以癌症的真正敵人來自細胞本身,可謂禍起蕭牆。

此外,細胞原本都有限定分裂次數與自戕( apoptosis)的機制,以避免過度生長;這兩種機制受阻,是另一個促使腫瘤生成的原因。再者,腫瘤長大到一定程度,單憑分子擴散作用,不足以提供腫瘤內部細胞的物質交換之需,因此刺激新血管生成,是維持腫瘤存活及增殖的必要條件。最後一點,腫瘤細胞要從原始所在轉移他處(癌細胞的致命行為),還需要一系列的酵素幫忙。

無論是細胞生長因子、腫瘤抑制因子、細胞自殺因子、血管生長因子、細胞親和分子,以及蛋白基質分解酵素等,都是基因的產物;因此,說癌症是基因出錯造成的疾病,也大抵正確。再者,只有一個基因出錯並不至於致癌,細胞得累積好些個基因的突變,才有可能失去控制。基因突變可能於細胞分裂時隨機產生,也可能由外來致癌物質引發,總之,都需要時間。因此,癌細胞的產生絕非一朝一夕之功。人活的越久,罹患癌症的風險自然也就越大。

此外,身體的免疫細胞,也會偵測體內的癌變細胞,並予以清除。患有先天或後天免疫缺陷疾病的人,不單容易遭受感染,也容易生出腫瘤。上了年紀的人,免疫偵測系統的功能不如以往,是另一個容易生癌的因素。

曉得這些,並不是說人老了,就一定會得癌症;但我們可以說,除了個人的先天基因組成無法改變外,某些飲食生活習慣、職場工作環境,以及細菌病毒感染等,都有可能增加罹癌風險。如何降低這些風險,是我們可以、也應該做到的。

由於癌細胞可於全身上下器官組織出現,因此療法也不只一途。二十世紀以前,只有手術切除,之後才有放射療法輔助。只是這兩種作法不適用於所有癌症(如血癌及已經轉移的癌症),再來難免有漏網之魚,因此預後不盡理想。

第一個試圖阻斷癌細胞分裂的化學藥物治療,遲自一九四八年才出現。化療主要針對正在分裂的細胞,加以阻斷;但除了癌細胞外,體內正常分裂的細胞也難以倖免。這種殺敵一萬、自損三千的做法,可是有一段漫長的血淚史,也是本書的主題之一。一甲子後的今天,化療已成癌症治療主流,也著有成效;此外還有更具專一性的免疫療法與激素療法出現,給病人帶來更多希望。

除了化療史外,本書對乳癌根除手術、抽菸與癌症的流行病學研究、各種病毒/細菌與癌症的關聯、對癌症宣戰的政治角力、各種預防檢查的發明與成效、致癌基因的發現、賀癌平(Herceptin)與基利克(Gleevec)等新一代藥物的研發經過等主題,都有詳細介紹,讓人對癌症多樣的「一生」,可有全面性了解。

總結一句,任何對癌症有分好奇、想要了解一二的人,這是一本不可不讀的好書,特此鄭重推薦。

轉載自生理人生

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潘 震澤
13 篇文章 ・ 1 位粉絲
在大學裡教了二十幾年書,專長是生理學(再往下細分是「神經內分泌學」)。十來年前從象牙塔裡伸出頭來,投入科普書譯介及專欄寫作工作,至今已翻譯了十來本科普書、兩本生理學教科書,以及兩本科學散文結集。目前任教美國大學。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》