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为什么治疗癌症需要大数据

近年来,很多人都在关注大数据帮助医治癌症的相关课题,这种技术前景到底如何?

我在几年前对这件事做了一些专门的了解,因为当时我在考虑是离开Google,还是换到Google内的大数据医疗公司Calico去。关于大数据医治癌症的相关问题,我非常认同Calico公司CEO李文森博士的观点,在此分享给你。

李文森博士到Google之前是世界上最著名的生物医药公司基因泰克的CEO和董事会主席、Google的董事(2004-2009),并且一直担任苹果公司的董事会主席至今,他也是全世界在生物系统领域最权威的专家之一。2013年,李文森博士离开了基因泰克,担任了Calico这家Google全资子公司的CEO。李文森博士对大数据和机器智能帮助延长人类寿命这件事非常看好,他认为这些技术和医学的结合可以治愈很多顽疾,包括癌症。李文森的观点,代表了今天美国医学界的主流观点。

要讲大数据和机器智能治愈癌症,先要讲为什么癌症那么难治愈。

首先,癌症的发病和人有关。癌细胞不像其它的细菌那样来自外部。同一种细菌感染的疾病,致病的细菌通常是相同的(比如肺结核由结核杆菌引起)。癌细胞是我们体内正常细胞在复制时基因出了错而产生的,至于怎么错的,是因人而异的——也就是说同样一种癌症,在不同患者身上基因复制错误可能不相同(这一类和基因相关的病,被认为是由多基因影响的,比较难找出原因,而且每个人都不同;相比之下,像色盲这种遗传病是由单基因引起的,比较容易找到原因,而且大部分患者的原因相同),这就解释了为什么很多抗癌药对一些病人比较灵,对另一些人却没有什么作用,因为他们的癌变其实不同。另外,每一个人的身体条件也不同,同样的抗癌药,有些人的副作用比较小,效果就比较好;但这种药对其他人可能副作用非常大,很容易破坏他们自身的免疫系统,因此使用后效果并不好。实际上,大部分医生在给癌症患者用药时,需要对患者进行基因比对,以确定是否能用某种抗癌药。

其次,更要命的是,癌细胞本身也是变化的,既然细胞在复制时,基因会出一次错,就有可能错第二次、第三次。因此,对一个患者,即便一开始为他找到了一种有效的抗癌药,但是如果癌细胞基因再发生突变,曾经管用的药物也会变得不管用。我们经常会听到这样的故事,有的人得了癌症后,一直控制得很好,病情稳定;一些人甚至看上去已经痊愈了,但是忽然有一天,他的病复发了,然后病情就无法控制,很快就过世了。这其实是因为癌细胞本身变化所造成的。

除此之外还有一个因素也不能忽略,那就是癌症患者即便真的痊愈了(体内一个癌细胞也没有),他们的体质本身可能容易产生病变,不等于今后不会再得癌症,这些人依然是高危群体。

由于上述原因,李文森博士认为,很难找到一种万灵药彻底医治哪怕是一种癌症,这和发明抗生素治愈结核病不同。事实上,即便是基因泰克研制的那些所谓特效抗癌药,也只对一小半人特别管用。要想彻底治愈癌症(或者说让患者和癌细胞长期共存),就需要针对不同的患者设计特定的抗癌药,而且根据这个患者癌细胞每一次新的变化研制新药,只要这个研制速度能够赶得上癌细胞的变化,即使不能够彻底杀死所有的癌细胞,也能控制癌症,让患者长期健康地生活。

从理论上讲,这种方法是可行的,但是这样做的成本太高。首先,需要有一个专门的研发团队围绕着每一个患者进行药品的研制,而且研发的速度还要足够快。其次,它的耗费至少在每人10亿美元以上。因此,全世界除了像乔布斯这样的亿万富翁,都不可能用这种方法来治疗癌症。这就是目前人类在抗癌方面遇到的困境,这个困境是无法通过传统的医学进步走出来的。事实上,在过去的二十多年甚至更长的时间里,全世界医学界对癌症机理的理解和治疗方式的改进是非常有限的。

那么出路在哪里呢?李文森博士认为需要依靠将最新的基因技术和IT技术(尤其是大数据)相结合。目前在人和动物身上发现的可能导致肿瘤的基因错误大约有5000种,而癌症的种类不过一百来种,也就是说即使考虑到导致癌变的基因复制错误和各种癌症的全部组合,不过是几百万种。上百万这个数量级在IT领域是非常小的,但是在医学领域则近乎无穷大。如果能利用大数据技术,在这上百万种组合中找到各种真正导致癌变的组合,并且对这样每一种组合都找到相应的药物(这个工作量大到必须依靠机器智能),那么对于所有人可能的病变都能够治疗。

未来,医治癌症的方法可能是这样的,针对不同人不同的病变,只要从药品库中选一种药即可,比如对患者老王,医生根据他的情况给他开了第1203号抗癌药品,如果发生新的病变,经过检查确认后,改用256号药品……,这样并不需要每一次重新研制药品。如此一来,癌症就变成了像感冒式的普通疾病,不再会对生命产生威胁。虽然开发出这样成千上万种药总的研发成本不低,但是如果摊到全世界每一个癌症患者身上,李文森博士估计只需要人均5000美元左右。

在美国,其实还有一家公司在这个方向上比Calico走得更快,它就是由著名科学家、世界上最早从事人类基因组工作的温特博士创立的人类长寿公司(Human Longevity)[这个公司名字起得好],该公司再和美国很多著名的药厂合作,在新的抗癌药研制和个性化医疗方面都走在世界前列。

如果我们沿着李文森和温特的思路继续往下走,不仅仅是治疗癌症,治疗各种疾病都应该可以做到针对不同的人使用不同的药,哪怕是对感冒或者嗓子痛等小毛病。当然,要做到这一点首先要搞清楚看似相同症状的毛病,是否是由同一种病原引起的,如果不是,那么不同患者各自的病原是什么。我今年夏天访问约翰-霍普金斯时,著名基因学专家萨尔兹伯格教授向我介绍了他在这方面研究的进展,有机会我再讲给你听,这就涉及到个性化医疗这个大话题了。

我相信在我们有生之年,是可以看到人类解决医治癌症这个难题的。不过,即便癌症能够治愈,人类的平均寿命只能增加3.5岁,人类未来面临的最大问题是老年痴呆等衰老问题。有些时候我在想,我们生命的质量可能比长度更重要。

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