互动科普

手术、放疗和化疗现在可以治愈多起癌症病例。未来的治疗方法将更为有效。

人们常常表示这样一种希望，即癌症将会被治愈，似乎癌症患者从未有过康复的事例。事实上，绝大多数皮肤癌患者和大约半数因患体内癌症接受治疗的人都完全摆脱了他们所患的癌症。但是，对治愈癌症的强烈渴望——这一愿望引起了全社会的共鸣——仍然反映了人们对现有的癌症治疗方法存在着一种合情合理的不满情绪。现有的体内肿瘤治疗方法常常产生有害的副作用，致使治疗带来的好处受到很大影响。此外，这类体内肿瘤的现行疗法对许多病例还可能失效，这一严酷的现实迫使医生只能向患者讲明存活的机会而不敢对他们的康复打包票。

这一情况应当大有改进。癌症的疗法应当更类似于医生为治疗传染病开出的抗生索，抗癌疗法应当是安全的、高效的并且区别对待的：它们的作用应当仅限于癌细胞，其副作用即使有也应当极少。最重要的是，治疗应当总是能使患者恢复到其患病前的健康状态；创立这样一类理想疗法的工程己经开始动工。但是完成这些雄心勃勃的计划将要求医学研究人员进一步加探他们对各种形式癌症的机制的了解和认识。

现有的癌症疗法

 癌并不是单一的疾病而是包括一大类千差万别但又具有某些共同的关键特征的疾病。在多种不同形式的癌所具有的共同特征中，有3种特征导致癌产生其最有害的作用。癌组织的第一个也是最根本的特征是它因癌细胞能无限地增生下去而连续不停地长大(这常常是患者各种症状的起因)。同细胞的这种失控增长和分裂相关的是肿瘤侵入其周围的正常组织，最后则是癌症的最令人恐惧的一个特征。癌细胞离开原发性肿瘤，通过循环系统四处游荡并在很远的部位上形成群落，从而使癌扩散到全身。这个过程就是癌的转移，大多数现有的癌症疗法的目标都是抑制癌的失控增长，组织入侵和转移。

最早提出的癌症治疗方法——现在仍是用得最广泛的疗法——是手术治疗手术切除肿瘤既快捷又有效，这一方法治愈的癌症病例是最多的。手术也是唯一的一种使医生有机会确认肿瘤已被完全切除的治疗方法。因为病理学家可以检查切下来的标本(它应当包含一层把癌细胞完全围起来的未变性细胞)。

 遗憾的是，这种治疗方法有若干关键的缺陷。把外科医生能够看得见的肿瘤块切除掉本身并不能保证除去肿瘤常常具有的显微延伸部份。为了把肿瘤周围的这一侵害性边缘完全包括进去，外科医生可能不得不切除掉很大一部分健康组织，从而可能严重损害患者的功能或外貌。有时癌会侵袭不能通过手术切掉的关键组织。即使可以作手术，大手术(这类手术需作全身麻醉)总会使患者受外伤，手术的最大局限性可能是它无法治疗已经在全身广泛扩散的癌症。

 放疗在许多情况下优于手术，这种方法是使用高能X射线或伽玛射线来照射患者的癌性肿瘤所在的部位。(这些射线来自外部施加的射束，在某些情况下则来自植入体内的微小放射源。)放疗的作用是造成足以直接杀死细胞的遗传损害，或者是诱发细胞自杀（apoptosis）——一个已深深植根于哺乳动物细胞的过程，(细胞自杀在哺乳动物的胚胎发育过程中是特别重要的。在此期间，诸如鳃之类的结构出现，随后又因构成它们的细胞发生程序性细胞死亡而消失。)       

在暴露于辐射之后，健康组织比癌细胞更容易恢复，因此放疗能够保留癌周围的解剖结构，从而在治愈癌症的同时又不损害患者的正常功能。放疗对于子宫颈癌和早期前列腺癌及何杰金病具有很好的疗效。这一治疗方法对于治疗喉癌也是特别重要的。因为它可治愈喉癌而不使患者的说话能力受到损害。

与手术切除肿瘤相比放疗除了能保留正常组织外，还有其它一些优点。例如，辐射可以破坏手术时可能漏掉的肿瘤周围的癌组织的显微扩展，对于年纪较大，身体虚弱的患者。放疗是一种较安全的方法，因为这类患者动手术后可能很难恢复过来。用放疗法治疗的患者按常规要在5到8周内每天接受治疗而无须住院。   

尽管有这许多有吸引力的优点，放疗有时仍被证明是不够的。因为它同手术一样有时不能根除肿瘤的所有癌细胞，此外，同手术一样，辐射不能治疗广泛转移的癌症。这些转移的癌最终将在许多部位上形成完全成熟的肿瘤。(全身接受足以杀死广泛扩散的癌细胞的辐射照射将会破坏某些起关键作用的脆弱组织。)在这种情况下，患者必须接受化疗，即系统地服用可经过血液循环系统到达全身各部位的抗癌药物。目前有许多不同的化合物用作抗癌药，而且有更多的抗癌药正在被筛选和试验。通常化疗药物对人体细胞的作用与某些抗生索对细菌的作用相似，它们通过干扰细胞复制DNA的能力而防止细胞增殖。至少在某些情况中，抗癌药物同放疗一样似乎能诱发癌细胞中的程序性死亡现象。

 本世纪四十年代研制出的首批化疗药物已常被证明在单独使用或甚至依次使用时其效用是不充分的。但到六十年代，医生们发现同时使用几种药物进行化疗可治愈某些癌症。许多恶性病——白血病，恶性淋巴瘤和睾丸癌等——现在可用这种复合化疗法成功地治疗。治愈这类癌症具有特殊的意义，因为它们常发生于青年人。他们应当比通常的癌症患者多活许多年。遗憾的是，绝大多数最常见的癌症（乳腺癌、直肠癌和前列腺癌等)现在还不能单靠化疗治愈。对于这些癌症，化疗只能作为一项全面的治疗方案——其中也可能包括手术和放疗——的一个组成部分。

 现有的化疗药物常常对患者失效，因为它们大量杀死健康细胞，从而带来严重的副作用，这样就限制了医生能够使用的剂量。例如，对迅速生长的骨髓细胞的损害导致贫血，抗感染力丧失以及内出血的倾向，因为患者不能产生足够数量的红血球、白血球和血小板(血小板是起凝血作用的细胞)。化疗的其它副作用包括腹泻、恶心、呕吐及脱发等。化疗药物的另一种较为少见的副作用是损害神经系统。

 虽然减轻许多这类有害副作用的方法正在迅速得到改进，但现有的化疗法还是有另一个根本的弱点。像某些细菌能够对抗生素产生耐性一样，某些肿瘤也能够经受用于治疗它们的抗癌药物的攻击而生存下来。有些肿瘤从一开始就被证明具有耐药性，而另一些肿瘤则是随着反复的治疗而产生耐药性。化疗中的抗药性问题是尤为严重的，因为在对患者只使用一种药物之后肿瘤就可能产生对多种药物的抗性。   

适用于某些癌的另一种药物疗法可避免化疗的诸多问题。这一替代方法的原理是设法操纵人体的内分泌系统，乳腺和前列腺是由性激素调控的。在这些组织中发生的恶性肿瘤也可能对这些激素起反应，这种敏感性可以加以利用。医生可以对患乳腺癌的妇女施用抗雌激素，而对患前列腺癌的男性则可施用起所谓“雄激素阻塞”作用的药物。这种激素疗法的副作用比较小，因为它的作用主要限于有特定激素受体的组织。但是，激素疗法仅对于在这些特殊的组织上长了肿瘤的患者有价值。即使是对于这类患者，激素疗法有时也被证明是无效的，因为乳腺和前列腺的肿瘤可能含有某些与激素无关的细胞，它们仍然能够进行危险的增殖。不同治疗方法的结合医生可以在最初诊断出肿瘤时按照肿瘤发展的程度对大多数固形肿瘤分期。一般说来，没有扩散到淋巴结或其它较远部位上的小肿瘤被定为一期肿瘤。二期和三期肿瘤是进一步发展了的较大肿瘤累及较多的淋巴结，四期肿瘤则是已发展到全身到处都有很容易检查出的转移肿瘤。   

医生用手术或放疗法破坏原发部位上的早期肿瘤，必要时还要破坏邻近的淋巴结中的早期肿瘤。对于四期肿瘤患者，预后通常不良。在这种情况下医务工作者采用的疗法一般只是为了减轻患者的直接症状并延长生存时间。(对于这类晚期癌症病例通常用化疗来达到这些目的。)中期癌症的疗法难于简单地分类，其治疗方法的变化是最迅速的。中期肿瘤患者常常可以被治愈，其癌的所有迹象均完全消失。但许多患者只是癌症暂时有所减轻，随后又复发，因为显微肿瘤部位(那些在最初诊断时己经存在但未被发现的不良细胞)最终将失去控制地生长。   

对于中期癌症患者医生们越来越广泛地采用所谓联合物理疗法，即把不同的治疗方法以各种各样的方式结合起来。联合物理疗法可能要求一大批各种专业的专家——肿瘤专家，外科医生，病理学家和放射学家——的共同努力，而这一工作的协调常常是一个很大的后勤问题。

最常用的癌症联合疗法是在手术或放疗之后接着进行化疗，这一方法的最恰当例子是当前所用的治疗乳腺癌的方法。手术切除肿瘤及少量的周围组织(这一方法称为lumpectomy)配以放射和药物疗法，已提高了乳腺癌的治愈率，并使得大多数病例不需要切除乳房。一种类似的方法也表明能提高结肠直肠癌和某些骨癌及软组织癌的治愈率。   

一种更新的联合物理疗法——称为诱导化疗(induction chemotherapy)——首先使用化疗，然后再用手术或放疗。采用这一方法肿瘤学家就可以观察原发肿瘤的缩小速度有多快，从而确定化疗药物的有效程度。

诱导化疗使扩散到全身的肿瘤细胞——全身性微扩散(systemic micrometastases)——能够尽早得到治疗。在某些病例中，这种方法可能减少或甚至消除对切除器官的手术的需求。例如，患有晚期头部和颈部癌症的患者传统上是用手术和放疗法治疗的。但他们常常死于这种疾病。那些经过了放射手术疗法治疗而存活下来的患者有时丧失了说话能力。诱导化疗继之以放疗可以达到类似的生存率，但不会产生这种使人丧失功能的损害。类似地，医生们也成功地应用诱导化疗来治疗肺癌和膀胱癌。在后一种情况中，采用这种疗法常常就不必切除膀胱了，诱导激素疗法继之以放疗或手术，对于治疗前列腺癌也可能非常有效，化疗或激素疗法也可以与手术或放疗同时施行。这种方法称为伴随化疗，它对于治疗那些在只用手术或放疗法时往往效果不佳的肿瘤(也就是说，肿瘤极有可能在经历这些治疗后仍安然无恙或者己经扩散)是特别有价值的。例如，已经证明，对于食道癌，使用伴随化疗——抗疗法，比单用放疗法可获得更佳的疗效，在这些病例中，加上化疗法可减少癌症后来在该部位复发的可能性或在其它某个器官发生癌的可能性。

未来的希望

 在治疗癌症时，使用细小切口和专门工具——它使手术医生能够探入患者体内观看并进行手术——的新的手术方法正在被更频繁地应用。这些方法应当有助于使某些癌症患者免遭传统手术的创伤。但是，癌症治疗的最大进展无疑将是放疗和化疗领域的进展，这些进展将使放疗和化疗法能够更有效地杀死癌细胞而又不给健康组织留下永久性的损伤。某些进展可能还要经过许多年才能达到常规用于癌症患者的水平，但其它一些进展看来即将获得广泛应用。

例如，随着医务工作者根据每一癌症患者的具体情况而采取相应治疗方法的能力不断增强，放疗法正在得到迅速的改进。特别是借助技术上的革新，治疗人员现在可以操纵外部辐射束使其精确对准肿瘤，免伤害周围的组织。这类方法归于共形放疗术一类，因为辐射束的形状与时针的形状非常接近。

共形放疗法需要使用一系列先进技术。首先，必项通过计算机断层X射线扫描或磁共振成像弄清肿瘤的三维构形。这一用数字方式记录的信息是详细的治疗方案的依据，该方案规定了辐射束的方向和形状(以及照射的强度和持续时间)，这个方案使肿瘤吸收的辐射剂量尽可能大，而同时又使周围组织尽量避免暴露于辐射之下，然后在计算机控制之下使用一台直线加速器进行规定的辐射治疗，(这种直线加速器是结构比较紧凑的仪器，它可以产生高强度的X射线，而同时又比较容易绕着患者转动。)

借助共形放疗法，由内科医生、放射医生和治疗医生组成的台作医疗小组就可以安全地增加对前列腺肿瘤施加的辐射剂量(同时也就增大了治愈的机会)，但却不会增加——有时实际上是减少——健康组织所受到的损害，一些医学研究小组也正在尝试把这种方法用于其它许多局部肿瘤以至在某些特殊情况下——即只有一些转移发生时——用于多重转移。另一种新兴的代形放疗法是治疗脑部肿瘤的，它使用一个直接固定在患者颅部上的特制框架。把X射线源相对于这个刚性框架瞄准目标，技术人员在每次治疗期间就可以使射束极其精确地定位。

 X射线和伽玛射线是放疗的支柱，但质子和中子的效果也不错。质子可以比X射线更精确地瞄准有肿瘤的部位，而中子对付某些癌的效果似乎更好，这些粒子最终将具有多大效力尚待观察，但最近的研究表明它们的确有望治疗某些类型的癌。例如，质子能够治疗位于关键组织附近的小脊柱肿瘤，而中子对于治疗唾腺肿瘤是很有效的。

 化疗法将随新药物的出现而获得改进。最近开始用于临床的振奋人心的抗癌化合物包括从红豆杉树提取的红豆杉醇，它对于治疗晚期卵巢癌和乳腺癌有效[见《科学》 1998年14月号“类红豆杉醇：对付癌症的新武器”一文。]所甲的喜树碱(Camptothecan)衍生物对于治疗结肠直肠癌和肺癌患者显示出是很有希望的，这两类药物的作用机制都与老的化疗药物不同。化疗药物给药方式的改变也可能提高治愈率。例如，使用植入泵的长时间静脉注射，可使肿瘤在一段更长的生长和易被破坏的时期中遭受药物的作用，从而得到更佳的治疗效果。

 当前改进化疗法的某些工作集中在克服药物抗性上。还有另外一些正在出现的药物疗法可能是通过防止肿瘤获得充足的供血或通过人体的免疫系统与肿瘤作斗争而起作用的〔参看本期“未来的疗法”一节〕，新的“分化”——药物也在进行早期临床试验，这类药物的作用不是杀死肿瘤细胞，而是让癌细胞发生所谓的——最终分化——也就是癌细胞放弃其分裂的能力，转而承担起执行单一功能的任务，同机体的大多数细胞没有什么区别。分化药物提供了一种其毒性远低于现在使用的杀细胞药物的化疗方法。

 在减少有毒的副作用及改善接受化疗的患者的保养方面，医生们最近也取得了很大的进展。例如，新的效力更强大的防呕吐药物为患者提供了帮助，由于化疗通常会伤害消化系统的那些迅速分裂的内衬细胞，因此常会产生腹泻和口腔敏感等副作用，刺激这些内衬细胞的生长和修复的新药物可能很快就可用来治疗这一毒性的起因而不仅仅是消除它的症状。

 研究人员最近对能够促进骨髓中血前体细胞在化疗后迅速恢复的各种生长因子进行了试验。例如，促进白血球产生的药物有助于保护患者免受严重的并发感染。已证明一种正在研制的药物有刺激骨髓产生有助于凝血的血小板。此外，对于那些医生用常规剂量的化疗已无法治愈的癌症，现在越来越广泛地应用在加大剂量的同时采取措施保护血前体细胞的方法，（见本期Karen Amman著“何时考虑采用骨髓移植?”）

  早期查出癌症能够提高治愈率，因为它可使肿瘤在比较小、侵入性比较低、且发生转移的可能性也比较小的时候就得到治疗，对早期查出癌症的这一作用不能低估。医生们在使用医学成像技术探查癌症上取得了很大进展，对它的遗传基础的最新认识为我们提供了检测对某些癌症的先天易感染性的手段，从而可提早预测它在某些情况中的出现并估计出现后的严重程度。

各类化疗药物

抗代谢物

 某些抗癌化合物在活细胞的生化反应中起着假冒物质的作用，胺甲基叶酸就是这种药物的一个极好例子，它是营养物叶酸的化学类似物。甲基叶酸发挥作用的一条途径是与通常参与把叶酸转化为两种结构单元——腺嘌呤与鸟嘌呤——的酶（桔色）相结合。这样它就使细胞失去了建造新的DNA的能力，从而阻止细胞分裂。

局部异构酶抑制剂

细胞遗传物质的复制需要借助某种手段把DNA双螺旋分开成两股。这一分离过程通常是借助于一种特殊的“局部异构酶”(桔色)来完成的，这种酶暂时切开双螺旋的一股，让另一股穿过切口，然后再把切口的两端重新结合起来。抑制局部异构酶把断开端头重新结合起来的能力的药物将使遍布在分裂的细胞中的DNA股断开，这一过程导致细胞的死亡。

烷基化药物

 某些化合物(桔色)形成与特定DNA结构单元相结合的化学键从而在DNA分子的正常双螺旋结构中产生缺陷。这种干扰可能采取DNA股断裂或DNA股之间(或内部)形成不适当连

接的形式。如果由这些化合物造成的此类损伤没有通过细胞可用的各种DNA修复机制加以修复，则它将引起细胞自杀。

更有效的疗法

本期《科学》的许多文章都是论述对癌的分子基础和遗传基础的不断扩大的知识，这些新获得的认识必然将产生更有效的治痛汁法，而且最终有助于确定预防癌的方法。在近期，医生们应当能够利用分子标志和遗传标志以确定肿瘤呈恶性的可能性及其对不同疗法起反应的可能性。

基因疗法开辟了肿瘤治疗的一个新领域。我们与芝加哥大学的同事一起，正在探索把放疗和基因疗法结合起来的可能性，其目的是利用辐射束激发人体的特定部位产生对癌细胞有毒的蛋白质，我们己对实验动物进行了这一不同寻常的工作——把一种“辐射诱发”基因引入癌组织、该基因经过特殊处理后，仅在受到辐射照射时才会启动(也就是允许制造它编码的蛋白)。这一方法——称为局部基因疗法——应能大大提高辐射治病的有效性和特异性，不久它将进入临床试验阶段。

打赢一半的战争

人们常用战争来比喻癌症研究，虽然这一比拟有时可能使人误解，但它可以说明医学研究人员现在的处境。第二次世界大战期间，盟军目前的一段时期中虽然已经取得了相当大的进展，但真正的攻势还没有开始，看一下地图后，人们可能会觉得盟军在北非或意大利的取得的成就是微不足道的。然而在武器和人员以及把武器人员一起运送到西欧的手段等方面的巨大改进已经基本上完成。

虽然在癌症的治疗上已经取得了一定的进展，但这些有限的成就并不能反映医学研究人员和医务工作者所掌握的工具的巨大进步。眼下还难于预测任一项具体的发明会有多大作用，但它们对癌症疗法的累积效益却是可以肯定的。然而，对此必须有现实的期望，即使可找到一种对所有痛症均有效的简单的万能疗法，这种疗法在不远的将来中的任何时间得以实现的可能性——也是微乎其微的，不过一大批更有针对性的，毒性更低的治疗方法被我们掌握的时间或许将比大多数人认为的更早。