大家養寵物狗的目的是為了解悶,但是醫學家發現寵物狗檢測癌症、治療癌症,並且開始著力研究。有一個故事:一對父子養了一個寵物狗,一天父親得癌症去世,寵物狗非常傷心流淚,不吃不喝好幾天,又過了幾年,兒子有天突然發現寵物狗傷心流淚,不吃不喝,自己納悶,結果到醫院一檢查發現自己得了和父親同樣的癌症。寵物狗不僅可以檢測癌症,而且可以陪同主人一同參與抗癌,甚至幫助治療,科學家給您答案。
一位頭髮花白的老人身患前列腺癌(prostate carcinoma),做完手術後獨自在家休養,陪伴他的,只有一條年老的金毛尋回犬。幾年前,美國國家癌症研究所的負責人要求研究癌症的科學家「在2015年前消滅癌症」,這個消息讓老人看到了希望。但他沒有想到的是,身旁的好夥伴竟然就是攻克癌症的關鍵。
攻克癌症是一個艱巨的任務,要在2015年前完成絕非易事。為此,研究人員使出渾身解數,不斷嘗試新的研究思路。今天的科學家對癌細胞的認識已經有了空前進步,他們發現了許多藥物,用來對付嚙齒類動物身上人為誘導的癌症卓有成效,但一旦進入人體試驗,藥效就神秘消失。看來嚙齒類動物可能不是模擬人類癌症的理想模型,那麼又該到哪裡去尋找新的模型呢?
下列事實可能有助於我們找到答案。在美國,超過1/3的家庭都豢養有寵物狗,據科學家估計,2006年美國大約有400萬條狗確診患有癌症。寵物狗和人類有很多相似性:都會自然患上前列腺癌和骨肉瘤;乳腺癌(breast carcinoma)細胞都有向骨組織擴散的傾向。比較腫瘤學是一個新興的研究領域,這個領域的科學家通過對比人類與動物身上的自發性癌症,來探索它們之間的異同。科學家相信,寵物狗與人類癌症的相似性會為攻克癌症提供全新的方法。
現在,比較腫瘤學家正在收集寵物狗的信息,希望從狗身上找到突破口,在2015年前攻克癌症。有些問題一直牽動著科學家的神經,比如,怎樣找到更好的治療方案、如何決定最佳給藥劑量、引發癌症的環境因素有哪些、為什麼有的人能夠抵抗癌症、怎樣預防癌症等。隨著2015年的逼近,比較腫瘤學家提出了一個大膽的想法:目前,寵物狗身上的癌症只能帶來不幸,那麼為什麼不把它變成一種研究資源,用來拯救人類和其他寵物呢?
為什麼選擇寵物狗
寵物狗與人類一樣,都會遭到癌症的迫 害,而且癌症類型都一模一樣。再加上生命周期短,更容易觀察癌症的發生、發展,於是寵物狗「成功入選」,成為了科學家新的研究對象。
數十年來,在新型抗癌藥物用於人體試驗之前,科學家總會先在比格犬(beagle)身上做毒性測試。因此,比較腫瘤學家有充分的理由相信,患有自發性癌症的寵物狗同樣可以作為很好的試驗模型,用來檢驗有前景的治療方法。比較腫瘤學家樂觀地認為,比起研究嚙齒類動物,他們在寵物狗身上得到的結果具有更高的參考價值,可以幫助他們快速判定這些藥物是否值得開展大規模的人體試驗。
從寵物狗身上,我們可以破解人類癌症的諸多秘密,因為寵物狗和人一樣,常常受到癌症的折磨。比如,寵物狗身上最常見的淋巴瘤(lymphoma)與人類中高度B細胞非霍奇金淋巴瘤非常相似;在顯微鏡下,很難區分青少年的骨肉瘤癌細胞與金毛尋回犬的骨癌細胞;膀胱癌(bladder carcinoma)、黑素瘤(melanoma)和口腔癌(mouth cancer ),也是寵物狗和人類常患的癌症。除了易患相似癌症之外,寵物狗和人類的另一點相似之處是:若在青春期前切除卵巢,母犬患乳腺癌的幾率就會比正常母犬低,就像切除了卵巢(ovary)的婦女,患乳腺癌的幾率就會降低不少一樣。
在人類和犬類癌症中,癌細胞的轉移方式也很相似。癌細胞不會始終呆在一個地方,它會擴散、轉移到身體的其他部位,這正是它的致命之處。到底是什麼機制在調控癌細胞的轉移?研究患有前列腺癌或乳腺癌的寵物狗也許有助於找出這個調控機制,因為無論是在人類還是寵物狗身上,這兩類癌細胞都經常擴散到骨骼組織。
科學家認為寵物狗是研究人類癌症的理想模型,並非只憑推測。進化生物學家指出,犬類與人類與生俱來的使命是繁殖後代,任務完成之後,無論以多快的速度走向消亡都無所謂了。為了抵抗或修復積累在我們身體內的基因損傷,身體開始出現異常。當一些無法修復的損傷積累到一定程度,細胞的正常功能受到干擾,癌症也就接踵而至。遠古時代,我們的祖先壽命較短,在癌症來襲之前就已經離開人世,很少受到癌症的折磨。現在,受益於良好的衛生條件和高超的醫藥技術,我們的壽命得以延長,癌症也隨著年齡的老化逐漸增加。寵物狗也面臨著同樣的問題。由於人類的悉心照顧,野獸與普通疾病再也威脅不到它們的生命。比起生活在荒郊野外的祖先,它們的壽命更長,也更容易在晚年患上癌症。因此,面臨癌症的威脅,人類和寵物更像是同坐一船的「難兄難弟」。
除了在癌症上與人類有相似之處以外,還有其他原因使寵物狗成為很有價值的信息源。與人類相比,狗的生命周期短,在它們身上試驗新的預防或治療方法,科學家很快就能判斷出哪些方法有可能提高癌症患者的生存幾率。雖然相比過去,現代獸醫擁有的醫療設備已經大為改善,但很多治療犬類癌症的標準方法仍然鮮有成效。大多數寵物狗被確診患有癌症後,都難逃死神的魔掌。因此,很多狗的主人都希望自己的寵物狗能夠參加臨床試驗,讓它們有希望康復,還能為科學家提供必要的證據,將有希望的治療方法向人體試驗推進。
先進的癌症療法
為了治癒癌症,科學家已經開發了很多先進的治療方法,比如手術切除和化療等,而且一些更具醫療前景的藥物也處於研究階段。但是要實現最佳療效,還要依靠準確的診斷,這就需要寵物狗的幫助了。
利用寵物狗為研究對象,科學家們試驗了很多癌症療法。一些早期的研究工作主要是為了保住年青骨癌患者的四肢。25年前,由於缺乏有效的化療方法(藥物進入血管後通過血液循環至全身各處殺死癌細胞),如果一名年青人被確診患有骨肉瘤,那就意味著必須截肢,甚至死亡。但是現在,我們可以選擇切除病骨組織,代以骨移植物和金屬植入材料,以避免截肢。美國科羅拉多州立大學的史蒂芬?威斯羅(Stephen Withrow)和同事合作,以寵物狗為試驗模型,已經將上述手術發展得近乎完美。威斯羅的研究團隊還利用新穎的技術,比如用骨水泥(bone cement)填充骨移植物的骨髓空隙,降低了發生併發症的可能性。他們還證明,在手術前先向動脈內注入化療藥物,能將手術無法治癒的腫瘤轉變成手術可治的腫瘤。因為能顯著提高骨肉瘤青年患者的治癒率,威斯羅的研究小組成為這一領域的領跑者。
雖然利用手術或放射性治療,可以控制腫瘤的局部影響,但是癌細胞轉移依然是一個令人頭痛的難題。於是,藥物治療成為了必需的手段。一些新型藥物已經處於研究階段,旨在干擾細胞中的一些關鍵過程,比如調節轉移性腫瘤(metastatic tumor)的壽命與增殖,以及它們對抗癌藥物的敏感性。有一種試驗藥物叫作ATN-161,它可以抑制促進癌細胞生長和轉移的新生血管的形成。目前,這種藥物的療效評估試驗正在進行,試驗對象是患有骨癌,而且癌細胞已經擴散到肺部的大型犬。在試驗中,ATN-161似乎還能改善常規化療的療效。如果這些試驗取得成功,就為下一階段的人體試驗鋪平了道路。
癌症研究人員也開始留意一些常見的藥物,比如布洛芬(ibuprofen)等非甾體類消炎藥(nonsteroidal anti-inflammatory drug,縮寫為NSAID)。在很多犬類癌症中,一些非甾體類消炎藥表現出了明顯的抗癌活性。例如,在研究患有膀胱癌的寵物狗時,吡羅昔康(piroxicam)就具有顯著的抗癌活性。目前這種藥物已經進入人體試驗階段,研究人員想知道它能否阻止膀胱發生癌變。
開發癌症新療法不只是尋找新藥,還包括優化藥物的給藥方式。比如,在檢驗一種治療肺癌的新藥時,科學家必須知道最佳給藥途徑:究竟是靜脈注射好,還是鼻子吸入好。如果合適劑量的藥物無法順利抵達腫瘤部位,即使這些藥物能在培養皿中殺死癌細胞,也無法挽救病人。此外,把藥物輸送到指定部位,即所謂的局部療法,還有一個好處,那就是不會像全身療法一樣引起毒副作用。
白細胞介素-2 (interleukin-2,縮寫為IL-2)是一種細胞因子,可以調節免疫功能。研究人員曾以患有自發性肺癌的寵物狗為試驗對象,讓它用鼻子吸入IL-2,結果證明切實可行。現在,用鼻子吸入IL-2來治療癌症的方式,已經開始在患有轉移性肺癌的病人身上進行試驗。而且科學家還在用同樣的給藥方式,研究另一種細胞因子——粒細胞集落刺激因子(granulocyte colony stimulating factor)的治療效果。對於已經進入臨床試驗階段的藥物,在需要優化給藥劑量和方式時,寵物狗也能體現它的「科學價值」。
在病人體內,癌細胞的擴散程度很難判斷。又是寵物狗「挺身而出」,幫助我們解決了難題。癌症的惡化會分為幾個階段(即臨床分期),精確的分期對於設計治療方案非常重要,這樣就可以針對不同階段進行治療,讓病人得到最佳的治療效果,也能最大限度地避免盲目治療。比如,只要精確鑑定癌細胞的轉移程度,並在此後順利地手術摘除,就可以大大提高骨肉瘤年青患者的存活幾率。
在判斷病人是否患了癌症,或者判斷癌細胞擴散程度時,醫生通常會採用計算機斷層成像技術(computed tomography ,縮寫為CT)。為了評估CT掃描的準確度,本文作者沃特斯與美國印第安納大學醫學院的專家一道,收集了患有轉移性骨癌的寵物狗的肺部圖像,然後再解剖狗的肺部,看其中是否真有癌細胞,以確定CT到底是真的檢驗到了腫瘤的存在,還是出現了誤診。結果顯示,目前用於檢驗年青骨癌患者肺部的、最先進的CT成像技術的確不夠精確,檢驗出來的癌細胞數量大大低於實際數量。因此,通過分析現有試驗技術的精確程度,寵物狗可以幫助我們優化下一代癌症檢測技術,提高癌症檢測的準確率。
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