创新工具推动癌症早筛
怎样才能改善癌症诊断，提高肿瘤学家治愈这种疾病的概率？
淀粉样变性（此处为肝组织）具有非特异性症状，确诊时往往已经是晚期。
整个癌症领域有一个共同的目标，即癌症的尽早诊断。研究资助组织LUNGevity的首席执行官Andrea Ferris表示，理想情况下，及早发现任何癌症都有可能带来治愈的机会。
尽管早在几十年前学界就提出了早期检测的目标，但仍有许多工作要做。Ferris表示，用于检测肺癌的低剂量计算机断层扫描 (computed tomography, CT) 扫描在过去十年中没有太大变化。问题的另一部分是公众缺乏对“筛查的重要性，以及早发现可以救命”的认识。
还有其他问题。临床医生需要更强大的工具来检测和跟踪这些疾病。在患者出现症状之前的早期阶段很难发现和识别这些疾病。癌症开始时很小，通常在组织深处，恶性肿瘤往往能躲避早期检测。此外，即使出现症状，它们和非癌症疾病也非常像。简而言之，每种癌症的早期检测都有不同的难点。
为什么难发现早期肿瘤
据强生肺癌计划早期检测和数据科学全球负责人Michael Morrissey解释，早期发现肿瘤并不容易，它们很小，在大多数情况下，它们不会造成任何系统性影响。没有症状意味着患者不会主动寻求医疗护理。对此，Morrissey指出，这使得筛选计划变得至关重要。可以逃避检测的不仅仅是实体瘤。当被问及哪些血液系统癌症最难检测时，强生公司杨森制药公司（Janssen Pharmaceutical Companies of Johnson & Johnson）全球医学事务、肿瘤学副总裁Mark Wildgust表示，几乎所有这些癌症都不容易被检测出来。
对于罕见的骨髓恶性肿瘤AL淀粉样变性，诊断可能需要多次就诊，通常需要数年。症状是非特异性的，提示心脏或肾衰竭。Wildgust认为，这是一个艰难的诊断，而延误诊断会导致这些患者的预后变得更糟。如果没有有效的治疗，预期的生存时间只有一年左右。
肺癌也出现了类似的挑战：约75%的患者确诊时就是晚期（3或4期）。Morrissey提醒，这些癌症通常从肺组织深处开始，病变通常有足够的事件发展成难以治疗的癌症。一般来说，癌症发展的时间越长，它获得的突变就越多，使其成为可能逃避治疗。对此，Wildgust则指出，肿瘤变得更加异质。此外，不断发展的癌症可以利用患者的免疫系统来帮助或隐藏癌症，而不是对抗它。
癌症筛查对于早期发现至关重要，但即使是这种医疗保健策略也面临挑战。Wildgust指出，您需要平衡筛查的有效性与假阳性、假阴性的风险。特异性是如此重要，这也是早期诊断工具需要不断努力的方向。
用于检测肺癌的计算机断层扫描 (Computed Tomography, CT)在过去十年中没有太大变化。
构建更好的检测工具
在接下来的五到十年内，Ferris预计癌症检测将取得重大进展。她预测有很多非常令人兴奋的事情即将发生。作为一个例子，她提到了基于血液的测试来确定个体是否患有癌症。在Dana Farber的PROMISE研究中，首席研究员Irene Ghobrial正在使用血液测试来寻找骨髓瘤的警告信号。她认为，传统方法是使用血清蛋白电泳，但我们正在使用一种更灵敏的质谱方法。
使用这种更灵敏的方法，Ghobrial只需要500微升的血液。她希望找到导致骨髓瘤的风险因素，并确定这些因素在高危人群中的常见程度，这些人群包括非洲人后裔、非裔美国人或直系亲属患有血癌的人。这项研究的结果可以识别出更好的风险生物标志物，并导致更好的治疗方法，尤其是可用于这种癌症早期阶段的治疗方法。
Ghobrial希望这种血液测试成为每个风险个体的标准护理。她指出，传统观念是有症状了再去进行相关检测和治疗。这种观念需要改变了，不仅针对多发性骨髓瘤，而且针对每种癌症。一些检测方法将结合多种技术。在前列腺癌方面，美国食品和药物管理局（U.S. Food and Drug Administration）最近批准了一种放射性药物，用于对前列腺特异性膜抗原（prostate-specific membrane antigen, PSMA）阳性病变的男性进行正电子发射断层扫描（positron emission tomography, PET）成像。Wildgust指出，这项技术可以 “发现更多的早期疾病，并且可以找到微转移疾病。”
除了结合技术之外，强生公司的肺癌计划（Lung Cancer Initiative, LCI）——一个跨部门研发引擎——与公司医疗设备、制药和消费者健康部门的团队以及来自其他公司和学术界的科学家合作。这些研究团队希望改进各种肺癌检测方法。正在进行的工作包括胸部 CT图像的前沿放射组学应用和分析患者血液中的循环肿瘤DNA。该小组还与总部位于加利福尼亚的Veracyte合作开发鼻粘膜上皮细胞基因表达诊断。
Morrissey指出，他们在努力寻找能够单独或与其他技术结合提供对肺癌进行高度敏感和特异性检测的技术，以便我们可以指导患者进行更早、侵入性更小、可能更有效的治疗。
首先，强生公司的科学家希望区分早期癌变或可能发展成癌症的病变和可能保持无害的病变。然后，Morrissey希望“了解什么情况可能导致良性病变转变为早期恶性肿瘤并最终转变为晚期疾病。”在那之后，Morrissey等人希望“了解可能导致病变转变为早期恶性肿瘤的原因”。在思考检测肺癌的未来时，他表示，理想情况下，他们希望确定有可能形成癌症的病变，但目前还未实现这一目标。
其他正在开发的工具将更早地发挥作用：评估患者的风险。Morrissey指出，例如，鼻拭子结果表明一个人患某种癌症的风险更高，应该接受筛查。它将帮助我们更早地开展相关检测、诊断，并针对后续行动，以便将诊断转向精准医学。
如果检测可以改进到可以定位肿瘤的精确位置，那么它就为新的治疗策略打开了大门。 Morrissey表示，像来自强生公司旗下Ethicon的机器人支气管镜平台这样的技术，可以潜在地将治疗药物输送到肺部的精确位置，他们对这种方法感到兴奋，因为局部给药能避免全身给药造成的巨大副作用。
更敏感的血液检测正在揭示骨髓瘤和其他癌症的危险因素。
生物学和大数据
为了改善患者的治疗效果，强生公司的科学家经常回归到最基础的东西上。当被问及改善结直肠癌检测的最佳方法时，Wildgust认为，这依赖于聚焦在疾病背后的潜在生物学（生物标志物和其他类型的早期迹象）以及大型数据集上，需要从分子诊断学的角度去思考。
在肠道微生物组中也可以找到结直肠癌发展的线索，肠道微生物组由人胃肠道中的微生物组成。Wildgust等人正在寻找微生物组中的特征，以帮助我们了解谁可能患有某种特定类型的癌症。这种搜索涉及大量数据。MetaHIT（METAgenomics of the Human Intestinal Tract，人类肠道元基因组学）项目估计，肠道微生物组中有330万个基因——比人类基因组的平均基因组多150倍。
科学家们已经知道肠道微生物组会影响癌症治疗。Wildgust 指出，某些胃肠道内具有特定微生物组的患者对检查点抑制剂的反应更好，想象一下，如果你能给某人一种含有一组细菌的治疗方法，它会突然使抗癌药物变得更加有效。
在某些癌症中，重要的附加数据可能来自传统测试。一个例子来自使用心电图(electrocardiogram, EKG) 数据来诊断AL淀粉样变性。
Wildgust提醒，心电图的一个特殊特征可能表明AL淀粉样变性而不是充血性心力衰竭。为了做出更具体的诊断，科学家有时会求助于基因的基本生物学。在每年有超过50万患者确诊的膀胱癌中，位于器官内表面的非侵袭性恶性肿瘤通常会表达成纤维细胞生长因子受体 (fibroblast growth factor receptor, FGFR) 基因的突变。Morrissey指出，这些驱动突变可能在血液中循环的少量肿瘤DNA中检测到。
Wildgust表示，了解膀胱癌生物学的这些特征“让我们开始思考如何在局部向患者的膀胱提供靶向治疗。对生物学的了解以这种方式帮助我们思考如何建立疗法。”
加强准入和激励
增强对癌症生物学的理解和新的诊断工具无疑是解决方案的重要组成部分。但是，如果没有人使用它们，它们就无法发挥作用。为了在现在和未来让更多的人接受筛查，Ferris 提出了一种激励结构，可以通过降低医疗保险费甚至减税的形式来鼓励人们进行癌症筛查。据她解释，这将有助于转变思维方式。然后，人们可能会努力降低患癌症的风险。
此外，癌症诊断方面的一些最重要的变化可能来自改善可及性。Ferris指出，一些改进非常基础，只是需要考虑如何激励人们去诊所接受筛查。她补充，这甚至可以包括在诊所的夜间和周末安排筛查，以更好地适应患者的日程安排。未来的诊断技术还需要做得更好——更准确、更特异性地尽早发现癌症。正如Wildgust所说，如果我们能够在患者出现症状之前治疗癌症，我们就可以想象一个没有癌症的世界。
原文检索：
Nature Research Custom Media, Johnson & Johnson. (2022) Innovations to detect cancer at its origin. Nature Sponsor Feature.
张洁/编译
