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癌症的预测性检测
癌症是人类依然没有攻克的顽疾,不过,今天如果能够及早发现癌症,治愈它,至少控制它的可能性还是很大的。因此,很多国家开始对常见的癌症进行早期筛查。但遗憾的是,目前早期筛查的效果并不十分令人满意。
美国从几十年前就开始对50岁以上的妇女进行一年一度的乳腺癌筛查,而男性则在同样的年龄进行前列腺癌筛查。近十多年来,医生通过统计发现了这样一个现象,从而颠覆了原有的认知。
医生们发现,在1万个进行了癌症筛查的妇女中,以10年为一周期,结果是这样的:
·有3568人完全呈阴性,没有问题,当然她们也就完全放心了。
·有6130人比较倒霉,她们至少一次被发现为假阳性,即本身没有问题,但是X射线诊断的结果说有疑问。这些人的心情会受到不同程度的影响,其中940人会做穿刺确认排除。
·真正有问题的只有302人。其中173人是良性肿瘤,不用担心,甚至不用急于医治;有57人是过度诊断(恶性肿瘤,但属于不会扩散的,因此早一点发现、晚一点发现都容易治愈);有62人是恶性肿瘤,即使早发现,也治不好;有10人属于早发现就能治愈,晚发现就没有救的那种。
上述数据来源于《美国医学协会会刊》(Journal of American Medical Association)。也就是说,1万个人中只有10个人,或者说千分之一真正得益于筛查。对前列腺癌的筛查情况也类似。这倒并不是说癌症筛查没有必要,而是说现有的技术实在是太落后了。那么问题出在哪里呢?简单地说是信息不准确,而这种状况光靠医生的努力远远不能改善,或者说进步速度太慢。因此,从几年前开始,工程师加入进来,帮助寻找答案,当然,他们的方法和医生传统的做法有些不同。
2016年,硅谷成立了一家叫作Grail的公司。你或许在媒体上听到过这家公司,因为它仅仅成立不到两年就寻求在香港证券交易所上市了。在此之前,这家明星公司已经创造了初创公司融资最快的纪录。2016年它刚成立时,第一轮融资(相当于天使轮)就拿到了1.5亿美元的现金。投资方包括大名鼎鼎的比尔·盖茨、亚马逊的创始人贝佐斯(Jeff Bezos)、谷歌公司、世界上最大的基因测序仪器公司亿明达(Illumina),以及乔布斯家族基金等。仅仅一年之后,Grail的第二轮融资额更是高达11.75亿美元,由高盛(集团)基金管理投资有限公司领投,著名的风险投资机构凯鹏华盈,以及中国公司腾讯跟投了该项目。此外,世界上一半著名的制药厂,包括强生、默克和施贵宝等也都参与其中。为什么一半的金融界、科技界和医药界公司会给这样一家成立时间不长的公司背书呢?因为它的早期癌症检测技术非常先进。
Grail的创始人是杰夫·胡贝尔(Jeff Huber),曾经是谷歌的高级副总裁,主管谷歌最挣钱的广告业务。胡贝尔之所以放着挣大钱的生意不做,要离开谷歌去创业,是因为几年前曾经和他共患难的妻子不幸患癌症去世。他在伤心之余,下决心要寻找更好的癌症早期筛查办法。恰巧这时,他担任董事的亿明达公司给了他机会。而这件事情要从亿明达几年前的一个偶然事件说起。
亿明达作为全世界最大的基因测序设备公司,有十几万孕妇的基因数据。在这十几万人中,有20个人的某项数据有点怪。由于人数少,而且这些人也没有什么不健康的征兆,因此没人在意。
亿明达新上任的一位首席医疗官是一位医学专家,恰巧有一天他无意中看到了这些数据,认为这20个人都患有癌症。医生们都不相信,说这怎么可能,她们都很年轻、很健康。但是这位首席医疗官坚持给她们做了进一步检查,果然都确诊患有癌症。
这件事之后,亿明达成立了一个部门,专门致力于利用基因检测发现早期癌症。而当胡贝尔在谷歌内部开始考虑利用IT技术做早期癌症检测时,亿明达找到了他,让他把公司内部的研究部门分离出去,于是双方便成立了Grail公司。Grail这个奇怪的名字在英语里有一个特殊的含义,就是传说中的“圣杯”(也被称为Holy Grail)。据说,喝了圣杯里的水,人就能百病不侵,长生不老。
Grail检测癌症的方法是通过抽血进行基因检测。如果人体内出现了癌细胞,死去的癌细胞和被白细胞吞噬的癌细胞会进入血液中,因此,血液里就会有癌细胞的基因。通过检测血液里各种细胞的基因,就有可能在早期发现癌症。当然,这里面涉及基因的测序和大量的计算,这些也是这项检测成本最高的地方。目前,Grail可以通过验血给出4个结论:
·是否患有癌症。
·如果有,病灶在哪里,因为不同癌症的癌细胞基因不同。
·如果有,发展的速度如何,一些癌症发展很慢,有些甚至会自愈,但是有些发展很快。
·如果有,它对放射性是否敏感,对某种药物是否敏感,这样就知道如何治疗了。
目前,Grail公司已经能够准确地发现直径在2厘米左右的肿瘤(或者癌变区域),而今天肿瘤在被发现时的平均尺寸是5厘米,因此,Grail通过跟踪人体内基因的技术,比现有的癌症检测技术已经有了进步。Grail的目标是在肿瘤小于0.5厘米时发现它。至于为什么不能更早地发现癌变,Grail认为没有必要,因为人体内时不时地会有基因突变的细胞,但是它们大部分会自愈,不会对我们的身体造成什么伤害。如果对不必要的病变过度预警,反而会引起人们的恐慌,对健康不利。
说到Grail的核心技术,除了基因技术外,最重要的是IT技术,具体说就是机器学习和云计算技术。采用验血测序基因来诊断癌症,基因测序的工作量和后续的计算量非常大。Grail公司一半左右的科学家和工程师,是来自谷歌的云计算和人工智能专家,他们成功地解决了计算的问题,这才使癌症检测的成本能够降低到人们可以接受的程度。该公司预计,在不久的将来,可以将全身癌症筛查的成本控制在500美元以下。在这样低的成本基础上,可以进行全民癌症筛查,这无疑将极大地改善我们的生活。目前,Grail已经开始在英国和美国进行癌症筛查的试验,并且通过并购香港的早期癌症检测公司Cirina,开始在中国华南地区进行相应的研究。
目前,Grail癌症检测的准确性虽然还有待提高,但是它的技术水平提升很快。根据该公司的估计,在5~10年间就可以解决大部分癌症的早期筛查问题,并且可以开始普及。这项技术一旦成熟并普及应用,将会给人类带来福音。
Grail技术的核心,其实是对人体基因变化的跟踪。今天一辆汽车里面有上百个传感器,监控和跟踪运行情况,一个喷气发动机里面有上千个传感器,记录运行的每一个细节。有了这些跟踪,就能及早发现机器的隐患,很快解决机器的故障,达到延长使用寿命的目的。但是,我们对自身身体状态的跟踪其实才刚刚开始。Grail的工作其实只是对人体非常复杂的新陈代谢的一种跟踪。在未来,类似的技术还会不断出现。因此,保健问题在很大程度上就变成了一个信息处理问题。
如果癌症能够及早地被发现,接下来能否有效治疗它呢?这在很大程度上取决于基因技术的发展。