021-22889554
021-26703715
مشاوره آموزشی رایگان

021-22889554  |  021-26703715 مشاوره آموزشی رایگان

شیوه جدید ازمایش خون ساده برای کشف و تشخیص سریع سرطان.

Jimmy Lin

A simple new blood test that can catch cancer early

Jimmy Lin is developing technologies to catch cancer months to years before current methods. He shares a breakthrough technique that looks for small signals of cancer's presence via a simple blood test, detecting the recurrence of some forms of the disease 100 days earlier than traditional methods. It could be a ray of hope in a fight where early detection makes all the difference.


تگ های مرتبط :

Biology, Cancer, Disease
سرطان. بسیاری از ما خانواده, دوست یا عزیزی را بسبب این بیماری وحشتناک از دست داده ایم. میدانم بین شما حاضران کسانی هستند که به این بیماری فایق امده اند, یا در حال حاضر با ان دست و پنجه نرم می کنند. با شما همدردی می کنم . در حالی که این کلمه اغلب باعث احساس غم و اندوه و ترس میشود, من از خط مقدم تحقیقات سرطان خبر خوشی برای شما دارم. واقعیت این است که ما در جنگ با سرطان داریم به پیروزی دست می یابیم در واقع درنقطه تلاقی سه تا از هیجان انگیز ترین تحولات تحقیقات سرطان قرار داریم. اولین ژنومیک سرطان است.
ژنوم ترکیبی از تمام اطلاعات ژنتیکی است که توسط DNA کدگذاری شده در بدن هر جاندار زنده تغییراتی در ساختمان DNA هست بنام موتاسیون یا جهش ژنی است, که سبب رشد خارج از کنترل سلولها و منجر به سرطان میشود حدود ۱۰ سال پیش، من در تیم جان هاپکینز بودم که برای اولین بار موتاسیون ها یا جهش های سرطانی را روی نقشه آورد ما اول این را برای سرطان روده بزرگ , سینه, لوزلمعده و سرطان مغز انجام دادیم واز آن زمان بیش از نود پروژه در هفتاد کشور وجود داشته است در سطح جهان که برای فهمیدن مبنای ژنتیکی این بیماری ها کار کرده اند. امروزه به فهم ده ها هزار نوع سرطان دست یافته ایم
در حد جزییات مولکولی خیره کننده ای دومین تحول انقلابی در دقت پزشکی است. یا همان طب شخصی یا فردی شده بجای روش های "یک اندازه واحد" برای درمان همه انواع سرطانها یک دسته داروهای جدیدی هست که قادرند هر نوع سرطان را بنا به پروفایل ژنتیکی منحصر بفرد همان نوع نشانه بگیرد امروز، تعداد بیشماری از این داروهای طراحی شده وجود دارد به نام درمان هدفمند که هم اکنون در دسترس پزشکان هست تا بتوانند درمان انفرادی به بیماران خود ارائه دهند و تعداد زیادی هم در حال توسعه هستند سومین تحول بزرگ ایمونوتراپی است، و این یکی واقعا هیجان انگیز است
دانشمندان توانسته اند با بهره جویی از سیستم دفاعی بدن جهت مبارزه با سرطان. برای مثال، از راه هایی توانسته ایم کلید خاموشی سرطان را پیدا کنیم و با داروهای جدیدی دوباره سیستم ایمنی را فعال کنیم و با سرطان مبارزه کنیم. بعلاوه راه هایی هست که سلول های ایمنی را می توانیم از بدن خارج کنیم آنها را تربیت کنیم, مهندسی کنیم و دوباره به بدن گردآنیم و به سرطان غلبه کنیم. کمی شبیه داستان های علمی تخیلی می ماند اینطور نیست ؟ هنگامی که در موسسه ملی سرطان مشغول تحقیق بودم و افتخار همکاری با پیشگامان این عرصه را داشتم از نزدیک شاهد این توسعه بودم.
حیرت انگیز است. امروزه در بیش از ۶۰۰ تحقیق بالینی بیماران بطور فعال شرکت داده می شوند تا جوانب ایمونوتراپی را بررسی کنیم در حالیکه این سه انقلاب هیجان انگیز در حال انجام هستند متلسفانه فقط در آغاز کار هستیم و چالش های بسیار زیادی پیش رو داریم. بگذارید اینرا با یک نمونه روشن کنم این بیمار سرطان پوستی دارد بنام ملانوم وحشتناک ست سرطان در همه جای بدن هست با این حال دانشمندان جهش های این سرطان را روی نقشه پیاده کرده اند و با درمان ویژه ای توانسته اند یکی از جهش ها را مورد هدف قرار دهند. نتیجه تقریبا معجزه آسا بوده است.
تومورها گویی ذوب میشوند و از بین میروند این متاسفانه پایان داستان نیست. چند ماه بعد، این عکس گرفته شده است: تومور دوباره عود کرده است سوال اینجا ست: چرا؟ پاسخ این در ناهمگونی غده است. بگذارید روشن کنم. حتی کوچک ترین سلول سرطانی بقطر یک سانتی متر هم در بین بیش از صدها میلیون سلول های مختلف جای گرفته است علیرغم تشابه ژنتیکی تفاوت های ظریفی بین سرطان های مختلف هست که سبب میشود حساسیت مختلف نسبت به داروهای مختلف از خود نشان دهند طوریکه اگر حتی دارویی بسیار موثر داشته باشیم
که تقریبا تمام سلول ها را می کشد, هنوز این احتمال هست که درصدی از سلول ها به آن دارو مقاومت نشان دهند. این همان جمعیت سلولی است که مآلا عود می کند. و تمام بدن بیمار را احاطه می کند. پس حالا پرسش اینجاست با این دانش چه باید کرد ؟ خب, کلید کار در بکارگیری همه این پیشرفت های درمانی خیره کننده ست در مراحل جلوتر هر چه زودتر پیش از آنکه این نسل مقاوم بتواند بازگشت کند. کلید درمان سرطان ردیابی و تشخیص زودرس است بطور غریزی این را میدانیم که کشف سریع سرطان منجر به نتایج بهتری میشود
ارقام هم اینرا تایید می کنند برای مثال اگر سرطان تخمدان در مرحله چهارم ردیابی و کشف شده باشد ففقط هفده درصد از زنان شانس پنج سال زنده ماندن دارند در حالیکه اگر سرطان را در مرحله اول کشف کنیم بیش از نود و دو درصد زنان زنده خواهند ماند. ولی آنچه غم انگیز است آنکه فقط پانزده درصد زنان را در مرحله اول بیماری تشخیص میدهیم در حالیکه اکثریت یعنی هفتاد درصد آنها را در مراحل سوم و چهارم تشخیص میدهیم ما بی صبرانه بروش های ردیابی سریع بهتری نیازمندیم. بهترین روش های موجود غربالگری سرطان شامل یکی از این سه شیوه می شود اولین, اقدامات پزشکی است مثل کولونوسکوپی برای سرطان روده بزرگ دوم نشانگر های پروتئینی است مثل PSA برای تشخیص سرطان پروستات
یا سوم که روش های تصویربرداری است مثل ماموگرافی برای تشخیص سرطان پستان. روش های پزشکی استاندارد طلایی است, اگر چه بسیار تهاجمی هستند و برای پیاده سازی مستلزم یک زیرساخت بزرگ. نشانگرهای پروتئینی، در حالی که در برخی از جمعیت ها موثر است در برخی شرایط فاقد ویژگی کافی می باشند ومنجر به تعداد زیادی مثبت کاذب می شوند که به نوبه خود منجر به کار اضافی و روش های غیر ضروری میشود. روش های تصویربرداری در برخی جمعیت ها مفید است ولی بیمار را در معرض اشعه مضر قرار میدهد به علاوه برای برخی بیماران قابل اجرا نیست برای مثال، ماموگرافی برای سینه‌های متراکم مناسب نیست
بنابراین آنچه که ما نیاز داریم روش تشخیصی ست که غیرتهاجمی باشد، با زیرساخت سبک و ویژگی بالا همچنین مثبت کاذب نمی دهد از هیچ تابشی استفاده نمی کند و برای جمعیت های بزرگ قابل استفاده است. مهمتر از همه آنکه ما به روشی نیاز داریم که قادر به تشخیص سرطان است پیش از آنکه غده به حجم صد میلیون سلول رسیده باشد آیا چنین فن آوری وجود دارد؟ خب، من اینجا بسخنرانی نمی ایستادم اگر این روش موجود نبود من مشتاقم از تکنیکی که ما پدید اوده ایم برایتان بگویم در مرکز این تکنیک ما یک آزمایش خون ساده است.
سیستم گردش خون در حالی که به ظاهر پیش پا افتاده است برای ادامه حیات ضروری است اکسیژن و مواد غذایی را به سلول های بدن میرساند و دی اکسید کربن و ضایعات را از بدن دور میکند در اینجا یک دانش بیولوژی کلیدی هست: سلولهای سرطانی سریعتر از سلولهای سالم رشد میکنند و میمیرند و وقتی می میرند DNA آنها به جریان خون ریخته میشود از آنجا که شاخص های هر گونه سلول سرطانی را به دنبال تحقیقات گسترده تعیین توالی ژنوم, می شناسیم می توانیم در سیستم گردش خون آنها را پیدا کنیم و موفق به تشخیص زودرس سرطان بشویم. بنابر این بجای آنکه صبر کنیم تا سرطان بقدر کافی رشد کند تا منجر به علایم بیماری شود
یا بقدر کافی متراکم شود تا در تصویر برداری دیده شود یا بقدر کافی برجسته که با روش های طبی قابل رویت باشد حالا می توانیم آنها را همچنان که بسیار کوچک هستند ردیابی کنیم با جستجوی مقادیر ناچیز DNA که در گردش خون است. پس اجازه بدهید بگویم چطور اینکار را می کنیم اول، همانطور که گفتم، با یک آزمایش خون ساده شروع میکنیم نه تابش اشعه ای و نه دستگاه های پیچیده ای یک آزمایش خون ساده خون بما ارسال میشود و ما DNA را از آن استخراج می کنیم از آنجا که بخش عمده بدن از سلولهای سالم تشکیل شده پس بخش عمده DNA یافت شده در خون مربوط به سلولهای سالم است.
با این حال بخش کوچکی, کمتر از یک درصد, وجود دارد که مربوط به سلولهای سرطانی است سپس با استفاده از روش های بیولوژی مولکولی به غنی سازی DNA می پردازیم برای بخش های شناخته شده ای از ژنوم که مرتبط با سرطان, بر مبنای اطلاعات پروژه های ژنومیک سرطان, می باشد سپس قادرهستیم با کمک تجهیزات تعیین توالی DNA آنرا به حروف G ,T ,C ,A, رقم گذاری کرده و بخوانیم نهایتا اطلاعاتی در دست داریم ازمیلیاردها حروف که نتیجه این دور آزمایش است سپس با بکارگیری روش های آماری و کامپیوتری قادر به ثبت کوچکترین سیگنال های موجود هستیم که نشانگر حضور مقادیر ناچیز سرطان در خون می باشد
آیا این واقعا در مورد بیماران جواب میدهد ؟ خب از آنجا که در حال حاضر هیچ روش پیش بینی موجود نیست که بدانیم افراد سرطان خواهند گرفت ما از دومین بهترین انتخاب استفاده میکنیم یعنی جمعیت سرطان در حال بهبودی بطور اخص سرطان ریه واقعیت تلخ آنست که حتی با بهترین دارو هایی که امروز در دست داریم سرطان ریه در بیشتر موارد بازگشت می کند راهکار آنوقت آنجاست که ببینیم آیا می توانیم این عودت ها را ردیابی کنیم زودتر از آنچه روش های متداول نشان میدهند بتازگی آزمایشی را بپایان رساندیم همراه پروفسور چارلز سوانتون در دانشگاه کالج لندن .
که اینرا مطالعه میکند بگذارید با کمک یک مثال توضیح دهم. برای مثال یک بیماری هست که عمل جراحی می شود در نقطه زمانی صفر و سپس شیمی درمانی می کند بعد از آن بیمار تحت مراقبت بهبودی ست بیمار با آزمایشات بالینی و تصویربرداری کنترل می شود بعد از حدود ۴۵۰ روز متاسفانه غده دوباره بر گشته است پرسش اینست آیا میتوانیم این را زودتر کشف کنیم ؟ در طول تمام این مدت تست خون زنجیره ای جمع آوری کرده ایم تا مقادیر ctDNA خون را اندازه گیری کنیم و در زمان آغاز, همانطور که انتظار میرفت مقادیر بالایی از DNA سرطانی در خون دیده میشود
این در هر حال, در مراحل بعدی از بین رفته به صفر میرسد و بعد از آن همچنان قابل چشم پوشی است معهذا بعد از حدود ۳۴۰ روز دوباره شاهد بالا رفتن سرطان در خون هستیم و نهایتا در اندازه گیری های روز های ۴۰۰ و ۴۵۰ دوباره بالا رفته است پاسخ اینجاست اگر فراموش کرده ایم: در ۳۴۰ امین روز می بینیم میزان DNA سرطان در خون افزایش یافته است و این بدان معناست که ما سرطان را بیش از صد روز جلوتر از سایر روش ها پیدا کرده ایم. صد روز جلوتر میتوانیم درمان را آغاز کنیم صد روز جلوتر میتوانیم دست به جراحی بزنیم صد روز کم تر غده رشد کرده است یا صد روز زمان کوتاه تر برای آنکه مقاومت صورت بگیرد
برای برخی بیماران این صد روز موضوع مرگ و زندگی ست این دانستته ما را واقعا هیجانزده کرده است به موجب این ماموریت ما مطالعات بیشتری هم انجام ده ایم در باب سرطان های دیگر از جمله سرطان پستان و ریه همچنین تخمدان بی صبرانه می خواهم بدانم چقدر زودتر موفق به کشف این سرطن ها خواهیم شد نهایتا یک رویایی دارم رویای دو لوله آزمایشگاه و این که در آینده یک بخشی از معاینات پزشکی ما این دو لوله ی خون باشد و با ان دو لوله قادر بمقایسه خون با شاخص های شناخته شده DNA همه سرطان ها باشیم
ماه ها شاید سال ها جلوتر پیشگویی کنیم حتی با شیوه های درمانی موجود می تواند به معنی نجات زندگی میلیون ها نفر باشد اگر پیشروی روش های ایمونوتراپی را بان اضافه کنیم همچنین درمان هدف مند پایان سرطان در افق پیش روست دفعه بعدی که کلمه "سرطان" را میشنوید میخواهم که حس امید را به آن اضافه کنید صبر کنید پژوهشگران سرطان در سراسر جهان با تلاش پیگیر کار میکنند تا این مرض را شکست دهند و پیشرفت های شایانی حاصل می کنند این شروع یک پایان است ما در نبرد با سرطان پیروز خواهیم شد
این برای من یک خبر اعجاب آور است متشکرم (
Cancer. Many of us have lost family, friends or loved ones to this horrible disease. I know there are some of you in the audience who are cancer survivors, or who are fighting cancer at this moment. My heart goes out to you. While this word often conjures up emotions of sadness and anger and fear, I bring you good news from the front lines of cancer research. The fact is, we are starting to win the war on cancer. In fact, we lie at the intersection of the three of the most exciting developments within cancer research. The first is cancer genomics.
The genome is a composition of all the genetic information encoded by DNA in an organism. In cancers, changes in the DNA called mutations are what drive these cancers to go out of control. Around 10 years ago, I was part of the team at Johns Hopkins that first mapped the mutations of cancers. We did this first for colorectal, breast, pancreatic and brain cancers. And since then, there have been over 90 projects in 70 countries all over the world, working to understand the genetic basis of these diseases. Today, tens of thousands of cancers are understood
down to exquisite molecular detail. The second revolution is precision medicine, also known as "personalized medicine." Instead of one-size-fits-all methods to be able to treat cancers, there is a whole new class of drugs that are able to target cancers based on their unique genetic profile. Today, there are a host of these tailor-made drugs, called targeted therapies, available to physicians even today to be able to personalize their therapy for their patients, and many others are in development. The third exciting revolution is immunotherapy,
and this is really exciting. Scientists have been able to leverage the immune system in the fight against cancer. For example, there have been ways where we find the off switches of cancer, and new drugs have been able to turn the immune system back on, to be able to fight cancer. In addition, there are ways where you can take away immune cells from the body, train them, engineer them and put them back into the body to fight cancer. Almost sounds like science fiction, doesn't it? While I was a researcher at the National Cancer Institute,
I had the privilege of working with some of the pioneers of this field and watched the development firsthand. It's been pretty amazing. Today, over 600 clinical trials are open, actively recruiting patients to explore all aspects in immunotherapy. While these three exciting revolutions are ongoing, unfortunately, this is only the beginning, and there are still many, many challenges. Let me illustrate with a patient. Here is a patient with a skin cancer called melanoma. It's horrible; the cancer has gone everywhere. However, scientists were able to map the mutations of this cancer
and give a specific treatment that targets one of the mutations. And the result is almost miraculous. Tumors almost seem to melt away. Unfortunately, this is not the end of the story. A few months later, this picture is taken. The tumor has come back. The question is: Why? The answer is tumor heterogeneity. Let me explain. Even a cancer as small as one centimeter in diameter harbors over a hundred million different cells. While genetically similar, there are small differences in these different cancers
that make them differently prone to different drugs. So even if you have a drug that's highly effective, that kills almost all the cells, there is a chance that there's a small population that's resistant to the drug. This ultimately is the population that comes back, and takes over the patient. So then the question is: What do we do with this information? Well, the key, then, is to apply all these exciting advancements in cancer therapy earlier, as soon as we can, before these resistance clones emerge.
The key to cancer and curing cancer is early detection. And we intuitively know this. Finding cancer early results in better outcomes, and the numbers show this as well. For example, in ovarian cancer, if you detect cancer in stage four, only 17 percent of the women survive at five years. However, if you are able to detect this cancer as early as stage one, over 92 percent of women will survive. But the sad fact is, only 15 percent of women are detected at stage one, whereas the vast majority, 70 percent, are detected in stages three and four. We desperately need better detection mechanisms for cancers.
The current best ways to screen cancer fall into one of three categories. First is medical procedures, which is like colonoscopy for colon cancer. Second is protein biomarkers, like PSA for prostate cancer. Or third, imaging techniques, such as mammography for breast cancer. Medical procedures are the gold standard; however, they are highly invasive and require a large infrastructure to implement. Protein markers, while effective in some populations, are not very specific in some circumstances, resulting in high numbers of false positives,
which then results in unnecessary work-ups and unnecessary procedures. Imaging methods, while useful in some populations, expose patients to harmful radiation. In addition, it is not applicable to all patients. For example, mammography has problems in women with dense breasts. So what we need is a method that is noninvasive, that is light in infrastructure, that is highly specific, that also does not have false positives, does not use any radiation and is applicable to large populations. Even more importantly, we need a method to be able to detect cancers
before they're 100 million cells in size. Does such a technology exist? Well, I wouldn't be up here giving a talk if it didn't. I'm excited to tell you about this latest technology we've developed. Central to our technology is a simple blood test. The blood circulatory system, while seemingly mundane, is essential for you to survive, providing oxygen and nutrients to your cells, and removing waste and carbon dioxide. Here's a key biological insight: Cancer cells grow and die faster than normal cells, and when they die,
DNA is shed into the blood system. Since we know the signatures of these cancer cells from all the different cancer genome sequencing projects, we can look for those signals in the blood to be able to detect these cancers early. So instead of waiting for cancers to be large enough to cause symptoms, or for them to be dense enough to show up on imaging, or for them to be prominent enough for you to be able to visualize on medical procedures, we can start looking for cancers while they are relatively pretty small, by looking for these small amounts of DNA in the blood. So let me tell you how we do this.
First, like I said, we start off with a simple blood test -- no radiation, no complicated equipment -- a simple blood test. Then the blood is shipped to us, and what we do is extract the DNA out of it. While your body is mostly healthy cells, most of the DNA that's detected will be from healthy cells. However, there will be a small amount, less than one percent, that comes from the cancer cells. Then we use molecular biology methods to be able to enrich this DNA for areas of the genome which are known to be associated with cancer, based on the information from the cancer genomics projects.
We're able to then put this DNA into DNA-sequencing machines and are able to digitize the DNA into A's, C's, T's and G's and have this final readout. Ultimately, we have information of billions of letters that output from this run. We then apply statistical and computational methods to be able to find the small signal that's present, indicative of the small amount of cancer DNA in the blood. So does this actually work in patients? Well, because there's no way of really predicting right now which patients will get cancer, we use the next best population:
cancers in remission; specifically, lung cancer. The sad fact is, even with the best drugs that we have today, most lung cancers come back. The key, then, is to see whether we're able to detect these recurrences of cancers earlier than with standard methods. We just finished a major trial with Professor Charles Swanton at University College London, examining this. Let me walk you through an example of one patient. Here's an example of one patient who undergoes surgery at time point zero,
and then undergoes chemotherapy. Then the patient is under remission. He is monitored using clinical exams and imaging methods. Around day 450, unfortunately, the cancer comes back. The question is: Are we able to catch this earlier? During this whole time, we've been collecting blood serially to be able to measure the amount of ctDNA in the blood. So at the initial time point, as expected, there's a high level of cancer DNA in the blood. However, this goes away to zero in subsequent time points and remains negligible after subsequent points. However, around day 340, we see the rise of cancer DNA in the blood,
and eventually, it goes up higher for days 400 and 450. Here's the key, if you've missed it: At day 340, we see the rise in the cancer DNA in the blood. That means we are catching this cancer over a hundred days earlier than traditional methods. This is a hundred days earlier where we can give therapies, a hundred days earlier where we can do surgical interventions, or even a hundred days less for the cancer to grow or a hundred days less for resistance to occur. For some patients, this hundred days means the matter of life and death. We're really excited about this information. Because of this assignment, we've done additional studies now
in other cancers, including breast cancer, lung cancer and ovarian cancer, and I can't wait to see how much earlier we can find these cancers. Ultimately, I have a dream, a dream of two vials of blood, and that, in the future, as part of all of our standard physical exams, we'll have two vials of blood drawn. And from these two vials of blood we will be able to compare the DNA from all known signatures of cancer, and hopefully then detect cancers months to even years earlier. Even with the therapies we have currently,
this could mean that millions of lives could be saved. And if you add on to that recent advancements in immunotherapy and targeted therapies, the end of cancer is in sight. The next time you hear the word "cancer," I want you to add to the emotions: hope. Hold on. Cancer researchers all around the world are working feverishly to beat this disease, and tremendous progress is being made. This is the beginning of the end. We will win the war on cancer. And to me, this is amazing news.
Thank you. (Applause)