奇迹抗癌药物背后的故事 [节选]

一本新书讲述了格列卫的故事,这是一种具有突破性的疗法,可以在基因水平上靶向癌症

《费城染色体》一书中,记者杰西卡·瓦普纳讲述了突破性抗癌药物格列卫的故事,自 2001 年美国食品和药物管理局批准以来,该药物已挽救了成千上万慢性粒细胞白血病 (CML) 和其他癌症患者的生命。它是第一种靶向癌症药物,在研究人员确定了引起 CML 的基因突变后开发出来,它启动了揭示各种癌症基因根源的竞赛。

摘自杰西卡·瓦普纳的《费城染色体:突变基因和基因水平治愈癌症的探索》。版权所有 © Jessica Wapner, 2013。在所有售书地点均有售。

第一章:最初的线索 大卫·亨格福德不敢相信自己所看到的。他Hover在显微镜上,来回转动轮子以确保最佳视野。一块小玻璃载玻片从下方被照亮。它包含一个已经扩张然后在繁殖过程中停止的单个细胞,其四十六条染色体完全展开。他检查并再三检查,并绝对肯定:其中一条染色体太短了。


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那是 1959 年,遗传学研究领域几乎不存在。1956 年对人类细胞中染色体标准数量(四十六条,二十三对,每对一套遗传自父母)的确认,暗示着一些无法掌握的东西,一片地平线上的大陆,对于当时的工具来说太遥远而无法看到。尽管詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在 1953 年做出了他们著名的 DNA 双螺旋结构发现,并且唐氏综合症(一条染色体的额外副本)的遗传根源已在同年被发现,但寻找 DNA 与疾病之间联系的研究才刚刚开始。在世界各地,实验室才刚刚开始尝试探索遗传物质所需的技术。基因是遗传单位,是将性状从一代传递到下一代的方式,包括缺陷。但是疾病如何可能与 DNA 联系起来完全是未知的。“基因突变”或“染色体异常”之类的短语尚未成为通用语言,因为没有必要使用这种语言。

因此,年轻科学家大卫·亨格福德Hover在显微镜上,被他透过镜头看到的东西惊呆了。这个人知道染色体应该是什么样子。配备相机的显微镜在 1950 年代是热门的实验室商品,而亨格福德是一位狂热的摄影师,他在费城一家癌症研究中心找到了一份使用显微镜的工作。他花了无数个小时观察果蝇的星形染色体,训练他的眼睛去看清其中的精细带状图案。他是当时少数能够发现模糊、墨水状染色体阵列中异常的人之一。

因此,他最终与彼得·诺维尔合作可能是不可避免的,诺维尔是一位医生,也才三十出头,在宾夕法尼亚大学的城镇对面进行癌症研究。1956 年,诺维尔偶然发现了一种观察细胞内染色体的新方法。他一直在研究白血病患者的血细胞,他的工作遵循了当时的常用方法:冲洗细胞并用蓝紫色染料染色。

自 1665 年细胞首次在显微镜下被发现以来,科学在窥视细胞(每个生物体内基本结构单元)内部的能力方面已经取得了长足的进步。这一发现导致了其他发现,从而产生了细胞理论,即所有生物都由细胞组成,新细胞是在旧细胞分裂时产生的。但是,用于观察内部发条装置的尖端技术仍然很简陋,需要科学家用拇指挤压覆盖的玻璃载玻片上的细胞滴,以便对细胞施加压力。挤压应该使细胞破裂,溢出其充满基因的中间部分。但是,这种方法失败的次数与成功的次数一样多,留下了对研究人员无用的破碎细胞碎片。人们对这种浪费宝贵时间和资源的技术感到沮丧。

有一天,诺维尔绕过了通常的科学程序走了捷径。“皮特很匆忙,就像年轻人往往那样,”大卫的妻子艾丽斯·亨格福德多年后回忆道。诺维尔没有遵循更严格的清洁方法,而是用一些自来水冲洗了一份白细胞样本。他将冲洗过的细胞滴到载玻片上,并对他透过显微镜看到的东西感到惊讶。事实证明,自来水是低渗的——一种低压溶液,会导致细胞膨胀,就像泄气的木筏被充入过多空气一样。

由于细胞像那样膨胀,诺维尔可以看到一些同样令人惊讶的东西。事实证明,他用来帮助凝结红细胞(使其更容易从样本中去除)的豆提取物也刺激了白细胞的分裂。细胞在分裂过程中被捕获,处于其最膨胀的状态。由于自来水进一步扩大了细胞的大小,染色体有更多的空间展开,突然间更容易看到和计数。没有人以这种方式观察染色体。诺维尔不知道这是否可能。再说一次,他对基因一无所知,对遗传学也没有什么兴趣。但他保留了载玻片,认为外面有人可能会有兴趣看一看。

当时的遗传学界很小,费城地区对遗传学研究感兴趣的人数屈指可数。亨格福德听说了诺维尔的载玻片。两人开始合作。多年来,诺维尔准备了载玻片,亨格福德会在显微镜下研究这些载玻片。他们完善了低渗溶液,至今仍用于分子遗传学,并弄清楚了如何对载玻片进行风干,以帮助细胞进一步展开。但他们没有看到任何值得注意的东西。

然后,在他们相遇三年后的 1959 年,它出现了:CML 患者细胞内一条蠕虫状染色体的异常小臂。随着染色体在挤压细胞中展开,亨格福德可以清楚地看到其中一条太小了。它的一部分缺失了。他们查看了来自其他六位 CML 患者的血液样本,并发现了相同的异常。

亨格福德震惊了,按下了相机快门。他将无法活着看到他刚刚拍摄的照片的意义。在 1959 年,一张显示单个突变染色体的照片将对无数患者的生命和未来癌症治疗产生的影响是完全出乎意料的。

“在我们偶然发现费城染色体之前,真的没有证据表明癌症可能是由于基因变化引起的,”现年 79 岁的诺维尔几十年后说道。这张照片将成为癌症和医学整体发生巨变时刻的持久写照。它是现代时代在根本原因上靶向癌症的尚未被认可的起点。

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