许多侵袭性癌症背后鲜为人知的基因突变

纪念斯隆凯特琳癌症中心坐落在纽约市东河附近庄严的花岗岩和玻璃高楼中，是绝望和垂死之人的最后一道防线。他们经常乘坐救护车抵达，随身带着一个装满医疗记录的档案柜，其中冷静地详细记录了多年最终徒劳的治疗。

21世纪初，当乔安妮·魏德哈斯在这家著名机构担任放射肿瘤学住院医生时，她的一位导师偶然的一句话将塑造她职业生涯的进程。

“注意并观察：你会发现癌症并非均匀分布，”他告诉她。“有些人不仅会得一种，还会得两种甚至三种不同类型的癌症。”

魏德哈斯注意到了。她看到人们一次又一次地受到打击——先是肺部，然后是结肠或胰腺。这些患者一直困扰着魏德哈斯。“在他们最初诊断后，你脑子里总是充满了这种令人作呕的恐惧，因为你在想他们是否必须再次经历这一切，”她说。她还看到了疾病发作的不可预测性。“每个人都认为癌症患者是年老体弱、每天抽10包烟的人，但许多人非常健康。癌症会让你措手不及——有一天你很健康，第二天就不是了。”

她在斯隆凯特琳以及与其他癌症患者的经历促使她去发现为什么有些没有明显风险因素的人仍然会患上这种疾病。2008年，她和合作者弗兰克·斯拉克（Frank Slack）（一位现任哈佛大学的癌症生物学家）发现，那些患有多发性肿瘤的人具有独特的基因特征。这种生物标志物被称为KRAS变异，与已知任何其他遗传突变相比，它与更多的癌症相关。它存在于每4名癌症患者中的1名，以及超过一半患有多发性癌症的人中。KRAS变异携带者倾向于患上高度侵袭性和复发性乳腺癌、卵巢癌、头颈癌、肺癌和胰腺癌。

KRAS变异突变在普通人群中也相对常见；大约每20人中就有1人携带。相比之下，更广为人知的乳腺癌突变BRCA1和2在每400人中发现1人。然而，尽管KRAS变异突变存在危险，但很少有医生，更不用说患者，听说过它。

在他们2008年发现后不久，魏德哈斯和斯拉克设计了一种简单的诊断测试，利用血液或唾液样本来检测KRAS变异的存在。该测试可以帮助患者及其医生对筛查更加警惕，从而有可能在癌症的最早和更可治疗的阶段发现癌症，并就可能提高生存率和生活质量的疗法做出更明智的决定。

但这位46岁的放射肿瘤学家，被一位同事形容为“不留情面”的人，现在发现她最大的战斗是在实验室之外。她想让这种诊断工具成为标准实践，但这很难——而且很昂贵——说服医生改变他们的方法，或说服保险公司为尚未经过彻底审查的测试付费。“要将预测癌症风险的生物标志物引入临床实践，你必须进行漫长的大规模临床试验，以确保绝对自信，”国家癌症研究所的著名生物化学家弗兰克·麦考密克说。“这可能需要长达10年。”魏德哈斯看到的患者没有10年时间可以等待。

不容失败

魏德哈斯在底特律一个富裕的郊区长大，出身于一个高成就的家庭。她的母亲是韦尔斯利大学毕业的设计师，她的父亲是福特汽车公司的高管。她的叔叔罗伊·瓦格洛斯是默克公司的董事长兼首席执行官。卓越是理所当然的。她原本打算成为一名生物化学家，但在耶鲁大学本科期间，她在康涅狄格州纽黑文的一家医院做志愿者时，发现自己深切渴望治愈病人。她将学习领域扩展到医学。

在塔夫茨大学医学院，她选择了肿瘤学作为她的专业，因为她对患者的勇气和斗志印象深刻。“但我们有一半时间辜负了这些患者，”她说。“我们必须做得更好，我觉得我可以在科学方面做些什么。”

在塔夫茨大学，魏德哈斯与约翰·科芬合作，后者是一位顶尖的分子生物学家，认为她天赋异禀且专注。“我清楚地记得她摔断了腿，她会坐在带轮子的办公椅上。她成了实验室里一个真正的‘恐怖分子’，四处滚动，但始终跟上她的工作，”他回忆道。

魏德哈斯在听完科芬关于逆转录病毒（他的专业领域）研究如何导致对一种与癌症有关的基因——ras基因——的深刻见解的讲座后，要求与他合作。

我们都有ras基因，它们制造对正常细胞功能至关重要的蛋白质。以名为KRAS的ras基因为例：它产生一种关键蛋白质，也称为KRAS，调节细胞生长和适当的细胞衰老，即衰老。

然而，某些ras基因的突变会导致其特定蛋白质的失控产生，扰乱细胞正常的生老病死周期，导致 unchecked 生长，并最终导致癌症。

研究人员直到发现一种名为微小RNA（miRNA）的遗传物质片段才了解究竟是什么通常控制着ras基因的蛋白质生成——以及为什么某些ras突变会导致如此混乱、失控的细胞活动。

1993年，魏德哈斯在塔夫茨大学期间，第一个miRNA被识别。这些微小的RNA片段结合到生产蛋白质的基因（包括ras基因）上的目标位点，从而有效地微调蛋白质的产生量。研究人员开始怀疑，基因的某些突变可能会使微小RNA难以牢固地结合到其目标并控制蛋白质生产。沟通中断

2000年，南非出生的斯拉克和合著者加里·鲁夫金鉴定了miRNA let-7，这是有史以来发现的第二个miRNA。在随后的研究中，斯拉克发现let-7控制着ras基因KRAS产生的KRAS蛋白量。大多数时候，let-7有效地向基因传达了正常细胞周转所需的KRAS蛋白的确切数量。但有时会出现问题，细胞失控地繁殖，结果就是癌症。为了理解miRNA let-7、KRAS基因和KRAS蛋白之间复杂的相互关系，斯拉克决定研究它们在肺癌中的相互作用。

有一天，他在耶鲁大学的“蠕虫会议”上向大约30位同事介绍了他的想法，这个会议是研究秀丽隐杆线虫（一种广泛用于发育生物学模型生物的低等线虫）的研究人员每周的聚会。魏德哈斯最近加入了耶鲁大学的教职，她与斯拉克在塔夫茨大学读研究生时就认识。研讨会结束后，她重新介绍了自己，他们的合作关系由此诞生。

魏德哈斯和斯拉克从她在耶鲁大学实验室地下室的一个组织库中发现的大量肺癌患者肿瘤样本开始他们的研究。斯拉克实验室的一名研究生Lena Chin对组织切片中的DNA进行了测序。

Chin注意到let-7和KRAS基因之间在大约20%的肿瘤中存在沟通障碍。在这些病例中，研究小组确定了KRAS基因的一种突变——他们称之为KRAS变异——它阻止了let-7控制KRAS蛋白的产生量。在KRAS变异患者中，let-7根本无法与KRAS基因充分连接，从而阻止其产生过多的蛋白质。过量的蛋白质导致细胞不受控制地分裂并引发癌症。

魏德哈斯和秦花了几个月的时间仔细研究病历，将他们从肿瘤遗传特征中学到的知识与每位患者的疾病进展进行交叉比对。他们发现的结果令人震惊——也令人毛骨悚然。

20%携带KRAS变异的肺癌患者患有更具侵袭性的癌症，影响多个器官。“我们翻阅他们的病历，一遍又一遍地看到同样的事情。他们战胜了肺癌，但随后又患上了头颈癌，或乳腺癌，或结肠癌，或胰腺癌，”魏德哈斯说。“我记得当时想，‘天哪——这是真的。’”

当魏德哈斯和斯拉克在几次大型癌症会议上展示他们的初步发现时，他们受到了听众——同行研究人员——摇滚明星般的待遇。“有人跑上台，要求合作，”魏德哈斯回忆道。

他们超越了肺癌，发现KRAS变异在其他六种特别致命的恶性肿瘤中起着关键作用，尤其是在女性中。

携带该变异的女性患癌症的风险更高，复发次数更多，常被多种癌症击中，并且更有可能死于这些疾病的侵袭性形式。

认识到他们发现的意义，并希望加快将研究成果从实验室转移到临床的过程，魏德哈斯和斯拉克于2008年创立了MiraDx公司。他们计划利用从朋友和家人那里拼凑的约300万美元启动资金，将他们的诊断测试商业化。目标是使其成为标准实践，就像乳腺癌和卵巢癌家族史女性的BRCA筛查一样。

到2010年，他们推出了第一个测试PreOvar，它使用唾液或血液样本评估卵巢癌风险，包括筛查KRAS变异。PreOvar是当前KRAS变异测试的前身，后者也基于唾液或血液样本。

这种新的诊断工具用于研究，但个人也可以获得，价格远低于许多其他基因检测。KRAS变异检测必须由个人医生通过MiraDx订购，医生随后采集患者样本并将其送至公司认证实验室进行处理。尽管最近一些直接面向消费者的基因检测受到了FDA的审查，但KRAS变异检测不需要该机构的批准，因为它只在这些受控条件下进行。

从一开始，魏德哈斯和斯拉克的目标就是使检测广泛可用并保持其价格合理。他们也希望使检测成为标准实践，但他们很快就遇到了市场的严酷现实：要雇佣销售团队并进行保险公司和主要肿瘤学团体在将诊断检测纳入专业实践指南之前所要求多年的临床试验，可能需要高达1.5亿美元的成本。

由于没有时间和金钱通过传统途径将检测纳入标准实践，魏德哈斯和斯拉克认为他们会利用300万美元的种子资金推广检测，希望能吸引更多财力雄厚的投资者。他们聘请了员工来日常运营公司，试图激起人们的兴趣。这确实奏效了：2009年至2011年间，风险投资家三次上门。但魏德哈斯和斯拉克拒绝了所有三次报价。他们致力于保持低廉的费用，并觉得感兴趣的各方只将其视为摇钱树——其他癌症基因检测可能花费5000美元或更多。

由于研究、检测开发和推广的成本——以及拒绝放弃将使命置于利润之上的承诺——魏德哈斯和斯拉克很快就耗尽了资金。女性尤其面临风险

然而，尽管他们更广泛的KRAS变异检测目标受阻，支持这种检测必要性的研究却不断涌现。一项又一项研究——最终涉及超过65,000名参与者——证实了这种诊断工具挽救生命的潜力。

例如，医生在早期、最可治疗的阶段诊断卵巢癌或识别有患病风险的女性方面几乎没有成功。但魏德哈斯和斯拉克的研究表明，KRAS变异如何增加女性患卵巢癌的风险——超过27%的这类癌症女性携带该变异。“每年有超过70万女性接受输卵管结扎手术，”魏德哈斯说。“如果她们携带该变异，她们可能也会考虑切除卵巢。”

许多有乳腺癌和卵巢癌家族史的女性都知道她们可以检测BRCA1和BRCA2基因的突变——已知的风险因素——然后考虑预防性手术以降低患癌症的可能性。但魏德哈斯的研究表明，在没有BRCA突变的情况下，61%的遗传性乳腺癌和卵巢癌女性中存在KRAS变异。如果这些女性在诊断前很久就接受了KRAS变异检测，她们也可能选择可能挽救生命的手术。

斯坦福大学医学院妇产科前主任玛丽·波兰说：“[有癌症家族史的]患者非常焦虑，每年都会进行大量检查——超声波、乳房X光检查。”“KRAS变异检测可以为他们提供具有临床重要性的信息。”

携带KRAS变异的女性也更容易患三阴性乳腺癌，这类肿瘤的生长不受雌激素和孕酮等激素的驱动，也不受已知促进癌细胞生长的HER2基因突变的影响。三阴性乳腺癌影响高达20%的乳腺癌患者，是所有乳腺癌中致死率最高、最难治疗的一种。它们对靶向激素或HER2受体的疗法没有反应。三阴性肿瘤也比其他类型的乳腺癌更容易扩散和复发。

魏德哈斯计划于12月发布她的最新研究，该研究表明，激素替代疗法（HRT）本身与绝经后KRAS变异女性的三阴性乳腺癌有关。具体而言，携带KRAS变异且在诊断前接受HRT并停止服用激素的女性，患更致命的乳腺癌的几率显著增加。对于KRAS变异女性，“雌激素撤退可能是一个非常糟糕的主意，”魏德哈斯说。

魏德哈斯进行的其他研究表明，携带KRAS变异的癌症患者通常对铂类化疗耐药。这类化疗通常是一线疗法，这意味着患者正在接受效果不佳——甚至可能导致癌症扩散——的令人虚弱的治疗，而其他类型的化疗本可以阻止这种进展。长期坚持

很少有执业肿瘤学家知道KRAS变异检测的存在。经过一番深思熟虑，沮丧的魏德哈斯采取了一个极不寻常的步骤，以启动其在医学实践中的应用。在她叔叔的鼓励下——“由于你的热情、你的可信度和你对科学的理解，现在只有你能做好这件事，”瓦格洛斯告诉她——她请假离开了耶鲁大学，举家搬迁到硅谷，这样她就可以在斯坦福大学商学院学习，并获得资助和营销诊断测试所需的专业知识。她尤其被斯坦福大学对非营利组织的关注所吸引。

魏德哈斯今年夏天加入了加州大学洛杉矶分校的教职，尽管她仍然和她的律师丈夫、三个孩子以及一群被收养的动物，包括猫、狗、蜥蜴、雪貂和一只兔子，住在北加州。她专注的精力使她能够兼顾生活中所有不同的部分。

这种专注也帮助她始终保持不屈不挠。通过MiraDx和魏德哈斯的新非营利组织Mirakind，她继续向医生提供检测，并招募新的研究参与者。这两家公司都由魏德哈斯个人资助，并获得她最初投资者的持续捐款。少量资金也来自捐款和研究参与者。尽管参与者无需付费参与研究，但魏德哈斯确实要求他们支付检测费用（295美元），如果他们想了解自己的KRAS变异状态。

魏德哈斯希望建立一种开发诊断标志物的新范式，基于直接面向消费者的方法，患者可以接受教育并为包含有价值信息的检测付费。

“我们随时都可以套现，但目标是做正确的事情，”魏德哈斯说。“我丈夫说也许我们应该关门大吉，因为我们没钱了，也许会有别的机会。但我永远不会找到能像这样帮助别人的东西。这是一个多么大的礼物，我得到了这个机会，但要把它向前推进太难了。你会碰到障碍，然后你调整，你迂回，你转向。但我认为我们会成功——我们必须成功，因为我们现在就可以帮助人们。”

[本文最初以“真正的信徒”为题刊登。]