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.
Vėžys. Daugelis iš mūsų praradome šeimos narius, draugus ar mylimuosius dėl šios baisios ligos. Žinau, kad tarp jūsų, esančių šioje auditorijoje, yra laimėjusių kovą prieš vėžį, ar šiuo metu kovojančių su juo. Mano širdis yra su jumis. Nors šis žodis dažnai asocijuojasi su liūdesiu, pykčiu ir baime, aš turiu jums gerų žinių iš naujausių vėžio tyrimų. Mes pradedame laimėti karą prieš vėžį – tai yra faktas. Iš tikrųjų, mes esames sankryžoje tarp trijų labiausiai jaudinančių
The first is cancer genomics.
naujų vėžio tyrimų atradimų.
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.
Pirmasis yra vėžio genomas. Genomas tai visos organizmo genetinės informacijos rinkinys, užkoduotas DNR molekulėmis. Onkologinėse ligose DNR pakitimai, vadinami mutacijomis, yra priežastis, kodėl jos tampa nekontroliuojamos. Maždaug prieš 10 metų aš dirbau John Hopkins'o universitete su komanda, kurie pirmieji aptiko vėžio mutacijas genome. Pirmiausiai mes tai padarėme kolorektalinio, krūties, kasos ir smegenų vėžio atvejais. Ir nuo tada įvykdyta daugiau nei 90 projektų 70-yje šalių, visame pasaulyje, tam, kad suprastume šios ligos genetinį pagrindą. Šiandien, dešimtys tūkstančių vėžio atvejų yra išnagrinėti iki smulkiausių molekulinių detalių.
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.
Antrasis atradimas yra tikslioji medicina, dar žinoma kaip „individuali medicina“. Vietoje taikyto „vienas tinka visiems“ metodo visoms onkologinėms ligoms gydyti, atsirado visiškai nauja vaistų grupė, kuri, atpažindama unikalų vėžio genetinį rinkinį, veikia tiesiai į vėžines ląsteles. Šiandien ya daugybė šių, individualiai pritaikytų vaistų, vadinamų tikslinėmis terapijomis, leidžiančių gydytojams jau šiandien savo pacientams individualizuoti skiriamą gydymą, ir daugybė kitų yra vis dar atrandama.
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?
Trečiasis jaudinantis atradimas yra imunoterapija ir tai yra tikrai įdomu. Mokslininkai sugebėjo priversti imuninę sistemą kovoti prieš vėžį. Pavyzdžiui, atrasti būdai kaip „išjungti“ vėžį ir šie naujieji vaistai galėjo vėl prikelti imuninę sistemą kovai su vėžiu. Be to, yra tam tikri būdai, kuriais galima pašalinti imunines lasteles iš kūno, išmokinti, perprogamuoti jas ir grąžinti atgal į kūną kovai su vėžiu. Skamba beveik kaip mokslinė fantastika?
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.
Kai aš dirbau tyrėju Nacionaliniame Vėžio Institute, turėjau galimybę dirbti su šios srities tyrimų pradininkais ir stebėjau jų vystymąsi iš arti. Tai buvo tikrai nepaprasta. Šiandien yra pradėta daugiau nei 600 klinikinių tyrimų į kuriuos yra aktyviai įtraukiami pacientai, kad išsiaiškintume visus imunoterapijos aspektus.
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.
Nors šie trys nuostabūs atradimai yra tebevykdomi, deja, tai yra tik pradžia, liko dar labai labai daug iššūkių. Pabandykite įsivaizduoti tai konkrečiu paciento pavyzdžiu. Štai pacientas, sergantis odos vėžiu, vadinamu melanoma. Tai baisu, vėžys išplito visur. Tačiau mokslininkai sugebėjo aptikti šio vėžio mutaciją ir skirti specialų gydymą, taikant į vieną iš mutacijų. Ir šio gydymo rezultatai yra beveik stebuklingi. Panašu, kad vėžys beveik išnyko. Deja, tai ne šios istorijos pabaiga. Ši nuotrauka padaryta po kelių mėnesių. Vėžys grįžo. Klausimas: kodėl? Atsakymas: vėžio heterogeniškumas. Leiskite paaiškinti.
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.
Netgi mažas, apie 1cm skersmens, vėžys, yra sudarytas iš daugiau nei milijono skirtingų ląstelių. Nors jos visos genetiškai panašios, bet tarp skirtingų vėžio rūšių yra nedideli skirtumai, kurie lemia skirtingą jų jautrumą atskiriems vaistams. Taigi, netgi jei turite vaistą, kuris yra labai efektyvus, kuris nužudo beveik visas vėžio ląsteles, vis tiek yra galimybė, kad tarp šių ląstelių yra nedidelė skirtingų ląstelių grupė, kuri bus atspari šiam vaistui. Galų gale, tai ląstelių grupė, kuri išgyvena, ir vėl apima paciento kūną.
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.
Taigi klausimas yra toks: Ką mes darome su šiais atradimais? Na, raktas į geresnes išeitis, yra taikyti šiuos nepaprastus naujus gydymo metodus vėžio gydyme kuo anksčiau, prieš atsirandant rezistentinėms ląstelių grupėms. Raktas į vėžį ir jo gydymą yra ankstyva diagnostika. Ir mes tą intuityviai žinome. Ankstyvas vėžio nustatymas siejamas su geresniais rezultatais ir tą taip pat parodo statistika. Pavyzdžiui, jei kiaušidžių vėžys nustatomas ketvirtoje stadijoje, tik 17 procentų moterų išgyvens 5 metus. Nors, jei jūs sugebate nustatyti šį vėžį ankstyvoje pirmoje stadijoje, daugiau nei 92 procentai moterų išgyvens. Bet liūdnas faktas yra tas, kad tik 15 procentų moterų kiaušidžių vėžys yra aptinkamas pirmoje stadijoje, o didžioji dauguma, 70 procentų, nustatoma
We desperately need better detection mechanisms for cancers.
trečioje ir ketvirtoje stadijoje.
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.
Mums beviltiškai reikia geresnių vėžio nustatymo mechanizmų. Dabartinės geriausios galimybės vėžio nustatymui susideda iš trijų kategorijų. Pirmoji – medicininės procedūros, tokios, kaip kolonoskopija storosios žarnos vėžiui aptikti. Antroji tai baltyminiai žymenys, tokie, kaip PSA, prostatos vėžiui nustatyti. Ar trečioji, vaizdinės priemonės, tokios, kaip mamografija krūties vėžiui. Medicininės procedūros yra aukso standartas; bet jos yra labai invazinės ir joms atlikti reikia daug išteklių. Baltyminiai žymenys, nors ir yra efektyvūs kai kurioms pacientų grupėms, nėra pakankamai konkretūs tam tikrais atvejais, ir tai lemia didelį kiekį klaidingai teigiamų rezultatų, kuriems skiriami papildomi nereikalingi tyrimai ir procedūros. Vaizdinės priemonės, nors yra naudingos kai kurioms pacientų grupėms, paveikia pacientus žalinga radiacija. Be to, jos negali būti pritaikomos visiems pacientams. Tarkim, mamografija nepakankamai tiksli moterims su tankiu krūtų liaukiniu audiniu.
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.
Taigi mums reikia diagnostinio metodo, kuris būtų neinvazinis, nereikalautų daug papildomų išteklių, būtų labai specifiškas, neturėtų klaidingai teigiamų rezultatų galimybių, nenaudotų radiacijos ir būtų pritaikomas didelėms pacientų grupėms. Dar svarbiau yra tai, kad mums reikia metodo, kuris galėtų aptikti vėžį prieš jam pasiekiant 100 milijonų ląstelių dydį. Ar tokia technologija egzistuoja? Na, aš čia nekalbėčiau, jei ji neegzistuotų.
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.
Džiaugiuosi galėdamas papasakoti apie naujausią mūsų atrastą technologiją. Mūsų technologijos pagrindas – paprastas kraujo tyrimas. Kraujo apytakos sistema, nors atrodo gana paprasta, yra būtina jūsų išgyvenimui, ji tiekia deguonį ir maistines medžiagas į jūsų ląsteles ir šalina medžiagų apykaitos produktus ir anglies dvideginį iš jų. Štai esminė biologinė įžvalga: Vėžio ląstelės auga ir miršta greičiau, nei normalios ląstelės, ir kai jos miršta, DNR yra išmetama į kraujotaką. Kadangi mes pažįstame vėžinių ląstelių žymenis, iš visų skirtingų vėžio genomų sekų, mes galime jų ieškoti kraujotakoje ir nustatyti šias onkologines ligas anksti. Taigi vietoj to, kad lauktume, kol onkologinės ligos išaugs rodys simptomus, ar, kad taps pakankamai tankios, kad išryškėtų vaizdiniuose tyrimuose, ar, kad taps pakankamai pastebimos, kad pasytebėtume jas medicininių procedūrų metu, mes galime pradėti jų ieškoti, kol jos dar yra gana mažos, nustatydami šiuos mažus jų DNR kiekius kraujyje.
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.
Leiskite paaiškinti, kaip tai darome. Pirma, kaip ir minėjau, pradedame nuo paprasto kraujo tyrimo – jokios radiacijos, jokios sudėtingos įrangos – paprastas kraujo tyrimas. Tada šis kraujo tyrimas yra pristatomas mums ir mes iišgauname iš jo DNR. Kadangi jūsų kūnas sudarytas daugiausiai iš sveikų ląstelų, dauguma aptiktos DNR bus iš sveikų ląstelių. Tačiau bus ir nedidelis kiekis, mažiau nei 1 procentas, DNR, kuri bus iš vėžinių ląstelių. Tada naudojame molekulinės biologijos metodus tam, kad išryškinti šią DNR toms genomo vietoms, kurios yra susijusios su vėžiu, remiantis vėžio genomo projekto informacija. Tada mes galime įdėti šią DNR į DNR sekos mustatymo įrenginius, skaitmenizuoti ją į A, C, T ir G, ir gauti galutinį rodmenį. Galiausiai, mes turime informaciją iš milijardų raidžių, gautų šio tyrimo metu. Tada mes taikome statistinius ir matematinius metodus tam, kad surastume smulkius žymenis, rodančius mažą vėžio DNR koncentraciją kraujyje.
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.
Ar tai iš tikrųjų veikia su realiais pacientais? Na, kadangi šiuo metu nėra realios galimybės prognozuoti, kuris pacientas susirgs vėžiu, mes naudojame kitą geriausią grupę: remisijoje esančios onkologinės ligos; konkrečiai – plaučių vėžys. Liūdna tai, kad net naudojant pačius geriausius vaistus, turimus šiandien, dauguma plaučių vėžio atvejų pasikartoja. Tada svarbiausia yra suprasti, ar mes esame pajėgūs nustatyti šiuos vėžio recidyvo atvejus anksčiau nei naudojant standartinius metodus.
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.
Neseniai mes pabaigėme stambų tyrimą, su University College London profesoriumi Charles Swanton, kuriame tyrinėjome šį klausimą. Leiskite jį nupasakoti naudojant vieno paciento pavyzdį. Tai pacientas, kuris yra operuojamas laiko taške 0, tada jam taikoma chemoterapija. Pacientas yra remisijoje. Jo liga sekama naudojant klinikinius tyrimus ir vaizdinius metodus. Deja, maždaug 450 dieną vėžys pasikartoja. Klausimas: Ar mes galime jį nustatyti anksčiau? Visą šį laikąmes darėme kraujo tyrimus periodiškai tam, kad nustatyti ctDNR kiekį kraujyje. Taigi pradiniame laiko taške, kaip ir tikėtasi, vėžio DNR koncentracija kraujyje yra aukšta. Tačiau vėlesniuose laiko taškuose vėžio DNR koncentracija nukrenta iki 0 ir išlieka nereikšminga tolimesniuose laiko taškuose. Vis dėlto, maždaug 340 dieną, mes matome vėžio DNR kilimą kraujyje ir, galiausiai, ji pakyla aukščiau 400 ir 450 dienomis.
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.
Štai pagrindinė mintis, jei nepavyko suprasti: 340-ą dieną mes matome vėžio DNR kilimą kraujyje. Tai reiškia, kad mes aptinkame vėžį daugiau nei 100 dienų anksčiau, nei naudodami tradicinius diagnostikos metodus. 100 dienų anksčiau mes galime pradėti terapinį gydymą, 100 dienų anksčiau galime atlikti chirurgines intervencijas, ar netgi paliekame 100 dienų mažiau vėžiui augti, ar 100 dienų mažiau išsivystyti atspatumui. Kai kuriems pacientams, šios 100 dienų tai gyvybės ar mirties klausimas. Mes labai džiaugiames šia informacija.
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.
Dėl šių rezultatų mes atlikome papildomus tyrimus kitų onkologinių ligų atvejais, tokių kaip krūties, plaučių ir kiaušidžių vėžio, ir aš negaliu sulaukti pamatyti, kiek anksčiau galime aptikti šiuos vėžius.
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.
Galiausiai, aš turiu svajonę, svajoju apie du kraujo mėgintuvėlius, ir, kad ateityje, šalia visų standartinių rutininių tyrimų, mes turėsime paimtus 2 kraujo mėgintuvėlius. Ir šiuose dviejuose kraujo megintuvėliuose mes galėsime palyginti visų žinomų vėžio žymenų DNR ir, tikėkimės, aptikti vėžį mėnesiais ar netgi metais anksčiau. Net ir su šiuo metu turimomis gydymo priemonėmis, tai reikštų, kad galima išsaugoti milijonus gyvybių. Ir jei pridetumėte naujausius atradimus imuoterapijoje ir tikslinėse terapijose, vėžio pabaiga yra akivaizdi.
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.
Sekantį kartą, kai išgirsite žodį „vėžys“, noriu, kad pridėtumėte dar vieną emociją: viltį. Laikykitės. Mokslininkai, tyrinėjantys vėžį visame pasaulyje užsidegę dirba tam, kad įveikti šią ligą, ir jau yra padaryta milžiniška pažanga.
This is the beginning of the end. We will win the war on cancer. And to me, this is amazing news.
Tai yra pabaigos pradžia. Mes laimėsime karą prieš vėžį. Ir man – tai nuostabios naujienos.
Thank you.
Ačiū.
(Applause)
(Plojimai)