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.
Рак. Из-за этой ужасной болезни многие из нас потеряли друзей, родных и близких. Я знаю, что в этом зале есть те, кто победил рак или сражается с ним в данный момент. Я с вами всем сердцем! Слово «рак» обычно связано с печалью, гневом и страхом. Но я принёс обнадёживающую новость с поля боя науки и рака. Мы начинаем выигрывать войну с раком. На самом деле мы находимся на старте трёх потрясающих направлений в изучении рака.
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.
Первое — онкогеномика. Геном — это совокупность генетической информации организма, закодированной в ДНК. Именно изменения в ДНК, которые называют мутациями, вызывают неконтролируемый рост раковых клеток. Примерно 10 лет назад я работал в университете Джонса Хопкинса в группе, занимавшейся картированием мутаций при раке. Мы впервые определили гены, вызывающие рак мозга, толстой и прямой кишки, молочной и поджелудочной железы. С тех пор проведено более 90 исследований в 70 странах мира, направленных на понимание генетических основ рака. На сегодня мы детально изучили на молекулярном уровне десятки тысяч случаев.
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.
Вторая революция — точная, или прецизионная, медицина, также называемая «персонализированной медициной». При этом вместо стандартных методов лечения рака используется новый класс препаратов, нацеленных на раковые клетки с определённым генетическим профилем. Уже сегодня в распоряжении врачей есть множество таких препаратов. Они называются таргетными и позволяют создать для пациента персонализированное лечение. Много таргетных препаратов находится в разработке.
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?
Третья многообещающая революция — иммунотерапия. Она подаёт большие надежды. Учёные смогли «настроить» иммунную систему на борьбу с раком. Например, мы обнаружили сигнальные пути, в которых иммунная система «выключена», а новые препараты смогли снова её «включить» для борьбы с раком. Кроме того, есть такие подходы: иммунные клетки извлекают из организма, «обучают» и опять возвращают в организм, чтобы они боролись с раком. Похоже на научную фантастику, правда?
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.
Участвуя в исследованиях Национального института онкологии, мне посчастливилось работать с основоположниками этой области и видеть всё своими глазами. Это было просто потрясающе. На сегодня начато около 600 клинических исследований, куда проводится набор пациентов для изучения всех аспектов иммунотерапии.
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.
Хотя все три революции уже начались, к сожалению, пока мы только на старте, и впереди ещё много препятствий. Приведу пример с пациентом. У него рак кожи, меланома. Это ужасно, рак распространился по всему организму. Однако учёные смогли картировать мутации, и пациенту назначили лечение, нацеленное на одну из этих мутаций. Результат превзошёл все ожидания. Опухоли почти исчезли. К сожалению, эта история без счастливого конца. Это фото было сделано несколько месяцев спустя. Рак вернулся. Вопрос: почему? Ответ кроется в гетерогенности опухоли. Позвольте мне объяснить.
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.
Даже в опухоли менее одного сантиметра в диаметре находится более сотни миллионов разных клеток. Хотя они генетически сходны, между ними есть небольшие различия, что обусловливает разную реакцию на различные препараты. Поэтому даже если препарат очень эффективен и убивает почти все раковые клетки, остаётся вероятность существования небольшой популяции, невосприимчивой к лечению. Именно эта популяция обращает процесс вспять, приводя к рецидиву.
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.
Теперь встаёт вопрос: что делать с этой информацией? Ответ кроется в необходимости применять все эти многообещающие достижения в лечении рака на раннем этапе, как можно раньше, до появления устойчивых клонов. Ключ к излечению рака — ранняя диагностика. И на интуитивном уровне мы это знаем. Ранняя диагностика приводит к лучшим результатам лечения, и это подтверждает статистика. Например, при раке яичников, выявленном на четвёртой стадии, только 15 % женщин остаются в живых через пять лет. Однако если рак выявлен на первой стадии, выживают более 92 % женщин. Печально то, что только 15 % случаев выявляется на первой стадии, а большинство диагнозов, 70 %, ставится на третей или четвёртой стадиях.
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.
Нам крайне необходимо совершенствовать методы обнаружения рака. На данный момент существует три вида методов выявления рака. Прежде всего это медицинские манипуляции, такие как колоноскопия при раке толстой кишки. Затем — анализы на биомаркёры, как, например, ПСА при раке простаты. И, наконец, методы визуализации, такие как маммография при раке молочной железы. Медицинские манипуляции — золотой стандарт, но они крайне инвазивны, и для их выполнения нужна серьёзная инфраструктура. Анализы на онкомаркёры эффективны только в некоторых популяциях и в ряде случаев недостаточно специфичны, что приводит к множеству ложноположительных результатов и влечёт за собой ненужные манипуляции и процедуры. Методы визуализации хороши для некоторых популяций, но подвергают пациента вредному воздействию радиации. К тому же эти методы имеют ограничения. Например, маммография ненадёжна при высокой плотности тканей груди.
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.
Таким образом, нам нужен метод, который является неинвазивным, не требует сложной инфраструктуры, высоко специфичен, не даёт ложноположительных результатов, не использует радиацию и применим к большим группам населения. И, что ещё важнее, нам нужен метод, который выявляет опухоль до того, как её размер достигнет 100 миллионов клеток. Существует ли такой метод? Наверное, да, иначе я бы тут не выступал.
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.
Я рад сообщить вам о новейшей технологии, которую мы разработали. В её основе — простой анализ крови. Известно, что кровеносная система жизненно важна для обеспечения клеток кислородом и питательными веществами и удаления отходов и углекислого газа. С биологической точки зрения, раковые клетки делятся и отмирают быстрее, чем нормальные клетки, и после гибели их ДНК попадает в кровеносную систему. Поскольку мы знаем молекулярные характеристики раковых клеток благодаря исследованиям по расшифровке генома, мы можем обнаруживать их в крови и диагностировать рак на ранней стадии. То есть вместо того, чтобы дожидаться стадии появления симптомов или отклонений, заметных при диагностической визуализации и достаточно выраженных, чтобы увидеть их при медицинских манипуляциях, мы можем обнаруживать рак, пока опухоль ещё относительно мала, отслеживая минимальные количества ДНК с мутациями в крови.
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.
Позвольте мне описать процедуру. Мы начинаем с обычного анализа крови. Ни радиации, ни сложного оборудования, просто анализ крови. Нам отправляют образец крови, и мы выделяем из него ДНК. Поскольку большинство клеток в организме здоровы, основная часть ДНК будет принадлежать здоровым клеткам. Однако небольшая часть ДНК, менее одного процента, будет принадлежать раковым клеткам. Затем, используя методы молекулярной биологии, мы исследуем ДНК на наличие связанных с раком участков, основываясь на результатах наших исследований по онкогеномике. Далее мы помещаем образец ДНК в прибор для расшифровки и преобразуем ДНК в последовательность А, Ц, Т и Г, с которой работаем дальше. В итоге мы имеем информацию о миллиардах букв в определённой последовательности. Затем мы применяем статистические и вычислительные методы, чтобы обнаружить слабый сигнал, указывающий на наличие в крови небольшого количества опухолевой ДНК.
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.
Будет ли это работать с реальными пациентами? Поскольку невозможно точно предсказать, у кого появится рак, мы решили взять одну популяцию — пациентов с раком лёгких в стадии ремиссии. Печально, но факт: даже при использовании самых лучших имеющихся препаратов рак лёгких почти всегда рецидивирует. Решение проблемы — в более ранней диагностике рецидивов, чем это позволяют современные методы.
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.
Недавно мы с профессором Чарльзом Суонтоном из Университетского колледжа Лондона завершили клиническое исследование, посвящённое этому вопросу. Я опишу его результаты на примере одного пациента. Вот пациент после операции, проведённой в точке ноль на временной шкале. Потом он прошёл курс химиотерапии, и начался период ремиссии. Его состояние отслеживалось клинически и с помощью методов визуализации. На 450 день, к сожалению, рак вернулся. Вопрос: могли ли мы заметить рецидив раньше? Всё это время мы регулярно брали кровь на анализ и следили за количеством циркулирующей в крови опухолевой ДНК. На начальном этапе, как и ожидалось, наблюдался высокий уровень опухолевой ДНК в крови. Однако позже он снизился до нуля и некоторое время оставался ничтожно малым. Но на 340 день мы видим повышение уровня опухолевой ДНК в крови, и на 400 и 450 день он ещё больше возрос.
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.
Вот главное, если вы упустили: мы видим повышение уровня опухолевой ДНК в крови на 340 день. Это значит, мы можем определить рецидив примерно на сто дней раньше, чем при использовании традиционных методов. Мы можем начать лечение на сто дней раньше, мы можем провести операцию на сто дней раньше, у опухоли будет на сто дней меньше времени для роста и на сто дней меньше для формирования устойчивости к лечению. Эти сто дней — для некоторых пациентов вопрос жизни и смерти. Нас очень обнадёживают эти результаты.
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.
Основываясь на этих выводах, мы провели исследования с другими видами рака, включая рак молочной железы, рак лёгких и рак яичников. Я с нетерпением жду, насколько раньше мы сможем обнаруживать эти виды рака.
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.
Недавно у меня появилась мечта, чтобы две пробирки с кровью в будущем стали обязательной частью стандартной процедуры медицинского обследования. Эти пробирки помогут нам проверить наличие в ДНК всех известных мутаций, связанных с раком, и диагностировать рак на несколько месяцев или даже лет раньше. Даже применяя существующие методы лечения, это поможет нам спасти миллионы жизней. А если добавить к этому недавние достижения в иммунотерапии и таргетной терапии, победа над раком уже близка.
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.
Когда вы вновь услышите слово «рак», я бы хотел, чтобы к вашим эмоциям добавилась ещё одна — надежда. Держитесь. Исследователи по всему миру безустанно работают над тем, чтобы победить рак, и мы достигли невероятного прогресса.
This is the beginning of the end. We will win the war on cancer. And to me, this is amazing news.
Это начало конца рака. Мы выиграем эту войну. И для меня это потрясающая новость.
Thank you.
Спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)