癌症治療的前景

目前癌症治療的主要手段包括外科手術、放療及化療，不過顯然還有許多需要改進的空間，因為癌症仍然高居死亡原因的前幾名。嚴格來說這些手段都還稱不上是"治療"，只能說是依據目前對生理學和病理學的了解，使用物理或化學方法，外加使細胞死亡的動因，並沒有使細胞受到治療。這整套系統由基礎醫學研究轉譯到臨床治療，不管是不是針對癌症或其它病理現象，所花費的資源，是人類歷史上少見的巨大規模，所花費的時間，動輒一、二十年。然而，隨著細胞生理學及其它對應科技的進展，這樣的情況有可能很快有一番全新的風貌。

DNA承載了人類等所有生物的生命藍圖，在細胞生理的層次，它控制了所有的新陳代謝，結合神經、內分泌所帶來的訊號，調控細胞內外的生化反應。由於DNA是遺傳而來，在出生後無法變動，而且內含的資訊總量是有限的，無法包山包海，因此由細胞本身執行的修復，是有預設的幾套劇本，以應付常見的、局部的傷害。但是以癌症來說，什麼情況下細胞應該進行修復?無法修復時，如何啟動凋亡機制?將細胞或甚至人體當成一個圖靈機，恐怕也寫不出能塞得進一套DNA的邏輯來處理這兩個問題。crispr / cas9 的最新研究有希望在DNA的等級進行修復--如果你知道發生了什麼變異的話；所以知道發生"什麼情況"或許才是最困難的，接下來才能依此作出修復或啟動凋亡的決策。

要檢測DNA的變異，最萬全的情況當然是對所有細胞的整個基因組"定序"，不過很遺憾的是目前的所有定序都必需在體外進行，並且會破壞細胞。目前流行的方式是對細胞變異或受傷害後所會產生的物質作檢測，也就是所謂的癌症標記(marker)。但不管如何，情況都遠超過細胞本身預設的"劇本"所能處理，因此顯然目前各種健康檢查都想從各個方向來突破這個困境。

修復的困難在於，目前還未有方法能在活體上精確的"manipulate"細胞的DNA，而crispr / cas9 看起來像是一個可能的答案；更好的消息是，這個技術似乎也可以用來進行對細胞內RNA進行調控。病理情況的極端是肢體或器官的缺損，目前最好的策略可能是將人體的體細胞取出，還原為幹細胞之後，複製並分化出所需的部位，然後以外科手術方式植入或替換。

無論如何，把單一細胞或組織看成一個"圖靈機"的話，那麼它們預設的"劇本"，是不可能涵蓋所有可能情況的，因此外界的介入幾乎是必要的，但何時、如何介入呢?從自動控制的觀點來看，我們要有感測器，要有致動器，要有辦法把資訊導出到控制器，並將決策導入給致動器。感測器和致動器可能必需要以奈米的尺度製作，才有辦法適當的執行工作，相信這也是近年來所謂"自組裝"技術開始熱門的原因之一。感測和致動極可能必需要在生化層次上與細胞環境互動，而資訊的導出和導入，很可能必需要以無線電波方式傳遞，有機分子是否有機會能以自組裝的方式發展出微電子電路對應的通訊功能呢?其實現的尺度是否能在細胞尺度附近呢?控制器必需交由體外來實現，這應該是沒什麼疑問了，計算是高度秏能的活動，放在體內其實是沒有什麼意義的。儘管目前已經有少數的所謂"生物電腦"、"DNA運算"、"肽運算"等有機圖靈機的實現，但是如果沒有辦法與外界交換資訊的話，這些實現所做的決策頂多是局部最佳解，不會是整體的最佳解。