21世紀頭十年，William Pao在紀念斯隆—凱特琳癌症中心（MSKCC）做內科腫瘤學研究員。當時，治療患有轉移性非小細胞肺癌（NSCLC）的患者所採用的方法十分刻板：針對每位患者的化療方案都是相同的。但是方案起作用的幾率卻不盡如人意：“只有約20%可以指望自己的腫瘤會縮小。”Pao表示，“無法提前知道誰會受益。”對患者而言，更令他們傷腦筋的是通常只有在六周後才能夠對腫瘤反應進行評估。   如今，基於在單個腫瘤上發現的突變，可以採用幾種獨特的藥物治療轉移性非小細胞肺癌。可以為患者量身定制治療方案，而且對於很多患者而言，存活率已經從數月提升至數年。“靶向治療”在腫瘤學（之所以如此命名，是因為它們能夠通過特定方式削弱癌細胞的能力）的成功迎來了癌症治療的轉捩點。目前，在市場上，對癌症機制的基礎研究形成了超過40種靶向癌症治療方法，採取了單克隆抗體、小分子藥物和免疫療法的形式。   隨著靶向療法在癌症治療的舞臺上綻放光芒，他們也在深刻地影響著做研究的方式。就如同很多其它醫學研究學科一樣，腫瘤學也在向分子水準發展。這種藥物的成功激發了對於癌細胞增長的分子基本作用機制的研究，這也帶來了“大量的資料，資料如此之多，以至於單憑人的頭腦無法對其進行徹底的理解”。位於麻塞諸塞州波士頓的達納—法伯癌症研究所醫學助理教授Levi Garraway表示。  
用於設計靶向藥物和研究其療效的技術和任務複雜性增長如此之大，因此要求召集具有不同專業知識的科學團隊來繼續推動該領域的發展，他補充道。儘管如今在該領域工作的科學家大部分已經在研究過程中學習了一些技能，但該領域對於擁有電腦、分析和臨床實驗知識的轉化研究者的需求將會大幅增長，他們能夠將資料轉譯為具體的知識。與前人相比，未來的腫瘤學家將需要在分子水準更加深入地理解腫瘤生物學。“這就是突破所在並且將繼續產生突破的地方。”Garraway表示。  
分子腫瘤學的崛起   特別是肺癌，已經成為了研究與治療方法所發生改變的“模範典型”，英國倫敦法蘭西斯·克裡克研究所腫瘤學家Charles Swanton表示。在過去十年間，出現表皮生長因數受體（EGFR）突變、間變性淋巴瘤激酶（ALK）突變和B-Raf原癌基因（BRAF）突變的腫瘤迎來了它們的治療方法，這極大地改變了效果，他說。這些治療方法是源自於人們對肺癌強大的遺傳驅動的深入理解，特別是在不吸煙者中。   在紀念斯隆—凱特琳癌症中心接受內科腫瘤學的訓練時，Pao參與到表皮生長因數受體酪氨酸激酶抑制劑的研究當中。他和團隊意識到，只有大約10%的轉移性非小細胞肺癌患者會對小分子的埃羅替尼產生反應——那就是其腫瘤中編碼表皮生長因數受體的基因潛藏著突變的患者。這些患者的藥效可以持續數年，Pao表示，“單是能夠精確定位患者，就是一個重大的進展。”   Pao的職業發展軌跡伴隨著分子腫瘤學的崛起。作為位於康乃狄格州紐黑文市的耶魯大學的學生，Pao獲得了這裡的醫學博士和哲學博士學位，並在其中的一間基礎免疫實驗室接受培訓。然後，他開始研究癌細胞信號傳導，探索靶向藥物的抗藥性和敏感性作用機制。如今，Pao已經就職於瑞士巴塞爾的霍夫曼—羅氏公司，負責腫瘤發現和轉化領域。現在，他的任務是研發能夠利用免疫細胞攻擊癌細胞或直接靶向癌細胞的新藥物。作為進軍精准腫瘤學的一部分，該公司於2015年早些時候宣佈，將會耗資10.3億美元購買美國基礎醫學公司（Foundation Medicine）56.3%的股份，這家位於麻塞諸塞州坎布裡奇市的公司採用遺傳學方法幫助癌症患者篩選藥物。其中一個專案是在基礎醫學公司逐漸擴大的腫瘤資料資料庫中尋找特定的突變，並將這一資訊用於設計藥物或是在公司藥物的臨床實驗階段對患者進行解析，Pao表示。   同樣，Wendy Winckler在腫瘤學研究的職業發展路徑也“跟隨著基因組時代”的發展，她表示。Winckler是麻塞諸塞州坎布裡奇市諾華生物醫學研究所負責下一代診斷技術的執行總監。四年前，她從位於坎布裡奇的博多研究所來到該公司。在此之前，她在哈佛大學獲得了自己的遺傳學博士學位，她的第一份工作是幫助創建癌症基因組圖譜。在那之後，她成為了博多研究所的遺傳分析平臺負責人，該技術團隊與博多和外部科學家一同合作，生成並分析多種類型的基因資料。“我來自於科學界，因此我能夠獲得技術方面的經驗，而且也能獲得帶領大型團隊的經驗。”   電腦技能“加分”  
在諾華，Winckler領導著一個37人的部門。其中一個早期的專案是幫助Genoptix公司（諾華於2011年收購的一家子公司，位於加利福尼亞州卡爾斯巴德）對肺癌患者的診斷測試進行商業化。這種特定的分析用於測定“可操作性突變”——在肺癌樣本中發生的基因改變，這些改變目前被認為可以指導治療過程。另一大主要項目是在整個公司現有的癌症臨床試驗中對患者的腫瘤進行特徵描繪，試圖理解基因的改變可能會怎樣影響響應。  
在Winckler的實驗室，約半數的科學家具備電腦技能，另一半則具備豐富的生物學實驗室技能。然而，最成功的人能夠從事這兩個領域的工作，她說。“暴露在實驗室環境下能夠説明計算生物學家對資料有更直觀的理解，並且更便於計畫測序實驗；熟悉資料分析方法的實驗室科學家則可以在解釋結果時提出重要的見解。”   這種雙元制培訓模式的確讓紐約市威爾康奈爾醫學院的分子病理學家Marcin Imielinski獲益匪淺。“我現在所在的地方正是我所期望的地方。”他說，“我感覺自己有一個職業生涯，而非兩個，我認為這對於所有醫學—哲學博士而言都是一個巨大的挑戰。”  
Imielinski在獲得了電腦科學的學士學位後，於2001年加入了賓夕法尼亞大學新開設的基因組學和計算生物學的醫學—哲學博士專案。此後，他選擇病理學接受臨床培訓，因為他想要“在他的研究和他未來的臨床角色之間產生協同效應”，他說。在威爾康奈爾，Imielinski正在參與精准腫瘤學的專案，該專案將會測序腫瘤DNA，並將患者與特定的治療方法匹配起來。   Imielinski也在建立他自己的實驗室，該實驗室將專注於理解複雜的DNA重組在癌症中的作用。他的一部分工作是要研發分析和計算工具，理清資料的意義。他也計畫著利用最新的測序技術，理解複雜的重組是如何逐漸影響腫瘤的表觀基因組並擾亂癌症的基因組結構的。  
技術開路   顯然，下一代測序（NGS）技術對於職業機會產生了開拓性的影響。2001年，第一例治療慢性粒細胞白血病的靶向癌症治療方法面世，自那以後，基因組技術開始呈現爆炸性增長。在此之前，測試腫瘤樣本的時候每次只能檢測一種突變或基因重組，如今，下一代測序技術能夠同時在多個樣本中檢測多個基因突變。這種技術不僅對癌症研究工作的類型和速度產生影響，而且還徹底地改變了臨床實踐。近期，位於加州聖地牙哥的Illumina公司（最大的測序儀製造商之一）與丹納—法伯癌症研究所、紀念斯隆—凱特琳癌症中心，以及其它兩所主要的美國癌症中心共同合作，致力於定義“對癌症有指導意義的基因組”，以幫助定制癌症治療方案。此外，這種技術還能讓研究走向靶向治療的下一個階段：理解為什麼癌症會產生抗藥性。   在法蘭西斯·克裡克研究所，Swanton的實驗室正是專注於這一點。Swanton的研究團隊正在與倫敦大學學院（UCL）的癌症試驗中心和倫敦大學學院癌症研究所合作，將對約850名罹患非小細胞肺癌的患者從確診到死亡進行追蹤，作為理解腫瘤發展的臨床實驗的一部分。作為常規護理的一部分，經過手術移除的腫瘤將會被解剖並對不同的區域進行測序，以建立驅動癌症發展的基因組事件的系統發育圖。約有一半的非小細胞肺癌患者會發展為轉移性疾病。作為第二組試驗的一部分，Swanton的實驗室也將研究在不同類型的癌症治療方案的選擇壓力下，從傳統的化學療法到靶向藥物，腫瘤會發生怎樣的變化。  
雖然靶向療法十分成功，“它們並沒有將人們治癒”，Swanton表示。對治療方法的耐受性是不可避免的。在他實驗室中的研究問題是由“我們所看到的發生在人類腫瘤中的事情”所驅動的，他說。他們希望性能更好的第二代、第三代治療方法能夠被研發出來，有可能能夠限制其獲得耐藥性。“這是一個激動人心的時代，基於實驗室的分子分析正在托起藥物發現與研發。”   在海德堡的德國癌症研究中心（DKFZ），致力於精准腫瘤學研究的科學家同時也在充分利用基因組技術的進步。2012年德國癌症研究中心建立了海德堡個性化腫瘤中心（DKFZ-HIPO），旨在為個性化的腫瘤開發臨床計畫，能夠將“功能基因組學和系統生物學最新的研究和技術轉化到臨床實踐當中”。  
這是一個“雄心勃勃的”計畫，德國癌症研究中心海德堡個性化腫瘤中心共同負責人、功能基因組學和生物資訊學教授Roland Eils表示。在海德堡國家腫瘤疾病中心（NCT）每年治療的數千名癌症患者當中，他們會為所有有可能獲益的患者提供腫瘤的全基因組測序，Eils說。但是德國癌症研究中心將研究向前推進了更大的一步。全基因組測序的費用現在和外顯子組測序相差無幾，Eils表示。因此，德國癌症研究中心海德堡個性化腫瘤中心做出了一項戰略性決定，他們要採集全腫瘤基因組測序數據以供未來研究使用。只要患者同意，測序數據就會加入到內部研發的資料庫中。該資料庫的設計是為了保留醫生對於患者病情發展的臨床評注，並且能夠進行多項資料分析。迄今為止，資料庫已經存有大約3000名患者的資料。該計畫會進一步擴展其規模，每年從約3000~4000名患者身上採集全腫瘤基因組的測序數據。“這是極其龐大的資料量，構成了很多的挑戰。”Eils說。此外，研究人員希望能夠在此當中加入其它類型的組學資料，例如RNA測序、表觀遺傳信息以及組蛋白修飾。  
 顯然，我們非常需要擁有電腦技能的資料管理方面的專家，Eils表示。德國癌症研究中心與海德堡大學合作，的確開始培訓很多資訊學和資料管理方面的學生和臨床醫師。但令人遺憾的是，其它行業對於此類人才的需求也很多，例如薪酬更好的銀行系統，Eils說。他希望，科研人員將會因為“興趣和激情”而被吸引到癌症研究的工作中。   精准醫學創造機遇   當Swanton在招聘人才時，應聘者對於癌症研究的未來所抱有的熱情絕對是一大加分項。他會問自己這樣幾個重要的問題：“他們是如何認為的？這個人是否很癡迷、很感興趣？他們能夠如何做出貢獻？”Swanton實驗室的目標是要將他實驗室中產生的見解轉化到臨床實踐當中，因此，該實驗室中的人才具有非常全面的技能，從“實驗台到臨床”，包括具有監管經驗和臨床試驗經驗的人才。  
對於此類專業人才需求的增長已成定勢，而且不止是在腫瘤學。2015年1月，美國前總統奧巴馬公佈了“精准醫療計畫（Precision Medicine Initiative）”。在總統2016年的預算中，該計畫將利用2.15億美元的投資，旨在“為臨床醫生提供工具，更好地理解在某個患者的健康、疾病或身體狀況下的複雜機制，並且能夠更好地預測哪種治療方案將會最為有效”，根據白宮發佈的一項聲明表示。其中的大部分經費（1.3億美元）將會劃撥給美國國立衛生研究院（NIH）用於開展一項人口研究，該研究將對100萬美國人的健康狀況進行多年的追蹤；美國國家癌症研究所（NCI）將獲得7000萬美元，用於研發更有效的個性化方案進行癌症治療；美國食品藥品監督管理局將獲得1000萬美元的資金，用於資料庫的研發，以推動精准醫療的創新；美國健康信息技術國家協調辦公室（ONC）將會得到500萬美元的經費，用以研發交互操作標準，並解決隱私和安全資料交換等問題。  
威爾康奈爾醫學院和紐約長老會醫院精准醫療研究所負責人Mark Rubin表示，與任務相關的經費金額比較少，但是“我們正在起步”，他補充道。“這是來自於政府、自上而下的，這告訴我們，患者想要接觸他們的資料來提升效果，而政府和監管機構將會想方設法確保我們能夠找到實現它的方式。”再向前看，對於任何具有科學背景和數學背景的人而言，精准醫療方面的工作可以作為一項選擇，他補充道。例如，這將不僅需要設計設備的工程師，而且也需要人口生物學和流行病學的專家。“各種機遇只會越來越多。”■   Gunjan Sinha是生活在德國柏林的自由撰稿人。