奇美醫院:基因檢測從研究到應用的推動者

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基因檢測(Genetic Testing)已成為癌症治療領域不可或缺的重要工具,它為患者量身打造的精準醫療(Precision Medicine)方案提供科學依據。

在過去,癌症治療多依賴傳統療法,包括化學治療(Chemotherapy)、放射治療(Radiotherapy)以及手術切除,但隨著腫瘤基因學的研究發展,開始進入一個以基因檢測導向甚至是免疫治療的新時代。透過基因檢測,醫療團隊得以更深入了解每個腫瘤的特性,針對患者的個體差異選擇最佳治療策略,並且能在疾病進展的每個階段進行精準的治療調整。

基因檢測的應用日趨成熟的情況下,大家開始好奇更延伸的臨床應用,為了深入了解基因檢測衍生在癌症治療中的應用及未來發展,本刊特別採訪奇美醫院醫學檢驗部部長李健逢(Chien-Feng Li. MD. PhD),以及吳麗卿高級專員(Li Ching Wu, MT / Senior specialist),深入探討基因檢測、免疫療法與腫瘤微環境,如何改變癌症治療現況,面臨哪些挑戰,以及如何進一步提升其臨床價值。

從一次性檢測到全程陪伴——基因檢測如何改變癌症治療的現況

基因檢測的應用在癌症治療中經歷顯著的演進,從過去的一次性測試發展到現在的動態追蹤模式。「癌症這種病,很難用單一檢測就掌握它的所有變化。」李部長解釋,「不像某些遺傳性疾病,它的基因變異是固定的,癌症會變,腫瘤會適應環境、會突變,這也是為什麼有些藥物一開始有效,但後來卻失去作用。所以我們不能只在確診時做一次檢測,而是要隨著治療過程,持續監測變化,才能在治療失效時找到新對策。」

李部長表示,儘管基因檢測技術在癌症治療中已展現出巨大潛力,但其普及應用仍面臨諸多挑戰,包括檢體處理、數據分析以及臨床應用的效率問題。為應對這些困難,現代實驗室已經開始採用自動化技術與多元化的檢測方法。例如,部分多基因檢測(Multi-gene Panel)甚至是高通量 NGS(Next-Generation Sequencing)平台已整合高靈敏度的液態活檢技術與傳統組織檢測方法,以提供更精確且完整的基因變異全面分析。這些技術上的突破不僅提高檢測效率,也使得基因檢測結果更符合臨床需求。

腫瘤微環境:破解癌症的「庇護所」 

基因檢測的應用已從腫瘤本身,擴展到腫瘤微環境(Tumor Microenvironment, TME)。腫瘤微環境就像腫瘤的「庇護所」,其中的免疫細胞種類與分布會影響治療效果。李部長指出:「有些腫瘤真的很『聰明』,它們會利用周圍的環境來保護自己,讓免疫系統無法發揮作用。例如,調節性 T 細胞(T-regs)會抑制免疫系統攻擊,導致免疫治療效果變差。這種情況下,即使患者接受免疫療法,腫瘤還是能找到生存空間,這就是為什麼有些人對免疫療法的反應比較差。」 

現在,透過 RNA 定序技術,醫療團隊可以解析腫瘤微環境的細胞組成,找出影響免疫治療效果的關鍵因子,進一步提供更個人化的治療策略。「我們現在不只是關注腫瘤的基因變異,而是要看它周圍的環境,了解哪些因素在影響治療反應,這樣才能真正找到對付癌症的方法。」李部長說。

根據研究顯示,科學家使用 29 種功能性基因表達特徵(FgEs),利用開放取用文獻中[JC1] 的數據對腫瘤樣本進行分析,將其分為四種腫瘤微環境(TME)亞型,分別為免疫豐富且纖維化型(IE/F)、免疫豐富但無纖維化型(IE)、纖維化型(F)及免疫耗竭型(D)。這些 TME 類型與患者接受免疫治療的反應顯著相關,其中免疫有利型(IE/F 和 IE)的患者能更大程度地受益於免疫治療,而纖維化型(F)及免疫耗竭型(D)的患者反應相對較弱。

透過對 TME 的分類與特徵分析,研究進一步闡釋抗腫瘤微環境(如細胞毒性 T 細胞、自然殺手細胞及抗腫瘤細胞因子等)與促腫瘤微環境(如檢查點抑制、Treg 細胞及顆粒性細胞等)的作用機制,並將其與血管生成及纖維化、惡性細胞特性等功能結合,系統性的描述腫瘤微環境的複雜結構。這些發現不僅為癌症患者提供更個人化的治療策略指導,也顯著降低對 TMB 的依賴性,為免疫治療的應用帶來重要突破。

基因表達特徵(GEP)是一項基於 18 個基因的分析模型,能夠表徵 T 細胞活化的腫瘤微環境(TME)。研究顯示,這些基因表現與抗 PD-1 藥物(藉由阻斷 PD-1 與 PD-L1 的結合,使 T 細胞恢復活性,進而攻擊癌細胞,常見藥種如 Pembrolizumab)治療的九種癌症類型中改善的臨床結果呈正相關(除 CD276 基因外)。GEP 高表達區域中,有治療反應者(R)的比率較高,顯示這群患者的治療效果優於 GEP 低表現區域的患者。此外,因 GEP 與 TMB 僅有中度相關,兩者對治療反應的預測能力互不重疊,因此可以補此不足建構出更完整的資訊。TMB 反映腫瘤新生抗原的負荷量,代表非免疫原性(Immunogenicity)腫瘤的突變率,而 GEP 則顯示腫瘤微環境中的 T 細胞的活化特徵。

透過綜合考量GEP 和 TMB 的結果,可顯著提高對抗 PD-1 治療有反應的患者識別準確性。研究進一步指出,根據腫瘤微環境的不同類型(如免疫逃逸或細胞毒性強的腫瘤),使用 GEP 作為發炎生物標記並結合 TMB 分析,能更精準地篩選適合接受免疫治療的患者,推動癌症個人化治療的發展,實現精準醫療的目標。

RNA 定序:破解腫瘤的「免疫躲貓貓」策略

癌細胞為了生存,可不是傻傻地等著免疫系統來攻擊,它們早就學會一套「躲避戰術」,其中最經典的招數之一,就是利用調節型 T 細胞(T-regs)來關閉免疫系統的「開火權限」。T-regs 本來的功能是防止自體免疫疾病,但在腫瘤微環境中,這些細胞反而變成幫凶,讓免疫細胞不敢動腫瘤一根寒毛。當 T-regs 數量變多,免疫治療的效果自然就大打折扣。

RNA 定序:揭開腫瘤的秘密武器

那我們該怎麼破解腫瘤的這套「免疫躲貓貓」戰術呢?答案是 RNA 定序(RNA Sequencing, RNA-seq!這項技術就像是一雙「透視眼」,能夠深入觀察腫瘤微環境中各種免疫細胞的分布,甚至找到 T-regs 究竟是怎麼壓制免疫攻擊的。例如,RNA 定序可以偵測出 IL-10、TGF-β 這類抑制性細胞激素,或者 CTLA-4、PD-1 這類免疫抑制受體,這些都是 T-regs 用來關閉免疫系統的關鍵分子。

RNA 定序的臨床應用

這不只是學術研究,RNA 定序已經開始影響臨床治療的決策!透過 RNA 定序,我們可以:

  • 確認免疫治療是否有效:追蹤 T-regs 數量和功能變化,判斷治療效果,甚至預測病人的預後狀況。
  • 找出新療法的標靶:如果某些基因在 T-regs 中異常活躍,那麼抑制這些基因可能就是突破口。
  • 開發更聰明的免疫療法:包括針對 T-regs 的 CAR-T 細胞療法,或是利用 RNAi 技術降低 T-regs 的免疫抑制能力。

李健逢部長:基因檢測不再是「一次性」,而是「全程陪伴」

李健逢部長強調:「癌症治療已經從傳統的 一次性基因檢測,轉變為 全程陪伴式 的基因監測模式。」過去,基因檢測通常只用來判斷病人適不適合標靶治療或免疫療法。但問題是,腫瘤是「會進化」的!隨著時間推移,癌細胞可能產生新的突變,讓原本有效的治療變得無效。這就是為什麼現在的癌症治療,基因檢測不再只是診斷工具,而是治療過程中的導航系統

基因檢測在耐藥性挑戰中的角色

癌症治療最怕遇到的就是「耐藥性」,原本有效的標靶藥物或免疫治療,可能因為腫瘤突變而失去作用。李部長分享:「以前,當藥物失效時,醫生大多憑經驗『盲猜』下一步該怎麼治療。但現在,有了基因檢測,我們可以更精確地找出耐藥機制,進一步開發個人化治療方案。」

以肺癌的 EGFR 標靶藥為例,病人用藥一段時間後,可能會產生 T790M 突變,這時候可以改用第二代或第三代 EGFR 抑制劑。但有些病人的耐藥機制並不是發生在 EGFR 本身,而是在其他基因上,這時候我們就需要更廣泛的基因檢測,甚至結合蛋白質分析來找出真正的耐藥原因。

腫瘤微環境:未來治療的關鍵戰場

過去,癌症治療的重點一直放在「怎麼殺死腫瘤細胞」,但現在的趨勢是 改變腫瘤微環境,讓免疫系統能夠發揮更強的戰鬥力。李部長提到:「有些腫瘤的 TME(腫瘤微環境)是免疫豐富型,這類病人比較適合免疫治療;但有些腫瘤微環境則是免疫耗竭型,這時候單靠 PD-1 抑制劑可能效果不佳,需要搭配其他策略。」

最新的研究顯示,透過 RNA 定序,可以將腫瘤微環境分類,並找出不同類型病人的最佳治療方案。例如:

  • 免疫豐富型腫瘤(適合免疫治療)
  • 纖維化型腫瘤(可能需要抗纖維化藥物輔助)
  • 免疫耗竭型腫瘤(可能需要結合 T-regs 抑制劑)
現今已有商業化 NGS 套組,可從臨床 FFPE 樣本中,經由 Target RNA seq 來分析出腫瘤微環境的特徵,進而提供免疫治療相關研究更完整的線索(來源:AmoyDx 提供)

談奇美基因檢測實驗室建置的心路歷程

随著次世代定序技術(Next-Generation Sequencing, NGS)日趨成熟,基因檢測實驗室也如雨後春筍般遍地開花,然而在建置實驗室的時候,仍然有許多挑戰需要克服。著眼於此,基因線上特地採訪具有深厚經驗的奇美醫院精準醫學中心高級專員吳麗卿,深入介紹實驗室的技術發展及臨床檢測的核心業務,凸顯傳統方法與現代最新技術並存的優勢,並表達出實驗室未來對檢測技術精準化與自動化的追求。

引進自動化技術,大幅提升檢測流程的準確與穩定

「我們的目標就是讓基因檢測更快、更精準,並且確保醫師能夠迅速獲取有價值的資訊來決策治療。」吳高專表示。她指出,為了提升效率與準確性,實驗室導入自動化技術,如移液系統,減少人為誤差。此外,NGS 技術可同時分析多種基因變異,提供包括「微衛星不穩定性(MSI)、同源重組缺陷(HRD)與腫瘤突變負荷(TMB)」等多類型數據,幫助臨床醫師制定更精準的治療計畫。

次世代定序技術在分子檢測中發揮關鍵作用,能同時分析多基因變異及提供如微衛星不穩定性(Microsatellite Instability, MSI)、同源重組缺陷(Homologous Recombination Deficiency, HRD)及腫瘤突變負荷(Tumor Mutational Burden, TMB)等多種類型的數據。吳高專強調,NGS 為腫瘤基因檢測與遺傳疾病篩查提供重要輔助,幫助臨床醫師制定更精準的治療計劃。

然而,檢體管理仍是 NGS 檢測面臨的主要挑戰,包括檢體數量不足、腫瘤百分比低、核酸濃度不足等問題。針對此,實驗室通過與病理部合作,制定個人化處理流程,確保檢測結果的準確性與穩定性。

政府擴大篩檢計劃,癌症篩檢預算將增至 68 億元

基因檢測在臨床應用中展現出巨大潛力,特別是在癌症篩檢與個性化治療方面。吳高專表示,隨著政府擴大篩檢計劃,癌症篩檢預算將增至 68 億元,涵蓋大腸癌、乳癌、肺癌及口腔癌等項目,尤其針對高危人群和家族病史患者。低劑量電腦斷層掃描(Low-Dose Computed Tomography, LDCT)亦將成為肺癌篩檢的常規工具,為早期發現癌症提供更有力的支持。

「對於早期發現的患者,基因檢測可以幫助評估復發風險,甚至指導個人化標靶治療,延長存活期、提升療效,」吳高專表示。她也提到,未來實驗室將持續開發「微小殘留病灶(Minimal Residual Disease, MRD)」檢測技術,並與臨床試驗機構合作,探索新興標靶藥物,以滿足更廣泛的臨床需求。

高複雜度檢測項目的品質管控

面對如 HRD 和 TMB 等高複雜度檢測項目,實驗室採取多層級的品質管控措施,以確保結果的準確性和臨床相關性。吳專員提到,從標準品的購置、檢體建庫品質的監控,到檢測完成後的陽性與陰性樣本結果比對完成檢測確效,實驗室在每個環節都進行嚴格把關。例如,HRD 分析需確保檢體腫瘤百分比達 30-35%,建庫前亦需優化檢體品質,如濃縮核酸或圈選腫瘤區域。在檢測後,NGS 的原始數據將進一步查核,並與病人臨床資訊比對,確保檢測結果具有最高可靠性。這種嚴謹的流程不僅是高品質實驗室的標誌,也體現在精準醫學領域的專業實力。

這次專訪揭示精準醫學快速發展的現狀與未來方向。從實驗室運營效率的提升到基因檢測在臨床應用中的突破,吳麗卿高級專員詳細分享精準醫學對改善醫療結果的深遠影響。同時她期勉,面對日趨多元化的挑戰,實驗室需要以技術創新與品質管理為核心,才能為精準醫學的進步奠定更堅實的基礎。

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