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編輯精選: 2016 年度熱門文章 TOP 10

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1. 非侵入性胎兒染色體檢測將走向普羅大眾!
隨著次世代基因定序技術 (NGS) 的進展,我們得以透過非侵入性胎兒染色體檢測 (NIPT/NIFTY) 從孕婦的周邊血液當中抽取胎兒(胎盤)的游離 DNA 進行分析,篩檢出是否具有染色體異常的狀況。目前透過大規模的臨床研究證實,非侵入性胎兒染色體檢測 (NIPT/NIFTY) 準確率高達 99% 以上。相較於傳統的血清指標唐氏症篩檢 (初唐和中唐),非侵入性胎兒染色體檢測 (NIPT/NIFTY)的偽陽性機率可大幅下降超過 10 倍,避免侵入性診斷方法(羊膜穿刺)帶來的危險。截至 2015 年底,全球已有超過70萬名孕婦接受過這項檢查,對於全球的母嬰健康產生非常深遠的影響。
(全文見詳:http://geneonline.news/index.php/2016/01/01/201601010403/)

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2. 胞外體與癌症系列專文(一):癌症的先鋒特攻隊–胞外體
腫瘤轉移前會先送出偵察兵到其他組織進行探勘,尋找合適的轉移基地,這些偵察兵稱為「胞外體」(exosomes),是直徑30-50奈米的小包,外層為細胞膜,裡面包有醣類、脂質、蛋白質及調控細胞的核酸片段等物質。腫瘤會先將腫瘤發展因子包在胞外體內再送到全身各處,遇到合適的環境就開始打造轉移基地,再通知腫瘤本體提供更多帶有發展因子的胞外體或直接送出癌細胞。而科學家們也發現,癌細胞會利用胞外體策反正常的骨髓衍生細胞,配合癌細胞移轉,或假裝攻擊欲轉移組織處的免疫細胞,使免疫細胞開始反擊,造成周遭環境變成適合癌細胞發展的發炎狀態。而人類也利用胞外體的特性,發展出新的抗癌療法。(全文詳見:http://geneonline.news/index.php/2016/02/18/exosomes/)

胞外體示意圖,來源:https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-016-0268-z

胞外體示意圖,來源:https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-016-0268-z

3. CRISPR 2.0 可微調的基因修飾技術
美國史丹佛大學的團隊研發 CRISPR 2.0,將原本 CRISPR 用來修改基因的剪刀酵素 Cas9 換掉,改為可降低 (CRISPRi) 或增加 (CRISPRa) 基因表現量的各種酵素。目前 CRISPRi 可將基因表現量壓制到原來的 1-10% 左右,且作用非常精確,鮮少影響到目標外的基因。CRISPRa 則可將原來基因表現增加 1,000 倍以上,精準度也非常高。由此可知,CRISPRi + CRISPRa 系統可讓基因調控的幅度相差 10 萬倍以上,而且也比只能做剪下和貼上的 CRISPR 1.0 技術增加更多應用價值。
(全文詳見:http://geneonline.news/index.php/2016/03/17/crispr-2-0/)

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4. 萬能細胞的研究開發藍圖
2006 年,日本的山中伸彌教授成功開發出 iPS 細胞 (誘導性萬能幹細胞,也稱萬能細胞),利用體細胞 (Somatic Cell) 經基因誘導的方式,將所發現的四個基因產物 (c-Myc, Oct3/4, Klf4, Sox2) 導入體細胞內,使體細胞重新初期化 (Reprogramming),回到如同胚胎幹細胞 (ES cell) 的原始狀態,具有分化成各種細胞的能力,山中教授也以此獲得2012年諾貝爾獎。iPS 細胞沒有幹細胞的倫理爭議,其應用較易被大眾接受,且利用患者本身細胞再生而來的器官移植,也可避免排斥反應。集合兩大優點, iPS 細胞的基礎研究與臨床開發成為日本醫療產業的重要目標之一。山中教授更在2016年的3月表示,他期待iPS 細胞治療法可在近期內開發出帕金森症等難治疾病的治療方式,目前他的研究團隊正積極開發神經幹細胞移植的有效方法,並可望在近兩年內發展到臨床研究。
(全文詳見:http://geneonline.news/index.php/2016/03/28/ipscells/)

圖為人類 iPS 細胞,來源:http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/newslist/img/human_iPS.JPG

圖為人類 iPS 細胞,來源:http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/newslist/img/human_iPS.JPG

5. 癌症年度盛會 ASCO 專題報導
美國臨床腫瘤醫學會 (ASCO) 於 6 月在芝加哥登場,今年癌症治療在免疫療法、精準醫學及大數據應用都有長足進展,尤其是免疫腫瘤學 (Immuno-Oncology) 及精準醫療 (Precision Medicine)。來自 The Francis Crick Institute 的 Charles Swanton表示,分析癌細胞間存在的異質性(Heterogeneity)將是未來癌症治療的關鍵,可藉由次世代定序 (NGS) 追蹤癌細胞;Melissa Johnson 醫師探討液態檢體(liquid biopsy)比切片檢體 (biopsy) 可提供更即時且全面的癌細胞訊息,對治療中的病人也能有更好的監控,但仍需更多臨床數據支持。City of Hope 的 Jeffrey Weitzel 則提出他對 cancer panel 的看法,由於次世代定序 (NGS) 的普及,讓我們可用更便宜的成本一次檢測更多癌症基因,但同一基因也許在乳癌代表高風險,但在大腸癌卻是低風險,因此要連患者個人或家族史一併評估。
(全文詳見:http://geneonline.news/index.php/2016/06/07/asco1/)

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6. 人類疾病解碼的下一塊拼圖:從腸道菌與肥胖談起
近年來,許多研究發現腸道菌 (Gut microbiota) 與許多人類疾病如肥胖、癌症等高度相關,以肥胖來說,飲食造成肥胖的因素除了熱量外,對腸道菌相的影響也是原因之一,而懷孕發福也和腸道菌有關。「腸道菌是人類的必要器官」,史丹佛大學的 David Relman 教授在 2005 年 Science 期刊的重大宣告,他是利用基因分析腸道菌相的濫觴。如他所預言,目前腸道菌最新的研究已發現自身的基因會影響自身腸道菌相的種類,而我們的情緒也深受腸道菌影響。相信在未來,許多疾病與失調都能在腸道菌上找到治療的曙光。
(全文詳見:http://geneonline.news/index.php/2016/08/29/gut-microbiota-obesity/)

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7. 幹細胞不是萬能,沒有幹細胞萬萬不能
當前,幹細胞治療正從臨床研究邁向臨床應用的過渡期。骨髓造血幹細胞和造血幹細胞直是目前此臨床療法中最主要的應用領域,全球每年約有六萬例骨髓移植及四萬例臍帶血移植手術。幹細胞療法除了用於眼部與血液相關疾病外,神經系統修補也是另一項重要議題。由於細胞可通過腦脊液和血液流通,所以移植的幹細胞很難在受損部位發生作用,目前科學家們正嘗試使用生物鷹架來固定幹細胞,以便限制於標靶部位,但仍處於臨床實驗階段。幹細胞產業目前最大的目標除了驗證臨床試驗的效果外,還希望能夠標準化製程且不斷地重複產出高品質的幹細胞產品;另外,如何安全地執行幹細胞植入、評估產品安全性以及避免致癌性跟免疫反應是相當重要的考量,並且需要符合倫理道德或宗教上的爭議,以合法的方式前進。消費者也必須先了解療程而非一味視幹細胞為百病的解藥。
(全文詳見:http://geneonline.news/index.php/2016/09/14/stem-cell-osiris-therapeutics/)

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8. 癌症免疫療法:免疫檢查點阻斷劑
癌症免疫療法的分類方法繁多,其中,單株抗體的免疫檢查點阻斷劑(Immune-checkpoint blockers; ICBs)最受矚目,亦是各大藥廠積極投入的新戰場。目前,以 CTLA-4與 PD-1/PD-L1抑制 T 細胞活化的免疫途徑最受關注。科學家認為若是能夠有效的抑制免疫檢查哨的功能,就能使 T 細胞活化發揮攻擊腫瘤的功能。這也就是為何研究機構與藥廠積極的以阻斷免疫檢查點的功能著手,致力研發出更有效的抗癌藥物。截至今年,FDA 已經陸續批准了多個免疫檢查點抑制劑,無疑地為癌症患者,家屬,研究機構甚至藥廠帶來振奮人心的好消息,但距離使癌症能夠有效控制及治癒仍有改善空間。而昂貴的藥價、免疫療法的副作用以及抗藥性的問題都仍是在免疫療法中需要解決的課題。
(全文詳見:http://geneonline.news/index.php/2016/09/16/immune-checkpoint-blockers/)

圖左為:James P. Allison in 2015。圖右為:Honjo Tasaku in 2013 。

圖左為:James P. Allison in 2015。圖右為:Honjo Tasaku in 2013 。

9. 機器人也可以當科學家?明天,我們還會有工作嗎?
隨著基因實驗室如雨後春筍般建立,人類對於基因分析報告的需求與日俱增,單靠科學家有限的人力難以快速消化及處理龐大的實驗數據,若有全自動化的機器人能勝任該有多好?這已不是夢想。舊金山一間基因測試公司 Counsyl,成為世界第一間完成全自動化願景的基因實驗室,他們量身打造了一批機器人代勞,不僅解決人力問題,更提高了實驗精準度,還能降低基因分析的成本。更重要的是,過去人們擔心人被機器取代的事情並沒有發生,相反地,Counsyl 實驗室招募更多科學家投入,有了機器人幫忙收集研究數據,科學家可從繁瑣的例行實驗項目中釋放出來,有更多時間思考真正重要的事:分析與理解複雜的基因數據背後的意義。
(全文詳見:http://geneonline.news/index.php/2016/10/10/transcriptic-emerald-therapeutics/)

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10. 國際基因組學大會 揭開中國基因庫的神秘面紗
基因科學界年度盛會-第十一屆國際基因組學大會(ICG-11)於 11 月初在深圳的中國國家基因庫(CNGB)盛大舉辦,大會主軸涵蓋基因體學(Genomics)、蛋白質體學(Proteomics)、代謝體學(Metabolomics),強調全球合作資源共享,應用於精準醫療(Precision Medicine)、健康照護(Healthcare)、農業改良、大數據、生物資料庫等領域,打造基因體學術交流的平台。而本次會議也能一探中國國家基因庫(CNGB)的廬山真面目,CNGB 已初步完成生物資源樣本庫、生物信息數據庫、數據化平台、合成與編輯平台等,配置有 150 部 BGISEQ-500 次世代基因定序儀(NGS)和一部 Revolocity 超級定序儀,每日平均產出 10Tb 的資訊量,估計 CNGB 基因體資訊產出將佔全球的 30~40%,與全球三大資料庫:美國的 NCBI、日本的 DDBJ、歐洲的 EBI 並駕齊驅,同時也展開跨國界的數據交換和資源共享,形成全球聯盟體系。(全文詳見:http://geneonline.news/index.php/2016/11/28/icg-11-china-national-genebank/)

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延伸閱讀:基因線上年終回顧:2016 年十大熱門新聞 (上)

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