兵無常勢,「癌」無常形 ── 專訪台大醫院楊志新醫師,談標靶治療的進展與挑戰

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「目前對於基因檢測的相關報導,我覺得部分內容有待釐清,所以想先從基因檢測與標靶治療談起,希望和大家分享我的看法。」穿過長廊,來到台大醫院腫瘤醫學研究所所長 楊志新醫師的辦公室,才一坐下,他便切入正題。標靶治療(target therapy)為癌症的突破性療法,透過鎖定特定突變來「對症下藥」,和基因檢測密不可分,目前在血液癌症及肺癌成效顯著。而楊醫師擁有二十多年參與各大標靶藥物國際臨床試驗的豐富經驗,看過各種成功與失敗的案例,此次他除了介紹對標靶藥物的進展,也對基因檢測在標靶治療的重要性、相關技術在臨床應用的挑戰以及未來展望,發表精闢的見解。

標靶藥物抗戰史:EGFR 突變為致勝轉捩點

從 80 年代後,科學家逐漸了解癌細胞生成的起因是體細胞的基因突變(mutation),來自 DNA 的缺陷造成 RNA 的缺陷,再導致蛋白質的缺陷,進而產生細胞容易增生、不死亡,即一個基因突變會加速其他基因的突變(mutation)、增生(amplification)或缺失(deletion)等進而讓癌細胞生存能力大增,如侵犯隔壁組織、到處轉移等癌症特徵。而標靶治療就是鎖定這些蛋白的缺陷阻斷癌細胞生存泉源,因此對正常細胞影響較小,無一般化療的副作用,開啟癌症治療新境界。根據過去研究,標靶治療用於血液癌症如白血病、淋巴瘤等效果較好,因為每個癌細胞上都有相同突變,基因缺陷較一致,第一個也是最成功案例就是治療慢性骨髓性白血病(chronic myelogenous leukemia)的「基利克」(Glivec®,imatinib mesylate),大部分病人幾乎完全康復,有少部分復發,產生抗藥性,總體而言,標靶治療幫慢性骨髓性白血病人的生命延長很久。

但是固體癌症如肺癌、肝癌、大腸癌等則沒那麼單純,由於各個癌細胞異質性(heterogeneity)高,染色體混亂、基因缺陷也不一致,最早認為難以用單一藥物來抑制所有的突變,因此治療的方向是以減緩細胞生長為目標。由於主要固體癌症如肺癌、乳癌、大腸癌、頭頸癌等皆與表皮細胞不正常增生有關,大部分癌細胞都帶有表皮生長因子接受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)基因,影響腫瘤的生長、分化及轉移,因此最早的標靶藥物便是從 EGFR 下手。

1998 年EGFR標靶藥物首次進入人體試驗,楊醫師提到:「當時,理論上認為大部分的癌細胞都有 EGFR ,若能抑制EGFR,下游傳導路徑可控制下來或許有些減緩癌症生長的效果,所以各種主要癌症患者都納入試驗。後來研究結果看到只有晚期肺癌的病人有療效,其他癌症幾乎沒有任何效果。而這 10 – 15% 有藥效的肺癌病人,並不是預期中的生長減緩,而是癌細胞大量死亡,在影像上腫瘤在幾週內就會縮小。所以 2002 年日本率先上市,美國接著跟進。但後來在其他大型研究裡發現,若把所有肺癌病人都納入治療,多數患者的存活期並沒有延長,到了 2004 年才知道原來 肺癌細胞有EGFR 突變是成敗關鍵。對於癌細胞會受制於一個或少數突變的現象,我們稱這突變為關鍵突變(driver mutation)。

2005 – 2006 年開始,楊醫師和其他亞洲醫師共同合作設計肺癌治療大型第一線臨床試驗(IPASS),將化療藥物卡鉑 / 太平洋紫杉醇(Carboplatin / Paclitaxel)和標靶藥物艾瑞莎(Iressa®,Gefitinib)做對照的第三期臨床試驗。在篩選入組病人時,由於當時基因檢測技術尚不普遍,又是第四期的病人,時間緊迫,決定根據臨床特點「東亞人種、不抽菸、肺腺癌」,篩選可能帶有 EGFR 突變的患者。結果於 2008 年公布,確立了標靶藥物用於擁有 EGFR 突變的患者較化療更能顯著延長其疾病無惡化存活期(PFS)。該研究報告登載於新英格蘭雜誌,已被引用超過數千次,完全改變全世界對肺癌治療的標準典範及對肺腺癌研究的方向。

標靶治療的幕後功臣 ── 基因檢測

因篇幅有限,我們無法詳述其他癌症關鍵突變位點發現的有趣又感人的故事。例如 2007 年發現5%肺腺癌病人有間變性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase, ALK)易位突變和另一基因一起製造出很惡性的融合蛋白酶(fusion protein),ALK抑制劑可以有效的治療大多數病人。因此現在進行晚期肺癌癌症治療前,會先讓患者做基因檢測確認是否攜帶特定突變基因,給予相對應的標靶治療。

在台灣,若將大部分已知肺腺癌關鍵基因都檢測,仍然有 20-25% 癌症病人找不到關鍵突變位點,但從過去完全不了患者的突變狀況至今,已有長足進步。目前已知肺癌驅動基因(driver gene)及對應之標靶藥物如下:

驅動基因標靶治療藥物
有藥物且衛福部已核准EGFR

ALK

ROS1

BRAF

艾瑞莎(Iressa®,Gefitinib)

得舒緩(Tarceva®,Erlotinib)

妥復克(Giotrif®,Afatinib)

泰格莎(Tagrisso®,Osimertinib)

截剋瘤(Xalkori®,Crizotinib)

安立適 (Alesensa® , Alectinib)

立克癌 (Zykadia® , Ceritinib)

截剋瘤(Xalkori®,Crizotinib)

泰伏樂(Tafinlar®,Dabrafenib)

麥欣霓(Mekinist®,Trametinib)

有藥物但尚未核准c-MET外因子14全段缺損

RET 基因融合

TRK 基因融合

截剋瘤(Xalkori®,Crizotinib)

紓癌特(Sutent®,Sunitinib)

蕾莎瓦(Nexavar®,Sorafenib)

佳瑞莎(Caprelsa®,Vandetanib)

Larotrectinib, Entrectinib

尚無很好可治療之標靶藥物KRAS、HER2 insertion exon 20 mutation、HRAS, EGFR insertion exon 20 mutation

 

一般認為,驅動基因在生物學上代表大部分的細胞都帶有該基因,如此一來服用標靶藥物才能達到抑制效果,所以基因檢測可做為標靶治療前診斷的重要依據。

次世代定序技術的希望和挑戰

提到基因檢測技術,種類繁多,若單獨檢測 EGFR 突變,可用傳統的桑格直接(Sanger’direct)定序,但會有靈敏度(sensitivity)的問題,主要原因是檢驗的檢體,免不了會參雜許多正常細胞的基因,若突變基因量和正常基因比例小於百分之25,傳統定序法往往無法找到突變點;若使用不對稱聚合酶連鎖反應(asymmetric PCR),較容易放大突變區域,可解決靈敏度問題。但因肺癌腫瘤檢體很小,僅能做一次檢測,因此可大量讀取、覆蓋率高又能讀得深的次世代定序(NGS)為肺癌突變檢測帶來新希望,能更有效率地找出有效靶點。

然而, NGS 技術在臨床應用上也面臨一些挑戰,其一是因為把微量基因放大10的二、三十次方以上,就算一次放大的錯誤率是千萬分之一,累積起來的機器錯誤率(machine error)仍是很高,這必須用多定序幾次(即定序深度, reading depth)再用生物資訊(bioinformatics)的統計方法修正,將資料去蕪存菁。對於癌細胞的基因定序和正常體細胞還有一個基本上的不同。絕大多數的體細胞只有相同的對偶基因,也就是除非相同的基因有好幾個拷貝、定序出來的核苷酸序列只有兩種。癌細胞就不同了,由於基因容易突變,因此兩個癌細胞的基因序列都有少許不同,就是所謂的異質性。一次定序也許就有上百個細胞以上,若定序深度不夠,有些突變的基因就讀不到了。但對於關鍵驅動突變基因,絕大多數的癌細胞都相同,因此以等位基因頻率(allelic frequency)來判讀就相對上準確。而目前多數基因檢測公司的報告僅列出主要突變,沒有細節,容易造成醫師科學家判讀的錯誤或困擾。」楊醫師說。

次世代定序並不是沒有缺點,基因的增生(amplification)、基因缺失(loss)或外顯子跳躍(exon skipping, 缺了一個外顯子)相對上不容易偵測到,因此定序技術及流程的設計就相當關鍵;最後,檢測報告各家都不同,楊醫師表示:「廠商會跟根據臨床訊息將癌症常見的突變作排序,例如乳房腫瘤患者的檢體卻做出 肺腺癌特異的EGFR 突變等位基因頻率(allele frequency)高的結果,表示很多細胞都帶有該突變,醫師就會思考是否不是乳癌而其實是由肺癌轉移來的;若以廠商的角度來看,假如測出的突變等位基因頻率低,可能根本不列入報告,而這牽涉到演算法(algorithm)問題,但檢測廠商都視為機密,所以也無從做交叉驗證(cross validation)。」基因檢測技術看似簡單,其實蘊含非常多技術層面的挑戰與對分子生物學的了解。臨床上經常可見除了驅動基因外,病患其實還有其他途徑的突變,而這些突變也可能有對應的藥物,例如,偵測到病患有 5 倍的 c-MET 增生,也有可抑制的藥物,只是這 5 倍是全部癌細胞都是 5 倍,還是少數癌細胞是 100倍,大部分癌細胞是正常的2X,平均起來是 5 倍 ? 我們不得而知。所以基因檢測技術其實還有很大的進步空間。

其他癌症標靶治療為何沒有肺癌成功 ?  缺少掌控全局的基因

楊醫師也提到:「現在很多醫師都建議病人先做基因檢測,再做標靶治療,在肺癌或許可行,但還有很多癌症的治療並非如此直觀。事實上,經過十多年來累積的經驗知道,大部分非肺腺癌的癌症病人可能沒有單一個好控制的關鍵驅動基因突變。做檢測後對癌症生物特性的了解也許有幫助,但不一定有相對的標靶藥可使用,或不是關鍵步驟,使用了標靶藥物也沒有顯著效果。

看到標靶治療在肺癌如此成功,許多人疑惑其他癌症的標靶治療為何發展緩慢 ? 況且,美國癌症基因體圖譜計畫(TCGA)已累積相當完整的致癌基因資料庫,但相對應的標靶藥物仍屈指可數。對此,楊醫師指出,原因是在癌化過程中,缺少一個控制全局的基因,例如乳癌有動情激素受體(ER),大腸癌也有 BRAF 基因,但其他癌症仍是未知,「這是相當重要的問題,但在許多國際性的基因檢測研討會中卻甚少被提出。還有,我認為美國的 NCI-MATCH 計畫,最終的結果很重要:『真正能被 match 到有效的標靶可能不多』,因為控制癌細胞生長的基因太多,若沒有列入等位基因頻率的考量,就無法找到影響力最大的突變點,這也是標靶治療和基因檢測在最初看似絕配,但真正成功只在血液癌症、肉瘤、肺癌及其他少數基因突變的癌症的主因。」

檢測癌症異質性:液態切片 vs. 組織切片

僅管標靶藥物成效顯著,但抗藥性仍是臨床治療上的棘手問題,而癌症異質性便是其中的關鍵。近年來相當熱門的液態切片(liquid biopsy)技術,以非侵入性的方式,可提早發現抗藥性突變位點(如 EGFR T790M),成為監控患者腫瘤突變的最佳幫手,而該技術是否比組織切片更不容易有偏誤(bias)?對此,楊醫師表示:「液態切片的確可減少異質性問題,但該技術也是經由血樣,而血樣的誤差比腫瘤組織大,因為只有破碎細胞才會釋放 DNA 到血液中。」他以台大近期發表在〈The Lancet Respiratory Medicine〉的 osimertinib 抗藥性研究為例,「血液檢測其實不比組織切片準,兩者皆是六成病人有效。若血液檢測有 T790M、組織切片沒有,代表異質性高,藥效較不佳;若血液檢測不到、也沒有活化性突變(activating mutation),但組織切片有,則代表癌細胞長得慢、不易脫落,藥效就會特別好;最無效的病人是血液檢測發現少量,且活化性突變多,但組織檢測沒有。」

免疫治療與標靶治療的異曲同工之妙

此外,許多人對標靶治療相當樂觀,而執行設計過大量的臨床試驗、看過各式各樣成功失敗案例的楊醫師指出,目前找不到合適的標靶藥物,或許可轉而尋求免疫治療,而免疫治療雖然與標靶治療途徑不同,但近年來相當成功的免疫核對點抑制劑(PD-1 or PD-L1 抗體)和標靶治療的道理相似,即病人大部分的細胞都要表現可被 T 細胞辨認的新抗原(neoantigen)才會有效。倫敦大學癌症研究所的 Charles Swanton 教授提出癌症演化論,表示癌細胞有各種突變,就像一棵樹,主要突變如同樹的「主幹」(trunk),由此延伸出其他突變,即枝幹(branch),若免疫治療攻擊的特定新抗原不在主幹上,大多會以失敗收場,「所以擒賊要先擒王,必須控制主要突變才有效,還有其他因素如腫瘤微環境(tumor microenvironment)也須納入考量,那正是我們想辦法突破之處。」楊醫師說。

台灣標靶治療的未來展望:積極參與臨床、法規適時調整

楊醫師參與國際醫藥界抗癌藥物開發及執行或主持大型臨床試驗至今已有二十餘年,從 2005 年開始台大醫院發展大量第一期臨床試驗,為了在最早的時間將藥物引進台灣,「這是一段艱苦的過程,現在已進行超過 100 個第一期臨床試驗,且使用的藥物都是走遍世界各地找來最適合病人試用的,因為想讓病人在第一時間搶先治療。像我們是全世界最早用到 osimertinib 的醫學中心之一,當時治療的病患有些還健在;另外,對研究也有幫助,因為有最早的整合性研究(cohort study)、最早的抗藥性出現以及最早的病人資料,可供全世界做參考。」對於臨床試驗在招募病人上是否會有困難 ? 楊醫師表示,現在許多病人都會積極尋求新療法,所以臨床試驗經常要排隊搶著進入,與外界所想的不同,而楊醫師團隊至今仍積極爭取臨床試驗機會,以病人需求為優先,力求即早治療,提升存活率。但是未上市的藥物試驗複雜,條件很多,對於條件不足無法納入的病人,目前也只能希望藥物能早日上市提供病人使用。

最後,他鼓勵腫瘤科醫生多了解藥廠正研發的新藥,協助引進讓病人提早使用,也呼籲政府須盡快幫助新藥上市,然新藥價格昂貴,健保給付容易造成財政負擔。而基因檢測是政府可多著力之處,且從藥物經濟學的觀點,透過基因檢測得知病人突變位點,也能提早預測標靶藥物成效,可節省醫療資源,健保或病人也不會白花錢。

「科技不斷進步,法規也要適時調整,近期美國在早期試驗的設計上、上市的條件上、就有相當大的調整跟突破,希望我們的政府也能盡快跟上,才有利於台灣生醫領域的整體發展。」

採訪、撰文 / Thomas Huang 、 Jane Lee
審稿 / 臺大醫院 楊志新醫師

 

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