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Mar. 01 2023

液態切片:革命性技術讓癌症治療更準確、更快速!

  • 標準的血液檢體可以顯示有關患者癌症的寶貴資訊,以及如何透過液態切片治療癌症,例如本圖是攝於紐約史隆凱特林紀念癌症中心的血液檢體。PHOTOGRAPH BY STEPHAN ELLERINGMANN, LAIF/REDUX

    標準的血液檢體可以顯示有關患者癌症的寶貴資訊,以及如何透過液態切片治療癌症,例如本圖是攝於紐約史隆凱特林紀念癌症中心的血液檢體。PHOTOGRAPH BY STEPHAN ELLERINGMANN, LAIF/REDUX

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這種檢驗可以偵測患者血液中的疾病蹤跡。本文將介紹這種檢驗的使用方式,並說明為什麼科學家希望液態切片成為癌症篩檢的未來。

傳統組織切片(biopsy)伴隨著風險及挑戰:目標部位可能難以觸及,術後的出血和疼痛也可能持續一個月之久。患者預期需要支付高昂的醫療費用,而且必須等待長達四週時間才能得到結果。對於罹患侵犯性癌症的患者而言,這是個令人煩惱的問題。

過去20年內,科學家已經開發出一種替代方法:液態切片(liquid biopsy)。這種方法使用體液(通常是血液)篩檢癌症。與組織採檢相比,血液的優點是容易採檢,而且能重複採檢。佩雷爾曼醫學院的醫學助理教授傑佛瑞.坎貝爾.湯普森(Jeffrey Campbell Thompson)說,標準的7.5-10毫升「周邊血液」檢體通常從手臂採集,而癌症患者抽血後,檢驗結果可以在大約一週內出爐,因而可能加快治療時程。

南加州大學凱克醫學院的教授阿米爾.戈德柯恩(Amir Goldkorn)說,目前液態切片偵測新癌症的表現還不夠可靠,但可用於監測已確診患者正在進行的治療。他是南加州大學諾里斯全方位癌症中心液態切片核心實驗室的創辦人。

儘管如此,但專家說,開發更優良的液態切片的研究正在快速進展,而他們希望這項工具很快就能辨識所有分期的癌症。

一瓶血中的小宇宙

要了解液態切片的運作方式,就必須知道醫生在血液檢體中尋找什麼資訊,以及他們能利用這些資訊做什麼事。血液在離心機裡旋轉時,大致會分成兩個部分:一個是較輕的透明血漿,大多由水組成;另一個是密度較大的紅色部分,含有多種細胞。

在癌症患者的血液中,這個密度較大的部分也可能含有鬆散的活體癌細胞,這些細胞來自腫瘤,稱為循環腫瘤細胞(CTC)。賓州大學醫學助理教授兼液態切片實驗室主任艾莉卡.卡本特(Erica Carpenter)說,當腫瘤長得足夠大,將一些細胞推出腫瘤、進入血流時,這種現象就會發生。

雖然大多數癌細胞會在血流中死亡,但有些癌細胞可能在其他部位長出新腫瘤,這種作用稱為轉移(metastasis)。戈德柯恩說,透過萃取和分析CTC的DNA,或在細胞表面上找到特定蛋白質,就能辨識出CTC。這些標記可以提供有關腫瘤細胞來源的線索。舉例來說,THBS2蛋白濃度升高,可能表示胰臟癌。THBS2濃度愈高,表示存活率愈低。

來自癌細胞的血液循環腫瘤DNA(ctDNA),可能出現在血液檢體的血漿部分。CtDNA在檢體中的總DNA只占一小部分,但透過ctDNA定序,並與健康細胞的DNA進行比較,研究人員就能辨識出有助於指向特定癌症的突變。

液態切片的目前使用方式

目前液態切片絕大多數用於協助確認已確診的癌症患者所接受的治療。湯普森說,在他的醫院,患者在第一次腫瘤學就診時就會進行液態切片。這項檢查能在一週內就提供重要資訊,但不保證檢查結果能提供與患者癌症有關的可行動資訊。

液態切片在肺部(卡本特說,這項檢查最常用於肺部癌症)、胰臟、攝護腺、消化系統、腎臟、皮膚、乳房的癌症都已展現成功的結果。因為液態切片很容易進行,癌症患者也能在整個治療期間接受密切監測,以確認治療是否有效。

儘管如此,專家表示,在血液中尋找癌症蹤跡就像是大海撈針。與血液中的所有其他細胞相比,循環腫瘤細胞極度罕見。戈德柯恩說:「標準的7.5毫升血液檢體可能含有大約400億個紅血球,而你發現的CTC平均數量可能只有5個。」一般而言,血中發現的CTC愈多,存活率就愈低。

因為CTC是完整細胞,所以它的表面上依然有荷爾蒙受體等生物標記。舉例來說,如果一名乳癌患者的CTC表面上有雌激素受體,但沒有黃體素受體,這可能表示癌症是使用雌激素生長。如此一來,醫生可以開立降低雌激素濃度或阻止雌激素對癌細胞作用的藥物。

卡本特說,ctDNA也可協助醫生決定是採用免疫療法(活化免疫系統對抗癌症),或是降低正常細胞損傷的標靶藥物。

卡本特說,如果在ctDNA偵測到表皮生長因子受體(EGFR)基因發生突變,醫生就會知道患者不太可能對免疫療法產生反應,但可能適合使用erlotinib等標靶藥物,以抑制EGFR蛋白活性、減緩或停止癌症生長。

湯普森說,及時進行DNA定序特別重要,因為如果患者確診後先開始接受免疫療法,然後在發現特定突變後才改為標靶治療,可能產生毒性,並傷害身體的健康部位。

液態切片的未來使用方式

目前液態切片的最大限制是對癌症偵測的低敏感性。戈德柯恩解釋,如果將癌症的疾病時程分成三個部分:診斷、治療、治療後,那麼液態切片目前在中間階段的用處最大,因為這個階段的癌症蹤跡最明顯。

科學家正在努力提高敏感性。將來液態切片或許可讓我們使用常規血液檢查篩檢癌症。這項檢查或許也能協助醫師監測患者是否殘留癌症的蹤跡。

卡本特也希望,我們未來會開發出可協助偵測腦癌的液態切片,因為腦癌似乎能躲避傳統液態切片在周邊血液中的偵測。

卡本特說,不到十年前,研究人員在使用液態切片偵測肺癌方面也有相似情況,而如今已有數間機構將液態切片常規用於晚期肺癌的治療。她期盼提高液態切片敏感性的研究能讓這項診斷工具在我們有生之年就廣為使用。

 

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