癌症的精準醫療檢測


 

採訪.撰文/趙敏

諮詢專家/臺北醫學大學臺北癌症中心院長 邱仲峯

臺北醫學大學臺北癌症中心副院長、衛生福利部雙和醫院癌症中心主任 趙祖怡

上準微流體股份有限公司總經理 陳瑞麟

資料整理/台灣癌症基金會

 

踏入精準治癌領域,如何取得檢體十分關鍵。活體組織切片是當前瞭解腫瘤基因,擬定正確標靶治療的黃金準則,但也有其侷限,液態切片在精準醫療能有哪些突破?

已有許多研究證實,癌症與基因的變異有關。要瞭解基因突變,讓治療適時介入,提高治癒的機會,其中一種方法是做基因檢測。在做基因檢測之前,必須先採集檢體。(圖二)

 

全面型(廣泛型)癌症基因體檢測示意圖。藉由腫瘤組織切片或液態切片如血液檢體,進一步檢測和分析,打造個人專屬的腫瘤醫學報告。 資料來源/台灣癌症基金會

 

活體組織切片的侷限

利用手術或細針穿刺取得活體組織切片(Tissue Biopsy),是當前臨床檢驗、瞭解腫瘤基因的黃金準則。然而,傳統的活體組織切片有一些侷限:

一、 如果幫癌症病人每做一次確診,都用手術或穿刺取檢,侵襲性的過程可能讓病人不堪負荷,特別是晚期癌症的病人。

二、 通常癌症第二、三期以前,標準方式是用手術切除腫瘤,手術後可能還會有癌細胞在體內,但這些癌細胞小到影像看不到,採檢也不知道要取哪個檢體,在這種情況下,用傳統的活體組織切片,有其困難或不足的地方。

三、 人體有些臟器部位(肺、肝、腎),或晚期癌症原發部位和轉移部位等,取得活體組織切片的困難度較高。

四、 有些病人因身體狀況不佳,不見得能取得活體組織切片。例如有肺癌病人為了取得活體組織切片而發生氣胸;也有一些比較深層的組織需用開刀取得,但可能病人狀況不好,有共病或無法全身麻醉,手術取檢風險大,實務上不太可能透過手術多次取檢。

 

液態切片,以非侵入性方式取得檢體

液態切片(Liquid Biopsy)能用非侵入性或最少侵入性的方式取得檢體,檢體裡可能包含腫瘤脫落的細胞,或與腫瘤相關的DNA。液態切片較常見的是血液檢體,其他如尿液、肺癌的肺積水、肝癌的腹水,或腫瘤轉移腦部的病人有腦脊髓液,這些液態檢體都可界定在液態切片之內。

隨著定序技術越來越進步,可以在茫茫血液中撈出可能與癌症相關的DNA片段做定序,對於難以取得活體組織切片的病人而言,液態切片不失為一個機會。

過去曾有一位高齡九十歲的病人,肝內膽管長了惡性腫瘤,因為年紀太大,不適合上麻醉也不方便動手術。後來病人花了約十七萬元,抽血取得液態切片,發現有六個腫瘤基因突變,並成功配對三種標靶藥物。

不過,需要提醒的是,目前液態切片仍不能取代活體組織切片。主要是因為活體組織切片敏感度較高;液態切片必須考量檢測方法的偽陰性或偽陽性。

從液態切片中,揪出與腫瘤相關的DNA或細胞液態切片是檢體型態,如果要瞭解其中的生物資訊,可分成兩部分,簡單來說,一種是找到癌基因,一種是找到癌細胞。

以最常見的液態切片檢體「血液」為例,血液中有游離DNA(Circulating Cell Free DNA,cfDNA),是在血液中漂來漂去的DNA片段,來源是細胞脫落或凋亡後,其DNA被釋放到血液循環中。如果體內有腫瘤,癌細胞也會釋放DNA到血液中,稱作「循環腫瘤DNA」(Circulating Tumor DNA, ctDNA),它的半衰期很快,一到兩小時就會消失。

癌症病人的cfDNA 中,有部分是ctDNA,可進一步做聚合酶鏈鎖反應(PCR)或次世代定序,分析基因是否異常。

另一種是從液態切片中,找出細胞有無腫瘤資訊。趙祖怡醫師解釋,癌細胞為了得到更多養分存活,會想辦法出走,必須透過血液循環轉移到其他器官。有些癌細胞會脫離腫瘤組織,進到血液循環,有時抽血分離後,可找到循環腫瘤細胞(Circulating Tumor Cell,CTC)。

血液裡偵測到CTC,主要是針對惡性腫瘤。因癌症周邊的侵犯是透過淋巴系統,遠端轉移則需透過血液系統,也因為這樣的特性,而有可能透過抽血檢測,抓到惡性的癌細胞,進一步分離CTC。

另外,透過液態切片偵測到CTC時,也可以檢測CTC上的蛋白質PD-L1 表達量,瞭解免疫系統的抗癌能力,獲得更精準的資訊,以作為更多癌症治療的依據。正常人體遇到癌細胞會有免疫反應,免疫殺手T細胞會攻擊癌細胞,但免疫殺手T細胞可能被癌細胞誘騙而無法擊殺癌細胞; PD-1、PDL-1、CTLA-4 等免疫檢查點抑制劑,能讓這些具有擊殺癌症細胞的免疫細胞重新活化,不被抑制。

無論是ctDNA 還是CTC,兩者各有用途。以DNA分離檢測技術層面來說,ctDNA 的分離技術相對簡單和成熟,但它是片段的DNA,並不是完整的基因資訊;至於CTC含有的資訊雖然較多且完整,但因為量很少,要從血液中分離出來,困難度較高,目前多用於研究。

血液中CTC數量,是癌症預後的指標上準微流體股份有限公司曾做過試驗,一毫升血液約有五百萬顆白血球和五十億顆紅血球,上準的液態切片標準是取八毫升血液,所以共有約四千萬顆白血球和四百億顆紅血球。陳瑞麟表示:「八毫升的血球數目遠超過地球所有人口,裡面卻只有一到數十顆CTC,分離技術上相當困難。」關於CTC的臨床應用, 多年前,Johnson & Johnson 的子公司Veridex 開發出CELLSEARCH®,是全球第一個經過美國食品藥物管理局(FDA)的CTCs 檢測系統的儀器,也是CTC首次被允許應用於臨床。然而,後續定序或用藥仍有侷限,因此沒有廣泛被臨床應用。

現今,有些生技公司會觀察血液中CTC數量多寡,作為癌症預後的指標。例如,針對第一期至第三期大腸直腸癌手術的病人採血,他們發現若是在手術時,採的血液中有CTC,病人術後兩年之內會復發的機率,遠比沒有CTC者高。通常臨床上會把第一期至第三期稱作沒有轉移,醫師不可能切不乾淨,卻因為影像看不到,或還沒有建立特定位置,而不知道腫瘤在哪裡,所以CTC是癌症復發很重要的風險因子。

現階段ctDNA 或CTC取檢量可能都不太足夠,但兩個加起來,比例會好非常多。站在專業科學角度,其實兩個合併進行,才能達到所需要的基因異常偵測敏感度,可惜實務上還有許多因子需考量,例如價格以及是否容易操作。

液態切片可用於術後追蹤,提早發現是否復發或突變與傳統的活體組織切片相比,液態切片的優點包括:

一、減少侵入性,可反覆取檢。

二、反應當下腫瘤狀態:不同於傳統的蛋白質生物標記,需要時間才能消除; ctDNA 的半衰期很短,最多兩小時就會消失,可反應腫瘤在人體內當下的整體狀況,特別是「腫瘤異質性」(Tumor Heterogeneity)。

因腫瘤是細胞不斷分裂增生的結果,過程中可能發生新的基因變異,在不同位置(如轉移處)所展現的特性也不同。液態切片能幫助醫師瞭解腫瘤異質性,做出實質評估。

三、可提早發現腫瘤是否復發或基因產生突變:現階段比較確定的是,液態切片可用於評估治療效果、提早發現腫瘤是否復發,或產生基因突變,讓治療適時介入,目前多應用於追蹤中的晚期癌症。

液態切片有很大的機會在早期偵測到癌症,而且準確度比蛋白質的生物標記更高。其實抽血檢驗癌症已行之有年,像是抽血看攝護腺特定抗原(PSA)、癌胚胎抗原(CEA)、癌抗原19-9(CA19-9)等蛋白質生物標記的濃度,以監測癌症病程的變化。

缺點是這些蛋白質大部分專一性不夠高。依據不同的身體狀況,有時可能會偏離正常值界定範圍,即使做了初步的篩檢,還需做許多後續的確認,因此用於癌症篩檢並不是非常準確。

這是因為血漿裡的蛋白質不全然來自癌細胞,然而,我們現在檢測的液態切片是跟細胞黏在一起的生物標記,因為已先確定是癌細胞,再看生物標記,所以準確度更高。

不過,對於液態切片能否應用於早期癌症篩檢,目前生醫界仍有不同意見,有賴更多證據或文獻佐證。例如,日本癌症研究基金會博士Siew-Kee(Amanda) Low 曾用液態切片偵測非小細胞肺癌,發現偵測率高達百分之八十七,在肺癌細胞發展初期,偵測率也達百分之八十三;但另有研究者認為,目前ctDNA 在血液中的含量太少,如果要用於早期癌症篩檢,敏感度還不夠強。(圖三)

 

檢測不只做單次,持續找出抗藥性基因

腫瘤經過治療後,並不表示能高枕無憂,基因突變可能引發腫瘤出現抗藥性。不少研究報告指出,癌症病人在治療後,基因會改變,例如有些KRAS 基因野生型的大腸直腸癌病人在接受治療後,又發生基因突變,導致腫瘤出現抗藥性。

基因檢測剛開始時,是用三年前、五年前,甚至是十年前的活體組織切片,但目前已知經過化療或標靶治療後,基因變異的狀況跟過去不一樣,所以醫生會選用最新的檢體,如液態切片作為用藥選擇,也更貼近需求。

美中不足的是,基因檢測的價格還不是很親民,並不是每個人想用隨時都能用。如果沒有經濟負擔,確實可以多次在有需要、重新考慮用藥選擇的當下做檢測,對醫生臨床判斷有幫助;當然,以現況來說,多數病人無法不考慮價格,因此,醫生通常會選擇適當的時機,建議病人再做檢測。

以有EGFR 肺癌驅動基因突變的病人為例。EGFR 常見的突變發生於外顯子二十一的點突變L858R,可用第一、二代,甚至第三代的標靶藥物;但通常治療完,一到兩年後會出現抗藥性。經過再次檢測,可能找到抗藥的基因變異,例如新的突變T790M。

「基因檢測是不是不一定只做一次?」沒錯,就像每到一個分岔路口,都需要看一下地圖,確認要直走還是轉彎一樣,當疾病惡化時也是如此,可考慮透過基因檢測的工具,看看腫瘤是否又出現了新的基因變異,或者是不是能找到新的可用藥物。

 

如何選擇有品質的基因檢測?

在選擇基因檢測方面,建議病人可諮詢腫瘤科醫師,或各大醫院設立的精準醫學/個人化腫瘤治療門診,由專家協助選用合適的基因檢測。

目前衛福部已經著手研擬並執行精準醫學的檢測規範――《特定醫療技術檢查檢驗醫療儀器施行或使用管理辦法》(簡稱《特管辦法》),配合認證實驗室自行研發檢測技術(Laboratory Developed Tests, LDTs)與體外診斷醫療器材,將新技術納入政府監管範疇,讓民眾更有保障。

「基因檢測就是會擔心偽陰性或偽陽性。你說基因有變異,但如果是假的,用了藥卻沒有效,這是一件很可怕的事情,也相對浪費時間,但癌症病人通常經不起此番折騰。」對於如何選擇有品質的檢測服務,提出以下建議:

一、 具有國際認證核准:例如,檢測技術有美國食品藥物管理局核准,比較能提供可信度高的分析結果。

二、 技術經過分析驗證:驗證有兩種,包含「分析確效」和「臨床確效」,大部分的實驗室幾乎都有做過分析確效,如果更近一步做到臨床確效,品質和保證更高。

病人透過基因檢測發現變異,使用對應的標靶藥物有效,稱為臨床確效。因為臨床檢體的品質不像在實驗室可以設計得那麼好,所以通常臨床檢體困難度都比較高,夠好的平台,才能通過臨床確效。

而且,臨床確效的檢體量要夠大,累積的檢測確效數據必須發表在具公信力的國際醫學期刊,才能提供醫師和病人可信的、精準一致的癌症基因資訊。

三、檢測方法全面且完整。

四、資訊更新與世界快速同步:確保檢測結果和對應的藥物,是當前最新的資訊。