NGS與CGP

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病友滿懷希望的跟我說:「我要做NGS!」

我猜到他的意思,但仍想求個清楚明白:「你想用NGS做什麼?」

輪到他有點不明所以:「就是做NGS啊!」

緊貼科學潮流的癌症病友近年對NGS (next-generation sequencing次世代基因排序)這名詞不會陌生。現時制定個人化的精準癌症治療方案,仗賴檢測出個別腫瘤的基因突變及生物特徵。若要把腫瘤中幾百個有關的基因全部一次過解碼,採用第一代技術只能將基因輪流逐一檢測,以每個基因需時一兩星期計,完成時間可想而知,不可能對病友起實際幫助。而「次世代」是相對第一代基因排序而言、較新(已發展十多年)的技術,可以同時處理大量基因資料;當然它亦可用於檢測指定的單個或少量基因(例如常有變異的幾個「熱點」),但就算幾百個癌症有關基因的排序,亦只需兩三個星期便可完成(連提取樣本及校對覆核共四星期),價格更比第一代技術降低。這就讓「全面癌症基因體分析」(comprehensive genomic profiling, CGP)應運而生,而臨床上亦逐漸應用,有助了解腫瘤、對應用藥。

可見NGS及CGP雖然息息相關,卻所指不同。NGS是基因排序技術,可處理由少到多不同數量的基因,不一定是CGP;而且NGS可應用的範疇不限腫瘤科,亦包括微生物學、生物遺傳學等。CGP才是指包括幾百個有關基因的腫瘤檢測本身,透過NGS技術進行的。(至於GPS……那是global positioning system全球定位系統,用於交通工具導航等,雖與腫瘤醫學無直接關係,但可將CGP比喻為GPS,取其指引治療方向之意。)

病友想做的,其實是CGP。崇尚精準治療的癌友,用詞不妨更精準呢!

PDL1: 驗與不驗,正是問題(下)

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有關PDL1檢測,雖然並不怎麼有趣,但卻是近來癌友最常有的疑問。有位輸尿管癌患者正考慮用免疫治療,他去看的第一位腫瘤科醫生告訴他,PDL1不驗也罷,第二位醫生建議他但驗無妨更著手安排,而我,就是他見的第三位醫生。

(有關PDL1連結)

https://cancerprecision.info/2018/06/17/pdl1:驗或不驗,正是問題上/

PDL1檢測如何進行

抽取活檢或手術割除的腫瘤組織,一般會存放在化驗室多年;可取出過往的樣本,進行PDL1免疫組化。按PDL1蛋白表達(即細胞染色多少強弱)分為0(陰性)至100分。

(有關免疫組化連結)

https://cancerprecision.info/2018/06/01/免疫組化:基因以外的癌症精準檢測/

臨床研究顯示PDL1檢測能否預測免疫治療效果?

不同腫瘤的情況並不一致。在肺腺癌,PDL1分數越高,使用PD1抑制劑療效似乎越好,但在肺鱗癌或其他癌症又沒有這個關係。就算PDL1零分,免疫治療仍有機會有效。

PDL1檢測的技術性問題

目前有4種不同公司研發的PDL1試劑,臨床研究及化驗室只會採用其中一種,我們難於直接比對,而醫學上對於如何界定強弱或陰陽(1%? 5%? 10%?)並無定案。再者,有的檢測是指腫瘤細胞表面的PDL1,有的是指混入腫瘤的免疫細胞表面的PDL1,須留意細節。

此外,同一腫瘤體積之中有多樣性,有的地方PDL1可以極高,另一些位置卻很低,檢測結果視乎抽樣的地方,未必反映整體情況。腫瘤亦是動態的,不同時期的PDL1會有變化,亦可能受治療影響。最後,很多其他因素如腫瘤突變負荷、腸道微生物叢會影響免疫治療效果,所以單用PDL1檢測去判定免疫治療是否適合並不可行。

那麼,驗或不驗?(按現時資料而言)

有一些特定情況,非驗不可。如新確診轉移性非小細胞肺癌,若PDL1達50分或以上,第一線治療用PD1抑制劑效果比傳統化療好,值得驗。又如轉移性黑色素瘤,若是PDL1陽性,使用單一PD1抑制劑,療效已甚顯著;陰性的話,加上CTLA4抑制劑雙免疫聯合效果更佳,也值得驗。至於一般其他轉移性癌症,資源許可(數千港元)但驗無妨卻非必須,尤其無論如何都要用免疫治療的時候。

更精彩的免疫治療命名學

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經過近日兩篇文章,相信甚具慧根、一理通百理明的讀者對癌症標靶藥的命名法已有大致掌握。

https://cancerprecision.info/2018/06/20/趣談標靶藥物命名學/

https://cancerprecision.info/2018/06/21/趣談標靶藥物命名學之答案揭曉/

有信心進階挑戰嗎?這次我會解說四種已通過美國藥管局認證的癌症免疫治療藥物的學名: sipuleucel-T, tisagenlecleucel-T, axicabtagene ciloleucel 及 talimogene laherparepvec。

首三個字有些共通點,先仔細將它們分開幾部份便不難看出:

Si/pu/leu/cel/-T

Tisa/gen/lec/leu/cel/-T

Axi/cabta/gene/ cilo/leu/cel

最後的 -cel 代表細胞(cell)療法,將特定細胞輸入體內達致療效。-T 說明這些細胞是來自患者自體(autologous),而再前面的 -leu- 告訴我們它們是白血球(leukocytes)。所以這三種都是將患者自體的白血球提取出來,經過體外處理,再輸回體內的細胞療法。

體外處理方法可不同了:第一種 -pu-(pulsed with protein) 是代表讓提取出來的白血球接觸高濃度的癌細胞蛋白,就像密集式訓練,成熟及培養後輸回體內激活免疫系統攻打癌細胞。第二種 -gen- 或 -gene (genetically engineered) 是基因改造,令提取出來的白血球表面長出特別的蛋白,功用有如觸角,輸回體內後能認得癌細胞表面指定特徵,將它消滅。上述第二和第三種藥都是這樣運作,只是在名字中用了不同的形容部份,例如 -lec- 指白血球細胞經選擇及培養過(selected and enriched),-cabta- 則說明此療法有關細胞上抗體表達及T淋巴白血球激活(cell expressed antibody and T cell activation)。

Ta/lim/ogene/ la/herpa/rep/vec 就明顯不是 -cel 細胞療法了,卻仍屬於免疫治療的一種(-lim-),亦是經基因改造而成(-gene)。實際上,它是特種疱疹病毒(-herpa-),進入癌細胞(-vec)並在其內不斷複製(-rep-),直至癌細胞爆裂死去。

這四種藥,只有si, tisa, axi/cilo 及 ta/la 是真正按研發者意思訂立的名字呢!

 

PDL1:驗或不驗,正是問題(上)

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癌症免疫治療中的PD1抑制劑及PDL1抑制劑近年大行其道,在越來越多種類的癌症通過研究認證。雖然在一部份患者療效顯著,但在其他病友卻無效,且價格高昂,所以如何精準選擇合適使用者十分重要。檢驗腫瘤的PDL1有幫助嗎?

什麼是PD1和PDL1?

兩者都是細胞表面的蛋白,用作訊息傳遞。

T淋巴細胞是正常的免疫系統的重要一員,負責偵測出體內不正常的細胞有如癌,將其殲滅。別看T細胞所向披靡,一物治一物,為免T細胞過份活躍,敵我不分好壞通殺,免疫系統設有其他負責調節的細胞,在表面帶有PDL1蛋白,與T細胞上的PD1蛋白互相對應:當PD1與PDL1接合,T 細胞便接收到提醒訊號,從勇武殺敵模式變得靜止收斂。

偏偏癌細胞狡猾非常,在表面長出PDL1,藉與PD1接合令T細胞不再活躍,化敵為友,逃過T細胞狙擊。

PD1抑制劑及PDL1抑制劑如何發揮療效?

這些藥物阻截癌細胞上PDL1及T細胞上PD1的結合,令癌細胞無法發出欺騙的訊息,T細胞能照常認出癌而將其殺死。

PDL1檢測是否預測PD1抑制劑或PDL1抑制劑療效?

邏輯上,腫瘤細胞帶有很多PDL1蛋白,代表它很可能以此作為躲過T細胞消滅的策略,而藥物令它無所遁形,自然有效。實際上複雜得多,不但檢測有其局限性,而且除此以外還有很多其他影響T細胞滅癌的因素,絕不能一概而論,下次再談。

免疫療法讓末期乳癌消失—是真的嗎?

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前天國際權威醫學期刊《自然.醫學》發表文章,報告一位多綫治療失效、預計只有三個月壽命的末期乳癌病人,接受試驗性的三重結合免疫治療—包括免疫T淋巴細胞療法(認出並消滅癌細胞)、白細胞介素2(刺激T細胞生長活動)及PD1抑制劑(暴露隱藏癌細胞的影蹤)。乳癌完全緩解不見,而且維持兩年到現時仍沒有復發跡象。不少朋友向我查問:是真的嗎?

期刊製作嚴謹,作者信譽良好,造假可能性極微。但此療法仍在試驗階段,這只是個別個案,需更多實証判斷能否廣泛應用;至於T細胞療法暫未引進香港,且費用可能高達百萬。雖則如此,我仍感到鼓舞,因為這次真是精準免疫治療的一大進步!

最初我們把白介素或PD1抑制劑用在普遍癌患者上,發現只有少部份人成效顯著。用PDL1蛋白表達、腫瘤突變負荷和微衛星不穩定性等生物標記,可以較準確地選擇適合用PD1抑制劑而獲益的病人,但也不是絕對。

至於T細胞治療,已經通過認證的用法是從病人提取T細胞,把它們培養成為針對癌細胞表面CD19蛋白的特種部隊,輸回病人體內盡情殺敵,所以只在表面帶有這特定蛋白的「B細胞急性淋巴性白血病」及「大B細胞淋巴瘤」適用。在一般實體(而非血液)腫瘤如乳癌,帶有的異常蛋白變化多端且非常複雜,不像B細胞類癌簡單地全帶有CD19,以致研發同類T細胞療法困難。這次,研究團隊先全面分析病人腫瘤的基因體(DNA)及轉錄體(RNA),找出變異的基因及蛋白,再識別病人體內自然產生對應的T細胞,大量培養到約900億個,再輸回體內發揮效用。可見這是名符其實的精準個人化免疫治療,而全基因體分析除了有助因應基因變異選擇標靶藥,於制定免疫T細胞治療亦十分重要。

聽上去離臨床使用還很遙遠,但科學進步卻會不知不覺就來到身邊!朝著精準癌症治療方向進發吧!

 

腫瘤基因體檢測—最怕白做

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香港人最怕「白做」。不少病友甚至醫生同儕對腫瘤全面基因體分析的成效存疑,擔心進行檢測後未必實際對患者有所助益,這是可以理解的。

一位從不吸煙、患晚期肺腺癌的女士,EGFR、ALK及ROS1基本的基因檢測顯示並無變異,有醫生建議化療,她帶同家人到來看我尋求第二意見。由於她集合這幾項臨床特徵,有一定機會帶有除上述以外的癌症驅動基因而適合用標靶藥,我提議進行更全面的基因體分析,可能有新發現,帶來新希望。女士仍未置可否,精明的女兒立即問道:「會否有機會白做?」我們可參考一些臨床研究,回答以下三個問題。

檢測後能否找出可對應的靶點?

數項研究指出,在高達四成至九成以上的情況,可通過全面基因體分析找到至少一個可以產生相應行動的靶點。

找到可對應靶點後能否確實有所行動?

一些真實病人的統計顯示,在約一成至四成的個案中,醫患確認按照檢測的提示,採取了實質行動,使用相對應的標靶藥物。至於為何有時驗出靶點卻沒有行動,原因包括病人身體狀況轉壞、病人不願意用藥、資源缺乏無法用藥、地方政策禁止使用新藥、沒有途徑參與合適的臨床研究等。

行動後能否對病情有助益?
這方面暫時數據仍很初步。當然,醫學文獻上報導過不少成功個案,但大型前瞻性的研究絕無僅有。有小型報告指在一般晚期癌病患者應用全面基因體分析繼而用藥,病情受控而得臨床助益的概率只低於一成。

值得注意的是:這似乎令人失望的概率是指普遍應用在所有患者而言,並有關從前較少標靶藥供選擇的時期;若現時應用在特定合適的病人,成效必大大提高。除了按病情決定誰適合進行基因體分析(見另文),亦留意不能待病情太過晚期、身體狀況轉差時才使用, 而且預先好好溝通,了解病友的資源及意願。更重要的是,由於報告的用藥建議是由生物信息學家根據純科學數據撰寫,實際應用須由科學根底及臨床經驗兩者兼備的醫生,考慮病友獨特的情況後決定,而非盲從報告,才能真正有所助益。

從辦公室政治看癌細胞運作

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有位癌友是科學發燒友;從兩年前確診晚期癌病以來,她用心自學有關的新科技,亦自然是我這網站的擁躉!近來她進行腫瘤全面基因體分析後,又來問我有沒有更全面的檢測,讓她更了解自己的腫瘤及選擇最適合的治療方案。全面基因體分析一次過檢測三百至四百個與癌症有關的基因變異,並驗出微衛星不穩定性及腫瘤突變負荷,基本上夠全面了;但離開掌握癌細胞運作的所有機理,還差得遠呢!

從基因到蛋白

我們又要重溫一下生物學。一個細胞就像一家公司,基因是幕後主腦、動口不動手的策劃人,而蛋白就是前線員工、負責執行的打手。把信息從策劃者轉達到執行者,靠個中間人,叫信息RNA。策劃者傳訊給中間人的過程叫轉錄—以基因的一段DNA為模板,相對應的游離醎基一個一個沿著DNA停泊形成一串序列,再連接起來成為信息RNA。然後中間人傳訊給執行者,這過程叫繙譯—把信息RNA上的醎基序列解碼,每三個醎基代表一個氨基酸,氨基酸再連合成蛋白。上樑不正下樑歪,壞基因產生壞蛋白,任務是傳達生長及不死訊息給癌細胞,癌細胞便不受控。

辦公室政治的類比

如有雷同,實屬巧合。在辦公室世界裡,前線執行者分毫不差地實現幕後策劃人原來的計劃,幾乎不可能,癌細胞裡亦如是。

首先,策劃者會受許多人事牽制,未必會如實把計劃授予中間人,有些細節上三緘其口,有些時候又誇大其詞。癌細胞裡,一些情況會影響基因的表達,有時激活有時滅活,並不影響基因本身。這情況稱為表觀遺傳。

此外,無論中間人還是前線執行者都未必按指引勤勞地工作,但有些同事又會選擇性地過份熱心,或狐假虎威、假傳聖旨。癌細胞的轉錄體(即所有信息RNA)及蛋白分析,未必符合基因體預期,反而可能矛盾。例如某基因擴增,理應導致信息RNA及蛋白增多,現實卻未必。

還有,前線的工作軌跡,如他們浪費紙張令碳排放上升,或消耗咖啡杯麵,都影響工作表現。在癌細胞,這叫代謝組學。

最後,其他公司的表現及外圍因素都有關這間公司的運作。癌細胞亦會受腫瘤微環境中,其他細胞如免疫細胞等、生長激素及物理因素等影響。

全方位了解癌症,除了基因體,還可以包括表觀遺傳、轉錄體、蛋白體、代謝組及腫瘤微環境檢測。話雖如此,技術亦可行,但要說臨床應用,暫時基因體檢測已算全面了。

基因標靶對對碰

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提到癌症的精準治療,大家都知道要先進行基因檢測,若驗出腫瘤帶有某種基因變異,便可使用相對應的標靶藥物,從源頭針對性地抑制腫瘤。那麼帶有A變異便用A藥,帶有B變異便用B藥,如此類推?實際上的情況卻要複雜得多,並不如配對遊戲般簡單。我們可以從基因和藥物兩方面加深了解。

基因變異方面

同一個基因可以有不同變異,而並非所有變異都與標靶藥的療效有關。以著名的非小細胞肺癌EGFR基因為例,第19號外顯子缺失及第21號外顯子L858R異變這兩種是最常見亦可說是經典的變異;在帶有這兩種其中一種變異的腫瘤,用相對應的標靶藥物療效確實要比傳統化療好。可是同是EGFR基因但另外不同的變異,例如第20號外顯子一些插入異變,又如T790M異變,則導致標靶藥無效,不適宜用。所以我們除了要知道某基因有否變異,更要進一步了解是何種變異。

此外,個別基因突變在某種癌症可以是重要的致病原因(又稱驅動突變),值得我們對準它窮追猛打,在另一種癌症卻未必如是,並非放諸四海而皆準。例如以上提到的EGFR變異,肺癌賴以生長,在腦癌卻非此情況。加上現今技術可能檢測出一些罕見以致研究缺乏、因而意義不明的基因突變,而且同一病人的腫瘤細胞可能包括帶不同變異的族群……都增加了治療的複雜性。

標靶藥物方面

西醫是一門實證科學,每種獲得認證的藥物都通過大型嚴謹的臨床研究證實其療效及安全性較現有治療優勝,而一種藥物在不同癌症及不同情況下使用須分別通過認證,可不是指著鼻子說了算呢!研究證實某些特定的基因突變在某指定癌症有助選擇有用的標靶藥,但當同一種變異出現在另一種癌症,我們只能從其他癌症的經驗或藥理上引申出該標靶藥的療效,便較難說得準了。例如針對BRAF基因V600E變異的藥物,已通過研究證實在黑色素瘤顯著有效,而在腦癌雖未有大型數據但卻有成功病例,至於在腸癌則療效不大。

另一方面,醫學一步一步的研究認證過程需時,有些癌症相關基因變異暫未有任何針對性的標靶藥物被成功研發,有時會形成有靶無藥的情況。

無論如何,基因檢測總算開闊了治療的可能性,如何治療還是跟醫生討論吧!

癌症全面基因體分析報告大解構

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次世代基因定序的應用已踏入第十多個年頭。相對傳統第一代技術,次世代基因定序可同時處理大量基因排序,不但需時快幾萬倍,價錢亦大大降低;而採用此技術的癌症全面基因體分析亦越來越普及。話雖如此,許多癌友對此項檢測並不熟悉;花了數萬元卻收到一部滿載外星文的報告,會感到苦惱吧!就讓我解說一下。

基本資料

首先總要確保報告屬於自己而不是誤取別人的。這裡也會列明取本是腫瘤、血液還是其他體液;在現時技術而言,腫瘤一般比周邊血液準確。此外,如果曾多次取組織或切除,要留意檢測的樣本是哪一次的;最新的標本通常較能反映現時的情況,保存的DNA質量亦較好。

檢測結果

全面基因體分析為我們提供兩大類的資料:一是有關個別基因有什麼變異,二是整體性的資料。

這種檢測通常包括三百至四百多個與癌症有關的基因,報告會列出哪個基因有什麼變異。有質素的檢測公司會清楚分別致癌基因變異、數據不詳以致不肯定跟癌症是否有關的變異、以及每個人獨特但與癌症發生無關的基因多樣性。

至於整體性資料,包括腫瘤突變負荷及微衛星不穩定性。前者是整個基因體中突變的密度,而後者是源自錯誤DNA修復功能失效的一些多餘、短而重覆的序列。

有效藥物

相信這是醫生和癌友最期待的部份!跟檢測出來基因突變相對應的標靶藥物,有些已經大型研究證實在與患者相同類型的腫瘤有效,另外有些是從另外種類的癌症引申過來的。有部份檢測公司更會列出適合帶有該基因突變的患者參與的國際臨床研究。而整體性資料則可能有助預測免疫治療的效果。

附錄

這通常是整部報告中篇幅最長的部份,列出參考資料,癌友不必費神。

總括而言,大家要留意配對基因變異和合用的標靶藥物,是由檢測公司的生物信息學家根據已公佈的研究資料進行。他們未必會權衡不同研究資料的輕重,亦不會知道或考慮病人本身的臨床情況,例如以往用過的治療或整體身體狀況等,所以報告建議只是作為參考,醫生和病者應該商量才作最後決定。