【大數據探勘發現老藥合併治療新策略】
生命科學系暨生醫電子與資訊學研究所阮雪芬教授與國立陽明大學生物醫學資訊所黃宣誠教授的合作研究團隊,在國家衛生研究院和科技部資助下,運用美國國家衛生研究院所資助LINCS計劃(Library of Integrated Network-based Cellular Signature)藥物擾動基因表現圖譜公開巨量資料,開發一系列計算生物與系統生物學分析方法,成功地找到具有新用潛力之已上市藥以及新穎癌症組合藥物治療。上述相關研究成果陸續發表於美國癌症研究學會出版的權威期刊《Clinical Cancer Research》和Cell子期刊《iScience》。Cell與Science和Nature並列為世界三大頂級期刊之一。主要研究工作由博士生黃振綜(第一作者)和謝巧慧(第二作者)完成。參與研究的團隊成員還包括臺大醫院許文明醫師團隊和生醫電子與資訊學研究所歐陽彥正教授。
相較於傳統藥物開發環繞在「單一藥物結合單一標靶」之概念,近年來藥物實際上普遍具有之「多標靶藥理」特性(即單一藥物能結合多重標靶)逐漸受到醫學界重視,甚至對於某些疾病之有效治療是必需的。本研究團隊利用LINCS巨量藥物擾動基因圖譜資料(gene expression profiling),剖析複雜多標靶藥理現象,藉以探索舊藥新用與組合治療之可能性,縮短藥物研發總時程。
首先我們利用藥物擾動基因表現變化強度大小之特點,開發一個衡量藥物之間相似度的新度量(metric),並證明這個新度量比其他常用度量能更準確地將已知相同作用機制之藥物分類在一起,成功運用它找到可能具有拓樸酶抑制劑活性的非抗癌用上市藥。
癌細胞生長除了仰賴自身致癌突變基因,也會高度依靠一些非突變基因之功能,這兩種現象分別稱為「癌基因成癮」(oncogene addiction)與「非癌基因成癮」(non-oncogene addiction)。我們藉由分析LINCS巨量資料,系統性揭示藥物誘發基因標記(gene-expression signatures),發現其與癌症特徵(cancer hallmark)以及藥物敏感性(drug sensitivity)息息相關,並進一步完成相關藥效評估試驗。本研究從非癌基因成癮之角度,提供新穎藥物與組合治療策略,在精準醫學(precision medicine)上具有潛在應用價值。
神經母細胞瘤(neuroblastoma)是一種罕見兒童惡性腫瘤,其基因突變之高度異質性,使得標靶治療應用仍相當有限。此外高危險群患者其五年存活率僅不到40%。為尋找有效治療藥物,我們利用GEO公開資料庫(Gene Expression Omnibus),針對近千名神經母細胞瘤患者腫瘤基因圖譜資料進行整合分析,發現與高危險群相關之非癌成癮基因,並結合LINCS藥物誘發基因標記成功預測了一些具有潛力之新藥,並在老鼠體內驗證抗寄生蟲藥「耐克螺」(niclosamide)之抗神經母細胞瘤活性,並利用蛋白質體學闡述其作用機制。
文章連結:
1. https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(18)30129-9
2. https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(19)30136-1
3. http://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-18-4117
神經母細胞瘤權威 在 文茜的世界周報 Sisy's World News Facebook 的最佳貼文
《文茜的世界周報》免疫細胞療法特別專輯系列
{內文}
再次回到醫院已恍如隔世,54歲的林先生曾經天天往返雲林台中賣魚,卻因右側肢體不自主抽動發生車禍意外,就醫診斷後才發現自己罹患了惡性腦瘤,這種膠質母細胞瘤,日前才兇猛奪走了美國共和黨參議員麥肯的性命,因為它極具侵襲性又難以預測,過去醫院確診,幾乎就等於對病患宣判死刑。
(腦癌病患林先生妻子)
沒有開刀也不行,不開刀也不可以啦,已經很大 那個腫瘤已經很大了,就一定要開刀了啊,心裡也會擔心啦,可是也是要面對它
病患家屬第一時間手足無措,畢竟這個病全球平均存活時間,僅僅只有18個月,過去台灣前教育部長林清江,六七個月就離世,美國前總統甘迺迪的弟弟,愛德華甘迺迪在最好的醫療資源下,也只撐了一年又一個月。
(腦癌病患林先生妻子)
剛開始還不敢跟他說是這個病,怕他自己也會擔心,後來是電療還有化療之類一直做,他也是配合一直做而已
林先生是在民國94年輾轉前往中國附醫,求診於腦神經外科權威 院長周德陽,並緊急接受開顱手術,先移除腦瘤,隨後展開口服化學治療及全腦照射,治療過程一切順利,但周德陽並不滿足於傳統做法,一直致力研究如何讓病患徹底擺脫癌細胞。
(周德陽/中國醫藥大學附設醫院院長)
因為這時候我們在做臨床試驗,所以就把它的瘤去做 去培養,然後培養成腫瘤蛋白,然後再經過血液分析,抽取它的樹突細胞,這個血液蛋白 腫瘤蛋白跟樹突細胞一起,就做了培養,變成一個疫苗,就是樹突細胞疫苗,這個疫苗就我們分成十次,打到他腋下淋巴結,利用它本身的T細胞,去認識腫瘤的蛋白,然後去殺,有沒有殘存的腫瘤,因為這樣的抑制下去以後,它就沒有再復發
周德陽說 腦瘤一般鮮少轉移,難是難在無法切除乾淨,即便表面上看起來已經根治,平均兩年內仍有9成機率會復發,林先生是極其特殊的個案,他僅接受10次樹突細胞的免疫治療,配合腦部伽馬刀照射,在手術後四年 五年 十三年,不斷進行的磁振造影追蹤上,就已找不到任何腫瘤蹤跡。
(周德陽/中國醫藥大學附設醫院)
免疫治療不是每個人都有效的,那是因為他(林春榮)得天獨厚,後來我們研究他的 現在所謂PD-1很低,我們測出來,他是測不到PD-1的,換句話說,他的免疫細胞是很強的,他可以殺癌細胞,不會受到癌細胞的PD-1抑制
對醫界來說 樹突細胞是白血球裡最不為人知,卻又最令人著迷的免疫系統成員,猶如身體防禦系統的指揮官,本身就具有吞噬和呈現抗原的能力,當樹突細胞辨識到外來病原或癌細胞後,便會開始進行吞噬作用,並將這些癌細胞分解成小片段,後續再將癌細胞的抗原呈現在樹突細胞表面上,培訓T細胞認識這些癌細胞,以達到利用T細胞針對癌細胞,進行精準的有效攻擊,周德陽團隊的做法正是透過手術,將含有癌症患者腫瘤碎片的樹突細胞取出,培養製成疫苗,再重新打回患者體內
,以啟動自身免疫系統去對抗癌細胞。
(周德陽/中國醫藥大學附設醫院院長)
樹突細胞雖然是目前還算不錯的工具,可是他有一個缺點,會受到PD-1的影響,因為樹突細胞雖然把T細胞教懂了怎麼去殺癌細胞,可是他一碰到癌細胞的時候,癌細胞會把他蓋住 把他殺滅掉,不但沒有殺他 反而被他消滅掉,原因就是樹突細胞上面有一個PD-1的接受體,這個接受體會接受腫瘤細胞的PDL-1的抑制把他殺掉,假如說你這個PD-1的接受體,在這個T細胞裡頭量很少的時候,他就有機會 就不會受到抑制,癌細胞就會被他殺掉,這等於是相對的 看誰力量比較強
周德陽團隊在研發過程中,藉由林先生抗癌成功13年的案例,發現如何將PD-1數值降到最低,絕對是透過免疫療法,治療惡性腫瘤的關鍵秘密,於是進一步思考出讓更多病患受惠的combined therapy(混合療法),等於是直接呼應了今年諾貝爾醫學獎的概念核心。
(周德陽/中國醫藥大學附設醫院院長)
因為有PD-1的藥出來了,抗PD-1的藥出來了,所以只要我們以後碰到類似的病人,我們就可以再加個抗PD-1的藥,現在目前就是得諾貝爾獎的那個醫師所發展的藥 ,這樣每個人就可以把PD-1打到變零,換句話說,這個實驗告訴我們,將來以後,不管PD-1高或低,低的話可能不見得要打抗體,高的話 直接一打的話它就變低了,這個效果會比我們以前作的效果更好
然而樹突細胞也不是十全十美,像是人類免疫不全病毒(HIV),就會選擇透過樹突細胞,一路搭便車到淋巴結,感染輔助者T細胞,並將之消滅導致愛滋病,而那些在不該活躍時卻又活躍的樹突細胞,則會造成自體免疫病變,諸如紅斑性狼瘡,醫界深知,在利用樹突細胞疫苗時,也必須同時想辦法抑制這些病變樹突細胞的活性,免疫細胞抗癌必須取其利 遠離其害,才能真正打贏這場戰爭。