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更新日期:104年11月11日

臺大跨領域團隊大數據「癌」究!基因快篩「算」出血癌治癒率

癌症幾乎成為現代人的文明病之一,血癌更被排名在癌症死亡中的第十位,如何知己知彼打敗病魔,成為相當重要的研究課題。由臺大醫院血液腫瘤科田蕙芬主任、臺灣大學生醫電資所莊曜宇所長組成之跨領域研究團隊,分析約三百名血癌病患之基因巨量資料,發現了可成功預測血癌治療後存活率的基因標記,相當於「基因算命」,未來可望對確診病患進行「快篩」,提供臨床醫師選擇治療方式之參考,提高個別病患的治療效果。

針對急性骨髓性白血病的2項分析成果

本研究著重於急性骨髓性白血病,其為臺灣血癌中年發生率最高的一種類型,臺灣每年約有八百名新增病例,主要症狀為骨髓中白血球過度增生及分化失常,導致正常造血功能受到影響,病人會出現貧血、發燒、容易出血等現象。血癌發生的真正原因尚不清楚,最近的研究顯示,這種病人的白血病細胞中有許多基因的突變,與血癌的發生可能有重要關聯。

在這項跨領域研究中,研究團隊利用高通量生物晶片技術,分析臺大醫院約三百名血癌病患之基因表現圖譜,取得全基因表現之巨量資料,並使用生物資訊之分析方法,在數百個微小核糖核酸與幾萬個基因中,發現了在血癌中相當重要的三個微小核糖核酸(miR-9-5p、miR-155-5p與miR-203),以及另外十一個基因的表現可以預測病人的預後。

臺大研究團隊並將這些微小核糖核酸及基因分別建構了兩套預測分數系統,未來病患在確診時,只需要測量這些微小核糖核酸及基因的表現情形並計算分數,即可快速的預測病患未來對治療的反應。

分數越高的病患治療後風險較高;這個預測分數每增加一分,病患的死亡風險就會增加為2.1倍,醫師即可依此資訊,對高風險病患進行強度較高之治療方式(如骨髓移植),以提高病患治癒率。

利用三個微小核糖核酸的表現成功預測血癌病患之預後狀態

在這項研究的第二部分,本研究團隊鎖定約四分之一帶有NPM1基因突變的血癌患者。此研究首度提出,該基因突變具有破壞血癌細胞中正常的「基因調控網路」之能力,更可能因此影響病患的預後,研究團隊並利用分子生物實驗與國際的血癌病患資料驗證了這個發現。這些成果不僅有助於了解血癌細胞內錯綜複雜的突變基因與基因網路,更提供未來抗血癌研究及開發新治療之可能標的。

個人化治療提高治癒率

本研究的發現為未來血癌治療提供突破性的進展,更呼應了美國總統歐巴馬在今年所提出的「精準醫學計畫(Precision Medicine Initiative)」,未來透過偵測這些分子標記,醫師得以了解每個患者的腫瘤細胞特性,安排個人化的治療方式,提高治癒率。

研究成果發表於國際頂級期刊

上述研究成果,已陸續發表於國際腫瘤類期刊中排名前5%之白血病期刊(Leukemia)與前10%之腫瘤標靶(Oncotarget)等頂尖期刊。

精準醫療降低醫療時間與成本

隨著近年來高通量基因分析技術的進展,目前既有的技術可在約兩天內,取得病患檢體之全基因體資訊,但費用卻高達數萬元。此外,如何分析這樣的大數據,並進行臨床應用亦有著相當大的困難。本研究可謂「大海撈針」,於數百個微小核糖核酸與幾萬個基因的大數據中,找出最重要的三個微小核糖核酸與十一個基因,將檢測成本大量降低。未來在醫師進行治療時,僅需花費2-3小時與約1-2千元之檢測費用,即可快速分析患者這三個微小核糖核酸或十一個基因的表現情形,進行治療效果的預測,並可選擇最適合患者的治療方式,將大幅提升「精準醫學」之精準度及可行性,同時有效地減低醫療資源的支出。

未來在精準醫學之應用 臺大跨領域研究成果輝煌

本跨領域研究團隊整合了醫學、資訊、生物等專業研究人才,其中田蕙芬主任領導之臺大醫院臨床團隊,長年致力於血液疾病之臨床治療與相關學術研究,近年來,發表相當多有關血癌中重要基因突變的研究報告,也因此受邀為2016年新版WHO骨髓惡性疾病分類之臨床諮詢委員,為臺灣血液病研究在國際學術舞臺打響知名度。臺大生醫電資所的莊曜宇所長則在基因體醫學和生物資訊學有相當多年的研究經驗,開發出許多針對解讀基因體大數據的分析方法,在相當複雜的癌症基因體資料中抽絲剝繭,成功找出重要的致癌基因與治療標的。此團隊之跨領域研究人才與長期密切的合作,是完成這些重要研究不可或缺的元素。

此研究是由科技部、衛福部、臺灣大學與臺大醫院共同資助,論文全文請參閱:

Leukemia期刊:A 3-microRNA scoring system for prognostication in de novo acute myeloid leukemia patients. Leukemia (2015) 29, 1051–1059; doi:10.1038/leu.2014.333; published online 19 December 2014.
Oncotarget期刊:An mRNA expression signature for prognostication in de novo acute myeloid leukemia patients with normal karyotype. Oncotarget (2015) in press.
Leukemia期刊:Prognostic significance of NPM1 mutation-modulated microRNA−mRNA regulation in acute myeloid leukemia. Leukemia (2015) advance online publication, October 6, 2015; doi:10.1038/leu.2015.253

  • 「臺大跨領域團隊大數據『癌』究!基因快篩『算』出血癌治癒率成果發表會」於10/30上午10點在第一會議室舉行。

    (由左至右)財團法人永齡健康基金會 尹彙文執行長、美國德州大學健康科學中心聖安東尼奧分校流行病學與生物統計學系 陳一東教授、生農醫院生物科技研究所 蔡孟勳副教授、宣捷幹細胞生技 宣昶有總經理、臺大生物技術研究中心 李心予主任、電資學院 李百祺副院長、財團法人資訊工業策進會 吳瑞北執行長、陳良基副校長、楊泮池校長、醫學系 田蕙芬教授、生醫電資所 莊曜宇所長、檢驗醫學科 周文堅教授、附設醫院 莊名凱醫師、醫學院生理學研究所 賴亮全副教授、生醫電資所 邱鈺喬博士候選人。

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