西奈山醫院協作抗癌大行動

How Mount Sinai Health System Fosters Collaboration to Fight Cancer
喬爾.杜德利(博士) Joel Dudley , 薩密爾.帕瑞科(醫學博士) Samir Parekh
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醫院運用核糖核酸(RNA)分析,來對抗多發性骨髓瘤。

精準癌症醫療(precision cancer medicine)前景看好,但仍處於非常初期發展階段;這種治療方法是為病患的去氧核糖核酸(DNA)定序,以便針對病患的病情來規畫專屬的治療方式。目前這種做法還不夠精準,無法成功對抗許多形式的癌症。為了在這個領域獲得顯著進展,臨床醫師、醫學研究人員和電腦科學家必須大幅深化協作。

這對於大多數的學術醫療中心都是挑戰,因為它們通常階層分明,而且組織各部門分立。這些醫院與醫學院各自獨立,若要讓雙方的員工合作,指揮鏈必須改進。對目前一些醫學研究很重要的是,應該讓研究人員運用優異的電腦智慧能力,而若要做到這一點,必須更進一步授權。

西奈山健康系統(Mount Sinai Health System)是整合的單一機構,這種組織結構與大多數醫院不一樣。來自西奈山健康系統裡七家醫院的醫師,與西奈山伊康醫學院(Icahn School of Medicine)的研究人員密切合作。許多臨床醫師確實也在西奈有研究實驗室。如果臨床醫師和研究人員想出一個解決醫療問題的可行構想,他們可以自由地合作,進行這項計畫。如此就可能迅速把實驗室工作台的研究發現,應用在臨床病患身上。

我們善用西奈山醫院的協作自由,因此得以使用先進的電腦分析技術,有效地治療某些最難治療的癌症,也就是影響血液和骨髓的癌症。這些癌症的細胞具高度異質性,來自不同的基因驅動因素(generic driver),每種驅動因素都可能會、也可能不會對特定藥物有所反應。雖然實質固態腫瘤(solid tumor,例如肺癌)通常對基於腫瘤DNA分析而選擇的治療法有良好反應,但這種分析無法提供有效鎖定血癌(例如多發性骨髓瘤)所需的資訊。這類型的液態癌症(liquid cancer)情況很複雜,而且難以治療(幾乎所有病患後來都病情復發),因此DNA分析目前在治療上還無法有進展。

為了揭露多發性骨髓瘤獨有、且可能引導治療方向的基因異常,我們在西奈山伊康醫學院的團隊,合作描繪了多發性骨髓瘤的腫瘤DNA和核糖核酸(RNA)的特徵。細胞製造蛋白質需要遺傳指令,RNA是那些指令的最終極訊息傳遞者。只有從DNA轉到RNA的資訊,最後才會影響蛋白質的結構,包括癌症背後的突變。因此,了解複雜癌症的RNA是很重要的。

當我們計畫去了解多發性骨髓瘤的RNA圖譜,並加以分類,我們很快就發現,這項任務需要大量的專用電腦運算能力。我們的「未來世代健康照護研究所」(Institute for Next Generation Healthcare)在校外的西奈山醫院電腦實驗室裡,為我們這項研究打造了一個叫做CRUSHER的專屬伺服器,並專門為此設計了一套名為DAPHNE的軟體程式。擁有這麼強大的運算能力之後,我們不僅可以解譯多發性骨髓瘤癌細胞的RNA,還可以把影響蛋白質結構的突變和疾病模式連結起來,而且辨認出臨床特徵和基因體標記之間的新關聯。我們的骨髓瘤專家、基因體科學家和藥物新功能專家一起合作,使用DAPHNE軟體來整合DNA和RNA定序及臨床資料,以找出有哪些原本並非治療骨髓瘤的藥物,可能可以用來幫助病情復發的病患,這些病患之前曾接受獲核准可治療多發性骨髓瘤的標準療法。

初步試驗的結果令人振奮。在一名病患身上,RNA分析揭露了某個分子路徑的異常啟動,讓訊號從細胞表面上的受體,傳遞至細胞核中的DNA。在他接受核准用在抑制這條路徑的其他癌症藥物的治療之後,他的骨髓瘤病情便緩和下來。在另一個案例中,RNA和DNA分析找到了核准用於治療乳癌和慢性白血病的口服藥物,應該也會對骨髓瘤有療效。一名七十歲畫家的骨髓瘤在接受標準治療之後復發,後來接受新藥物組合的治療之後,他的病情和緩下來,並且重拾畫筆。

在決定對每位病患最有效的藥物時,RNA分析比DNA定序更有幫助。我們研究中的21位可評估的病患當中,有11位接受了以RNA分析為基礎的個人化藥物,兩位接受了以RNA和DNA為基礎的藥物,八位接受了以DNA為基礎的藥物。這項做法很值得注意,因為絕大多數使用基因分析的診斷公司和腫瘤學家,都只研究病患的DNA,沒有研究RNA。

當我們努力理解疾病的同時,高科技與醫學研究的結合目前仍然處於初期階段。當我們接受一種新的典範,也就是治療癌症時根據的是多種基因的驅動因素,而不是組織學(細胞結構),學術醫學中心應該放鬆本身的階層制度,清除障礙,好讓電腦科學家深化與腫瘤學家、病理學家和遺傳學家的合作,共同探究DNA定序以外的做法。我們就是用這種方式來創造所需的知識,以便在未來對抗最難治療的癌症時,促成重大進展。

(蘇偉信譯)



喬爾.杜德利(博士) Joel Dudley

西奈山伊康醫學院遺傳與基因體科學副教授,未來世代健康照護研究所主任。


薩密爾.帕瑞科(醫學博士) Samir Parekh

西奈山伊康醫學院帝許癌症研究所(Tisch Cancer Institute)血液學和腫瘤內科副教授。


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