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前言

癌症由一團異常增生的細胞開始,漸漸長到一定的大小後稱為腫瘤,在這過程中可能會因為腫塊太大而壓迫周圍組織並產生症狀。腫瘤又可分為惡性與良性,轉移 (metastasis)為惡性腫瘤的顯著特徵,而且轉移往往發生在癌症被診斷前,以致於後續癌症的擴散難以控制,也是患者死亡風險增加的主因;反觀良性腫瘤雖會壓迫周圍組織,但生長速度較慢且不會轉移到他處,與惡性腫瘤相比下風險較低。
目前已知致癌基因與抑癌基因和癌症成因有關,一般來說,僅就致癌基因活化或抑癌基因失活討論,主要會與非實體瘤具相關性,例如:血癌、淋巴癌等;而實體瘤大部分是與抑癌基因的缺失有關,例如:肺癌、乳癌、大腸癌等。

精準醫療

隨著大數據及 AI 的快速發展,精準醫療(Precision medicine)已成為全球醫療發展趨勢。精準醫療是一種針對病患的個體情形進行醫療衛生個人化的醫學模式,包括醫學決策、治療以及藥物使用皆是針對病患個人所規劃的。在此醫學模式下,診斷性的測試會配合其基因、分子分析或其他細胞分析來選擇最適合的療程。
精準醫學是一種新的疾病治療和預防方法,可以藉由分子診斷、代謝分析病患個體多個面向以建立最終的具體醫療策略。

世翔產品協助客戶在癌症研究的道路上披荊斬棘

DEPArray™ NxT 精準分離單顆CTCs

  • 循環性腫瘤細胞(Circulating Tumor Cell; CTC

CTCs指癌細胞脫離原位腫瘤進入血管,再經由血液循環轉移到其他部位,進而形成新的病灶。由於CTCs的高異質性與稀少性,若欲進行後端分子分析,需先透過合適的設備分選並取得真實單顆的CTC。

  • DEPArray™ NxT

DEPArray分選平台以高解析影像分析搭配特異性的螢光抗體辨別目標細胞,再透過介電泳 (dielectrophoresis, DEP)原理精準分離與回收單顆或群細胞。DEPArray™ NxT適用法醫、FFPE、CTC樣本與活細胞分選,後續可進行分子分析;若為活細胞分選也可接續進行細胞培養。

  • 文獻分享

DEPArray 可精準分離液態活檢中的稀有細胞

    • 玻璃體視網膜淋巴瘤 (VRL)與慢性炎症患者難以準確區分。
    • 利用 DEPArray 分離 VRL 患者玻璃體液中的單顆 B 細胞並分析基因组學與臨床病理特徵 (MYD88L265P 突變、拷貝數變異和免疫求蛋白重鍊 (IGH))。
    • 結果顯示:從 VRL 患者玻璃體液分離出的 B 細胞皆有 MYD88L265P 突變。
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Tan, Wei Jian et al.(2021) Ophthalmology

Biocrates 代謝组學分析協助癌症診斷

  • 什麼是代謝體分析

藉由代謝體的分析描繪出個體代謝圖譜,可了解並預測內外因素對其健康的影響,內外因素包含:基因、飲食、藥物或生活形態等。代謝組學分析做為一個新興的領域,不僅有助於實現個人化健康與福祉,也能作為尋找疾病新型生物標記物的工具,提供療程決策的參考。

  • Biocrates 標靶代謝體分析試劑

針對代謝表型 (metabolic phenotyping)的研究提供高品質、標準化且可定量的試劑套組,搭配質譜儀全面性分析代謝疾病相關的途徑及特徵。

  • 文獻分享

藉由代謝體分析優化 AFP 針對早期肝癌的診斷模型

    • 血清α-胎兒蛋白 (AFP)生物標記無法區分肝癌 (HCC)早期與肝硬化。
    • 作者分析82 例早期HCC患者、80 例肝硬化患者和健康對照組的血清代謝體。
    • 結果顯示:可透過五種血清代謝物作為肝癌診斷的預測模型。
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Kim, Da Jung et al. (2019) Cancers

Mabtech ELISpot/FluoroSpot 以免疫細胞反應分析癌症進程

  • 腫瘤浸潤淋巴細胞(Tumor-infiltrating lymphocytes; TIL

研究表明 B 細胞具有腫瘤保護或促進的功能,但其中腫瘤浸潤 B細胞 (TiBc)也有助於對抗癌症,具特定免疫表型 (CD23+, CD27 + , CD80+)的 B細胞活化後會分泌腫瘤特異性抗體。

  • B cell ELISpot/FluoroSpot

Mabtech 開發多種 B cell ELISpot/FluoroSpot 試劑套組,其靈敏度高,可從十萬個細胞中檢測出一顆具免疫反應之細胞,且 FluoroSpot 更提升了分析效能,可在單一孔位中分析多種抗原特異性抗體反應或不同的免疫球蛋白亞型等,適用於樣本稀少分析實驗並協助用戶節省更多人力與時間!

  • 文獻分享

FluoroSpot 可在單次實驗分析多種抗體亞型,為實驗者節省珍貴檢體與操作時間。

    • 在大腸癌患者的病程中觀察到腫瘤浸潤淋巴細胞 (TIL)的變化:早期階段 T 細胞亞群增多,隨著癌症病程發展T細胞的數目減少,而在進程、擴散階段 B 細胞的數目增多。
    • 作者利用 Mabtech IgA/IgG/IgM FluoroSpot 分析大腸癌患者原位檢體中 TiBc 分泌免疫球蛋白的功能性。
    • 結果顯示:約有40% TIL為 B 細胞 (TiBc), TiBc可能具抗腫瘤、促T細胞反應、抗原呈現等功能。
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Mullins CS, et al.(2019)Cancers (Basel).

利用ELISpot/FluoroSpot評估癌症治療後的免疫反應

  • T cell ELISpot/FluoroSpot

除了B細胞,ELISpot/FluoroSpot也常用於分析特異性 T 細胞免疫反應。可應用的時間點,舉例來說:癌症治療後,分析 T 細胞的免疫反應來評估治療的有效性。

  • 免疫檢查點抑制劑(Immune-check point blockade

免疫抑制透過胞殺型T細胞表面上的CTLA-4與PD-1兩種受體進行調控,目前已有多種針對CTLA-4與PD-1 的單株抗體療法,對於治療惡性腫瘤的臨床效益顯著。

  • 案例分享:

利用 IFN-γ ELISpot 評估 T 細胞的特異性免疫反應

    • 作者以 Mabtech IFN-γ ELISpot 分析 CD8+ T 細胞的特異性免疫反應。
    • 結果顯示:腫瘤特異性突變抗原 (tumour-specific mutant antigen)可作為免疫檢查點抑制劑 (anti-CTAL-4 or anti-PD-1)療法的重要標的,也有助於個人化癌症疫苗的發展。
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Gubin, M., et al.(2014) Nature

  • 開發癌症疫苗(Cancer Vaccine Development

以腫瘤新生抗原作為標的,可直接引發 T 細胞特異性的抗腫瘤免疫反應。正常組織不表達腫瘤新生抗原,故個人化新生抗原疫苗不僅免疫原性高,也具較高的安全性。

  • 案例分享:

IFN-γ ELISpot作為疫苗開發階段檢測 T 細胞特異性免疫反應的標準工具

    • 作者以 Mabtech IFN-γ ELISpot分析新生抗原疫苗引起的特異性 T 細胞免疫反應。
    • 結果顯示:除了偵測新生抗原特異性 T 細胞的反應,作者也發現在pembrolizumab (anti-PD-1)治療後,新生抗原特異性T細胞的免疫反應更顯著。
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Ott, P., et al.(2017) Nature.

更多細胞治療試劑

轉譯醫學已成為未來趨勢

轉譯醫學旨在結合基礎醫學研究與臨床治療,過程可分為:

① 研究疾病的病理機制

② 分析臨床病人的疾病特徵、生物標記和分子途徑

③ 系統性的研究與分析,並發展新的診斷治療方式與藥物開發

④ 個人化 (personalized) 治療

現今iPSCs研究與技術的發展已漸趨成熟,應用範圍相當廣泛,例如:藥物篩選、細胞治療等。而藉由iPSCs研究所衍生治療方法不僅能夠提高治療的有效性、降低臨床藥物損耗率,也可減輕醫療保健系統的負擔、維持患者的生活品質。

REPROCELL提供幹細胞相關的試劑、技術支援與服務

  • 誘導多功能幹細胞 Induced pluripotent stem cells; iPSC

2012年諾貝爾生醫獎得主日本學者山中伸彌 (Shinya Yamanaka)教授發現:將Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4四個轉錄因子以反轉錄病毒帶入已分化的體細胞中,可誘導細胞重編程為多能幹細胞。iPSCs也是近年再生醫學的研究主流,但若後續要進入工業化生產階段,產物的安全性與品質的再現性、一致性將是首要考量的因素。

REPROCELL的試劑套組以非病毒、非嵌入性 (Non-integrating)的原理進行細胞重編程,相較於其他重編程技術,REPROCELL的試劑安全性更高、有效降低腫瘤形成的風險,更提升的重編程的成功率。

REPROCELL的基因編輯服務 - CRISPR-SNIPER,是與GenAheadBio共同開發的技術,優化了傳統 CRISPR-Cas9,不僅提高準確率與存活率 (>95%),也克服過去基因編輯的瓶頸,例如:難以操作SNP突變或無法插入大片段的功能性基因等。

癌症治療的方法越來越多種,主要以個人化治療為發展目標,使醫師針對每位患者抉擇特定的治療方式,以延續生命、降低預後復發的可能性。世翔提供多種可應用於轉譯醫學研究之檢驗工具、可實現自動化的細胞治療分析儀器等,希望可以協助實驗者或即將產業化之業者實現更多優化癌症治療的相關產品,為社會盡一份心力。