但其實早在2004年,來自瑞士的Jacques Bernier博士和他(tā)的同事在《自然癌症綜述》(《Nature Review Cancer》)雜志(zhì)上發表文(wén)章,他(tā)們認為(wèi)“放射腫瘤學(xué)的發展現在正處在一個轉折點上,我們需要改進技(jì )術,用(yòng)分(fēn)子生物(wù)學(xué)和遺傳學(xué)的眼光來看待,更準确地去‘瞄準目标’。”[1]
十幾年後的今天,一群來自莫菲特癌症中(zhōng)心(Moffitt Cancer Center)的科(kē)學(xué)家在《柳葉刀(dāo) 腫瘤學(xué)》雜志(zhì)上發表了研究,他(tā)們開發了一種新(xīn)的基因組學(xué)模型,可(kě)以讓放療也變得“個性化”[2]。
在前期,研究的通訊作(zuò)者Javier F. Torres-Roca博士帶領一組研究人員開發了一個基于基因的放射敏感度指數(RSI),首先要對10個特别基因(AR,c-Jun, STAT1,PKC-beta,RelA,cABL,SUMO1,PAK2,HDAC1,和IRF1)的表達水平進行檢測,然後通過數學(xué)公(gōng)式得到一個值,代表腫瘤對放療的敏感度。
研究人員在直腸癌、食道癌、乳岩癌、頭頸癌、膠質(zhì)母細胞瘤、胰腺癌和轉移性結直腸癌患者體(tǐ)内進行了驗證。他(tā)們發現,果然RSI高的患者放療效果明顯較好。因此,研究人員确定,他(tā)們下一步的工(gōng)作(zuò)就是用(yòng)這個結果再推導出可(kě)以量化“放射幹預效果”的模型。
研究人員利用(yòng)RSI值、線(xiàn)性二次數學(xué)模型以及标準放療劑量和樣本中(zhōng)每個患者接受放療的時間和劑量推導出了以基因組為(wèi)基礎的放療劑量調整模型(A genome-based model for adjusting radiotherapy dose,GARD),它可(kě)以檢測放射療法的療效,并指導放射劑量以匹配個體(tǐ)的腫瘤放射敏感性。GARD的值越高,放療的療效則越好。
他(tā)們從TCC樣本庫(Total Cancer Care protocol)中(zhōng)調用(yòng)了來自20個腫瘤位點的8271個臨床樣本,TCC樣本庫是從2006年開始收錄在各個機構接受幹預的每名(míng)癌症患者的腫瘤樣本和臨床幹預的各種數據,除了莫菲特癌症中(zhōng)心,還有(yǒu)17家機構共同參與。他(tā)們利用(yòng)這些數據計算出了每個患者的GARD值,發現它們分(fēn)布在1.66-172.4之間,這個範圍是非常廣泛的。
8271個樣本中(zhōng),接受的放療劑量分(fēn)别為(wèi)45Gy(2517人),60Gy(4877人)和70Gy及以上(877人)。根據這個劑量由低到高的人數和比例,研究人員将GARD值也分(fēn)為(wèi)了三個相應的“檔次”,低檔為(wèi)0-30.40;中(zhōng)檔為(wèi)30.41-89.40;高檔為(wèi)89.41-100(GARD值超過100的有(yǒu)9人,歸類在高檔)。
但是他(tā)們發現,這兩組“分(fēn)檔”并沒有(yǒu)完全的對應起來,數據顯示,在放射劑量為(wèi)45的小(xiǎo)組裏,患者的GARD值從3.03-56.34;劑量為(wèi)60的小(xiǎo)組裏,GARD值為(wèi)1.66-122.38,;在劑量為(wèi)70的小(xiǎo)組裏,GARD值從9.73-172.4。這個結果提醒我們,放療的效果是因人而異的,高的劑量不代表好的療效,“中(zhōng)庸”的劑量或許對人體(tǐ)傷害小(xiǎo),但也不一定能(néng)帶來好的幹預效果,成為(wèi)非常不錯的選擇。
而且不同類型癌症的GARD值範圍也是不同的,例如,神經膠質(zhì)瘤是很(hěn)抗輻射的一類腫瘤,它占據了較低的GARD值,而宮頸癌和頭頸癌則對放療敏感度很(hěn)高,相應的GARD值也很(hěn)高。所以這也說明了,單純使用(yòng)RSI指數不能(néng)完整地代表幹預效果,我們需要結合腫瘤類型和基因檢測的手段,也就是使用(yòng)GARD指數,才能(néng)确定合适患者個人的放療劑量。
期間,研究人員利用(yòng)5個來自不同機構的臨床腫瘤隊列(Erasmus乳岩癌隊列,263人;Karolinska 乳岩癌隊列,77人;莫菲特肺癌隊列,60人;莫菲特胰腺癌隊列,40人和癌症基因圖譜(The Cancer Genome Atlas,TGCA)膠質(zhì)母細胞瘤隊列,98人)的數據對GARD模型進行了驗證,通過多(duō)變量Cox模型的分(fēn)析,他(tā)們确定GARD值與臨床結果是相關的,GARD模型可(kě)以用(yòng)來作(zuò)為(wèi)對放療效果的檢測。
他(tā)們還對五組數據中(zhōng)的一組,來自Erasmus的263名(míng)乳岩癌患者進行了放療後的追蹤,統計了他(tā)們5年無轉移生存期的情況。在這部分(fēn)患者中(zhōng),GARD值大于等于38.9的屬于高GARD值人群,小(xiǎo)于的屬于低GARD值人群,追蹤結果說明,高GARD值人群的放療效果的确更好,同樣的時間内,患者的存活率相對較高。
Torres-Roca博士說,“我們在研究中(zhōng)看到,即使是同一種癌症,不同的患者的GARD值也是有(yǒu)很(hěn)大差異的,這告訴我們,他(tā)們對放療的敏感度存在差異,這表明了我們過去的放射療法是有(yǒu)很(hěn)大的改進空間和個性化空間的。”
對于這個研究成果,莫菲特癌症中(zhōng)心放射腫瘤學(xué)部門的主任Louis B. Harrison給予了很(hěn)高的評價。他(tā)認為(wèi),GARD模型是将基因檢測與放療劑量聯系在一起,為(wèi)研究人員和醫(yī)生提供了一種可(kě)行的方法将放射腫瘤學(xué)“變得準确”。
今年的早些時候,就有(yǒu)研究人員将化療與基因檢測相結合。現在,“癌症傳統幹預兩大巨頭”的另外一個,放療,也開始借助基因檢測來改變自己了。我們可(kě)以預見到,未來在癌症的幹預中(zhōng),我們或許可(kě)以先通過基因檢測來檢測幹預方案的成效如何,再從中(zhōng)選擇療效好、傷害小(xiǎo)的方案,更好地實現癌症幹預的“個性化”。
[1] Bernier J, Hall EJ, Giaccia A. Radiation oncology: a century of achievements. Nat Rev Cancer 2004; 4: 737-47.
[2] Scott J G, Berglund A, Schell M J, et al. A genome-based model for adjusting radiotherapy dose (GARD): a retrospective, cohort-based study[J]. Lancet Oncol, 2015: 30648-9.