
每個人的基因不同,對同一種藥物的反應也可能不同,因此精準用藥逐漸成為現代醫療的重要方向。(圖片提供:Shutterstock)
服用同樣一顆藥物,為何有些人迅速改善,有些人卻效果有限,甚至有人產生嚴重不良反應副作用?過去,人們常以「體質不同」來解釋這些現象。如今,隨著基因定序技術的日行千里,科學家已逐步揭開體質差異的奧祕,發現每個人的基因如同一份獨特的生命藍圖,影響藥物在體內的吸收、分布、代謝與排除,進而形成個人化的藥物反應。 臺北醫學大學藥學院張偉嶠院長說,每個人的基因組成、年齡、體重、飲食習慣及健康狀況皆不相同,因此,即使服用相同藥物,療效與副作用也可能存在顯著差異。正如俗話所說:「一種米養百種人」,每個人對於藥物的反應都不太一樣。過去,在調整藥物劑量時,主要依據年齡與體重進行評估,例如:體重較重的病人通常需要較高劑量的藥物,兒童或體重較輕的病人則需要適度減量。然而,隨著精準醫療與藥物基因體學(pharmacogenomics)的發展,現代醫療已逐漸從「依體重給藥」的傳統模式,走向結合生理狀況與基因數據的個人化用藥策略,為每位病人尋最適合的藥物。
吸收代謝各有差異 基因改變藥物作用
藥物進入人體後,主要經歷吸收、分布、代謝與排除四個階段。首先由腸胃道等部位吸收,隨血液送往不同組織;然後進入肝臟,部分藥物會被轉換成具有療效的活性成分,部分藥物則經代謝後失去作用,最後由腎臟排出體外。
這四道程序都可能受到基因的影響。張偉嶠院長舉例,一顆藥物進入人體後,血中濃度逐漸上升,達到最高濃度後維持一段時間,再經由肝臟代謝而緩慢下降。在理想情況下,藥物濃度維持在具有治療效果且不易產生毒性的「治療濃度範圍(therapeutic window)」內,以發揮最佳療效。然而,如果個體基因序列出現變異,造成肝臟細胞色素P450酵素的活性增強,藥物就可能在短短1、2個小時內便被迅速代謝,導致原本預期可維持數小時的療效提前消失。此時,即使服用了標準劑量的藥物,體內藥物濃度仍可能很快地降至有效濃度以下,使得治療效果大打折扣。因此,醫療人員就需要提高劑量或是縮短給藥間隔,以維持穩定的藥物濃度。相反地,若基因的變異導致代謝酵素活性降低,這將使藥物無法有效地代謝或排除藥物便可能在體內持續累積,造成血中濃度過高,進而增加毒性的風險。

藥物進入人體後,會依序經歷吸收、分布、代謝與排除四個階段,每個環節都可能受到個人基因差異影響,進而改變藥效與副作用。(圖片提供:Shutterstock)
選對藥物、用對劑量 為合適的病人精準治療
過去,臨床醫師在開立處方時,多半依據大型臨床試驗結果所建立的標準劑量,並根據病人的年齡、體重及肝腎功能等基本資訊進行初步評估。待病人回診後,再依療效、副作用逐步調整藥物種類或劑量。這種「先治療、再修正藥物」的模式,透過反覆調整,最終找到最適合病人的治療方案,對於療效容易觀察、治療濃度範圍較寬、作用時間短且副作用相對輕微的藥物而言,通常能夠獲得不錯的治療結果。然而,對於可能引發嚴重藥物不良反應,甚至危及生命的藥物,或是癌症、急性感染等須把握治療黃金期的疾病,或價格高昂的而罕見疾病藥物而言,若採用「先治療、再修正藥物」的模式,病人或健保就可能付出沉重代價。
張偉嶠院長說:「藥物基因體學的核心思想,就是為合適的病人選擇正確的藥物,並給予最適合的劑量(Right drug, at the right dose, for the right patient)。透過基因科技讓藥物的風險提早被看到,讓醫療決策更精準。」至於哪些藥物最需要檢測病人的基因呢?張偉嶠院長進一步提到,通常可從藥物安全、藥物療效與醫療成本3項條件來評估。首先是安全,那些可能造成嚴重不良反應的藥物應該被優先考慮;其次是確保療效,例如:標靶藥物的使用,就需要事前確認病人是否具有相應的基因特徵,這樣才可以對症下藥;最後是成本考量,罕見疾病藥物或癌症新藥的價格昂貴,最好以基因檢測來事先確認病人是否可能受益,避免投入高昂醫藥費用後,病人卻依然得不到良好的治療。
臺灣研究走向世界 藥物基因體落實臨床
在藥物基因體學的發展歷程中,由陳垣崇教授、鍾文宏教授與洪舜郁教授等臺灣科學家組成的研究團隊,發現HLA-B*15:02基因變異與癲癇藥物「卡馬西平(carbamazepine)」引起「史蒂芬強森症候群(Stevens–Johnson Syndrome,簡稱SJS)」的研究,在國際上受到了高度重視。這項研究解開了藥物嚴重過敏反應的遺傳機制,也是藥物基因體學走向臨床實踐的重要里程碑。
張偉嶠院長說,「史蒂芬強森症候群」是一種罕見但可能致命的藥物免疫反應,患者可能出現全身皮膚剝落、黏膜潰瘍,甚至造成器官衰竭。過去,醫師只能在病人發生症狀後停藥與治療,但HLA-B*15:02的發現,改變了這種被動模式。透過用藥前的基因檢測,醫師可以事先辨識出高風險體質的病人,避免將藥物使用於可能發生嚴重不良反應的病人。這項發現也促成了臨床用藥策略的轉變:從過去「先治療、再修正藥物」的模式,邁向「事前了解病人的基因特徵,再精準給藥」的嶄新模式。
目前,HLA-B*15:02基因檢測已成為臺灣的健保給付項目,也象徵藥物基因體學已逐步從研究成果走向臨床應用,成為精準醫療的重要基礎。
癌症治療邁入新時代 精準醫療改變用藥策略
在所有的疾病中,藥物基因體學應用最為廣泛的就是癌症精準治療。張偉嶠院長表示,許多標靶治療藥物都須要事先分析腫瘤細胞是否具有相應的基因變異,如果腫瘤缺乏該藥物所針對的基因特徵,即使病人接受昂貴且尖端的藥物治療,可能也難以有效抑制癌細胞生長,甚至錯失使用其他治療選項的最佳時機。近年來,隨著基因定序技術的日益成熟,許多標靶藥物已將特定生物標誌或基因變異檢測納入治療的適用條件,甚至成為健保藥品給付的重要依據,這不僅可以提高療效,降低不必要的醫療支出,進而減輕健保醫療負擔。舉例而言,在乳癌、卵巢癌的病人中,BRCA1/2基因檢測已廣泛地成為評估使用PARP(poly ADP-ribose polymerase inhibitor)抑制劑的伴隨診斷(Companion Diagnostics)依據。這代表著癌症治療正在進入一個全新的時代,治療的核心不再只是考慮:「癌細胞長在哪裡?」而是考慮:「癌細胞具有哪些基因變異?」
基因檢測提供依據 打造個人化用藥
與癌症精準治療主要分析腫瘤細胞的基因變異不同,一般藥物基因體檢測著重的是病人本身的生殖系基因(germline genome)。生殖系基因(germline genome)不會隨年齡或疾病而改變,因此,藥物基因體檢測的結果可長期作為臨床用藥評估的參考之一。
不過,張偉嶠院長特別提醒,基因檢測的結果並非用藥決策的唯一依據。藥物反應同時受到年齡、肝腎功能、疾病狀態、及藥物與藥物交互作用等多重因素影響。因此,仍需結合病人當下的臨床狀況進行綜合判斷。他也指出,在此過程中,臨床藥師扮演著連結基因資訊與臨床用藥的重要角色,可協助解讀藥物基因檢測結果,評估基因變異與藥物選擇、劑量調整及不良反應風險的關聯性,並結合病人的疾病史與用藥史,提供個人化的精準用藥建議。
在衛福部醫事司與食藥署的多年努力下,臺灣已逐步建立完善的精準醫學實驗室認證制度,精準醫學真正的價值就是在於更精確且有效率地解讀數據,並應用這些數據於日常的醫療決策之中。張偉嶠院長指出,理想的精準醫療模式應該是將病人的基因資訊納入電子病歷(electronic health record, EHR)與臨床決策支援系統(clinical decision support system)。當醫師開立出高風險的藥物時,系統可即時示警,並且提出用藥建議。
基因體知識從科普扎根 讓孩子學會尊重與包容
除了臨床系統的整合之外,建立臺灣族群基因資料庫也是非常重要的一環。由於族群之間的遺傳背景存在顯著差異,過度依賴歐美族群的臨床用藥數據,可能無法真實反映臺灣病人的疾病風險與藥物反應。張偉嶠院長說,目前,臺灣已累積相當規模的人體基因數據與臨床資料,例如:臺灣人體生物資料庫(Taiwan Biobank)與台灣精準醫療計畫(TPMI)已成為亞洲重要的族群基因資料。如果我們從更宏觀的角度來看,臺灣目前建置的大型基因資料庫,對於全民的健康而言應該是很有幫助的。透過累積本土族群基因數據,釐清基因序列變異與疾病、藥物反應的關聯,便有助於評估疾病風險、預防藥物不良反應,甚至協助選擇更適合臺灣族群的用藥策略,提升醫療資源的使用效率。
然而,隨著基因資料的大規模蒐集、累積與使用,相關的倫理、法律與社會議題也逐漸受到關注。張偉嶠院長進一步提到,基因資訊具有高度穩定性、可預測性、與家族連結性,其影響範圍不僅止於個人,更可能延伸至具有共同遺傳背景的家族成員。因此,未來在使用基因資料時,必須特別留意資料使用的範圍以及管理的權責、明確界定研究或商業使用的合理界線,另外就是避免基因資訊被不當使用而造成社會歧視。
張偉嶠院長也建議,基因體知識的科普應從小開始,讓孩子在成長過程中逐步認識基因序列與生命多樣性,理解每個人的不一樣。這樣的科普不僅可以提升科學素養,更能讓孩子們學會尊重與包容,珍惜生命獨一無二的價值。