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超級電腦協助醫生看穿癌症的詭計

103/07/17 瀏覽次數 10375
惡性腫瘤或癌症在臺灣是頭號殺手,造成人命的損失是第二號殺手–心臟病的兩倍。腫瘤非常複雜,而且形成的原因很多。包含個人基因的遺傳背景,接觸致癌物或放射源,病毒感染等。此外,不同癌症病人,相同種類器官所罹患的腫瘤,卻有很大的不同。我們或許會聽到,早期發現、早期治療,會比較好。但是,有些晚期的乳癌,卻有可以接受的治癒率。這主要歸功於乳癌已經有許多的分子標誌可以提供醫生作為腫瘤類別的判定。例如,在乳癌中比較常見的分子標誌,雌激素受體(ER, ESR1)就是一個典型的範例。大多數經過取樣後的結果呈現雌激素受體的腫瘤,對於雌激素拮抗藥 Tamoxifen 會有反應。而其原因是在於腫瘤的細胞增生與雌激素有關,Tamoxifen 作用下,干擾了腫瘤細胞不正常的細胞增生。在癌症治療方面,分子標誌是非常重要的,它提供了腫瘤分類的依據,也提供治療上的線索。

肝癌的主要種類為肝細胞腫瘤。它在美國是病例數成長第三快的腫瘤,也是亞洲最致命的癌症。不幸的,與其他癌症相較之下,肝細胞癌較不容易治癒,而且是在治療選擇上也比較有限的癌症。因此,在找尋肝細胞癌的分子標誌上就變得十分重要。在陽明大學黃奇英教授和他的團隊利用 RNA 極深度定序實驗,找出一個全新的基因,成為一特定型別肝細胞癌的分子標誌。由於 RNA 深度定序,不論是在定性與定量上,可以找出不同腫瘤間細微的表現差異。透過這種實驗,將對於癌症的研究上打開嶄新的一頁。

然而這種實驗所產生出來的資料量非常龐大,在分析時所產生的暫存檔將會膨脹至數Terabytes程度。在透過國家高速網路與計算中心(國網中心)與生技醫藥國家型科技計畫(NRPB)的贊助下,國網中心提供32計算節點,將龐大的計算資料在一個月內處理完畢,再透過臺灣肝癌網,提供生物檢體供驗證,終於找出 DUNQU1 這個全新的基因,為一特定肝細胞腫瘤的分子標誌。證實這種型別的腫瘤生長與這個基因相關,而這個基因不但是分子標誌,也可以成為藥物的標靶,替肝細胞癌患者在未來找出治療上的曙光。DUNQU 的命名是來自大唐雙龍傳的「遁去的一」中的「遁去」音譯。「遁去的一」原意是指沒有永遠的一成不變,而是陰陽兩極的交替變化。意寓癌症並非不治之症,只要找對方法,總有機會找到治療方式。

圖為 DUNQU1,一個全新的基因。由林冠廷博士和他在陽明大學黃奇英教授團隊的同事所發現。DUNQU1 在16 號染色體 p11.2 的位置。此圖為 DUNQU1 這個基因透過 RNAfold 所預測的 RNA 結構圖。(圖由黃奇英老師與林冠廷博士提供)
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