文分子醫學中心 副主任 高銘欽
助理研究員 林育賢
癌
症至今仍為本世紀亟待解決的首要疾 病課題之一，所謂「談癌色變」，癌 症之前，人人恐懼。癌症產生的原因主要 是細胞內的遺傳基因突變所致，細胞內與癌 症形成相關的因素有致癌基因（oncogene） 的 活 化 （gain of function ）、抑癌基因 （tumor suppressor gene）的損壞或喪失(loss of function）、抗轉移基因（anti-metastasis gene）的缺失、染色體穩定基因（genome stability gene）的缺失等。其中所謂的致癌基 因，簡言之即是a cancer-causing gene。由於 致癌基因與癌症息息相關，因此相對而言， 致癌基因也是發展抗癌藥劑的良好標靶。 本文將以有明星致癌基因之稱的神經膠原 致癌基因（HER2neu）為例，闡述致癌基 因標靶癌症治療（oncogene-targeting cancer therapy）。神經膠原致癌基因（HER2neu）背
景簡介
HER2neu是一種原致癌基因（proto-oncogene），最早是在1981年由Shih等人 在 懷 孕 的BDIX大白鼠身上注射乙基亞硝 基 尿 素 （E N U ） 後 ， 因 子 代 幾 乎 都 產 生 神經膠質母細胞瘤(neuroglioblastoma）而 發現。其後將腫瘤細胞DNA轉染到NIH 3T3細胞中，會造成NIH3T3細胞的轉形 （transformation），隨之在大白鼠腫瘤細胞 株中選殖出具有轉形能力的突變基因，稱 為「neu*」，其蛋白質產物具有1267個胺 基酸，分子量約為185 kDa。其促使腫瘤形 成的原因為neu基因穿膜區（transmembrane d o m a i n ） 第 6 6 4 個 胺 基 酸 ， 由 纈 胺 酸 （valine）突變成麩胺酸（glutamate），使 得本身酪胺酸激 （tyrosine kinase；TK）活 性增加，引發下游不正常的細胞訊號傳遞所 致。 人 類 相 對 於 大 白 鼠 之n e u 基 因 ， 稱 為 c-erbB2或HER2基因，位於人類第17對染色 體長臂21（17q21）的位置，其蛋白質產物 含1255個胺基酸，分子量亦約為185 kDa， 所以neu及HER2蛋白質產物通稱為p185或 p185HER2neu。至於人類形成腫瘤的原因與大 白鼠不同，在穿膜區並無產生點突變，而是 由於基因倍增（amplification）或蛋白過度表 現（overexpression）所造成。 H E R 2 是 屬 於 上 皮 生 長 因 子 受 體 （EGFR）家族的成員之一，整個上皮生長 因子受體（EGFR）家族的成員包括HER1 ErbB1EGFR、HER2ErbB2neu、HER3 ErbB3及Her4ErbB4。HER2neu的蛋從神經膠原致癌基因著手
邁向標靶癌症治療的 新境界
高銘欽提供白質p185結構主要可分成三大部分，分別 是胞外區域（extracellular domain），穿膜 區域（transmembrane domain），以及胞內 區域（cytosolic domain）。而在胞內區域的 部分，本身具有酪胺酸磷酸激 （tyrosine kinase）的活性，因此當生長因子受體與 生長因子配體（ligands）結合後，會誘發 受體形成雙體（dimer），使得受體發生自 身磷酸化而具有活性，進而活化下游受質 促使細胞啟動下游分子訊息傳遞，調節細 胞的生長與分化等過程。HER2可和其他家 族成員（HER1，HER3及HER4）形成異質 雙體，透過下游三條訊息傳遞路徑：Ras MAPK、PI3KAkt及PLCγ，負責傳遞細胞 增生、細胞分化及抑制細胞凋亡等訊息。
HER2與癌症的關係
人類HER2neu基因造成細胞癌化的 原因與老鼠不同，主要是由於基因倍增或 p185過度表現的結果。臨床上，已經發現許 多人類原位癌，例如乳癌、卵巢癌、非小細 胞肺癌、大腸直腸癌、唾液腺癌、胃癌、淋 巴癌、膀胱癌、胰臟癌、口腔癌、子宮頸癌 及攝護腺癌等，都有HER2neu原致癌基因 倍增或p185過度表現的情況。特別是乳癌、 肺癌以及卵巢癌，25%~40%的患者是由於 HER2neu的基因倍增或p185過度表現所造 成，且通常伴隨預後較差的情況。 文獻指出，HER2neu的過度表現會增加 人類卵巢癌的惡性度以及人類乳癌細胞的轉 移能力，且HER2neu過度表現的人類乳癌 及卵巢癌細胞株，對Taxol、Taxotere有著很 高的抗藥性。臨床上，p185過度表現的乳癌 患者常伴隨雌性激素受體（ER）缺乏、腫 瘤惡性度較高、存活率較低、復發時間較早 等表徵，亦會增加癌細胞入侵（invasion） 及血管增生（angiogenesis）等轉移能力， 同時降低化療藥物、賀爾蒙及放射線等治療 效果，使得病人預後較差，因此HER2neu 可以當作癌症其中一項惡性指標。這些證據 顯示HER2neu不正常的增加，為腫瘤形成 與生長的重要因子，抑制HER2neu的表現 或功能，已成為治療HER2neu基因倍增或 p185過度表現的腫瘤之重要策略。 除HER2 neu基因倍 增 或p185過 度 表 現 與 癌 症 形 成 密 切 相 關 外 ， 近 年 來 已 有 文 獻 指 出 ， 肺 癌 患 者 中 發 現H E R 2 neu之細胞內 酪 胺 酸 激 區 有 產 生 突 變的情形，唯發生比例仍屬少數。其他癌症 患者HER2neu蛋白發生突變情形或產生多 型性（polymorphism）之狀況，如表及圖一 所示。針對
HER2的治療方法
抑制神經膠原致癌基因HER2neu的表 現，或是其蛋白p185所產生的訊息傳遞，可 表：Frequency of ERBB2 mutations in various cancers圖一：神經膠緣致癌蛋白突變位置 （Location of mutations in ERBB2 receptors）
以抑制癌細胞的增生，並且減弱癌細胞的惡 化及轉移能力。目前針對神經膠原致癌基因 的治療研究重點分述如下：（參考圖二） 一、化學治療：1.Doxorubicin：Muss 等人於1994年證實HER2neu過 度表現的病人若施以密集劑量的 doxorubicin化療，可以有效延長存 活率。2.CMF：HER2neu可以當 作乳癌病人是否需要接受一般CMF 化療的指標，一般研究認為HER2 neu低度表現的病人做此化療有 效，對HER2neu過度表現的病人 則無效，但是Me’nard等人於2001 年發現，HER2neu過度表現的病 人給予CMF比起沒給予CMF，其 存活率明顯增加。這表示CMF對於 HER2neu過度表現的病人是有治 療效果的。3.Taxol and Taxanes： 此類紫杉醇藥物已經廣泛的運用 在臨床乳癌治療，利用不同療程， 其中包含單一藥物Taxanes作用於 轉移的乳癌病人，發現HER2neu 過度表現的病人有65%有效，但 HER2neu低表現的病人只有35% 有效。 二、抑制抗体（blocking antibody）： 為目前最廣泛使用的方法。最初 為鼠類單株抗體mMuAb 4D5，藉 結合至細胞膜外配體結合區造成 HER2neu蛋白過度表現之乳癌 細胞株生長受抑制；其後衍生出 具人類屬性（humanized）之抗體 「Herceptin」。Hecceptin（學名為 Trastazumab）用於治療HER2neu 過度表現且已有轉移現象的乳癌 患者，具有降低HER2neu蛋白表 現量、抑制 HER2neu下游PI3K-Akt訊息傳遞路徑、促進細胞週期 停止於G1期及抑制HER2neu蛋白 細胞膜外區（ectodomain）斷裂等 抗腫瘤生成活性，亦可增加化療藥 物，如cisplatin及paclitaxel（Taxol) 等治療效果。另一用於治療HER2 neu低度表現癌症之單株抗體為 Omnitarg（又名Pertuzumab），藉 由抑制p185形成雙體以達到治療效 果。 三、酪胺酸磷酸激 抑制劑（tyrosine kinase inhibitor；TKI）：HER2 neu屬於RTK（receptor tyrosine kinase)，藉由TKI抑制其活性及 影響下游訊息傳遞而抑制腫瘤細 胞 生 長 。 許 多TKI已用於臨床試 驗，如：Lapatinib、AEE788、 CI-1033、EKB-569及EXEL 7647 EXEL 0999等，另外，基礎研究上 的應用，如：emodin、curcumin及 AG825等。 四、單鏈抗體（scFVs)：利用基因工程 方式所製造出的scFVs，能防止細 胞內的p185從內質網送到細胞膜 上，進而抑制HER2neu訊息傳 遞。此外，亦有研究指出單鏈抗體 圖二：HER2neu-targeting strategies
具有毒殺腫瘤細胞的作用。
五、維甲酸（retinoic acid；RA）：全 反式維甲酸（ATAR）及fenretinide （4-HPR）對於SK-BR-3，BT-474 及MCF-7等乳癌細胞株都有降低 HER2neu mRNA及p185蛋白表 現的情形。RA類似物在c-neu轉 殖鼠的實驗中也有減緩腫瘤發生 的效果。在合併治療方面，同時 給 予4-HPR及cisplatin可以明顯 抑制癌細胞生長；ATRA及TAM （tamoxifen）合併使用更可以改 善單獨使用TAM治療ER及HER2 neu過表現之乳癌細胞效果不彰的 情形。 六、小片段干擾RNA（siRNA）：針對 HER2neu基因序列設計小片段干 擾RNA，抑制HER2neu基因轉錄 作用，使p185蛋白生合成減少，同 時抑制腫瘤細胞生長及造成細胞凋 亡。 七、基因治療（gene therapy）：由於癌 症是個多基因的突變，經過後天的 長期演變，失去生長控制而引起， 於是許多的專家學者試圖要針對癌 症病患的基因進行治療。基因治療 目前在臨床上已是一種新興的治療 方式，治療成功與否，必須取決 於三個主要的因素：其一為需要有 良好的基因傳遞載體；其二是需要 有具療效的基因表現；其三是安全 性。 基因治療的傳送載體可分為病毒性載體 以及非病毒性載體兩大類，病毒性載體其優 點在於具有較高的載送能力，因此基因表現 量較非病毒性載體高，但病毒性載體潛藏引 起鑲嵌性突變的可能性，可能會造成在細胞 內複製表現，導致非常嚴重的免疫反應等情 況。使用非病毒性載體的傳送方式，雖載送 能力較低，但具有較低毒性的優點，因此， 此法較適用於各種細胞，亦可直接使用於人 體。 針對HER2neu基因倍增或p185過度表 現的癌症治療有許多不同的方式，其中基因 治療是一種有效的方式。目前已知腫瘤抑制 基因，例如：Rb，c-myc，c-myb，腺病毒 早期抗原E1A、EB病毒核抗原-1(EBNA1） 及猿病毒腫瘤抗原（SV40 large T antigen； SV40 LT）等，可以藉由抑制轉錄作用降低 HER2neu蛋白的過度表現，c-Cbl則可促進 HER2neu蛋白降解。其中，E1A不僅可以 降低HER2neu蛋白表現量以及細胞轉移， 還可增加癌細胞對化療藥物的敏感度，大幅 提升癌症治療效果。此外，E1A也已進入人 體第二期臨床試驗，對於HER2neu蛋白過 度表現且具轉移現象的乳癌及卵巢癌患者有 不錯的療效。 有趣的是，許多病毒抗原如腺病毒早 期抗原E1A、EB病毒核抗原-1（EBNA1） 及猿病毒腫瘤抗原（SV40 LT）等，皆具 有 對 抗 致 癌 基 因 表 現 的 功 能 。 以 猿 病 毒 腫瘤抗原SV40 LT為例說明如下（參考圖 二）：SV40 LT是SV40病毒主要的致癌蛋白 （oncoprotein），是一個具有708個胺基酸的 多功能核磷酸蛋白。而SV40是病毒複製、造 成宿主細胞轉形的主要蛋白，與病毒DNA複 製與基因的表現有關。已知SV40 LT會與細 胞內的許多蛋白相互作用，造成宿主細胞的
生長週期失調，如抑癌基因p53、pRb、pRb 相關蛋白p107p130、轉錄因子p300及熱休 克蛋白（HSP70）等。過去雖然已知SV40 LT可以負向調控HER2neu啟動子的活性， 進而抑制HER2neu過度表現的癌細胞增 生，但由於SV40 LT本身是一個具有轉形細 胞能力的致癌蛋白，因此，野生型的SV40 LT並不適合作為抑制HER2neu過度表現的 良好藥劑。 本 實 驗 室 進 一 步 利 用 序 列 刪 除 法 （deletion mutation）及遺傳工程技術實驗 的研究證實，卵巢癌的細胞中存在SV40 LT 氮端178個胺基酸部位（SV40 LT425），即 具有抑制HER2neu過度表現的情形；且在 HER2neu過度表現的乳癌細胞中，更進一 步的証實SV40 LT425的確可以當作HER2 neu的轉形抑制劑，並可破壞具HER2neu 過度表現的癌細胞轉移能力，它也可以增強 Taxol（Paclitaxel）所誘導的細胞凋亡。後續 的基因治療動物模式（包括Balbc小鼠、裸 鼠及轉殖鼠等）實驗也證實SV40 LT425不但 具有有效抑制卵巢癌細胞生長的能力，而且 整個動物腫瘤治療過程安全，無不良生理或 病理反應，顯示SV40 LT425可作為神經膠原 致癌基因過度表現的良好癌症治療試劑。
結論
致癌基因標靶癌症治療是一個有效的癌 症治療方法，也是當前發展癌症治療的重點 之一，若再輔以適當的化學抗癌藥劑，相信 將使癌細胞無所遁形，且讓吾等拭目以待。註一
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