第 406 期

學術交流
美國癌症研究學會第102屆年會會議紀實
Report on AACR 102nd Annual Meeting

筆者於今年的4月2日至6日赴美國佛羅里達州奧蘭多市（Orlando, Florida）參加美國癌症研究學會（American Association for Cancer Research, AACR）第102屆年會– 「AACR 102nd Annual Meeting – Innovation and Collaboration: The Path to Progress」。今年與會的研究學者多達18,000餘人，如同往年，會議的內容琳琅滿目，涵蓋癌症研究各個領域，包括細胞與分子生物學、腫瘤生物學、癌症化學、臨床研究、內分泌學、流行病學、實驗性分子治療、免疫學與預防研究等之最新研究進展。AACR年會除了涵括各個主題大小不同的研討會與討論會外，其「Educational Sessions」常令人有迅速充電的感覺，另外「Method Workshops」也是此大會的特色之一。今年參加展示的贊助廠商近400家，內容與種類非常豐富，包括最新穎的儀器設備、實驗用品、診斷試劑、新藥等，令人目不暇給，實屬挖寶之旅。

今年大會演講的主題為「The future of cancer research: challenges and opportunities」，探討癌症基因體學的轉譯與應用、以個體醫學的角度探討肺癌的癌症預防、21世紀藥物開發的挑戰與機會等。其中Lynda Chin教授（Dana-Farber Cancer Institute）的「Translating cancer genomics: from discovery to medicine」的演講十分精彩。Chin教授舉例說明cancer genomics對藥物開發進程的重要貢獻：如Gleevec用來治療慢性骨髓性白血病（CML），由變異基因的發現到產品的開發與上市，歷時41年，期間由1960年代發現變異的費城染色體（Philadelphia chromosome）開始，到1970年代證明高度活化的BCR-ABL蛋白為造成CML之病因，及至1990年代BCR-ABL抑制劑通過專利申請並隨後進行臨床應用等，曠日費時；但反觀近年之EML4-ALK融合基因蛋白抑制劑Crizotinib的發展卻十分快速，由2007年在非小細胞肺癌發現ALK的重組基因開始，到2010年成功開發Crizotinib 並進入臨床試驗只歷時3年。此間的差異乃因近代醫學已成功建立一套具有邏輯與科學的策略所致；首先，藉由病人檢體之收集與分析所獲得的癌症基因體學資訊為基準，進而研究基因的相關調節與機制為治療與商品化的利基，最後成功開發藥物與分子標記，並藉此發展基因體資訊導向的臨床試驗與相關藥物與分子標記之商品化。儘管藉由整合癌症基因體與統計的證據，能開發新穎的癌症標靶以做為治療與診斷之用，但實際上目前臨床上成功的案例仍有限，此將有賴於更進階的生物學背景與知識做為藥物開發的依據，並需要更進一步探討臨床治療路徑來達到目標。

主題為「New concepts in cell death process」之The Stanley J. Korsmeyer Memorial Symposium，也令人收穫良多。傳統而言，受到Bcl-2成員與caspase家族調控的細胞凋亡（apoptosis），是一個已被研究得十分透徹的細胞自殺機制。然而近年來有愈多的研究指出，許多非細胞凋亡（nonapoptosis）的死亡機制也參與發展 （development）、組織恆定（tissue homeostasis）與病理性細胞死亡（pathological cell death）的調節，如近來被熱烈討論的細胞自噬（autophagy）。Autophagy顧名思義是一種自我吞食的機制（食我）；指細胞在飢餓時（如缺乏營養或生長因子），透過吞噬胞器來產生能量，使自己可以存活下來。在此專題研討會中，Eileen P. White教授（UMDNJ-The Cancer Institute of New Jersey）以「Control of cancer cell survival and death by autophagy」為題，詳細介紹相關研究的最新進展。由於癌細胞在營養缺乏、生長因子消耗殆盡、代謝壓力（metabolic stress）產生、缺氧（hypoxia）、或抗癌藥物/標靶藥物/放射治療時，會誘發autophagy的產生，以做為維持自身存活的機制。在此情況下使autophagy與抗癌藥物所衍生的抗藥性有重要的連結，也使autophagy 被認為扮演cancer promoting的角色，常限制了癌症治療最終的治療效果；為確認這樣的想法，許多實驗室使用autophagy 抑制劑來提高抗癌藥物的治療效益，也在不同癌症的臨床前期試驗獲得證實。奎寧類化合物 [如氯奎寧 （chloroquine）或羥氯奎寧（hydroxychloroquine）] 傳統上是治療瘧疾與風溼性關節炎的用藥，現在被證實具有抑制autophagy 的功能，當細胞依賴autophagy做為其存活的機制時，使用奎寧類化合物可以促進細胞的死亡。由於奎寧類藥物十分便宜，並可通透血腦障蔽，因此，結合放射線與BCNU治療的多形性惡性腦膠質瘤 （glioblastoma）病人，在同時加入chloroquine一起治療的第三期臨床試驗中發現，chloroquine的合併處理可以使病人的總存活率由11個月提高到24個月，顯示抑制autophagy可提高化學/放射治療之治癒率。據此，許多結合奎寧類藥物，對不同抗癌藥物在各種惡性腫瘤治療（攝護腺癌、乳癌、肺癌、胰臟癌、腎癌等）的臨床試驗，也如火如荼地展開。

然而，autophagy對癌症治療的角色並非如此單純。除了做為維持細胞自身存活的機制外，許多的研究也指出，誘發autophagy具有抗癌的效果，誘發autophagy來達到抗癌目的的相關策略也成經典。在這次AACR的會議中，我們發表的「Targeting cathepsin S induces tumor cell autophagy via the EGFR-ERK signaling pathway」論文提出，抑制cathepsin S 可以藉由EGFR-ERK/MAPK 訊息路徑來誘發autophagy，並進一步造成caspase-3/9依賴性細胞凋亡。當使用autophagy 抑制劑3-MA來抑制autophagy的產生時，則會減少cathepsin S抑制劑所誘發的細胞死亡，顯示誘發autophagy可以促進癌細胞的凋亡。綜而言之，現階段對如何藉由調節autophagy來控制癌細胞的存活或死亡，瞭解還是相當有限。而autophagy的雙刃角色，對於究竟是保護細胞避免死亡還是促進細胞的死亡，可能與細胞的形態、細胞微環境、刺激的種類與強度，以及autophagy誘發的程度等皆有關係。

有趣的是，White教授也將autophagy與Nrf2路徑連上關係。正常細胞在遭受代謝壓力時，會產生大量受損的胞器或變性蛋白的累積，進而誘發氧化壓力；為了自救，細胞自身必須藉由誘發autophagy機制，來清除這些廢棄物。在此淨化過程中，載貨蛋白p62會因應壓力而增加表達，p62與積聚的泛素化蛋白結合，並調節autophagy 機制完成對這結合物的降解（包括p62）。因此，在autophagy機制完備（autophagy-competent）的細胞中，p62扮演清道夫的角色，進而減緩氧化壓力的產生；相反的，在autophagy機制缺陷（autophagy-defective）細胞中，垃圾無法清除，p62無法降解且一直維持在極高的含量，則會誘發DNA損傷、增加染色體變異，進而造成癌化。進一步的研究也證實，過量表達p62會導致癌化與毒性反應，而阻斷p62則可緩和氧化壓力，顯示p62與包含p62之變性蛋白結合物的清除與淨化，是autophagy預防癌化的作用方式。此外，在autophagy機制缺陷的情況下，White教授也發現，累積的p62會與Nrf2的抑制蛋白Keap1結合，進而使Nrf2路徑以非典型的方式活化。

在正常情況下，Keap1擔任Nrf2與E3 ubiquitin ligase 的橋樑，接引兩者使Nrf2進行泛素化降解。一旦Keap1與p62形成複合體，Nrf2便不會降解，進而活化其下游調控蛋白；類似的結果，也在其他研究室呈現 － 當細胞過量表達p62，會增加細胞核中Nrf2的含量與ARE-luciferase 的活性、以及下游基因NQO1的表達。有趣的是，同樣來自台灣的 Alice L. Yu 教授（Genomics Research Center, Academia Sinica）研究團隊，以哺乳類雙雜交系統（mammalian two-hybrid system）與FRET （fluorescence resonance energy transfer）方法，發現新穎蛋白FAM129B可與Keap1進行交互作用。此發現為Nrf2/Keap1之間的交互作用與調節，增加更多可能性，我們相信除了p62與FAM129B外，還有其他未知的調節因子也參與此路徑。我們發表有關Nrf2活化與topoisomerase II 抑制劑的抗藥衍生間的調節「Activation of NRF2/ABCC1 axis confers resistance to topoisomerase II poisons in human oral malignancies」，許多學者一起討論並給予有用的建議，相信大家在各自領域上的專研，慢慢的可把Nrf2/Keap1訊息傳遞的脈絡拼圖完成。

此外，我們也持續本研究室的主題，開發新穎的微管抑制劑並探討其作用機制。根據亞培藥廠第二期人體臨床試驗之ABT-751結構，我們設計並合成之全新骨架的磺胺類小分子化合物 － MPT0B098。MPT0B098展現出極佳抑制各種癌細胞生長的能力，比ABT-751更具活性。此外，其亦展現血管裂解及抗血管新生之活性，與ABT-751和CA4P（combretastatin A-4P, ZYBRESTAT®, Phase II/III, as vascular disrupting agents）相比，MPT0B098更具造成血管裂之能力。MPT0B098在缺氧狀態下可以藉由降低HIF-1α mRNA之穩定蛋白HuR與Akt的活性，而調降HIF-1α與其相關蛋白VHL、VEGF、PDGF、與cathepsin D的表達，為首次發現的微管抑制劑之新穎作用機制；我們以「MPT0B098, a novel microtubule inhibitor, displays potent anti-angiogenic activity via destabilizing hypoxia-inducible factor-1alpha mRNA」為題發表研究成果。

抗藥性衍生的機制與如何逆轉抗藥性一直是目前臨床上亟需解決的問題；在本次大會中，與抗藥性相關的演講與論文發表近500件，包括 (1)腫瘤微環境：如matrix proteins、stromal、與發炎細胞的影響；(2)microRNA：如miR-221、miR-222、miR-181與tamoxifen在乳癌細胞的抗藥性有關；(3)Redox signals；(4) stem-like；(5)kinase signals；(6)DNA repair；(7)efflux pumps；(8)epithelial to mesenchymal transition (EMT) 等，皆是探討有關參與化學治療或標靶治療抗藥衍生的問題。由於台灣是鼻咽癌好發區，目前臨床上治療主要以cisplatin為主，然而抗藥性的衍生常使治療失敗。為解決此問題，我們實驗室建立了鼻咽癌之cisplatin 抗藥細胞株，發現其可藉由活化DNA 修復機制、增加細胞代謝解毒與抗氧化的能力、與提升抗細胞凋亡蛋白的表達等，而造成細胞對cisplatin的抗性；進一步研究發現，ErB/Akt/FoxO路徑活化，可能是造成上述生物活性改變的主因；我們以「Activation of Akt/FoxO axis confers resistance to cisplatin in human nasopharyngeal carcinomas」為題，發表這部份研究結果。許多先進參與熱烈的討論，並提出許多寶貴意見，可供我們進一步地釐清與探討。

此次美國行獲益良多，更對未來的研究主題有正面的幫助。由於此會議為世界最大的癌症研討會，所涵蓋之研究領域很廣且會場空間很大，然而時間有限，遇上有興趣的主題於同時間發表時，常陷入取捨兩難之境，但好處是選擇性也多，也會有機會遇到更多的熟面孔，有更多的交流，也是重要的收穫。
《文/圖：癌症研究所張俊彥特聘研究員兼所長、郭靜娟助研究員》