
如果肉眼能看到細胞內的訊號傳遞路徑(Signaling pathways),肯定會因其五光十色、縱橫交錯而眼花昏眩,至少我以前還在學校唸細胞學課程時就是這樣。
這張複雜的通訊網,負責調控細胞的生長、分化、分裂與死亡,然而,在癌細胞中,這張大網往往因為DNA突變、基因拷貝數擴增或過度表現,因而局部扭曲,導致某些路徑始終處在啟動狀態,就像被卡死的油門。透過鎖定這些異常路徑,精準打擊腫瘤,同時減少對正常細胞的傷害,正是癌症精準醫療(Precision medicine)的核心。我整理了一下,列出現今癌症用藥(特別是標靶藥物)常鎖定的7大訊號路徑,讓我們更容易理解藥物研發背後的邏輯。
一、EGFR路徑
表皮生長因子受體(EGFR)是受體酪胺酸激酶(RTK)的一種,當血液中的生長激素分子與EGFR結合,會引發受體二聚化並磷酸化,進而啟動下游生長訊號,例如MAPK/ERK路徑、PI3K/AKT/mTOR路徑等。
以非小細胞肺癌(臺灣人很普遍的肺腺癌即屬於此類)為例,EGFR突變(例如Exon 19 deletion或L858R)很常見,尤其在亞洲不吸菸女性族群中佔比甚高。
市面上已有好幾種針對EGFR突變的標靶藥,像是第1代/2代EGFR酪胺酸激酶抑制劑(EGFR-TKI),包括Gefitinib(中文商品名艾瑞莎)、Erlotinib(得舒緩)及Afatinib(妥復克)等;以及第3代EGFR-TKI藥物,例如Osimertinib(泰格莎),用於治療EGFR T790M抗藥性突變的非小細胞肺癌病人。
二、HER2路徑
第2型人類表皮生長因子受體(HER2)是EGFR家族的成員,它可能因基因表現量過度增加,不斷送出強有力的增殖訊號。
最常見的實例是乳癌,約15~25%的患者有HER2異常問題,這類乳癌亞型的腫瘤組織通常生長速度快、侵略性較強。
標靶藥物Trastuzumab(賀癌平)本身是一種抗體,能鎖定HER2變異,它也間接啟發了抗體藥物複合體(ADC)新藥的誕生,例如Trastuzumab deruxtecan(俗稱T-DXd,商品名優赫得),抗體既是藥也是導航裝置,將強效化療藥物直接送進病灶。
目前,帶有HER2變異的胃癌及大腸直腸癌病人,經臨床醫師評估後,也可能使用HER2標靶藥來治療。
三、MAPK/ERK(Ras-Raf-MEK-ERK)路徑
這條路徑是將細胞表面受體的訊號傳送到細胞核的極重要路線,透過依序活化一個個組成環節,調控細胞的增生、分化和遷移等多種活動。
關鍵節點包括RAS和BRAF,前者包括KRAS、NRAS和HRAS等,是許多癌症中常見的基因突變,過去被認為是「不可成藥(undruggable)」,也就是無法製作出有效抑制其蛋白質產物的新藥,但近年已有針對KRAS G12C的藥物問世。
後者的突變型如BRAF V600E,會導致MAPK/ERK訊號路徑持續活化,常見於惡性黑色素瘤、甲狀腺乳突癌和大腸直腸癌病人身上。
現在已有標靶藥物,例如併用Trametinib(麥欣霓)與Dabrafenib(泰伏樂),治療惡性黑色素瘤或非小細胞肺癌。
四、PI3K/AKT/mTOR路徑
這條路徑可說是細胞內的代謝樞紐,直接調控細胞週期,控制細胞何時該生長、何時該分裂、何時又該靜止。在許多癌症中,PIK3突變或抑癌基因PTEN(原本的功用是抑制該路徑)缺失,會導致這條訊號路線過度活化。
由於該路徑和葡萄糖代謝過程密切相關,胰島素會透過這路線促使細胞攝取葡萄糖,降低血糖,因此研發藥物常需克服血糖升高等副作用。目前已有針對PI3K的標靶藥物,例如Alpelisib(愛克利)及Inavolisib(癌妥飛),用於治療特定乳癌亞型。
五、CDK4/6路徑
細胞週期素依賴性激酶4/6(CDK4/6)是控制細胞從生長期(G1期)進入複製期(S期)的重要開關,倘若這條路徑異常活化,會導致癌細胞快速增殖。
現在市面上常見的的CDK4/6抑制劑藥物有Palbociclib(愛乳適)、Ribociclib(擊癌利)和Abemaciclib(捷癌寧),皆用於治療荷爾蒙受體陽性且HER2陰性的乳癌患者。這類標靶藥能中止細胞分裂,使癌細胞停滯在G1期。
六、BCL-2路徑
細胞的生與死受到BCL-2蛋白質家族調控,它們是細胞凋亡(Apoptosis)的重要開關。
此家族包含抗凋亡蛋白質BCL-2、BCL-XL、MCL-1等,以及促凋亡蛋白質BAX、BAK和BIM等,兩者的角色截然相反,彼此的拉鋸決定了細胞走向死亡或繼續存活。
當抗凋亡蛋白過度表現時,細胞即使受到嚴重損傷,也不會遵照凋亡指令自我了結生命,這正是許多癌症細胞能長期存活的原因。舉例來說,慢性淋巴性白血病(CLL)和某些淋巴瘤,常出現BCL-2過度表現。
目前已有針對此路徑的標靶藥物,例如Venetoclax(唯可來),它能抑制BCL-2蛋白質,修復細胞的凋亡機制,使癌細胞走向自然死亡。
七、VEGF路徑
腫瘤要不斷長大,必須誘發新生血管,讓身體源源不斷提供營養和氧氣,血管內皮生長因子(VEGF)和VEGF受體(VEGFR)是控制血管生成的關鍵。
抗血管生成的標靶藥物不直接殺死癌細胞,而是切斷糧草供應「餓死」腫瘤,或是讓腫瘤血管「正常化」以利治療藥物進入病灶。
一個經典實例是Bevacizumab(癌思停),它是一種能抑制VEGF的抗體,廣泛用於治療大腸直腸癌、乳癌、肺癌及卵巢癌等癌症病人。其他還有Ramucirumab(欣銳擇)、Cabozantinib(癌必定)、Sorafenib(蕾莎瓦、索福耐)等多種藥物,最前者也是抗體,後二者是小分子藥物。
八、PARP路徑
細胞隨著存活時間拉長,DNA會不斷累積小損傷,要依賴特定酵素加以修復,PARP是修正DNA錯誤的其中一個關鍵酵素。
以標靶藥物抑制PARP後,可以阻斷癌細胞的單股DNA修復,累積愈來愈多致命的雙股DNA斷裂,導致癌細胞最終因DNA損毀得太厲害,撐持不住而死亡。
此外,BRCA1/2基因和修復DNA雙股斷裂息息相關,因此用藥的前提通常是腫瘤細胞的BRCA1/2基因發生致病性突變,或是帶有其他類型的DNA修復功能缺陷。目前這類藥物有Olaparib(令癌莎)、Niraparib(截永樂、澤截)、Talazoparib(達勝癌)等,治療對象包括卵巢癌、乳癌及攝護腺癌等癌症患者。
九、MYC路徑
MYC是一群重要的轉錄因子(transcription factor),包括c-MYC、N-MYC及L-MYC等,負責調控許多和細胞生長、代謝與蛋白質合成相關的基因。
在正常細胞中,MYC的活性受到嚴格控制;但在癌細胞中,MYC可能因為基因擴增、染色體重排或上游訊號異常而過度活化。
例如肝癌、肺癌、乳癌、子宮內膜癌等多種癌症可能發生c-MYC過度表現,部分神經母細胞瘤(Neuroblastoma)也會出現N-MYC變異。
然而,MYC蛋白質本身缺乏適合藥物分子結合的結構,因此長期被視為「不可成藥」的靶心。不過近年已有研究,嘗試透過直接或間接抑制MYC和其共同活化因子結合,藉此降低MYC活性;以及使對MYC有保護作用的蛋白質無法與其結合,使MYC蛋白質隨著時間自然降解。
雖然多數仍在臨床試驗階段,但MYC仍被認為是未來癌症治療的重要目標之一。
十、Wnt/β-catenin路徑
Wnt訊號傳遞路徑在胚胎發育、細胞生長及維持癌症幹細胞存活的過程中扮演重要角色。其核心調控分子是 β-catenin。在沒有Wnt訊號時,細胞內由APC、AXIN、GSK-3β等蛋白質組成的複合體會持續分解β-catenin,使其維持低濃度。
當Wnt訊號與細胞表面的特定接受器結合後,分解機制受到抑制,β-catenin便會累積並進入細胞核,啟動促進細胞增生和存活的基因表現。
在多種癌症中,Wnt路徑會因基因突變而持續活化,例如大腸直腸癌可能發生APC基因突變,導致β-catenin無法正常降解,使細胞不斷接收到複製訊號,被認為是腸腫瘤的早期指標性事件。
目前直接針對Wnt路徑的標靶藥物仍在研究中,但由於該路徑也參與正常幹細胞功能,因此如何在抑制腫瘤的同時避免影響正常組織,仍是藥物開發的一大挑戰。
十一、TP53路徑
TP53基因製造的p53蛋白質是人體最重要的抑癌蛋白質之一,當細胞遭受DNA損傷、缺氧或其他壓力時,活化的p53會啟動一系列防禦機制,例如暫停細胞分裂週期、促進DNA修復,或在損傷過於嚴重時誘導細胞自行凋亡。
p53能維持基因體穩定,阻止基因錯誤百出的細胞持續分裂。然而TP53突變在癌細胞十分常見,估計出現在一半以上的人類癌症中,造成細胞原本內建的生長抑制機制瓦解,最後走向失控。
目前科學家正透過恢復突變p53功能或抑制其調控蛋白質等方式,試圖重新啟動這條抑癌路徑,作為未來癌症治療的重要方向。
細胞訊號傳遞路徑的發現,讓癌症醫療從「對症下藥」進化到「對基因下藥」。不過,癌細胞十分頑強,為了活下去,常迂迴繞過原先路徑,產生抗藥性,這種現象稱為旁路啟動(Bypass signaling)或旁路活化(Bypass activation)。
也因此,精準醫療可不是「檢驗到一個突變、開一劑藥」就一勞永逸,臨床醫師必須掌握腫瘤的主要驅動突變、可能的替代路線,以及不同藥物能否互補或交叉阻斷,打一場長期的攻防戰。





















