港大研究|腦轉移瘤難治成晚期患者死亡主因 分析揭四大亞型推動精準癌症治療

港大研究|腦轉移瘤難治成晚期患者死亡主因 分析揭四大亞型推動精準癌症治療

腫瘤及癌症
港大醫學院與牙醫學院組成的跨學科研究團隊,今日(2日)宣佈透過整合逾千個腦轉移瘤樣本的多組學數據,發現腦部獨特的微環境,才是決定腦轉移瘤分子特性與治療反應的關鍵因素,而非腫瘤最初的原發部位。研究成功建立全球最大規模的腦轉移瘤多組學圖譜,為腦轉移瘤分類提供新框架,並為日後發展個人化治療方案奠定基礎。相關研究成果已刊登於國際期刊《自然通訊》

腦轉移瘤治療困難 或影響三成晚期癌症患者

腦轉移瘤是指癌細胞由肺部、乳腺或皮膚等原發腫瘤轉移至腦部,屬晚期癌症常見併發症,約影響三成實體瘤患者。儘管近年手術、放射治療及系統性治療有所進展,但腦轉移瘤在生物學特性及治療反應上差異極大,至今仍是癌症相關死亡的重要原因之一。

研究團隊指出,過往腦轉移瘤的治療策略多以原發腫瘤類型作分類依據,卻忽略了癌細胞進入腦部後,與當地微環境互動而產生的獨特變化,限制了治療成效。

分析逾千樣本 建全球最大腦轉移瘤圖譜

是次研究分析1,032個來自不同原發腫瘤的腦轉移瘤樣本,並結合82個配對原發腫瘤及20個膠質母細胞瘤樣本作對照,整合基因組、轉錄組、蛋白質組、代謝組、單核RNA測序及空間數據,構建前所未有的腦轉移瘤多組學圖譜。研究結果顯示,腦轉移瘤可歸納為四種分子亞型,無論其最初源自哪一種癌症,最終均會在腦部環境影響下,發展出相對固定的分子特徵。

研究團隊將腦轉移瘤分為四個亞型,包括神經樣亞型、免疫浸潤亞型、代謝亞型及增殖亞型,各自呈現不同的免疫狀態、代謝路徑及臨床預後:

  • 「神經樣亞型」:表達神經相關基因,呈現與腦微環境相關的神經樣特徵,且對放射治療敏感
  • 「免疫浸潤亞型」:具有豐富的免疫細胞浸潤,總體生存期最長,免疫治療可能帶來更佳療效
  • 「代謝亞型」:能量代謝通路異常活躍,顯示代謝靶向治療可能有效控制這類腫瘤
  • 「增殖亞型」:以高度細胞增殖為特徵,預後較差,其增殖相關通路的激活提示靶向治療具有應用潛力

腦內免疫環境成關鍵 助精準配對治療

研究進一步分析不同亞型的免疫微環境,發現神經樣亞型及免疫浸潤亞型腫瘤內,負責攻擊腫瘤的細胞毒性T淋巴細胞水平較高,且免疫檢查點分子活躍,顯示這兩類患者或更適合接受免疫檢查點阻斷治療。研究亦指出,細胞毒性T淋巴細胞的浸潤程度,為獨立的預後指標,腫瘤內相關免疫細胞愈多,患者的整體存活期愈長。

為驗證研究結果的臨床應用潛力,團隊利用患者來源的腫瘤類器官模型進行藥物篩選,發現代謝亞型對mTOR抑制劑反應較佳,而增殖亞型則對CDK4/6抑制劑較為敏感,進一步支持按亞型選擇治療方案的可行性。

研究促進精準腫瘤學發展

港大醫學院臨床醫學學院外科學系臨床教授、曾永馨基金教授(臨床神經科學)梁嘉傑教授:「腦部的免疫抑制環境及血腦屏障使轉移瘤的治療特別困難。我們的研究顯示不同亞型的腫瘤如何與腦部神經和免疫細胞互動,這為開發靶向藥物、免疫治療和放射治療的創新組合鋪路,有助尋找治療這些腫瘤的有效方案。」

共同領導研究的四川大學華西醫院劉倫旭教授則指出:「這項開創性研究充分展現多個機構合作的力量。通過匯聚來自中國內地和香港頂尖醫療專業知識,我們得以建立前所未有的數據庫。這次合作成果豐碩,體現協作科研有助加速精準腫瘤學的進步,造福腦轉移瘤患者。」

腦轉移瘤 跨學科多中心研究團隊的主要成員:(左起)梁嘉傑教授、張高教授及劉倫旭教授。(圖片來源:港大醫學院)
跨學科多中心研究團隊的主要成員:(左起)梁嘉傑教授、張高教授及劉倫旭教授。(圖片來源:港大醫學院)

圖片來源:港大醫學院