致癌基因的系統性研究構成了現代分子腫瘤學的基石,從 1970 年代的逆轉錄病毒學到當代的泛癌基因體學(TCGA、ICGC),致癌基因的概念經歷了從單一驅動子到網路驅動子的典範轉移。
RAS 家族:最常見的人類致癌基因
KRAS、NRAS、HRAS 三個同族基因編碼小型 GTPase,是受體酪胺酸激酶(RTK)到 MAPK 和 PI3K 通路的核心節點。KRAS 突變出現在約 90% 胰臟癌、45% 大腸癌和 30% 非小細胞肺癌(NSCLC)中。經典突變發生在 G12、G13 和 Q61 位點,破壞 GTP 水解所需的構型,使 RAS 持續結合 GTP(活化態)。
長期以來 KRAS 被視為「不可成藥」(undruggable)靶點,因為蛋白表面缺乏明顯的藥物結合口袋。突破來自 Shokat 實驗室(Ostrem et al., 2013, Nature)發現 G12C 突變產生一個新的半胱胺酸殘基,可被共價小分子鎖定於不活化的 GDP 結合態。這導致 sotorasib(AMG510)和 adagrasib(MRTX849)於 2021-2022 年獲 FDA 核准用於 KRAS G12C NSCLC(CodeBreaK 100, Skoulidis et al., 2021, NEJM)。近期針對 G12D(胰臟癌最常見突變)的 MRTX1133 和泛 KRAS 抑制劑 RMC-6236 進入臨床試驗。
MYC:主轉錄因子型致癌基因
c-MYC 是 bHLH-Zip 轉錄因子,與 MAX 二聚化結合 E-box 序列,驅動約 15% 基因組基因的轉錄,包括核糖體生合成、細胞週期進入(Cyclin D、E2F)和代謝重組。MYC 在約 70% 人類癌症中表達失調,機制包含:擴增(神經母細胞瘤的 MYCN)、染色體易位(Burkitt 淋巴瘤的 t(8;14) 將 MYC 置於 IgH 增強子下)、上游通路(Wnt/β-catenin、Notch)的活化。
MYC 本身難以直接抑制,因此策略轉向「合成致死」。BET 抑制劑(JQ1, Filippakopoulos et al., 2010, Nature)透過阻斷 BRD4 對超級增強子的招募,選擇性下調 MYC 轉錄。Omomyc(Soucek 實驗室)是顯性負向 MYC 變體,破壞 MYC-MAX 二聚化,目前以 OMO-103 進入臨床(Beaulieu et al., 2019, Science Translational Medicine)。
受體酪胺酸激酶(RTK)致癌基因
- EGFR:NSCLC 中的活化突變(exon 19 deletion、L858R)使激酶域二聚化不需配體。第三代 TKI osimertinib 克服 T790M 抗藥突變,在 FLAURA 試驗中成為一線標準(Soria et al., 2018, NEJM)。
- HER2 (ERBB2):20% 乳癌中基因擴增,trastuzumab(單株抗體)、pertuzumab 和抗體藥物共軛體 T-DXd(trastuzumab deruxtecan, DESTINY-Breast04, Modi et al., 2022, NEJM)重塑 HER2 陽性和 HER2-low 乳癌治療。
- ALK:NSCLC 中 EML4-ALK 融合驅動 3-7% 病例。Crizotinib、alectinib、lorlatinib 三代 ALK-TKI 展現藥物演化對抗性突變的典範。
BCR-ABL 與標靶治療的典範
費城染色體 t(9;22)(q34;q11) 產生 BCR-ABL 融合蛋白,具有組成性酪胺酸激酶活性,是 CML 的驅動事件。Imatinib(Gleevec)的開發(Druker et al., 2001, NEJM)將 CML 從致命疾病轉為慢性病,10 年存活率從 <20% 提升至 >85%,確立「一個突變、一個靶點、一個藥物」的精準腫瘤學典範。抗藥性 T315I 突變由第三代 TKI ponatinib 和 asciminib(別位調節劑)克服。
泛癌基因體學視野
TCGA 計畫(The Cancer Genome Atlas, 2006-2018)對 33 種癌型共 >11,000 名病人的外顯子組、轉錄組和甲基化組定序,發現平均每個腫瘤帶有 4-5 個驅動突變(Bailey et al., 2018, Cell)。僅約 300 個基因達「驅動基因」(driver gene)標準,其中致癌基因占一半。令人意外的是,大部分癌症的驅動基因並不多——「長尾效應」意味著許多低頻突變可能具功能性,這推動了機器學習驅動基因預測(如 OncodriveFML、2020Plus)的發展。
臨床轉譯與挑戰
致癌基因研究催生了約 90 種 FDA 核准的標靶藥物,但抗藥性幾乎必然出現(見下文 drug-resistance)。當前前沿包括:(1) KRAS 泛抑制劑開發,(2) 蛋白降解劑(PROTAC)將難成藥靶點變為可降解,(3) 合成致死策略利用致癌基因相依性(oncogene addiction)概念鎖定癌細胞專屬弱點,(4) 腫瘤異質性驅動的動態治療(adaptive therapy)。
