一樣的病,就該吃一樣的藥?讓 RNA 定序找到最適合你的治療

作者 | 發布日期 2016 年 04 月 09 日 12:00 | 分類 科技教育 , 醫療科技 follow us in feedly
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近年來,由於 DNA 定序技術的成熟,根據 DNA 定序的結果使得醫師以及病患都能夠更了解病人的基因特性並選擇最適合的治療方式,已經不是奇怪的事了。但最新研究指出,RNA 定序在醫療領域的應用有其必要性,重要性不輸 DNA 定序!到底 RNA 定序和 DNA 定序有什麼不同呢?



美國轉譯基因組研究協會(Translational Genomics Research Institute,TGen)的研究顯示,利用 RNA 定序做更詳細的基因分析之後,這些資訊能夠提供醫生及病患對於找出疾病根源,及治療方法有著更深的認識和更精準的判斷,為病患量身訂做最適合的療程。這篇回顧評論當前發表於科學期刊 Nature Reviews Genetics,內容提出了許多利用 RNA 定序偵測管理各種不同的疾病的好處,可以運用的疾病非常廣泛,從癌症至傳染性疾病都能夠運用。

 

RNA 是什麼?

在大多生物體內 RNA 的功能是做為連接 DNA 以及蛋白質的橋樑。DNA 做為遺傳因子,細胞不會直接用 DNA 來做出蛋白質,而是先「抄錄」成一種格式稍有不同的副本,也就是 RNA,再依照 RNA 的序列訊號製造蛋白質。將 DNA 訊號轉為 RNA 訊號的過程就像把一種文字格式「抄錄」成另一種,這個過程我們就稱之為轉錄(transcription)。所以,在我們的細胞中同時會存在著 DNA 及 RNA,DNA 是遺傳密碼,RNA 則是根據這份密碼抄錄出來的副本。

RNA 做為蛋白質生成的訊號,它的角色有點像廚房裡的食譜,或者像生成蛋白質時所用的設計圖,細胞內生成蛋白質時就會依照 RNA 上不同的訊號做出不同的蛋白質,這個過程就叫轉譯(translation)。

所以,DNA 幾乎在任何時候每個細胞裡都只有一份,但 RNA 在細胞中會隨著環境情況不同,而有不同的數量(copies)。也就是說,當某些基因被活化開啟時,那個基因的 RNA 在細胞中就會被「抄寫」好幾份分送出去,讓對應的蛋白質可以更快速的生成。這樣的特性使得 RNA 的狀態比 DNA 更能表現出細胞當下的狀況,能提供更直接而精準的資訊,進而幫助我們判斷哪種醫療手段能夠最有效的將造成疾病的根源導正回來。

 

RNA 定序的可能用途

DNA 的定序能夠依序的闡述多達幾十億的以化學分子為單位的密碼,這串密碼承載了生物體內從頭到腳所有的構造成分以及功能,小至頭髮、眼睛的顏色大至個體是否容易患有癌症或其他疾病,所有生物功能狀態都透過這串 DNA 序列運行。而 RNA 定序則是提供了細胞內某時間內的資訊,我們可以透過 RNA 定序得知在某時間點內細胞內的哪些基因被活化了,大量的表現細胞哪方面的功能。也就是說,RNA 是掌握人體生理狀態的精確指標。

本篇回顧評論的第一作者是 TGen 轉譯創新研究中心的助理教授 Sara Byron 博士,她表示:「RNA 是細胞內具有動態及多樣化特性的生物分子,在各種生化反應中都扮演著關鍵性的角色。從分子診斷的角度來看,以 RNA 做為測量的對象對於增進人類健康有非常廣泛的運用領域,從疾病預測、診斷到治療階段都有所助益。RNA 定序能夠幫助我們對於病患的基因組有更深一層的了解,在這麼大量多樣的 RNA 之中,RNA 定序能夠告訴我們哪些 RNA 正在大量表達,提供詳細的資訊。」

測量 exRNA(extracellular RNA)是目前一種較有潛力的 RNA 測量方式,由於 exRNA 是細胞外的 RNA,所以測量 exRNA 並不難,從受測者血液樣本中就能取得。相對於對腫瘤做活組織切片檢查,這種方法不需要經過手術等侵入性的程序就能作為疾病診斷的指標,成本與風險都大大降低。

本篇回顧評論的作者之一 TGen 神經基因體學助理教授 Kendall Van Keuren-Jensen 博士,他同時也是 TGen 非侵入性診斷研究中心的合作主任,他表示,生物體液中 exRNA 相關的研究在最近發展十分迅速,由於 exRNA 檢測是一種非侵入性的疾病檢測方法,只要能取得更多的生物體液,就能得到在不同時間更多樣化的樣本。

在今年初發表的第一項測試 exRNA 檢測的研究是針對肺癌病人所進行的研究,在這之後將 RNA 定序運用於癌症診療的發展潛力不容小覷,也正在快速發展當中。目前 RNA 定序技術已經上市,在臨床上可以提供醫療人員更多機會了解病患的癌症情形,幫助他們根據這些資訊選擇最適合的治療方法。

除了上述所提到的癌症診斷之外,RNA 定序也能應用於感染性疾病案例。例如在治療的過程中監測具有抗藥性的病毒,或者追蹤伊波拉病毒源及其散播情形。本篇回顧評論的作者們以臨床研究的發現做為例子,敘述了 RNA 定序技術將如何幫助我們解釋 DNA 定序的結果。綜合各種定序技術的相關研究,在醫療健康領域將有非常廣泛的應用空間,其中 RNA 定序技術用運於臨床醫療上發展潛力更是值得期待。

(首圖來源:phys.org) 

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