人生沒有用不到的經歷

醫學的進步往往在一個關鍵的發現後一日千里。1953年DNA的反向雙股螺旋被Watson and Crick解析之後，許多研究仍停滯不前，神經生長因子(Nerve growth factor)在1956年就被發現，1962年表皮生長因子(Epidermal growth factor)也被發現，這些研究要等到Rous sarcoma virus(RSV)研究的另一項突破才慢慢與腫瘤的發生連接起來。

RSV是一種RNA病毒，在1960年代，RNA是很難研究的材料，其一是不穩定，其二是當時核酸無法定序。從1910s年到1960s，RSV在實驗室中被養出各種品系，病毒感染細胞後的「複製/繁殖」與「細胞轉型(癌化)」可見於同一種RSV所衍生的不同品系，亦即有的品系只複製/繁殖，但不引起細胞轉型。哇，RSV「複製/繁殖」與「細胞轉型」是分開的，換句話說，能引起「細胞轉型」的RSV可能攜帶特殊的RNA序列！

「基因重組」~這個在1940年代就被Barbara McClintock提出的觀念，沉寂了二十年沒人相信，1960年代在細菌也發現McClintock所說的Transposon之後，「基因重組」重新受到重視。Howard Temin根據噬菌體MS2(也是RNA病毒)與細菌的關係，以及當年大家預測病毒致癌效應可能存在的「Oncogene(致癌基因)」，Temin 做了一個十分前衛的假設：RSV病毒的RNA進入細胞後會轉變成DNA，然後與細胞的DNA進行重組。

1970年，Howard Temin與David Baltimore同時發表：RSV的Polymerase可以用RNA為模板合成 “雙股DNA”，這項發現解開了RSV的RNA秘密。1970年代另兩項重要的發現/發明是限制酶(Restriction Enzyme)與DNA定序，～DNA cloning 與 sequencing 強化分子生物的研究，使得RSV「複製/繁殖」與「細胞轉型」之間的差別終於界定出來。引起「細胞轉型」的品系多出一段RNA， 由 "Sarcoma" 命名為Src。

RSV的Polymerase可以用RNA為模板合成 “雙股DNA”，此Polymerase稱為Reverse transcriptase，意為 "由RNA反向合成DNA的酵素"，這項發現解決了mRNA研究上的難題，從此所有生物的mRNA都能轉換成雙股DNA(即cDNA)，接在Plasmid上利用大腸桿菌大量製造及保存。另外，cDNA之前端只要接上一個Promoter，就可在細胞培養中製造mRNA及蛋白質。

Src從何而來？ 1970年以後，基因重組的觀念已被廣泛接受，Transposon (Jumping gene)最早(1940s)是Barbara McClintock在玉米的染色體中發現，1960年代在細菌中也找到Transposon。當Reverse transcriptase被發現後，原來，RSV的RNA genome也是一種Transposon。當RSV的RNA在雞的Mesenchymal cell 或Stromal cell被轉成雙股DNA之後，會“隨機”嵌進雞細胞的DNA，變成雞細胞Genome的一部分，然後再從雞細胞Genome中製造RSV的RNA。如果有一整條RSV的雙股DNA恰巧崁在雞細胞Src基因旁邊，當病毒自雞細胞Genome合成RNA時，不小心就順道帶走了雞細胞的Src基因，如下圖：
 

Reverse transcriptase、Restriction enzyme、DNA sequencing 三者都是1970年代的重要發現或發明。1979年RSV所攜帶的 v-Src 被發現其實就存在雞細胞的Genome中，是為c-Src。不僅雞細胞有c-Src，人類的細胞也有c-Src，"c-Src" 是第一個致癌基因(Oncogene)。

c-Src被發現之後，動物身上的腫瘤立刻受到重視。1904年丹麥科學家Vilhelm Ellerman and 與 Olaf Bang兩人發現的血癌病雞，是由Avian erythroblastic leukemia virus造成，病毒所攜帶的Oncogene命名為v-erbB1，雞細胞Genome中有c-erbB1。人類的Epidermal growth factor receptor (EGFR)於1978年被發現，經過cDNA cloning及胺基酸比序之後，c-erbB1其實就是1970 年代科學家遍尋不著的EGFR。

EGFR於1978年被發現，但遲至1996年我到美國讀書時，醫學上普遍認為EGFR跟人類腫瘤的發生沒有關係，直到標靶藥物艾瑞莎(Iressa)治療肺癌的解盲分析出來後，2003年Nature Review Cancer有一篇文章：
http://www.nature.com/nrc/journal/v3/n8/full/nrc1159.html 
其中有一段：
Gefitinib (Iressa, 250 or 500 mg orally once daily) as a third-line therapy for NSCLC (non-small-cell lung cancer) has been evaluated in 142 patients with advanced NSCLC whose disease had progressed despite at least two prior chemotherapy regimens including a platinum drug and docetaxel, or who had experienced unacceptable toxicity on these agents. At the recommended dose (250 mg daily), the objective tumour response rate was 13.6%, and the median duration of objective response was 8.9 months. 

Gefitinib (Iressa) has also been evaluated in combination with platinum-based chemotherapy regimens in two trials involving 2,130 chemotherapy-naive patients with advanced NSCLC. Addition of gefitinib did not demonstrate any increase, or trend towards such an increase, in tumour response rates, time to progression or overall survival. 

解盲的結果發現，Iressa單獨使用或與傳統化療並用，統計學上療效有限。但在臨床上確實有個別的病人出現異乎尋常的療效，2004年答案揭曉：
http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa040938 
BACKGROUND 
Most patients with non–small-cell lung cancer have no response to the tyrosine kinase inhibitor gefitinib, which targets the epidermal growth factor receptor (EGFR). However, about 10 percent of patients have a rapid and often dramatic clinical response. The molecular mechanisms underlying sensitivity to gefitinib are unknown.

CONCLUSIONS
A subgroup of patients with non–small-cell lung cancer have specific mutations in the EGFR gene, which correlate with clinical responsiveness to the tyrosine kinase inhibitor gefitinib. These mutations lead to increased growth factor signaling and confer susceptibility to the inhibitor. Screening for such mutations in lung cancers may identify patients who will have a response to gefitinib.

大部分的肺癌病人服用Iressa都沒效，約有10%的肺癌病人腫瘤EGFR基因有突變，因而Iressa對這些病人特別有效。換句話說，Iressa的療效存在於10%的誤差之中，因此在2130個接受試驗的病人，統計上看不出顯著的療效。

1904年丹麥科學家Vilhelm Ellerman and 與 Olaf Bang兩人發現血癌病雞，到2004年EGFR被發現在肺癌有10%突變，且標靶藥物對這些肺腺癌特別有效，剛好100年。現在肺癌的病理檢體都要例行檢測EGFR的基因。