บทคัดย่อ
การแพทย์แบบแม่นยำ ได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง โดยมีหัวใจหลักอยู่ที่การรวบรวมลักษณะความแตกต่างในระดับโมเลกุลของผู้ป่วยมะเร็งที่มีลักษณะทางพันธุศาสตร์แบบต่าง ๆ ทั้งจากความแตกต่างของเผ่าพันธุ์และที่เกิดขึ้นใหม่จากการเปลี่ยนแปลงของรหัสพันธุกรรม เพื่อสนับสนุนการรักษาผู้ป่วยมะเร็งไทยให้มีประสิทธิภาพสูงสุด โดยเน้นการเลือกวิธีการรักษาให้มีความเหมาะสมกับผู้ป่วยมะเร็งระดับรายบุคคล กลุ่มผู้วิจัยได้ต่อยอดงานวิจัยที่ได้วางรากฐานมาแล้วในช่วงสามปีที่ผ่านมาจากการสร้างคลังเซลล์จากผู้ป่วยแบบสามมิติ เพื่อใช้สร้างโมเดลจำลองของเซลล์มะเร็งภายนอกร่างกายและการตอบสนองต่อยาต้านมะเร็ง รวมถึงการวิเคราะห์ทางโอมิกส์จากตัวอย่างเลือดและชิ้นเนื้อมะเร็งเพื่อทำนายโปรตีนที่ถูกสร้างจากยีนที่กลายพันธุ์เหล่านี้ (นีโอแอนติเจน) และนำไปพัฒนาวัคซีนต่อต้านมะเร็ง นอกจากนี้ การวินิจฉัยทางพยาธิแบบดิจิทัลและมัลติเพลกซ์ (multiplex digital pathology) ในการประมวลสภาวะของก้อนเนื้องอกและกลไกการหลบหลีกเซลล์ภูมิคุ้มกันของร่างกายก็มีความสำคัญต่อการเลือกใช้ยาภูมิคุ้มกันบำบัดแก่ผู้ป่วย คณะผู้วิจัยได้เก็บตัวอย่างทั้งหมด 16 ตัวอย่าง ประกอบด้วยมะเร็งรังไข่ 12 ราย มะเร็งเยื่อบุมดลูก 3 ราย และมะเร็งกล้ามเนื้อเรียบมดลูก 1 ราย ซึ่งในงานวิจัยนี้ organoids จากมะเร็งรังไข่และมะเร็งเยื่อบุมดลูก มีการเจริญช้า โดยใช้เวลามากกว่า 4 สัปดาห์ในการ subculture ในแต่ละ passage และในตัวอย่างที่ subculture แล้วพบว่า organoids เพิ่มขนาดช้าลง ทำให้ยังไม่สามารถเพิ่มจำนวนได้เพียงพอเพื่อทดสอบยาต้านมะเร็ง วัคซีนนีโอแอนติเจนเปปไทด์เฉพาะบุคคลในมะเร็งชนิดก้อนทางคณะผู้วิจัยได้ทำการเก็บตัวอย่างอาสาสมัครผู้ป่วยมะเร็งจำนวน 16 ราย แบ่งเป็น มะเร็งลำไส้ตรง 1 ราย มะเร็งลำไส้เล็ก 1 ราย มะเร็งผิวหนัง 4 ราย มะเร็งไต 1 รายและมะเร็งเต้านม 9 ราย ข้อมูลการกลายพันธุ์จากการถอดรหัสพันธุกรรมของคนไข้ และลักษณะของมะเร็งมีความเหมาะสม พบว่าผู้ป่วยแต่ละรายมี neoantigen ที่จำเพาะไม่เหมือนกันในแต่ละราย NV029 ซึ่งเป็นมะเร็งชนิด RCC ได้รับการรักษาโดยได้รับวัคซีนและนำเม็ดเลือดมาทดสอบการกระตุ้นภูมิด้วย ELISpot พบว่า มีการกระตุ้นภูมิที่ดีและมีการตอบสนองที่จำเพาะต่อเปปไทด์มากถึง 20 ชนิด ระดับการตอบสนองนี้มีถึงสัปดาห์ที่ 12 หลังจากการให้วัคซีนเข็มสุดท้าย คณะผู้วิจัยได้ทำการย้อมตัวอย่างชิ้นเนื้อมะเร็ง FFPE ของผู้ป่วยได้ทั้งหมดจำนวน 16 ราย แบ่งเป็น มะเร็งกล้ามเนื้อเรียบมดลูก 1 ราย มะเร็งไต 1 ราย และมะเร็งปอด 10 ราย โดยใช้ชุดย้อม 9-Color TLS panel ประกอบด้วย immune markers จำนวน 8 ชนิด คือ TCF-1, CXCL13, CD20, CD8, CD4, PD-1, CD21 และ PANCK จากผลการทดลองพบว่า มะเร็งปอดทั้ง 10 ราย มีกลุ่มก้อนของ TLS ชัดเจน ซึ่ง TLS มีผลต่อการทำนายการตอบสนองของการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันบำบัดที่ดี ข้อมูลและกระบวนการที่ได้จากการวิจัยนี้สามารถนำไปใช้วิเคราะห์และออกแบบการรักษาคนไข้แบบการแพทย์แม่นยำได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงการพยากรณ์ผลการตอบสนองต่อการรักษาได้อย่างแม่นยำ และสามารถนำมาขยายผลสู่การใช้งานจริงในเชิงคลินิกต่อไป
บทคัดย่อ
Precision medicine has been utilized for cancer treatments. The principle of precision
medicine study is to collect the molecular differences of tumors that are unique to certain
groups of patients. In order to maximize the treatment efficiency of Thai cancer patients, it is
crucial to select the most appropriate treatments to each patient. This study is a continuation
of our previous precision medicine researches for the past 3 years, which involved developing
patient-derived organoids biobank from colorectal and breast cancers which can be used as
patient avatar model for anti-cancer drug testing. We have also developed an Omics process
in examining biological specimens (blood and tissues) for neoantigen prediction and cancer
vaccine development. Moreover, utilizing multiplex digital pathology for evaluating tumor’s
environment and immune-evasion pathway is also crucial for immune-therapeutic drug
selection for the patients.
In this study, we further established patient-derived organoids from more types of
cancer. We collected 16 more specimens which were 12 ovarian cancer, 2 endometrial cancer,
and 1 Leiomyosarcoma. The organoids from ovarian cancer and endometrial cancer showed
slow growth. We cultured for more than 4 weeks in the subculture of each passage and in the
samples that were subcultured, the organoids grew slower. As a result, it has not been able
to multiply enough to test anti-cancer drugs.
For neoantigen peptide for personalized solid tumor treatment experiment, we
collected specimens from 16 cancer patients, which were 1 rectal cancer, 1 duodenum cancer,
4 melanoma cancer, 1 Renal cell carcinoma (RCC), and 9 breast cancer. Mutation details gained
from DNA sequencing and optimal tumor tumor characteristics showed that each patient had
his/her own unique neoantigens. RCC patient NV029 was the patient undergoing cancer
vaccine treatment. The patient’s white blood cells were collected and tested for immune
activation using ELISpot, and the results showed a high immune activation level with 20
peptide specific reactions. This level of response is reached at 12 weeks after the last dose of
vaccination.
For digital pathology experiment, we stained FFPE-slide sections of 16 cancer patients,
which were 1 Leiomyosarcoma, 1 RCC, and 10 Lung cancers, using 9-Color TLS panel. There
are 8 immune markers provided with this panel for detection of TCF-1, CXCL13, CD20, CD8,
CD4, PD-1, CD21, and PANCK. Our findings showed that all 10 lung cancers had TLS clusters,
which TLS had a good predictive effect on immunotherapy response. The data and process gained from this study can be used for analyzing results and
utilizing treatment planning which, in the future, can be implemented in the clinic so that the
treatments for Thai cancer patients will be towards the precision oncology.
