滴血辨癌？MiRXES 透過 MicroRNA 告訴你
MiRXES 是一間透過檢測血液中 microRNA（miRNA），精準辨認 Biomaker以評估罹患癌症（胃癌、乳癌、肺癌）風險的新創公司。此高準確度的前端生物科技技術，對比現行需要採集檢體的侵入式檢測，無疑提供了一套革命性的診斷方法。MiRXES 更獲得新加坡科技研究局A*STAR (Agency for Science Technology and Research) 的青睞，於目前臨床試驗成果具有令人期待的成效，盼能達到及早發現癌症、及早治療的目標。
根據衛福部 2017 年六月公布的最新國人十大死因，「癌症」已無數次蟬聯榜首，可謂最可怕的頭號殺手。在癌症類別的死亡人數排行前三為：肺癌、肝癌、大腸直腸癌。而乳癌、胃癌則分別為第四、七名。癌症死亡時鐘甚至有逐年加快的趨勢。因此，如何早期診斷罹癌，便是一大課題。新加坡的 MiRXES 發展出一套只要透過檢測血液中的 microRNA，即能精準地檢測出肺癌、乳癌、胃癌的技術，以下就來看看他們的技術原理吧！
癌症檢測嶄新技術，microRNA大哉問
在真核生物中，除了我們熟知的中心法則 (The central dogma of molecular biology)：DNA 轉錄成 RNA ，RNA 轉譯成蛋白質外，還存在另外一些功能性 RNA，如 microRNA、siRNA 等，這些無法進一步轉譯成蛋白質的 RNA稱為「非編碼RNA (non-coding RNA, ncRNA) 」。而其中的小分子RNA (microRNA, miRNA) 是一段 20–22nt（nucleotide, 核甘酸） 長的小片段 RNA 序列，前段具有類似髮夾的莖環 (Stem loop) 結構，而具功能性的microRNA 便是產生於此莖環結構的雙鏈區（見圖一， 紅色片段為成熟 miRNA）。 miRNA 能對被轉譯的 RNA 模板產生干擾現象，使 RNA 降解，進而影響基因調控的表現及細胞周期等。
2008年 Mitchell PS 等人在 PNAS 上發表了一篇震驚醫界的文章 — “Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection”。其研究結果發現在將人類前列腺癌細胞移植到特定免疫缺陷小鼠體內後，能於小鼠血漿採樣中偵測到人類腫瘤細胞所釋放的 miR- 629* 和 miR-660 。由於兩個小鼠不具有上述兩種的同源基因，因此可以合理推測這些生物標記 (miRNA biomarker) 可能是由移植的癌細胞釋放進血液中的。此外，這些血漿採樣在經過室溫長期保存、反覆的結凍－解凍循環及極酸/鹼的惡劣狀況下，還可穩定地利用即時定量聚合鏈反應 (Real-time polymerase chain reaction, RT-PCR) 測得內源性 miRNA 的含量。科學家觀察到 miRNA 能以非常穩定的形式存在於人的血漿中，且不易受 RNA 內源性降解酶 (endogenous RNase) 或上述極端狀況影響，因此紛紛投入這種利用檢測血液中特定 miRNA 的 biomaker 作為疾病診斷的非侵入檢測方式，如： Corsten 等人便於 2010 年發表 miR-499 及 miR-208 為心肌梗塞 (myocardial infraction) 相關的生物標記，是近幾年學界研究的大熱門。
然而這種液態體外檢測卻受到三大因素限制。第一為檢體備製易受到操作手法不同而受到汙染，如：使用太細的針頭抽血或裝在含有肝素 (heparin) 的凝血小管，易造成紅血球破裂釋放 miRNA 或交互干擾而使得檢測結果為偽陽性 (false positive)。第二為即使在成功抽血的情況下，因為 miRNA 序列太短的緣故，所以檢測結果於個體間差異很大，因此檢測儀器的選擇和校正極為重要。第三則是 biomaker 的研究仍在發展中，針對一些疾病的專一性標記科研仍有很長的路要走。
MiRXES 只需一滴血， 癌症篩檢把握黃金期
MiRXES 成立於2014年，是由新加坡 A*STAR 旗下的 BTI (Bioprocessing Technology Institute) 分支成立的公司。創辦人周礪寒博士 (Zhou, Lihan) 是位分子神經生物學家，在 qPCR 技術開發和 biomaker 研發擁有超過六年的經驗。周博士與他的團隊聯手開發利用血液進行診斷的體外診斷產品，主要專注於癌症早期診斷、尋找新的 biomaker 並規格化或客製化檢驗試劑。MiRXES 同時也是 A*STAR 旗下負責商業技術轉移的科技拓展私人有限公司(Exploit Technologies Pte Ltd，簡稱 ETPL) 的診斷科技發展中心之重要夥伴。
MiRXES 公司的技術如同影片所述，可總結成三項創新（見下圖）。第一為創新的反轉錄酵素引子（ Reverse TrascriptasePrimer），可以作為反轉錄酵素 (reverse transcriptase) 進行互補DNA (complementary DNA, cDNA) 配對的起始點；第二為設計出正向 (forward) 和反向 (reverse) 的 RT-qPCR 引子，可以更精確地放大對應 cDNA 的片段；最後則為客製化的 RT-qPCR 試劑，可以提高檢測的訊雜比 (signal-to-noise ratio) 。透過以上三種技術，MiRXES 透過比同行還靈敏的 RT-qPCR 技術，能更精確檢測出微量且難以篩檢的 miRNA ，再透過對比常人 miRNA 的表現程度後，綜合計算出罹癌的風險指數，提供一套非侵入性早期篩檢癌症的方法。
現行的癌症篩檢手法為透過胃鏡、大腸鏡，經口或肛門伸入至目標部位，利用內視鏡進行初步檢查，而後再對於可疑的病兆做切片。此活體組織切片(biopsy) 的侵入性檢測方式往往受到病人抗拒（見下圖）。在醫學、科技發展快速的當代，追求精準化醫療 (Precision medicine) 已儼然成為當代顯學，因此追求「對症下藥」至「藥到病除」為最高原則。MiRXES 公司已著手研發檢測胃癌、乳癌、肺癌的 miRNA 套組，目前進展較快的胃癌臨床盲測結果顯示特異度 (specificity) 已達九成，遠高於同業競爭對手，最快預計明年推出。此外，針對其他癌症，如：大腸癌、前列腺癌等研發也在公司的排程內。
MiRXES 推出的 miRNA 試劑盒以高靈敏度在全球廣泛使用，同時 MiRXES 也積極佈局，與多國的合作夥伴進行臨床試驗，更在中國杭州和美國波士頓設立實驗室。2016 年國際大廠 Johnson and Johnson 宣布與 MiRXES 合作，一同為檢測妊娠糖尿病 (gestational diabetes mellitus, GDM) 努力；同年9月，MiRXES 獲得新加坡年度最具前景創新企業獎 (Most Promising Start Up) 。 miRNA 為液態切片 (liquid biopsy) 種類中價格便宜且精確度高的工具，因此預期將被廣泛運用， MiRXES 的後續潛力亦相當被看好。
就在今年 8 月 26 日至 27 日，H. Spectrum 邀請到 MiRXES 創辦人 — 周礪寒博士，來到亞洲最狂生醫新創論壇「TRANS」，為我們帶來第一手技術、創業心路歷程。對於此議題有興趣的朋友，除了可以先預習周博士的介紹影片：「World’s Best Technologies: MiRXES」，更要參加 TRANS ，才不會不要錯過與大師難得近距離接觸的機會喔！
【TRANS Conference 2017】亞洲最狂生醫新創論壇
■ 時間：8/26、8/27
■ 地點：松山文創園區 1&4號倉庫（台北市信義區光復南路133號）
■ 手刀報名：http://www.accupass.com/go/2017trans
參考資料
MiRXES
Wiki ─ microRNA
Wiki ─ Non-coding RNA
Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection. （Proc Natl Acad Sci.）
Circulating MicroRNA-208b and MicroRNA-499 reflect myocardial damage in cardiovascular disease.（Circ Cardiovasc Genet.）
Singapore’s MiRxes Spins Out from A*Star with Novel qPCR Assay Platform for microRNA Analysis（GenomeWeb）
MiRXES Won Most Promising Start Up in OCBC Emerging Enterprice Awards (EE2016)
新加坡起步公司研發一滴血可驗出數種患癌前兆（新加坡福智霖集團）
新加坡MiRNA X Expression Singapore 公司在新加坡全國醫學研究理事會資助下，研發單憑一滴血可檢驗癌症前兆（經濟部投資業務處版）
血液中 miRNA在疾病診斷的應用（華聯快訊）
疾病檢測新指標miRNA（華聯快訊）
胃腸道腫瘤篩檢利器：內視鏡技術的發展（台灣癌症防治網）
撰文：陳郁婷
核稿：吳韋廷、卓筱涵
