【創新科研】中大研新型抗癌免疫療法及可彎曲手術鑽　全國挑戰杯共奪5獎

▲ 左起：病理解剖及細胞學系助理教授鄧銘權、博士研究生鍾一琿及陳金坤。（陳國峰攝）

肺癌是本港十大癌症之首，按醫管局於2019年數據，肺癌的死亡率約27%。現時癌症有多種治療方法，最新的免疫療法價錢昂貴，一次療程或數以百萬計。為提供較便宜的免疫療法，中大病理解剖及細胞學系團隊耗時5年多，透過基因工程改造免疫細胞「嗜中性顆粒細胞」以產生抗癌細胞S3KO-TAN，有效將癌腫瘤縮小。團隊憑有關研究取得第17屆「挑戰杯」全國大學生科技作品競賽中的一等獎。

第17屆挑戰杯全國大學生科技作品競賽「港澳地區」共頒出27個獎項，香港中文大學取得5個獎項。由中大病理解剖及細胞學系團隊耗時5年研發的新型抗癌免疫療法，取得一等獎。團隊發現，透過基因工程改造白血球中最豐富的免疫細胞「嗜中性顆粒細胞」，可生產對抗癌細胞的S3KO-TAN。

團隊由博士研究生鍾一琿及陳金坤組成，在助理教授鄧銘權的帶領下，團隊發現人體血液中含有抗癌的免疫細胞，但用作抑壓炎症的Smad3會壓制其抗癌功效。鄧銘權說，團隊利用基因工程技術CRISPR/Cas9，刪走基因中的Smad3，就可做出殺癌的細胞S3KO-TAN。團隊以有人類非小細胞肺癌的小鼠作實驗，結果顯示，透過注射S3KO-TAN，15天後癌腫瘤會縮小一半至6成，於小鼠身上不見有副作用。

鄧銘權說，相比起現有的T細胞免疫療法，S3KO-TAN能直接應用於異體移植，不用按患者的血型等再作抗原配對，亦很容易能從白血球中取得，僅需5毫升就能提取。鄧銘權指出，目前正積極尋找更多投資者及藥廠合作，亦正拓展實驗至更多類型的癌症，料最快2至3年可開始人體實驗，約5至10年可真正應用。

中大機械與自動化工程學系3名博士研究生王岩、林洪斌及王頊琛研發的可彎曲手術鑽頭，則於是次比賽中取得最高級的「特等獎」。他們研發的鑽頭，可通過微小的傷口進入病人體內，繞過其他人體組織，到達手術位置。鑽頭可安裝至手持設備或手術臂機械人，預料可應用於脊椎、下頷骨骨折、顱底等狹窄空間的手術。團體早前曾於屍體實驗中，以可彎曲鑽頭完成經鼻經蝶竇腦垂體手術及經口的下頜骨骨折固定手術。

團隊成員的指導老師、副教授歐國威說，以往的骨科手術，因手術鑽未能彎曲，或要割走部分人體組織，才可達到目標手術位置，對病人身體造成巨大傷害。以涉及脊椎的手術為例，病人術後或要卧床一個月。而團體研發的可作65度彎曲、直徑最小為4.5毫米的鑽頭，可繞過人體組織，料可減少在手術過程中對病人造成的傷害，有助縮短復原的時間。歐國威又說，已就手術鑽頭申請專利，正與公司商討商業化，料可於2至3年內可嘗試人體測試，日後亦會探討做不同的大小的鑽頭，應對各類型骨科手術。

▲ 機械與自動化工程學系教授歐國威、博士研究生林洪斌。（陳國峰攝）

文章出處: Topick

https://topick.hket.com/article/3257671

港大生物學家揭示巨噬細胞促進卵巢癌腹膜轉移的新機制
為治療策略提供重要見解

香港大學（港大）生物科學學院的研究小組發現，癌細胞能利用與腫瘤相關巨噬細胞之間一種新的相互作用來促進卵巢癌的腹膜轉移。這些研究結果為卵巢癌的治療策略提供了重要的見解，並已於國際著名科學期刊《先進科學》（Advanced Science）上發表。

研究背景
卵巢癌患者的死亡率位列衆多婦科癌症中之首，原因是超過七成患者在罹病晚期才得到診斷，此時癌細胞多已在腹腔擴散，難以治療。

基於腫瘤的異質性（tumour heterogeneity），個別癌細胞的形態和表型特徵都各有不同，而癌細胞與腫瘤微環境（tumour microenvironment）之間存在多層的互動，都令治療卵巢癌的腹膜轉移變得非常困難。

在腹膜轉移的過程中，研究細胞和分子機制是找出治療方法的關鍵，但缺乏合適的實驗模型為研究帶來重重障礙。另外，傳統的細胞實驗普遍採用批量檢測，因此科學界對於單個不同的癌細胞亞克隆（subclone）和腫瘤微環境之間獨特的相互作用仍不甚了解。

研究方法和成果
主要發現：團隊通過觀察人源化小鼠模型發現，Wnt/β-catenin信號通路提升轉移卵巢細胞表面的metadherin蛋白，進而通過巨噬細胞表達的CEACAM1傳遞信號。因此，通過抑制metadherin或CEACAM1來阻斷巨噬細胞與癌細胞的通訊，能有效減少在免疫細胞中的腹膜轉移。

研究團隊早前基於癌細胞的異質性，建立了一個可以模擬卵巢癌自發轉移的等基因實驗模型。研究人員利用該模型加上基因測序及生物信息學分析後，發現Wnt/β-catenin信號通路在具有高轉移能力的卵巢癌細胞中有所上調。Wnt/β-catenin信號通路在胚胎發育和保持組織的恆定狀態，以至癌症中皆扮演重要角色；信號的上調會增加其他致癌基因的表達而造成癌細胞的擴散。

巨噬細胞具有協調先天免疫和適應性免疫反應的關鍵作用，亦是卵巢癌腫瘤微環境中數量最多的免疫細胞。團隊運用「活細胞實時成像」分析單個細胞的活動行為時，發現轉移細胞在與巨噬細胞共同培養的情況下，有一部分轉移細胞會較容易轉型成為「多倍體」，即一種可以促進腫瘤侵略性和治療抗性的表型。另一方面，實驗顯示轉移細胞可將巨噬細胞極化為與腫瘤相關的表型，相應有助轉移細胞形成多倍體。後續的分子分析顯示β-catenin信號通路可上調癌細胞表面的metadherin蛋白，進而通過巨噬細胞表達的CEACAM1傳遞信號。團隊將人類卵巢癌細胞移植到免疫系統人源化小鼠（immune humanized mice）上，證明通過抑制metadherin或CEACAM1來阻斷巨噬細胞與癌細胞的通訊，能有效減少腹膜轉移。由於metadherin和CEACAM1這兩種蛋白是位於細胞的表面，因而非常適合用作追踪癌細胞和臨床靶向。

研究意義
多倍體和基因組不穩定性是癌病的標記。此項研究的重點在於發現了轉移細胞與巨噬細胞的直接相互作用是導致多倍體和基因組不穩定性的潛在驅動機制，即造成癌細胞擴散的原因之一。而當中揭示的分子信息通路有助研發抑制轉移細胞多倍體形成的治療策略，以控制卵巢癌的腹膜擴散。

領導此研究的港大生物科學學院院長（暫任）黃思齊教授認為這項研究極具啓發性：「到目前為止，我們對調節癌症多倍體的機制所知甚少，而我們的研究提供了一種分子機制原理，說明以β-catenin或其下游信號分子為靶點，或許能阻止與預後（Prognosis）不良相關的腹膜擴散。」研究團隊計劃更深入地探索在轉移細胞中驅動多倍體形成的信號傳導機制，這將大大增進我們對卵巢癌基因組不穩定的理解。

研究團隊
此項研究由黃思齊教授（港大生物科學學院）和史珏副教授（香港浸會大學（浸大）物理系）共同領導。杜潔欣博士（港大生物科學學院博士後研究員）為此研究的第一作者，並由鄧紀旋博士（InnoHK創新香港研發平台「合成化學暨化學生物學實驗室」博士後研究員、港大生物科學學院榮譽副研究員）和童寅博士（港大病理系博士後研究員）協助。其他參與研究的合作者包括張江文副教授（港大生物科學學院）、陳嘉倫醫生（港大婦產科學系臨床副教授）及葉品正醫生（港大病理系臨床副教授）。

癌症資訊網

中大醫科生研究發現STK3激酶促進胃癌發展 可作為獨立預後指標

2022年5月16日

由香港中文大學（中大）醫學院醫科生及研究生進行的一項研究發現，STK3激酶（Serine/threonine kinase 3）與胃癌的發生及發展有密切關係。三年級醫科生梅津瑋和陳韋諾及研究生陳博南在病理解剖及細胞學系教授們的指導下，透過分析兩個大型國際胃癌臨床資料庫和胃癌單細胞數據庫，發現胃癌患者的樣本中STK3表達水平普遍上升並伴有基因水平的拷貝數擴增。他們又利用生物信息學分析基因圖譜，進一步揭示STK3激酶在胃癌中的機制，證實STK3通過Ras-MAPK信號通路促進胃腫瘤細胞增殖，而精準標靶STK3蛋白表達或可成為極具潛力的抗癌方案。詳情已刊登於國際期刊《Molecular Cancer》

由中大醫學院醫科生及研究生進行的一項研究發現，STK3激酶與胃癌的發生及發展有密切關係。

中大研究推翻過往STK3激酶可抑制腫瘤生長的推論

根據香港癌症資料統計中心2019年數據，胃癌是本港第六位最常見及最致命的癌症，平均每年有逾1,200個新症。過往有國際研究指出，Hippo信號通路失調可促進胃腫瘤細胞增殖和腹腔轉移。STK3作為Hippo信號通路中的關鍵上游分子，傳統上認為STK3的主要功能為抑制腫瘤生長。中大研究團隊在是次研究中卻首次證實，STK3是一個伴有拷貝數擴增的促癌基因。

中大研究團隊在「癌症基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas）」及「亞洲癌症研究組（Asian Cancer Research Group）」的胃癌樣本隊列中發現，約24%胃癌患者會出現STK3基因水平擴增及STK3表達上調，這情況在香港的胃癌樣本隊列中亦有出現。臨床病理學關聯分析證實，STK3可作為一個獨立預測指標，其高表達與患者的不良預後有密切關係。

為進一步探討STK3在胃癌中的作用，團隊利用生物信息學方法分析了375個胃癌患者的表達圖譜，並用單細胞測序技術對信號通路進行了驗證。結果證實早期胃癌細胞中的STK3表達上調，並透過觸發Ras-MAPK信號通路促進胃腫瘤細胞DNA複製和增殖。

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此研究不但確認STK3會促進胃癌發生發展，亦證實透過敲除STK3，可顯著抑制胃腫瘤細胞的生長、遷移和侵襲，可見精準靶向STK3有潛力成為STK3拷貝數擴增型胃癌的新治療方案。 １ 中大醫學院病理解剖及細胞學系系主任杜家輝教授表示此研究對於胃癌治療進展有重大意義。

醫學院致力培育「醫生科學家」

現正修讀中大醫學院內外全科醫學士（環球醫學領袖培訓專修）三年級的梅津瑋及陳韋諾於2021年申請參與病理解剖及細胞學系的暑期學習計劃，學習如何進行醫學研究。他們主力負責此研究有關信號通路的生物信息學分析和臨床相關性分析，並參與了部分功能學實驗，梅同學同時與研究生陳博南一起整理圖片及撰寫研究論文。除此項研究，兩位同學還積極參與其他課題的生物信息學分析，有數篇研究論文即將於學術期刊正式發表。

陳韋諾同學回想當時的學習體驗，他說：「由於疫情影響未能到外國交流，正好得知這個學習計劃，希望趁暑假充實自己，學習更多課堂外的知識。。在三個月內，我學會使用常規實驗儀器獨立進行基本實驗操作，實踐了在課堂上學會的知識。另外，我亦從零開始學習編程處理複雜的分子生物學資料，相信這技能對我在未來的臨床研究或基礎研究有很大幫助。」

梅津瑋同學則表示：「研究過程中部分所需知識，如編程、繪圖等，都是課堂上學不到的，這又是我首次參與科研，過程可謂篳路藍縷。幸有教授的指導，以及同儕相助，才得以完成研究。醫學發展日新月異，挑戰不斷，這些經驗將有助我應對未來挑戰，十分寶貴。」

中大醫學院三年級醫科生梅津瑋同學（左）和陳韋諾同學（中）參與病理解剖及細胞學系的暑期學習計劃，學習如何進行醫學研究。他們主力負責此研究有關信號通路的生物信息學分析和臨床相關性分析，梅同學同時與研究生陳博南（右）整理圖片及撰寫研究論文。

中大醫學院三年級醫科生梅津瑋同學（左）和陳韋諾同學（中）參與病理解剖及細胞學系的暑期學習計劃，學習如何進行醫學研究。他們主力負責此研究有關信號通路的生物信息學分析和臨床相關性分析，梅同學同時與研究生陳博南（右）整理圖片及撰寫研究論文。 

科研是反覆的驗證的過程，需要無比的虛心和耐性。梅同學及陳同學在培訓期間表現出勤奮且積極的學習態度，經常比研究團隊更早回到實驗室進行科學研究。生物信息學分析部分需要慎密的數據整理技巧，他們能夠於短時間內消化及分析兩個大型胃癌基因組資料庫，並熟練掌握單細胞測序分析技術，展現出極高的科研潛能及熱誠。 １ 中大醫學院病理解剖及細胞學系助理教授康偉教授高度讚揚兩位三年級醫科生的表現。

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醫學教育、科研和醫療技術發展的進步，可幫助我們應付未來更多未知的疾病威脅及公共衞生風險。過去十年間，我們的醫科生於本地及海外醫學科研範疇屢獲殊榮，部分同學更獲研究獎學金赴海外深造。我們醫學院各專科亦一直為學生提供廣泛的醫學研究和學習的機會，比如病理解剖及細胞學系推出的暑期學習計劃。 １ 中大醫學院副院長（學生事務）暨環球醫學領袖培訓專修組別主任吳兆文教授

杜家輝教授補充說：「病理解剖及細胞學涉及組織學、免疫組織化學、形態學等多個範疇，從基礎醫學到轉化醫學，一向是研究生的主要醫學科研訓練基地。為了讓醫學本科生有更好的病理學學習體驗，我們於暑假期間為有志接觸醫學研究的醫科生提供額外培訓機會。是次的研究項目成果令我們感到十分鼓舞，作為三年級醫科生有能力對複雜的癌症課題進行深入研究，並將成果及時公布於影響指數（impact factor）逾20分的國際期刊實屬難得，相信能夠鼓勵更多醫科生或未來醫科生參與醫學研究。」

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