大腸直腸癌是因基因突變而引發的疾病，根據發病年齡、個人病史、家族病史，以及癌症的不同期別，針對治療、預防和診斷的需求，會採用不同的基因檢測方法與解讀方式。接下來，除了液態切片的血液循環DNA外，我們將分成四個部分來逐步介紹。

1.單基因遺傳性大腸直腸癌檢測

遺傳性大腸直腸癌可分為伴隨大腸多瘜肉（Polyposis）及無瘜肉（Non-polyposis）表現，兩者涉及的遺傳基因有所不同。家族性多發性息肉通常與APC、BMPR1A、GREM1、STK11、SMAD4、PTEN等基因突變有關，而家族性非瘜肉遺傳性大腸直腸癌（如Lynch症候群）則與MLH1、MSH2、MSH6、PMS2、EPCAM等DNA修復基因的突變有關。此外，還有一些新發現的基因突變，如RNF43、RPS20、NTHL1、MSH3等。

隨著次世代基因定序技術（NGS）的發展，對於單基因遺傳性基因突變，可以使用全外顯子定序（WES）。WES僅針對基因的外顯子部分進行定序，沒有涵蓋內含子區域或基因間區域，而這些區域的變異有時也可能影響基因功能或與疾病發生有關。此外，WES可能無法檢測基因結構的變異（如拷貝數變異）或大範圍的缺失與重複，因此有時會使用全基因組測序（WGS）來檢測。然而，WGS也伴隨數據處理及解讀上的挑戰，這需要有合適的生物資訊團隊來支持。

 

另外對於遺傳性基因的衛教，遺傳性癌症的遺傳諮詢非常重要。遺傳諮詢是一個溝通的過程，依據國家綜合癌症網絡（NCCN）的遺傳諮詢基因檢測風險評估，遺傳諮詢分為三個階段：檢測前的遺傳諮詢、選擇最適合的基因檢測方案，以及檢測後的遺傳諮詢。對於遺傳基因結果的解讀建議，應由臨床遺傳學家、腫瘤專科醫師、遺傳諮詢師和生物學家等具備癌症遺傳學專業知識與經驗的專家共同參與討論。

2.大腸直腸癌癌症組織基因體檢測

大腸直腸癌的常見基因突變及其分佈如下說明：約45~55% 病人具有ALL RAS基因突變，約3%的患者有KRAS G12C基因突變，約8%的患者有BRAF V600E基因突變，約4~5%的病人有DNA修復缺陷基因突變（dMMR）及微衛星不穩定性（MSI-High），約2~4%的病人有HER2蛋白過度表現或基因過度擴增，不到1%的病人具有融合基因（如NTRK或RET）突變。這些基因分析在大腸直腸癌的標靶治療中扮演重要角色，詳細說明如下：

1. RAS基因突變分析：在進行大腸直腸癌的標靶治療時，EGFR抑制劑治療的效果取決於RAS基因狀態。如果病人的ALL RAS基因為突變型，抗EGFR抗體如Cetuximab或Panitumumab則無效。
2. KRAS G12C基因突變：KRAS G12C的抑制劑，如Sotorasib合併Panitumumab於臨床試驗顯示疾病無惡化存活有一定程度的改善，目前等待FDA核准使用於大腸癌之治療。
3. BRAF V600E基因突變的標靶治療：針對此基因突變病人，可使用BRAF抑制劑Encorafenib，合併Cetuximab用於化療後惡化之大腸癌病患。其他藥物包括Dabrafenib及Vemurafenib等藥物。
4. HER2蛋白過度表現或基因擴增：常見抑制HER2的藥物包括Trastuzumab和Pertuzumab等藥物。
5. DNA修復缺陷基因突變或微衛星不穩定性：此類病人可使用免疫療法，如Pembrolizumab、Nivolumab，或合併Ipilimumab和Dostarlimab等藥物。
6. 融合基因NTRK或RET突變：針對NTRK基因突變可使用抑制劑Larotrectinib或Entrectinib。RET基因突變則可使用Selpercatinib等藥物。
7.  基因NGS檢測 Panel (基因組)：在基因Panel的選擇上，根據病人大腸直腸癌的期別會有不同的建議。例如，第三至第四期病人因需要藥物治療，通常建議使用包含幾個基因至500多個基因的Panel 都有不同的選擇，通常比較小的基因Panel 是包含比較有明確標靶藥物治療的基因組，而比較大的基因Panel或稱為 Comprehensive Genomic Profiling，則含有幾個優勢如有少見基因的突變，選複雜的生物標記，如腫瘤突變負荷或微衛星不穩定性，這些數據可作為免疫治療的參考，且還能一起提供RNA資訊、融合基因和同源重組修復缺失(HRD)基因檢測的資訊，而HRD對於卵巢癌人使用標靶藥物PARP inhibitors 抑制劑有很好的效果。

3.次世代多標靶糞便DNA檢測

美國食品藥物管理局（FDA）於2014年批准將多標靶糞便DNA檢測納入大腸癌篩檢工具中，這是一種非侵入性的大腸直腸癌篩檢方式，目的在提高對大腸癌及早期癌前病變的偵測率。次世代多標靶糞便DNA檢測更進一步，使用四種DNA生物標記並剔除KRAS基因突變。這項檢測包含三種甲基化的DNA標記物：神經醯胺合成酶4基因（LASS4）、富含亮氨酸的重複蛋白4基因（LRRC4）、絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶2A基因（PPP2R5C），以及一種參考標記物DHHC型鋅指蛋白基因（ZDHHC1），同時保留了糞便中的血紅蛋白(Hb)。檢測結果透過邏輯回歸演算法整合DNA分子與血紅蛋白標記物的組合。

 

次世代多標靶糞便DNA檢測由Exact Sciences贊助，並獲得多家美國機構及臨床研究中心支持，研究在全美186個地點進行，主要比較其對大腸直腸癌篩檢的敏感性和特異性與傳統糞便免疫化學測試（FIT）之間的差異。研究對象為年齡超過40歲且無症狀的成年人，這些人計劃接受大腸鏡檢查。篩檢期間，參與者提供的糞便樣本會同時進行次世代多標靶糞便DNA檢測和傳統糞便FIT非基因的檢測方法，並在糞便樣本收集後180天內接受大腸鏡檢查。

 

該研究共納入了26,758名參與者，其中98名被確診為大腸癌，82名為早期癌症（I至III期）。此外，有2144名參與者有進展型癌前病變。使用次世代多標靶糞便DNA檢測，大腸直腸癌的診斷敏感性達到93.9%，進展型癌前病變的敏感性為43.4%，而非腫瘤性或陰性大腸鏡結果的特異性則為92.7%。相比之下，傳統非基因FIT檢測對大腸癌的敏感性為67.3%，對進展型癌前病變的敏感性為23.3%，非腫瘤性或陰性結果的特異性為95.7%。

 

與傳統非基因FIT相比，次世代多標靶糞便DNA檢測在大腸癌及進展型癌前病變的偵測表現更優。此外，該檢測對大腸癌的偵測率在不同年齡層及腫瘤位置間無顯著差異。不過年齡對檢測的特異性有影響，年齡越大，特異性越低。在45至49歲年齡組中，特異性達97.3%，但在70至75歲人群中降至87.0%，而76歲及以上則進一步降至84.6%。

總結來說，次世代多標靶糞便DNA檢測為大腸癌篩檢提供了一種更高敏感性的選擇，提供不同風險人群中不同篩檢方式。

4.藥物基因檢測

大腸直腸癌病人在接受化學治療時，有些人會出現嚴重的副作用，因此藥物基因檢測顯得尤為重要。不同族群的藥物基因體學標記可能存在顯著差異，在臨床應用上仍面臨諸多挑戰。常見的藥物基因體學生物標記對5-FU化療藥物的代謝具有關鍵影響，基因變異會影響藥物的療效與副作用。例如，DPYD基因變異可以預測5-FU的毒性，特定基因突變如IVS14+1G>A、I560S和DPYD酶活性降低及副作用風險增加有關。TYMS基因中的序列多態性也會影響基因表達，像2R/2R與3R/3R基因型對化療反應的影響各異。MTHFR基因的某些突變位點，如A222V，可能會增加藥物敏感性，但也會提高副作用風險。此外，ABCB1、CDA、CCND、TP、ENOSF1等基因的突變也都有報導。

 

對於Oxaliplatin化療藥物的代謝，某些基因變異可能影響藥物的效果與副作用，例如與DNA修復相關的基因變異，如GSTP1（A313G位點）、ERCC1（T354C位點）、ERCC2、ERCC4、ERCC5、CXCR1、XRCC1、XRCC3等都會對治療效果產生影響。對於Irinotecan化療藥物，CYP3A5 (*3C)、UGT1A1 (*28、*6)、UGT1A7 (*3)、UGT1A9 (*22)、ABCB1 (C1236T、G2677T/A)、ABCC1、ABCC2、SLC19A1、SLCO1B1等基因突變也都會影響藥物的代謝與副作用風險。

總結 

在基因體時代，基因檢測提供了精準醫療的重要資訊，涵蓋遺傳性基因、癌症組織基因、血液循環腫瘤基因、次世代多標靶糞便基因、藥物基因等，為醫療人員提供更全面的臨床應用依據。