小紅莓跟心臟有甚麼關係呢?
不是上面那個小紅莓!
也不是下面那個小紅莓!
時間往前轉25年，1996年左右，手機像磚塊一樣大，重到就算很便宜也不會有人想把它放在醫師服裡在醫院值班。那時T大腫瘤病房實習醫師的工作中，很多時間是花在幫住院患者放置周邊靜脈留置管，或是消毒病人的中央靜脈留置管，以便等一下護理師把化學治療的藥接上，開始病人當天的漫長的治療。明顯地有些患者的化學治療藥物中有一種特別紅，接下來不論是從學長姐、護理師，或是願意聊天的病患口中，一兩天內像我這種菜鳥實習醫師，就會知道那是小紅莓。不幫病人打針、抽血的時間，實習醫師要練習問診新住院病人，學習獨立完成實習醫師版的住院病歷，不才的我常常要抄襲學長姐病歷模板才能過關，病歷模板中有一項專屬於注射小紅莓的欄位，需要把病人幾公分厚的舊病歷從護理站地上的紙箱中找出來翻閱(對幾公分到10幾公分厚的舊病歷!電子住院病歷是幾年之後才有的事)，計算並紀錄病人已經用過多少量的小紅莓，這是除了藥的顏色紅到不吉祥的漂亮外，另一個小紅莓很特別的地方。
是這個小紅莓!
Anthracyclines(蒽環黴素)類化療藥物是種使用很廣泛的化學治療藥物，適應症包括前中的常見的乳癌、兒童血液腫瘤等棘手的癌症。其中代表性的老藥是Doxorubicin ( Adriamycin)，而它的顏色鮮紅所以被戲稱為小紅莓(以下都用小紅莓這個暱稱)。它雖然有效，但有種心臟肌肉的副作用很特別，患者使用到一定的累積量之後會出現心臟衰竭的問題。小紅莓這類的藥物會造成DNA雙股斷裂，達到毒殺癌細胞的目的，不意外分裂快速的癌細胞，血球細胞、跟上皮黏膜細胞首當其衝。但小紅莓造成心肌的傷害不同，在累積一定劑量後才發生，所以雖然這類的藥治療惡性腫瘤的效果好，患者能使用的它的次數卻有限。據估計累積劑量到300 mg/m2時, 1-2%的使用者出現心肌受損的徵兆，當累積劑量到450–500 mg/m2時，5-20%的使用者出現出問題。雖然蒽環黴素一直有新的衍生藥上市，目前最被廣為使用的為epirubicin （Epicin®益彼欣），心肌毒性的問題也只是減輕而非完全避免。
針對怎麼用，用多少才能既享受小紅莓的好處，又避免它的壞處，臨床研究的邏輯是找到可信賴的生物標記(Biomarker)，能夠在使用小紅莓之前，就知道誰有可能在累積劑量還不太高時就發生心肌受損。臨床研究者自然而然聚焦在”體質”的個體差異上，也就是對小紅莓的”遺傳易感性”上。於是研究者把接受小紅莓治療癌症的患者分成出現心肌受損跟沒有心肌受損兩組。對兩組患者的DNA進行全基因組關聯分析(GWAS)，第一次GWAS 分析出現了9個連鎖不平衡區域(linkage disequilibrium loci)看起來跟發生心肌受損的風險有關。研究者再收集另一群接受小紅莓治療的患者，驗證上述分析得到的9個連鎖不平衡區域的基因型，是不是可以預測新的這群小紅莓使用者中，誰的心肌受損。結果只有涵蓋RARB基因的連鎖不平衡區域達到統計上有意義的預測效果。帶有rs2229774 (A)基因型, 產生RARG p.Ser427Leu 變異蛋白的患者，心肌受損的風險高，其勝算比(odds ratio)為4.7 (95%信賴區間為2.7–8.3)。
PHARMGKB裏輸入doxorubicin，它會提醒你有三個變異點，RARG rs2229774, SLC28A3 rs7853758, and UGT1A6 *4 (rs17863783)，加拿大所有兒癌患者，在使用doxorubicin之前都一定要驗這些位點，本文主角就是第一個!!
看到這裏馬上看看自己的基因序列壓壓驚，還好還好，沒事兒沒事兒，真的有事的話，用維他命A就沒事喔!
基礎醫學研究的邏輯，則是要釐清RARG p.Ser427Leu 變異蛋白為什麼會導致心肌細胞特別無法承受小紅莓的毒性呢? RARG蛋白是轉錄因子，在心肌細胞表現量高，調控包括Topoisomerase IIb(TOPIIB，第二型拓樸異構酶)在內，許多基因的表達。第二型拓樸異構酶原本的功能是靠完全切斷第一條DNA產生缺口，讓第二條DNA能夠穿過此缺口，之後再將斷裂的第一條DNA重新黏合，整個結果讓兩條一上一下交叉的DNA， 上下交換位置。小紅莓之所以可以引發DNA雙股斷裂，是因為它會卡在DNA跟第二型拓樸異構酶之間，讓切斷的第一條DNA無法重新黏合，斷掉的DNA越多，心肌損傷越厲害。RARG作為轉錄因子，在心肌是要抑制第二型拓樸異構酶的表達量，如果變成是RARG p.Ser427Leu變異蛋白，抑制的效果差，第二型拓樸異構酶變多的情況下，小紅莓不用多就能累積出足夠量的DNA斷裂，導致心肌損傷。如果不巧帶有rs2229774 (A)基因型, 產生RARG p.Ser427Leu 變異蛋白，那該怎麼樣扭轉先天心肌細胞裡第二型拓樸異構酶比較多的劣勢呢? RARG是一種細胞核受體型的轉錄因子 (nuclear receptor)，在結合配基(ligand)後發揮其轉錄因子的功能。自然界中RARG的配基是維生素A代謝後產生的A酸(retinoic acid)。研究者嘗試用類似A酸的人造配基先刺激心肌裡的RARG p.Ser427Leu，強迫心肌細胞裡的第二型拓樸異構酶變少，果然這樣處理後帶有rs2229774 (A)基因型的心肌細胞不會對小紅莓那麼敏感。
最後研究者回過頭來檢查，A酸的人造配基保護了心肌細胞免受小紅莓的毒害，會不會連癌細胞一起也保護了呢?所幸這種刺激RARG的方式只會保護心肌細胞，不影響乳癌細胞對小紅莓的感受性。根據台灣生物資料庫目前有限的資料，1549個台灣人樣本中出現兩位受試者帶有rs2229774 (A)基因型，看起來不多但也其實不少，等到累積更多的資料之後，才能比較精準地估計實際上有多少比例的台灣人，接受小紅莓類藥治療時要更謹慎。
後記:
確認偏誤(Confirmation bias）是一種常見的思考偏誤，根據維基百科的定義:”確認偏誤是個人選擇性地回憶、蒐集有利細節，忽略不利或矛盾的資訊，來支持自己已有的想法或假設的趨勢，屬其中一類認知偏誤和歸納推理中的一個系統性錯誤”。就以上已經介紹的研究內容，小紅莓、RARG p.Ser427Leu與第二型拓樸異構酶，三者之間都只有兩兩相關的實驗證據。雖然我們腦中想像RARG p.Ser427Leu造成第二型拓樸異構酶變多，造成小紅莓毒性變大，好像非常合理，實驗證據也都吻合，但目前為止並沒有介紹將三者串一起的實驗證據。很可能我們也陷入確認偏誤的陷阱中，只看符合我們想像(RARG p.Ser427Leu足以造成第二型拓樸異構酶變多)的證據，支持想像中的小紅莓的心肌毒性機制。基礎醫學研究的方法學上有個厲害的方法，能幫助研究者檢查自己是不是落入確認偏誤的陷阱中。舉這篇研究為例，研究者故意把帶有rs2229774 (A)基因型的心肌細胞裡面的第二型拓樸異構酶TOPIIB破壞掉。如果心肌裡完全沒有第二型拓樸異構酶TOPIIB，用類似A 酸的人造配基刺激RARG p.Ser427Leu，仍舊有減低小紅莓毒性的效果，那表示之前的想像真的是確認偏誤，刺激RARG p.Ser427Leu其實是不用透過TOPIIB也能保護心肌。所幸實驗結果帶有rs2229774 (A)基因型但完全沒有第二型拓樸異構酶TOPIIB的心肌細胞裡面，有沒有用人造配基刺激RARG p.Ser427Leu，變成都不影響心肌細胞對小紅莓毒性的感受度，表示心肌細胞帶有RARG p.Ser427Leu吃虧的地方真的只是(真的完全是)因為第二型拓樸異構酶TOPIIB變多的關係，TOPIIB變多才容易造成心肌提早損壞不是確認偏誤下一廂情願的想法而已。
參考資料
發現小紅莓心肌毒性跟rs2229774，RARG p.Ser427Leu有關的原始論文
https://www.nature.com/articles/ng.RAR3374
發現RARG的配基可以減輕小紅莓對心肌傷害的論文
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S193459092100343X?via%3Dihub
