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北醫攜手清大 開發肺腫瘤仿生晶片

北醫大團隊研發「仿生肺組織晶片」,李岡遠醫師分享未來精準醫療藍圖。<br />攝影╱林俊良
北醫大團隊研發「仿生肺組織晶片」,李岡遠醫師分享未來精準醫療藍圖。
攝影╱林俊良
你知道,一個小小的晶片就可以模擬出人體複雜的器官和免疫系統,讓動物和人類免於當藥物測試的白老鼠,進一步實現個人化、精準醫療的目標嗎?

癌症治療最痛苦的,莫過於必須多次嘗試不同的化放療藥物。」由台北醫學大學和清華大學所組成的團隊,打造仿生晶片在肺腫瘤醫療方面的應用,重現腫瘤微環境的運作。

仿生晶片在肺腫瘤醫療應用的合作發想,是因為清大劉承賢教授的親身經歷,他的親人因為罹癌開了三次刀和化療,因此希望可以透過所學、結合資訊科技與醫療,清楚地了解病灶後,再進行精準治療,減少反覆嘗試不同藥物的痛苦。

「簡單來說,我們就是將腫瘤微環境建置在一個小小的仿生晶片上,模擬出腫瘤微環境的情況。」台北醫學大學研究發展處研發長李岡遠表示。

仿生晶片是癌友精準用藥測試的替身

一開始,研發團隊只是希望將腫瘤微環境建置在仿生晶片上,進行各項研究,後來發現這樣的機制,正好可以取代病人進行藥物的測試、提升藥物研發的速度,也可以提升癌症治療的效果,包括使用後可能會有哪些副作用。

他指出,現在許多治療方式都屬於合併療法,但每一種藥物都有其特定的組合,通常無法正確得知到底是哪一個藥物產生的作用和副作用,透過仿生晶片模擬腫瘤微環境,就可以知道這項合併療法是否適合這位病人,如果不適合或可能產生較大的副作用,醫師能迅速判斷是否要更換其他療法,減少藥物的濫用和浪費,提高治療的精準度,也減少病患錯誤用藥的折磨。

「也就是幫病人做藥物篩選,找出最適合病人使用的藥物組合,宛如替身醫療。」

目前,研發團隊先以肺腫瘤為適應症標的進行研發,未來可以延伸應用到不同的器官、模擬不同的疾病,去測試各種藥物在人體、腫瘤微環境下的作用情況,加速藥物的篩選和開發。

李岡遠醫師(中)與清華大學劉承賢教授(左)的研發成果可以協助患者測試「免疫治療效果」,孫偉倫博士(中)扮演重要的溝通合作橋梁。<br />攝影╱林俊良
李岡遠醫師(中)與清華大學劉承賢教授(左)的研發成果可以協助患者測試「免疫治療效果」,孫偉倫博士(中)扮演重要的溝通合作橋梁。
攝影╱林俊良

提供更佳的精準治療減少副作用

劉承賢表示,利用仿生晶片來測試藥物是否可以在身體裡產生作用、發揮藥效,等於是代替病人進行藥物的臨床測試,減少病患測試藥物過程中的痛苦,讓病患及早使用適合的藥物來進行治療,實現個人化、精準醫療的目標,對提升健康照護品質有很大的幫助。

目前這項研究就是在以往仿生晶片的基礎上,進一步開發出可以模擬身體免疫系統運作,篩檢出免疫治療藥物的仿生晶片,測試藥物進入到人體後,人體的免疫系統是否可以正常啟動來阻擋癌細胞的入侵。

李岡遠說,「我們是利用真實病患的腫瘤細胞與免疫細胞,放在仿生晶片上,可以相當程度地真實反應出藥物對於腫瘤所產生的作用。」

此外,由於全球動物保護意識抬頭,以往科學界都是利用各種動物來進行臨床前藥物開發試驗,在動保趨勢下,各國都被要求必須減少利用試驗動物來測試臨床前藥物開發的測試,瑞士更直接禁止動物試驗,而這類仿生晶片技術的應用,正好符合減少殺生、保護動物的需求,兼顧醫療科技的研發。

清大在資通訊科技、半導體方面有很優異的實力,北醫在臨床醫療方面有很紮實的基礎,這樣的組合就是強強聯手的概念,北醫團隊提供醫療資訊、臨床檢體,清大負責晶片的開發,雙方共同將技術整合在一片小小的仿生晶片中,開發出獨一無二、極具商業和臨床應用價值的產品。

「不過,我們目前仍缺乏量產技術和法規的經驗,未來希望政府能夠挹注更多資源、資金和人才,幫助團隊繼續往下開發!」李岡遠說明現在遭遇的瓶頸。

「現代醫學加上資通訊強項,將可望創造台灣另一座護國神山,並向國際推展。」李岡遠醫師娓娓說出心中遠大的理想,未來希望將研究成果一步步商業化,發展成可以挽救生命、改善醫療品質的產品,造福更多人。

Box 台北醫學大學與清華大學「器官晶片/替身醫療」團隊

北醫胸腔醫學研究團隊與清大動機工程團隊所開發的「仿生晶片」,李岡遠熱衷研究,引領胸腔內科全方位發展,專案計畫榮獲科技部2021未來科技獎,可為癌症病患提供更好的個人化精準治療。由北醫事業發展處全力支持,雙和醫院胸腔內科孫偉倫博士整合北醫與清大資源,打造藥物測試篩選平台。

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