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清大化工團隊研發口服疫苗 β-葡聚糖有望助核酸疫苗藥物突破生物屏障

莫德納mRNA前瞻新創獎得主宋信文團隊分工合作收穫疫苗新可能,清華大學化學工程學系博士生羅柏凱(左一)、清華大學化學工程學系碩士生張萬安(左二)、清華大學化學工程學系教授宋信文(中)、國家衛生研究院研究員黃明熙(右二)、國家衛生研究院研究助理何慧敏(右一)記者曾原信/攝影
莫德納mRNA前瞻新創獎得主宋信文團隊分工合作收穫疫苗新可能,清華大學化學工程學系博士生羅柏凱(左一)、清華大學化學工程學系碩士生張萬安(左二)、清華大學化學工程學系教授宋信文(中)、國家衛生研究院研究員黃明熙(右二)、國家衛生研究院研究助理何慧敏(右一)記者曾原信/攝影

聽健康

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可活化免疫反應的β-glucans,被應用在口服抗癌疫苗時,會有什麼樣的新突破?清華大學化學工程學系宋信文實驗室利用「β-glucans能強化疫苗的活化效果」原理,希望口服藥物透過載體的保護,能順利到達小腸被吸收、進入血液循環,提高藥物吸收率。

口服疫苗製劑潛力大 mRNA技術可望開啟癌症治療新頁

β-glucans是一種葡聚多醣體,存在於麵包酵母、大麥纖維、藻類和海藻中,主要益處在於免疫系統的提升。研究發現,β-glucans可能喚醒有助對抗癌症的T細胞、自然殺手細胞,任何「可能性」對研究團隊來說,都是重大突破契機。擅長疫苗佐劑的國衛院研究員黃明熙請益專精生醫材料設計的清大教授宋信文,借重雙方各自擅長的技術,研發口服抗癌疫苗。

宋信文曾經參與口服胰島素研究,投入口服胰島素奈米載體,免去糖尿病患打針的麻煩與痛苦,若能將這套模式應用在癌症治療上,也能為患者提供新的選擇。大多數疫苗都是透過肌肉或皮下注射方式接種,刺激人體免疫系統達到抵禦疾病的目的,為什麼除了「活性減毒」的口服疫苗,迄今為止的疫苗幾乎是針劑注射?黃明熙說,複雜的腸胃環境是關鍵。

新冠疫情席捲全球,推進了mRNA於疾病的預防與治療應用,包括疫苗研發、藥物遞送和生產製程。口服抗癌疫苗的研發進程,經過2年的努力已經在動物實驗中初步獲得顯著效果。一般疫苗經口服使用將受到胃酸和酵素的限制,不一定能順利抵達腸道,宋信文的團隊以生物工程解決口服投遞藥物的問題,期望將癌症的標靶藥物送到目標組織。

莫德納mRNA前瞻新創獎得主宋信文團隊於實驗室進行科學論證。記者曾原信/攝影
莫德納mRNA前瞻新創獎得主宋信文團隊於實驗室進行科學論證。記者曾原信/攝影

mRNA技術不只抗新冠 未來有望治療、偵測癌細胞

許多疾病治療都與蛋白質有關,mRNA技術的下一步,是其他新興傳染病及癌症疫苗的應用。宋信文表示,β-glucans具有佐劑及保護mRNA作用,可增強mRNA轉染的效率,在「口服型mRNA抗癌疫苗」的計畫中,強化保護mRNA的角色,避免藥效被胃酸、酵素破壞。國衛院的疫苗開發加上宋信文的製程平台,攜手共進mRNA治療癌症疫苗,安全將mRNA帶入細胞內,透過核醣體產生出醫療蛋白質。

奈米時代來臨後,生醫材料領域著重控制釋放功能的藥物載體,宋信文實驗室團隊不斷嘗試如何打開身體屏障,讓藥物達到預期的反應作用。清大化工系博士生羅柏凱分享,β-glucans是腸道的激活劑,可以跟mRNA形成複合體,進入人體細胞後,可以促使免疫系統產生足以防禦疾病的免疫力。在這項計畫研究過程中,團隊花了許多時間測試,包括製程優化與劑量篩選、小鼠小腸的切片檢測時間點、藥物交互影響,慢慢累積數據結果。

「超過2年的實驗,一切從無到有,這成果不會是盡頭,而是藥物遞送載體的開端。」宋信文提到計畫的未來發展,除了癌症治療的研究,希望能做到「偵測」,X光解析程度有限,尤其是無法檢查出較小病變,腫瘤大到一定程度才可看見,可能已有轉移風險。「我們希望能再設計研發『近紅外光II/III螢光偵測』技術,這樣就能讓癌細胞現形,掌握病灶確切位置,做到及早發現、及早治療」。

宋信文指導的團隊榮獲首屆莫德納台灣mRNA前瞻新創獎,有助於未來多種疾病的治療與預防,研發中的新型口服疫苗若是能夠成功問世,將可能會更具穩定性與安全性,劃時代的新技術也更讓台灣生技能量接軌世界,也加速全球創新。

清華大學化學工程學系教授宋信文(左)、國家衛生研究院研究員黃明熙(右)。記者曾原信/攝影
清華大學化學工程學系教授宋信文(左)、國家衛生研究院研究員黃明熙(右)。記者曾原信/攝影

口服疫苗 癌症治療 mRNA 抗癌 蛋白質

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