第 556 期

研究發展
開發新穎性紅血球微囊奈米載體在生物醫學的應用及奈米金融合療法用於惡性腦瘤之治療
Developing novel nanocarrier of RBC-derived vesicles for biomedical applications and treating brain tumor with gold nanoparticle fusion therapy

奈米科技與生物醫學的結合是一場革命，為醫學領域帶來了新希望。其中最值得注意的是各種新穎性奈米載體的發展，以裝載不同功能性的分子，進而達成更有效的疾病治療與預防、更精確的疾病診斷或成為醫學研究工具等等的生物醫學應用。由於目前所開發之奈米載體皆為生物外源性，再加上載體奈米化後的獨特性，生物安全性的疑慮往往限制了奈米載體在生物醫學應用時的進展（尤其是應用於人體時）。當然，奈米載體是否能有效地在生物體內傳遞功能性分子，又是一個困難的課題。

本院生醫工程與奈米醫學研究所黃東明博士的研究團隊，模擬紅血球在體內血液循環系統中老化的過程，因脾臟的囊泡形成作用，生成奈米尺寸的紅血球微囊，利用抽取人體血液中之紅血球，在體外操作下，可大量製備紅血球微囊，再將所欲裝載及傳遞的功能性分子載入紅血球微囊奈米載體，以達到不同的生物醫學應用。

此項研究的紅血球微囊奈米載體來自生物體本身，因此生物安全性無庸置疑地凌駕於其他外源性奈米載體之上；同時又因具備細胞凋亡小體之特性，能被其他細胞攝入，有效達到功能性分子的傳遞。本技術具有低成本、簡單、環保、快速、高產率的優勢，且沒有化學合成上有害化學物質殘留的疑慮。另一方面，紅血球微囊奈米載體具備攜帶氧氣之能力，更是目前其他奈米載體所無法達成的，例如本載體可大大提升光動力治療之癌細胞毒殺效能。由此更進一步推論，考慮癌症治療時，對於腫瘤組織細胞低氧環境導致抗癌藥物效果不彰時，本載體所攜帶的氧氣，可望能提供解決的曙光。此奈米載體有潛力取代現有奈米載體，並已獲得美國與台灣專利，發展潛力無窮。本技術亦於2013年榮獲第10屆國家新創獎之肯定（詳見生策會網頁）。

另一方面，本院生醫工程與奈米醫學研究所陳仁焜博士及清華大學原子科學技術發展中心周鳳英博士等人所組成的跨領域研發團隊，結合新興奈米科學技術與核子醫學，開發奈米金融合療法用於惡性腦瘤之治療策略。由於腦瘤患者的預後狀況普遍不佳，加上化學治療藥物的進展有限，腦瘤患者的治療面臨嚴峻的挑戰。目前最常採用的治療方式是在腦瘤手術後施以同步化學放射治療（concurrent chemoradiotherapy, CCRT）以避免復發性腦瘤。然而，目前在手術後至CCRT之前，病人約有2至4週的治療空窗期。本技術開發了一種含有金-198標誌的奈米金粒子（198Au-GNP），其具有多種醫療功能，一方面可用於腦瘤患者在CCRT之前的治療，用以彌補手術後的治療空窗期；另一方面還能在CCRT治療期間，發揮加乘治療效果。

本技術首度報導使用金-198標誌之奈米金粒子治療惡性腦瘤，研究結果顯示除了能有效抑制惡性神經膠質細胞瘤之外，更進一步顯示結合核子醫學與奈米科技，不僅能補足現今腦瘤患者之醫療流程中的治療空窗期，還能對於現階段已被廣泛運用的放射治療合併化學治療產生加乘的效果，為一種極具發展潛力的奈米藥物及療法。研究團隊認為其所展現的加成性同步化學放射療法（bonus concurrent chemoradiotherapy, BCCRT）可融合現行治療程序而形成能讓病患獲得最大益處的奈米金融合療法。本技術已獲澳大利亞、美國及台灣專利，並於2013年榮獲第10屆國家新創獎之肯定（詳見生策會網頁）。

本所歷年來於生策會國家新創獎之收穫頗豐，總計有林峯輝教授（第7屆）、林淑宜副研究員（第8屆）、黃東明副研究員（第10屆）、陳仁焜助研究員（第10屆）共獲獎4次；本所除了在研究與技術開發表現亮眼外，未來仍將不斷努力為轉譯醫學研究與技術產業商業化持續貢獻心力。
《文/圖：生醫工程與奈米醫學研究所》