「癌細胞捕手」成功技轉

2004年,張瑛芝老師加入基因體研究中心的研究行列,在此之前,她任教於加州大學爾灣分校的化工系。從奈米工程的領域延伸到生物科技,對當時的她來說,是一個挑戰。

幾年後,她不但是生醫科技領域的資深研究員,更開發出一套從血液檢測癌細胞的方法與儀器;這個技術可以從數十億的血球細胞裡,撈出在其中微乎其微、以個數單位計的癌細胞。這個創新的技術被矽谷專門經營重量級投資者的創投公司相中,並且成功的技術轉移給一家新創公司合度精密生技(CellMax Life),該公司亦已進駐中研院位於南港的生技育成中心。目前,該公司在台灣與美國,已同步展開將該技術轉移到產業的工作。今年九月,該華爾街時報在報導相關投資訊息時,特別的訪問張老師,對她的創新技術多做敘述。

張老師的創作,發想於細胞膜上面的脂質分子。當她一頭鑽入生物的領域時,她就被這些脂質分子的結構所吸引,對於大自然造物的精密神奇讚嘆不已。每個細胞的外表,都有兩層脂膜(lipid bilayer)。脂膜的組成是許許多多的奈米大小的脂膜分子排列在一起,脂膜分子的兩端各有親水性與厭水性(親油性)的特性。隨著周遭環境的影響,因為油的滑溜特性,這些脂膜分子會變換位置,產生不同型體的空間結構,因此讓不同的物質得以進出細胞。

血液樣本中十分稀少的腫瘤細胞(circulating tumor cells, CTC)是科學家探討癌細胞轉移或是預測癌症的一個課題。醫生們更急切的希望知道,在癌細胞切除的手術、化療後,用眼前的檢測法都看不出有任何剩餘的癌細胞時,如何能確保已經根除了?有沒有其他的方法替代現行的模式?

在打定用這個主題當做研究目標後,張老師的實驗室開始積極的開發奈米材料。團隊設計出一個扁扁的類似晶片的立體結構體,在其內部塗上這個奈米材料。將之放大來看,好似一個長方型的房間,地板上是多條渠道,表面刻有特殊的紋路。

designedChip ch 
 晶片圖示

 

在這個長條型的房間兩端的頂上,各有一個類似煙囪的大管子,可以讓液體從一端沖下,經過渠道,再由另一端出來。

這個奈米塗料裡面,其實加入了某種癌細胞的抗體,可以專一性的辨識癌細胞,同時與之互相產生鍵結的作用。整個的設計,是要把檢體血液從一端打入,另一端流出,當血液流過篩檢室時,由抗體抓住癌細胞。張老師表示,這個方法並不是原創,但是,前人發表的經驗顯示,因為相對的剪力難以調控,最後抓到的癌細胞都被沖破了。

flushMethode 
 血液過篩檢室圖示

 

至於他們這個團隊,到底有什麼法寶,可以成功的補捉到那幾顆稀有的癌細胞,而且是完好無缺的呢?原來,利用細胞膜上脂質分子的概念,這個塗料裡面,也加了脂質分子。上了油的塗料,滑溜無比,好似冰宮的那片冰一般,除非有個柱子能夠把你綁住,凡是經過的東西,一個都不留。

實際的測試顯示,不但只有癌細胞完好無缺的留下來,而且,沖入的一邊明顯的有較多的細胞,這也表示,抗體的抓力十分有效。

接下來,他們要證明這些補捉下來的細胞,真的就是當初預設的目標癌細胞。該怎麼把它們取下來呢?這時後,化工界用來鑽取頁岩油所用的「水力壓裂法」時,打入氣體的方法,就派上用場了!研究人員在膜面加入適量的氣泡,三秒鐘,就收集了所有的細胞!

實際的檢體驗證,是和長庚醫院的團隊合作。他們一共檢測了一百七十個大腸直腸癌病人的血液,結果發現,實際檢測到的癌細胞的數量,和癌症病人的嚴重期別,完全是正向的關聯。

更讓人吃驚的是,一般認為,零期、一期的患者體內的腫瘤應該集中在原點,還沒有擴散;但是,研究報告指出,其實,在這個時期案例顯示,已經有百分之三十五的患者的血液內,已經有溜出來的癌細胞了。

此外,追蹤有大腸瘜肉病患的檢驗,也發現其血液內會逐漸發現有癌細胞的蹤跡,而且數量是逐年增多。

在一毫升的血液內,光是紅血球細胞的數量就有上億,張瑛芝老師的創新工具,可以把僅有個位數量的癌細胞從中篩檢出來。運用這個癌細胞補手的概念,可以發展出來的檢測平台、帶給醫療臨床方法的改善、以及可以檢測到的病症,在在都讓人有想像的空間。期許這個機制早日成型,造福廣大人群。

ChangYC team 
 張瑛芝老師研究團隊

Language

演講及活動

目前暫無活動

最新消息

  • 發掘三醣體可抑制硫酸酯內切酶 解退化性關節炎初始機轉之謎 +

    Read More
  • 「被圈住的心靈!」首度建構自閉症腦組織的環狀RNA與基因間調控網路圖譜 +

    Read More
  • 螢光奈米粒子導航,小鼠肺癌早期治療與轉移偵測 +

    Read More
  • 直逮新冠病毒!中研院19天內製造抗體 研發15分鐘快篩裝置 +

    Read More
  • FePt@Kao奈米粒子優化磁導效應,提升肝癌診斷與治療功效 +

    Read More
  • 1
  • 2
  • 3