2021第一屆

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防治口腔癌 生物標記成早期診斷最佳幫手

研發服務平台亮點成果獎─佳作獎
使用平台:台灣儀器科技研究中心「鏈結產學技術加值服務平台」

「早期發現,早期治療」已成為現今對抗癌症的重要準則之一。要找出癌症發生徵兆,可透過各種醫學工具來觀察身體是否出現任何異常,從抹片、X光、電腦斷層,到驗血、驗尿等,針對常見的癌症類型,一般都有對應的篩檢工具可供利用。只要能夠在癌症發生初期就介入治療,抗癌成功機率就會大幅上升。

比現行篩檢更好的方法

不過,癌症篩檢工具不一定能100%揪出病灶,因此,如何提升篩出率就成為現代癌症醫學的關鍵課題。以口腔癌為例,目前臺灣的口腔癌防治,會針對有抽菸、嚼檳榔等習慣的高危險群提供每年免費定期篩檢的服務,由醫生以目視方式觀察口腔內是否有異常,若發現具罹癌風險的異常病灶,將轉介至醫學中心執行組織切片檢查,一旦病理科醫生從切片中發現有癌細胞存在,即會進入治療流程。

但現行做法最大的困境,在於切片不易發現早期口腔癌徵兆,長庚大學醫學院分子醫學研究中心教授兼主任余兆松指出,此法的早期口腔癌篩出率僅比未經由篩檢發現的早期口腔癌多出約3~4%,使得許多患者確診時已錯過最佳治療時期。特別是臺灣口腔癌發生率在世界位居前列,主因在於臺灣男性盛行嚼食檳榔,即使近年嚼食率已下降近半,仍有超過50萬的嚼食人口。嚼食檳榔帶來的常見病變包括口腔黏膜纖維化、牙周病,每年更有高達5000名患者罹患口腔癌。

為了提高口腔癌篩出率,余兆松團隊開發出一種新型篩檢試劑,能夠快速檢測病患唾液中的「生物標記」,只要唾液中含有一種特定蛋白質「MMP-1」,即代表病患有極高機率患有口腔癌,需要儘速進行更深入的醫療程序,其精準度高達80%

鎖定口腔癌生物標記

長庚大學分子醫學研究中心團隊會開始投入開發口腔癌篩檢試劑,起源自2001年諾貝爾生醫獎得主、美國福瑞德哈金森腫瘤研究中心(Fred Hutchinson Cancer Research Center)主任哈特韋爾(Lee Hartwell)的倡議:透過先進效能強大的蛋白質體學工具,來找出早期診斷癌細胞的生物標記。2005年起,哈特韋爾與長庚大學展開合作,希望能夠在臺灣運用這樣的理念,找出特定癌症的生物標記。然而癌症有很多種類,究竟應該先以哪一種作為計畫的首要目標?

哈特韋爾為此制定了一套準則,包括檢視國內有沒有這項疾病的專家、病患族群規模是否較大、有沒有明確的高危險群、一旦得病有沒有機會康復、現有的科學文獻中是否有生物標記可供驗證、這些生物標記有沒有機會改變現有的臨床治療策略、這項疾病有沒有本土重要性(是否為台灣特有)、是否可進行臨床試驗、有沒有好的健保資料庫等。經過仔細評估,最符合條件的疾病之一,就是口腔癌。

鎖定口腔癌之後,團隊運用「疾病生物標識研究策略」,開始從大量科學文獻中找尋適合的生物標記。余兆松說:「我們收集了1400篇論文,找了300種蛋白質分子,並挑出其中較有希望的50種。」過去有許多研究團隊曾各自發表關於檢測口腔癌的生物標記,但從未有人統整驗證過這些生物標記中,究竟哪一種最能精準判斷患者是否罹患口腔癌,「我們是第一個在口腔癌做『驗證比較』的團隊,事實上在其他癌症也很少人做這樣的事情。」余兆松強調。

要比對剩下那50種蛋白質,哪一種才是最適合偵測口腔癌的分子,就必須使用到大量的病理樣本。因此長庚大學與林口長庚醫院、高雄長庚醫院、台南奇美醫院從2011年起合作收集口腔癌篩檢受試者的唾液樣本,至今已超過6000例。研究團隊也與衛生福利部疾病管制署合作,取得全國口腔癌篩檢的資料。而為了精準定量出病理樣本中蛋白質的表現量,長庚大學分子醫學研究中心開發出獨特的蛋白質標靶定量質譜術,能夠一次同步定量出唾液中存在的上百種蛋白質分子。最終成功驗證出口腔癌的最佳生物標記分子即為MMP-1 

余兆松團隊所研製的口腔癌檢測試劑,僅需少許唾液,就能夠快速檢驗病患是否罹患口腔癌。余兆松團隊所研製的口腔癌檢測試劑,僅需少許唾液,就能夠快速檢驗病患是否罹患口腔癌。

儀科中心加速產品化流程

在余兆松團隊建構出MMP-1的口腔癌檢測方法後,也希望能夠將這套技術進一步商品化,製作成第一個受衛生單位認可的口腔癌檢測試劑。於是余兆松團隊採用台灣儀器科技研究中心(簡稱儀科中心)「鏈結產學技術加值服務平台」,在儀科中心的媒合下,將相關技術技轉給世延生醫股份有限公司,並與世延生醫展開密集的產學合作。

過往曾擔任余兆松團隊的研究員、現為世延生醫技術長的張雅婷博士表示,透過儀科中心的積極協助,讓原本余兆松等人開發的檢測試劑雛形,能夠逐步轉變為臨床上可應用的產品,例如為團隊解說醫療產品商品化應遵循的流程、協助取得體外診斷醫療器材(IVD)查驗登記,並提供醫療器材上市法規相關知識,讓產品能夠符合醫療器材優良製造規範。 

除此之外,檢測試劑在生產時,法規對於廠房的建置規定也十分嚴格。儀科中心不僅為世延生醫提供詳細的廠房設置建議,也協助媒合適宜的GMP代工廠,讓產品得以進入量產階段。張雅婷也相當感謝儀科中心在產品行銷的大力支持,舉凡國內外舉辦重要的醫療展覽,儀科中心都會協助團隊參展,包括前往規模最大的德國國際醫療器材展(MEDICA),一同在參展過程中與其他廠商交流,並媒合有機會合作的對象。透過儀科中心的服務,讓余兆松團隊能專注於研究工作與開發技術,並在短時間內讓研究成果商品化,展現產學合作的優異成果。

此口腔癌檢測試劑已經過數年開發,一旦通過臨床試驗與法規驗證,就有很大的潛力能夠成為口腔癌臨床檢驗的重要診斷輔助工具。而余兆松團隊在口腔癌上獲得成功經驗後,認為其他癌症也有機會依循這樣的模式製成篩檢試劑。目前團隊已在胰臟癌找出數個具有潛力的候選生物標記,期待這些分子也能造福更多病患。

透過MMP-1快篩試片組能夠快速進行初步口腔癌篩檢,若需更精確的結果,則可採用ELISA檢測試劑套組。透過MMP-1快篩試片組能夠快速進行初步口腔癌篩檢,若需更精確的結果,則可採用ELISA檢測試劑套組。
張雅婷認為,利用生物標記進行癌症篩檢,能夠大幅改善現行癌症篩檢的篩出率。張雅婷認為,利用生物標記進行癌症篩檢,能夠大幅改善現行癌症篩檢的篩出率。
余兆松等人於長庚大學建構完整實驗室,並透過自行開發的「蛋白質標靶定量質譜術」找出關鍵癌症生物標記。余兆松等人於長庚大學建構完整實驗室,並透過自行開發的「蛋白質標靶定量質譜術」找出關鍵癌症生物標記。