※方圓細胞生醫衍生自中研院張瑛芝團隊的3D細胞培養技術,已與國家實驗動物中心合作,應用於藥物篩檢及建立異種移植模型。(照片來源:張瑛芝團隊提供。)
方圓細胞生醫的全球獨創、無支架的3D細胞培養技術–R3CE,可以將循環腫瘤細胞(CTC)、組織切片、幹細胞或是永生細胞株從單一細胞生成3D結構細胞組織。相較於市面上普遍使用大量細胞(原始腫瘤、幹細胞)聚合成細胞球且產量低、耗時、操作難度高的3D細胞培養技術,以CTC的培養來說,R3CE技術只需活著的少量細胞–CTC,就可以在2D面上進行3D培養、讓單一細胞長成3D細胞球,2星期即可完成,不僅產量高,細胞球尺寸具高度一致性且分布均勻,其操作流程和費用都與2D細胞培養差不多,也就是說,有了R3CE技術平台,可以將做2D的設備和人員無痛轉為3D培養,只要以R3CE技術和其創新材料進行即可。由於此技術具有培養快速、效率高的特點,且適用各臨床檢體,因此可以直接應用於藥物篩檢、DNA/RNA檢測分析等精準醫療範疇,深具商化潛力。
臨床研究發現癌症患者若可經由精準醫療篩選出標靶用藥,可獲得比一般用藥更好的結果,大幅提高治療成效。這種方式的傳統做法是患者須試吃多種藥物以找到療效較好的藥,但每種癌症都有多種常用的化療藥和標靶藥,例如乳癌藥就多達30餘種,所以稱不上是好方法。於是在體外培植癌細胞代替真人試藥,以篩出高效的抗癌藥,是可避免副作用、節省試藥時間和藥費的方式。國外曾有使用老鼠進行實驗並測試用藥的做法,但成功率低且至少需時6個月,對於急需用藥治療的癌症患者而言,根本緩不濟急。在這方面,目前方圓細胞生醫的R3CE技術可以替代該方式而且大幅縮短所需時間。
方圓細胞生醫透過快速且便利的腫瘤檢測方法,可從各種臨床檢體,包括液態活檢(Liquid Biopsy)等著手,從血液檢體中的CTC切入,亦即不必手術侵入體內取得腫瘤切片,只需抽取癌友一管血液以R3CE技術進行體外增殖,待兩星期後形成患者的「體外腫瘤」,即可同步進行多種抗癌藥物的測試,提供患者治療前的輔助診斷、協助醫師選擇最有效的藥物,提高治癒的可能,以及可供治療過程中判斷腫瘤轉移、癒後追蹤和藥效評估等,是一新穎的個人化醫療模式。
「體外腫瘤」極似患者體內癌腫瘤,所以能夠模擬出每位癌友的癌細胞對不同標靶藥和化療藥的反應,包括抗藥性。張瑛芝團隊即以「癌症精準醫療的類腫瘤系統與資料庫」取得2020年國家新創獎的學研新創獎。針對R3CE與癌藥篩檢的關係,張瑛芝表示以這種方式,未來可以在不必見到病人的情況下、在癌症還沒開始擴散或生成時,就可以找到標靶、直接下藥;她比喻道:這就像看到一兩隻螞蟻(癌細胞)出現在蛋糕周圍時,就要殺掉,才不會讓牠們帶來一大群螞蟻(癌細胞增長或轉移),是預防和及早處理的概念。
朝向提高治癒率、縮短製藥時程努力是醫藥學研界共同的目標,以此來看R3CE技術平台的市場機會,包括可取代2D培養、建置最大的多樣性細胞庫,做到個人化的建模及實現精準醫療。從商業應用方面來看,這是一個務實且精準的體外檢測平台,其細胞培養期短且取用簡易,有利於切入臨床治療,協助醫師診斷,對癌症精準醫療及再生醫學的發展及實踐有極大的幫助;此外,透過R3CE技術能加快臨床建模時間,短期可成為精準醫療上的突破口,大幅拓展目前精準醫療的應用範疇,長期而言,張瑛芝將帶領方圓細胞生醫建立人源化腫瘤資料庫,為人類生醫發展提供重要平台。
R3CE技術平台是由史丹福博士、中研院研究員張瑛芝帶領堅實科研團隊,在所打造的液態活檢和細胞培養頂尖實驗室進行了15年的研究成果,目前已與國家實驗動物中心、台大醫院、臺北榮總、林口長庚、高醫、美國史丹福大學以及多家AI公司等進行合作中。在提到張瑛芝最感欣慰的事時,她說:我在美國創立的那家公司,2021年拿到了美國FDA的突破性醫材許可(Breakthrough Device Designation),那是第一個透過血液檢測大腸直腸癌而獲得的殊榮,其原始技術就是來自台灣!所以由此證明我們台灣在生醫材料領域擁有堅實人才與創新能力。張瑛芝再次強調,科學家發揮職責、提供很堅實的創新技術,接著在各種專家人才的彼此合作下,去成就出成功的產品,如此一來,大家的夢想才可以繼續做得很大,也才有實現的可能。
「對於10年後的全新世界,你想好現在該要做什麼了嗎?」這是張瑛芝自問的習題,你的呢?
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