解析▪新創技術
客觀輔助診斷過動症! 最快1分鐘內得知判斷結果
2022-07-13

注意力不足/過動症(Attention Deficit Hyperactivity Disorder, ADHD)是常見的兒童腦部神經疾患,具高度遺傳性,但目前仍須仰賴臨床醫師的主觀判斷,過程易受眾多因素影響。高雄長庚紀念醫院兒童心智科王亮人醫師、周文君主任與醫研部李松洲博士、小兒科郭和昌教授成功透過13種微型核糖核酸(miRNAs)建立ADHD的分子診斷平台,可提供客觀的判讀方式,輔助醫師診斷,且只要1分鐘即可得知結果。這項全球首創的技術已獲得許多獎項與多國專利認證,也已授權技轉,預計產品半年至一年間能問世,造福人群...

注意力不足/過動症(Attention Deficit Hyperactivity Disorder, ADHD)是常見的兒童腦部神經疾患,學齡兒童的盛行率大約是5-10%(Int J Epidemiol 2014; 43:434-442.),台灣大約19-38萬名的兒童青少年有潛在ADHD可能性。ADHD具高度遺傳性,主要致病原因為大腦皮質發展較不成熟(大約差距20-30%)、尤其是在前額葉區域,以及腦部的神經傳導物質失常(特別是多巴胺及正腎上腺素),因而出現注意力不足、過動、衝動和反抗、對立等行為。ADHD目前仍然缺乏一套可信、客觀且實用的生物指標協助診斷,須仰賴臨床醫師的經驗與訓練根據病童表現徵狀進行判斷,過程中易受病童家長或觀察者的報告品質或醫師主觀意識所影響。

高雄長庚紀念醫院兒童心智科王亮人醫師、周文君主任與醫研部李松洲博士、小兒科郭和昌教授因此共同合作、嘗試開發ADHD的分子診斷技術。團隊從2014年開始埋首研究,經過三年3階段(NGS screening, training set, testing set)的嚴謹實作和驗證,終於率先找到以量測血液中13種微型核糖核酸(miRNAs)生物標記的表現量反映腦發展與ADHD性狀的方法,並成功建立ADHD的分子診斷平台,包括診斷套組、奠基於機器學習演算法的診斷模型(敏感度96%、特異性94.%、正確率95%)以及可迅速判讀的雲端網頁介面。「也有其它研究者找到與ADHD相關的miRNAs,但是將找到的miRNAs建出一個具有臨床實用性、可輔助診斷ADHD的模型暨整合平台,我們是全球第一個。其目的並非要取代現今的診斷方式,而是能夠提供一項輔助醫師判斷ADHD的客觀工具。」王亮人在受訪時道出團隊的研發成果及其價值。

※高雄長庚紀念醫院團隊從2014年開始埋首研究,成功建立ADHD的分子診斷平台、診斷套組、模型與可迅速判讀的雲端網頁介面。(照片來源:高雄長庚紀念醫院)

團隊認為病因複雜的ADHD不太可能是由單一的基因或生理路徑解釋其疾病機轉,因此決定運用次世代定序(NGS)技術全面探索病童和健康對照兒童血液中的miRNAs差異,便從2千多個miRNA中先找出可能相關的20個生物指標,接著蒐集更大的樣本、以即時聚合酶鏈鎖反應(Real-time PCR)確認這些指標的表現量在ADHD組與對照組的差異情形,進而篩出其中13個,再利用機器學習演算法結合這13個miRNA的表現量,建成一套具準確、快速與便利等特性的診斷模型。如此一來,將不再只侷限於觀察問診,而是可透過ADHD分子診斷套組檢測血液檢體,於qPCR機器上機偵測miRNA的ΔCt值,再將數據傳上雲端網頁,即可於1分鐘內得知判斷結果。


※團隊研發的ADHD診斷套組經過血液檢體,偵測miRNA的ΔCt值後上傳雲端,最快1分鐘可得知結果。(照片來源:高雄長庚紀念醫院)

在團隊中專精miRNA研究的李松洲指出,目前國際上的生物指標研究鮮少自我驗證或是進一步釐清背後的分子生物機轉,但是我們都有做!「我們透過盲性驗證確認診斷模型的效度,再以腦影像(MRI)臨床研究與HCN2細胞株的基礎實驗來驗證這些miRNAs與大腦發展的關係及是否牽涉疾病生理機轉,結果的確發現病童某些部位的大腦皮質體積較小與一些關鍵的miRNAs顯著相關,顯示miRNA的表現程度可能影響腦部結構發育,以及也發現兩個miRNA能顯著促進神經細胞株的發展。」李松洲說。


※李松洲博士在團隊中專精miRNA研究,表示團隊成功發現可能會影響腦部結構發育的關鍵miRNAs,以及兩個能促進神經細胞株發展的生物標記。(照片來源:高雄長庚紀念醫院)

這項創新發明已獲得國家新創獎等多個獎項,並取得台灣、中國與歐盟等專利以及德國、法國和英國認證,目前也已經授權技轉予賽亞基因科技(股)公司,接下來將申請實驗室自行研發檢驗技術(LDTs)列冊,與生技公司合作送件檢驗,或由醫院列項自行檢驗,預計半年至一年間推出產品,將研究成果實際應用於臨床,造福病童及家長。

※系列報導:

※本文由生策中心新創幫編輯群採訪撰寫(口述:王亮人醫師、李松洲博士 執筆:楊淇崴)。如有引用,請確實註明出處來源。

 

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