早期癌症預警系統—人造痣

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電影「非誠勿擾 2」中的李香山因腳底的一顆痣而發現黑色素瘤,讓許多人因此聞「痣」色變。事實上,台灣惡性黑色素瘤的發生率約為十萬分之 1.5,且患者多為老年農民。因此實在不用看到「痣」就懷疑是黑色素瘤。但你知道嗎?也許在將來,看到痣的第一時間,不是聯想到黑色素瘤,而是應懷疑是否罹患更常見、也更危險的四大癌症(包括前列腺癌、肺癌、結腸癌及乳癌,分別為台灣 2016 年十大死亡癌症第 6、第 1、第 3 及第 4 名)!

以「痣」做為早期癌症的預警信號

癌症之所以可怕,癥結之一在於確診癌症的時機點太晚,因而錯失黃金治療期。有鑒於此,瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)生物系統科學及工程學系(Department of Biosystems Science and Engineering)的 Martin Fussenegger 教授,與其研究夥伴提出一個新的可能解決方案:生物醫學紋身(biomedical tattoo)—以合成基因網絡(synthetic gene network)作為早期預警系統。該系統可藉由偵測血液中的鈣濃度,在四大癌症尚處於非常早期時,就提醒患者留意!

生物醫學紋身預警系統需透過生物技術專家,將基因網絡與人體細胞整合後,再植入皮下。該系統會不斷偵測血中的鈣濃度,若發現鈣濃度長時間超過某數值,就會觸發一系列反應,促使基因修飾細胞產生黑色素,在皮膚上形成肉眼可辨識的棕色痣。會使用血鈣做為四大癌症的生物指標,是因為鈣在人體中受到嚴格的控管,一般來說,骨骼可做為緩衝,協助維持血鈣的濃度。一旦血中出現過多的鈣,就有可能是四大癌症的警訊。

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患者可選擇自我監測或交由醫師定期檢查

Fussenegge 教授特別強調:「痣的出現只是代表植入者可能得接受必要的治療,並非代表死亡,植入者毋需恐慌,應進一步請醫師評估。」他提醒道:「癌症若能早期被診斷出來,可顯著提高患者的存活率。以乳癌為例,早期發現者有 98% 可被治癒;但若太晚發現,恢復的機會將降至 1/4。人們只在癌症表現出問題時才求診,但通常為時已晚。我們研發的系統主要用於自我監測,相較之下具有非常高的成本效益!」最後,Fussenegge 教授更指出:「針對無法承擔壓力,害怕自己面對監測結果的患者,也可考慮使用另一種植入物,該植入物產生的警訊僅可於紅外線下顯示,能交由醫師定期進行檢查。」

期待「生物醫學紋身」能早日獲得臨床應用

生物醫學紋身的概念也嘗試用於其他疾病,例如神經退化性疾病或荷爾蒙失調等。理論上,只要替換系統中的分子感應器(molecular sensor),就能用於監測不同的生物指標。但生物醫學紋身預警系統並不是沒有缺點。首先,植入物並非永久有效,根據其他研究顯示,植入物細胞需每年替換;另一問題是目前該系統仍屬於原型(prototype)階段。最近發表於《Science Translational Medicine》上的研究,是將早期預警系統用於老鼠身上,證實該系統僅於高血鈣濃度下才有所反應,但此研究仍屬於動物實驗,要用於人體,還有很長的一段路要走。Fussenegger 教授對此表示:「臨床研究的持續發展相當費時費力,並非僅憑一個研究團隊就可以負擔的。」因此他努力推廣該研究,希冀將來有朝一日能創造出符合市場需求的產品。根據他的評估,離該系統導入市場並成熟發展,至少還需十年的研發之路。

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文 / Eco

參考文獻:
1. HY Chang, et al. Value Health. 2014;17(7):A740.
2. https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180418141454.htm.
3. Tastanova A, et al. Sci Transl Med. 2018;10(437). pii: eaap8562.

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