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發展智慧醫學材料,用奈米科技治癌症

未來生醫趨勢〉全球最大生醫工程實驗室主持人 羅伯特.藍格:

呂愛麗
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呂愛麗

2010-07-05

瀏覽數 20,800+

發展智慧醫學材料,用奈米科技治癌症
 

本文出自 2010 / 7月號雜誌 第289期遠見雜誌

在全球的生醫工程領域,有一個名字堪稱無人不知、無人不曉,那就是羅伯特.藍格(Robert Langer)。

在麻省理工學院,有一所藍格實驗室(Langer Lab),這是全球最大的生醫工程實驗室,有超過100位研究人員,裡面進行的每一項研究,未來都可能改變人類生活。

走進藍格的辦公室,相信每個人都會被那鋪天蓋地,占據牆上每一寸空間的獎項及獎狀所嚇到。如果要細細研究每個獎項的內容,可能還得要花上好幾個小時。

比預定接受《遠見》採訪時間晚到10分鐘,現年61歲的藍格才拿著黑苺機現身,立刻為自己遲到道歉。話不多的他,或許也因為實在有太多人想見他,坐下來後,立刻請記者切入主題,連跟遠到而來的客人寒暄的心情也沒有。

去年,《自然》(NATURE)雜誌一名記者貼身跟在藍格身邊一天,單單那天的行程就有密密麻麻三頁紙那麼多。這天受訪時,他的黑苺機始終不離手,訪談也因為接到女兒的e-mail而數度被打斷。

追隨癌症大師佛克曼,獲千禧科技獎

大學從化學工程系畢業後,藍格並未像大部分同學那樣投入薪資豐厚的石化工業,反而跟隨癌症研究大師佛克曼(Judah Folkman)做研究。佛克曼是最早提出抑制血管增生來治療癌症的專家,而藍格也因為成功找出這個關鍵因素而聲名大噪,當時他才30多歲。

不過,藍格最為人津津樂道的,還是在老鼠身上長出耳朵的研究。追溯到1980年代初。當時,藍格與研究團隊意識到,移植器官最根本的難題就是缺乏器官捐贈來源,於是想到結合醫學與工程的方法,在實驗室複製器官。這也開啟了組織工程的新領域。

藍格親自秀了一段影片給記者看,影片中的老鼠為脊椎受傷,下半身癱瘓,「我們利用神經幹細胞及人造支架,仿效脊椎功能,你看,老鼠可以站起來了!」藍格興奮地說,同樣的研究已在猴子身上展開。

藍格目前在全球擁有大約750項已核准及待核准的專利,並於2008年獲得世界上最大的科技獎,也被譽為「科技界諾貝爾獎」的「千禧科技獎」,堪稱一代大師。

藍格表示,預測下個十年的醫療技術突破有些困難,不過,一些很振奮人心的研究正在進行,相信也將改變人類的生活。以下是他在MIT實驗室裡接受訪問的精華節錄:

奈米科技治癌症,年底進入人體臨床試驗

這幾年,生醫工程的發展可說是相當熱鬧,也愈來愈多元。以我們實驗室來說,利用奈米科技進行癌症治療、發展智慧醫學材料及組織工程都是影響未來人類很重要的技術。

一般人可能對生醫工程較為陌生,其實很多生醫工程已應用在醫學治療上,且在醫學上扮演非常重要的角色,例如常見於治療心血管疾病的心臟支架,正是結合醫學與工程的最佳例證。

目前,我投入最多心血的研究正是運用奈米科技在癌症治療上,今年底應該就可以進入人體臨床試驗階段。

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眾所周知,奈米科技存在已久,可是把這項科技運用到醫學,而且不會對人體產生後遺症或負作用,近幾年才開始漸漸熱門起來。

採用奈米科技的好處是,我們可以將低於200奈米的微粒,直接送到腫瘤細胞,與目前多數採用的化療比較起來,更具針對性。也因為微粒達到足夠小的體積,細胞更容易吸收。我們還可以一次將大量藥物集中在這個微粒裡,提高成功機率。你可以想像足球比賽,一般是一位球員每次只能將一顆球射入球門。可是,如果我們可以同時踢出數十顆球,成功的機率不是大大提升嗎?

同樣地,利用奈米技術,我們將上千至上萬劑的藥,集中在一起注射到病人體內,殺死癌細胞,效果加強許多。 對於這項發展,我感到很興奮,可是也不無困難。最大的難題就是設計出有效的奈米微粒,不但對人體無害,也必須可以投入量產製造。我們就拭目以待吧!

短干擾RNA,可提高癌症病人存活率

只是,醫學不像電腦科技,短時間內即可有新的技術產生。醫學研究是條漫漫長路,從實驗室到真正進入人體,耗時10年、20年是常有的事。因此,如果你問未來十年的發展,我無法明確指出哪項技術一定會有很大的突破,或者,我都希望它們有突破,因為這對人類的生活實在太重要。

不過,短干擾RNA(short interfering RNA,siRNA)或許是未來十年內,滿有希望可以突破癌症治療的一種技術。

簡單來說,RNA(核醣核酸)是製造蛋白質的分子,如果我們可以透過短干擾RNA抑制癌症蛋白質的產生,就可提高病人的存活率。而奈米科技在這裡也扮演重要的角色,提供載具,將這些分子準確無誤送達目的地,去干擾蛋白質的產生,就能有效降低癌細胞成長。

至於組織工程的發展,我們的實驗項目五花八門。例如,我們研發出一種可以在人體內自動打結的結。這是因為有些外科手術的位置較難深入靠近,縫合困難。這種結遇到體溫變化,可在縫合處自動拉緊,解決外科醫師的煩惱。

我最終的目的,就是幫助愈多人愈好。有一句話很老土,就是愛迪生的名言「天才是98分血汗加2分靈感」,我可以有很多創新點子,可是,讓這些點子走出實驗室,進入人體,需要鍥而不捨的努力。所以,我時時提醒實驗室的伙伴們,一定不可以放棄!(呂愛麗整理)

未來,還有哪些重要醫學發展?

每年,《MIT科技評論》都會從各個領域選出十項改變人類生活的新興科技,今年也不例外。這十項科技中,唯一與醫學相關的是誘導式多能性幹細胞——iPS 細胞(induced pluripotent stem cells)。這項技術無需利用人類胚胎,卻仍保持幹細胞的原有特性,突破多年來這類研究違反道德倫理和法律的爭議。

與幹細胞一樣,iPS細胞可能可以取代受損的人體組織,讓研究人員觀察疾病發生時分子破壞的過程,也為藥品的毒性測試帶來革新。

另外,《科學人雜誌》在不久前預測,到了2050年,複製人極有可能誕生,合成生物技術(synthetic biology)也可透過人工方式創造生命。

更不可思議的是,合成生物技術可以為任何目的量身打造生命有機體,譬如竹子可自動長成椅子的形狀、分泌柴油的樹幹。看似天方夜譚,其實現階段合成生物技術已經發生在生活中,例如美國人利用大腸桿菌生產柴油和汽油,技術上已成功。

不論如何,這些發展勢必將面對很多社會挑戰,落實到人類身上,還有很長的一段時間。(呂愛麗)

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