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2045年醫院就在身體裡!「奈米機」如何治療癌症、失智症?

癌症治療示意圖
癌症治療示意圖

本文共1371字

日經TRENDY 文/小谷真幸 譯/ 泉采子

編按:從現在開始到2030年,未來十年日本社會經濟勾勒人類生活樣貌,變化當中可能牽動台灣的消費風潮與產業重組。台灣一向與日本經貿關係密切,經濟日報為提供讀者更多趨勢報導,2022年10月起取得《日經TRENDY》雜誌原文授權,每周更新內容。

近年來,「奈米機」可望使得癌症、失智症等棘手病症治療有大幅進展,因此受到高度重視。它是由約50奈米高分子製成的膠囊,和極小的病毒大小相仿,內部可以放入藥物,也可以送到人體內不同的地方,具有各種功能,所以稱它為機械。

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著手研發的奈米醫療創新中心(川崎市)把將來的研發目標設定為「體內醫院」,概念是一家小醫院(奈米機)在體內巡邏,早期發現生病的徵兆,立刻治療。像1960年代的電影「驚異大奇航」那樣的科幻世界,現在可以藉由奈米科技實現。

圖為奈米大小的膠囊運送藥物。在奈米醫療創新中心,以實現體內醫院為目標,開發採用奈...
圖為奈米大小的膠囊運送藥物。在奈米醫療創新中心,以實現體內醫院為目標,開發採用奈米機的治療法和在家診斷設備。該單位為建構社會系統而進行各項計畫,產官學聯手推動開放式創新,內部有來自國內外各大學、企業和機構的研究人員。

這個目標預計2045年實現,距離現在還有20多年,不過各種研究正如火如荼地進行中,奈米機應該不久後就能讓人類享受到醫療的進步。

在癌症治療的應用方面,即將邁入實用化階段,第一個關鍵因素,是奈米機的大小只有約50奈米。



人體內的血管和細胞的間隙可以讓氧氣和營養素通過,正常細胞的間隙比50奈米小很多,但如果是癌細胞,周圍血管的間隙達到100奈米左右。因此投入含抗癌藥物的奈米機後,它不會進入正常細胞的小間隙,只會進入癌細胞裡。換句話說,抗癌藥物可以有選擇性地抵達罹癌部位。

第二個重點是,奈米機可以只在罹癌的部位釋出抗癌藥物,例如探知到癌細胞的高度酸性後才會有反應,然後在內部釋出抗癌藥物。

如果只投入抗癌藥物,因為藥物也會透過小間隙進入正常細胞,容易對人體產生副作用。但如果使用奈米機,可望降低對正常細胞造成的不良影響,醫師就更容易使用效果好、但副作用也較大的抗癌藥物。



含抗癌藥物的奈米機,目前正針對部份癌症進行臨床試驗,奈米醫療創新中心的島崎真說:「期待5年內實用化」。

不只是癌症,對於吃藥很難痊癒的阿茲海默症等腦神經疾病,奈米機也預期能發揮功效。

腦血管中有血腦屏障,只讓葡萄糖或胺基酸等物質通過,以供應活動必須的能量來源。為了治療阿茲海默症,科學家進行了各種藥物的臨床試驗,但因為有血腦屏障,藥物總是很難抵達腦部,不得不半途而廢。

腦神經患者適用的奈米機,在表面用葡萄糖加工,就可以讓腦以為它是能量來源,因此能通過屏障,把藥物送到腦內的神經細胞內。根據小鼠的實驗數據,阿茲海默症的抗體藥物如果用奈米機搬送,到達腦內的藥量比只用藥物增加為約40倍。



奈米機在腦神經方面的應用,預期幾年內將開始臨床試驗。島崎指出,「如果用這項技術可以對腦部投予各種藥物,未來也能用在治療精神疾病和肥胖等病症上。」

此外,在奈米機中,添加能在體內找到必要蛋白質的信使核糖核酸(mRNA),將能治療退化性關節炎,或製作癌症或傳染病的疫苗,目前這類研究也都在進行中。mRNA在人體中非常不穩定,但包在奈米機內就可以提高穩定性。另外奈米機也能和超音波照射設備等醫療設備一併使用,實施可減輕患者負擔的非侵入性療法。

奈米機廣泛應用在醫療領域後,患者將能接受效果好、對身體和生活負擔又小的治療。對醫療人員來說,也有提高治療效率和減輕照護負擔等優點。如果延長健康壽命,也會節省醫療支出,是有助於解決社會問題的一項技術。

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