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    成大研发全新癌细胞「说话」技术 能微量侦测杀癌细胞

    叶晨圣带领的团队开发出金纳米包覆脂质体技术,利用表面增强拉曼散射原理,可以准确侦测早期癌症的方法,团队左起助理张铭哲、成大化工系助理教授田弘康、叶晨圣及助理张凯琳。(叶晨圣提供)

    癌症早期诊断提高治疗成功率,成大化学系讲座教授叶晨圣团队,近日成功开发「金纳米粒子包覆脂质体技术」,突破过去癌症检测与治疗技术,不需任何萤光染剂,只用雷射光就让癌细胞「发声」,藉放大特定信号拉曼光谱技术,灵敏侦测癌细胞是否存在,即使只有极少量癌细胞也逃不过。

    尤其这项技术不仅能找出癌细胞,还能进一步让癌细胞「断电」失去平衡、走向死亡。叶晨圣指出,肝癌细胞实验已成功消灭「超过9成」癌细胞,展现惊人治疗潜力。团队正与国内生技公司合作,推动技术产品化临床应用。

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    叶晨圣表示,此创新研发的「电子驱动癌细胞凋亡与表面增强拉曼散射」技术成果,近日分别刊登国际顶尖期刊」Advanced Materials」及自然期刊系列「Nature Communications」。也正在申请美国与台湾专利,同时与国内伟乔生医合作开发检测产品。

    他说,因为检测产品开发门槛较低、上市较快。用于癌症治疗药物则需要经过大规模临床试验,开发成本较高,不容易由国内厂商独力负担。不过团队也没停下脚步,正与成大医院胸腔内科林建中医师团队研发吸入型的肺癌治疗药物。

    叶晨圣表示,常见癌症检测如抽血验抗体、注射显影剂或葡萄糖同位素以仪器观察,虽广泛使用,但在癌症初期精准度仍不高。而利用「表面增强拉曼散射(SERS)」技术,可将极微弱信号增强,提升检测灵敏度,触发出这项全新的癌症检测技术。

    他指出,癌细胞生长过程常有丰富氧化还原反应,伴随大量电子产生,而癌细胞活性强,比正常细胞拥有更强的电子转移能力,团队以希瓦氏菌衍生的电活性脂质体膜包覆金纳米粒子表面,能让癌细胞主动将电子传递到金纳米,当金纳米受到雷射光激发后,这些电子会进一步引发电浆共振效应,显著提升拉曼信号强度,而侦测到癌细胞。

    这项检测非常灵敏,叶晨圣表示,甚至可微量到只有5个癌细胞都会被侦测出来,与传统检测不同的是,这项技术不需要在癌细胞加萤光染剂,只要癌细胞靠近金纳米粒子,就会产生电子流入金纳米粒子且电子流入程度会明显高于正常细胞,拉曼信号大幅增强,这使得癌细胞与正常细胞能轻易区分。

    而且癌细胞愈少信号愈强烈,且可同时监测分析癌细胞凋亡情形,也发现不同种类的癌胞信号强弱也不一样,目前看起来侦测肝癌信号最强。

    叶晨圣表示,在金纳米粒子吸收癌细胞电子的过程中,失去电子的癌细胞会因此失去活性、就像是被切断电源一样,无法正常运作而逐渐走向死亡。实验中肝癌细胞死亡率高达9成,乳癌也有8成以上。

    团队更进一步进行大型动物犬只肿瘤治疗,结果在治疗3周后可看到大量肿瘤癌细胞凋亡,且3周疗程犬只食欲正常、没有出现明显发炎或不适反应,不像传统化疗常会损害正常细胞。显示这项技术不仅有效,也相对温和,具备发展为癌症治疗潜力。

    团队表示,已与伟乔生医签署保密协议,进行产品化规画,将提供一种即时、无标记、高灵敏度癌症检测新技术,有望应用于癌症诊断、生物传感与医疗影像分析领域,推动个人化医疗发展,若能结合可「切断细胞电源」治疗策略,将为癌症治疗带来革命性的进展。

    两篇论文链接:

    https://www.nature.com/articles/s41467-025-58636-2

    https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202417950

    叶晨圣带团队开发出可以准确侦测早期癌症的方法,团队以希瓦氏菌衍生的电活性脂质体膜包覆在金纳米壳表面,脂质体能够主动将癌细胞粒腺体产生的电子传递到金纳米。(叶晨圣提供)
    成大化学系讲座教授叶晨圣带领的团队,开发出一种金纳米包覆脂质体技术,利用表面增强拉曼散射原理,可以准确侦测早期癌症的方法,图为叶晨圣(右)指导团队进行实验。(叶晨圣提供)

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