科技改變生活、轉變醫療 ─ 五項新技術將改變臨床前疾病模型的研究
科技的進步改變了人類的生活,例如手機的出現,改變了人類的交流方式,網路的更迭,讓人類的生活溝通更及時,而手機加上網路,更是顛覆了人類的傳統的行為模式。同樣的,在醫療這一領域有幾種技術也準備改變醫療世界:
1. 人工智慧
人工智慧與機器學習,近幾年已經透過多個例子來證明在醫療產業上的價值,例如 Envisagenics 這一家公司,使用人工智慧與機器學習來識別 RNA 剪接中的錯誤,進而開發出比單獨的基因組學更具預測性的疾病模型。原本應該要花費 12 年才能完成的工作量竟然在 8 個月內處理完成,這樣的技術加速了基因定序和分子醫學的發展。
2. 基因編輯
CRISPR 於 2013 年推出,徹底改變了基因編輯技術。其實 CRISPR 不是第一把基因剪刀。早在 1990 年代,科學家就開發了許多種能「剪開」DNA 的酵素。現在,約翰·霍普金斯大學醫學院、杜克大學和其他學術中心的研究人員正在使用光活化 CRISPR (light-activated CRISPR) 技術以進行更精確、更快速的編輯。近期因為新冠肺炎 (COVID-19),FDA 也在其官網宣稱首次授權 CRISPR 技術使用於傳染疾病的檢測。它比傳統的 RT-qPCR 檢測時間更短、成本費用更便宜,且準確度非常高,因此該檢測技術被視為非常大的突破,未來也極可能應用在各種檢測。
3. 3D 生物列印
Viscient Biosciences 成為第一個使用 3D 生物列印疾病模型識別藥物靶標的公司。它的最初模型是 3D 列印的肝臟組織。近期更開發了生物列印的肺組織以用於新冠肺炎的研究。該技術為研究人員提供了一種使用動物組織的替代方法,從而有可能與人體組織建立更緊密的關聯,進而改善毒理學研究的成果。
4. 量子計算
量子計算尚處於起步階段,但具有成為下一個受重視的議題的潛力。Qupharm 聯盟是由 16 個生物製藥業的競爭對手協作,一起將量子計算應用在製藥業,此藥業聯盟是量子經濟發展聯盟 (QED-C) 內的一個工作組,目的在確定量子計算對製藥行業的獨特利益、建立架構並將資源最大化,藉以加速解決方案和共享知識。
5. 生物電子學
生物電醫學也處於起步階段。塔夫茨大學 (Tufts University) 的研究人員發現,尼古丁可以透過增加 HCN2 基因的表現來修復受損的青蛙大腦,進而恢復大腦的正常生物電功能。值得注意的是,他們使用了兩種抗癲癇藥拉莫三嗪 (lamotrigine) 和加巴噴丁 (gabapentin),而不是基因療法。另一個例子,則是美國麻薩諸塞州立大學的微生物學家,他們發現了一種新型的天然導線,這種導線可由細菌製造,有可能使醫療設備中的奈米線 (nanowire) 被蛋白質產生的天然線所替代;此研究成果已發表於美國微生物學會的主要期刊《mBio》中。
精確疾病模型在全球湧現巨大的商機,許多的醫療科學技術已經小有成果,但是都在各自的領域發展,如何將這些前沿技術結合應用,發揮 1+1 大於 2 的功效,考驗著科學家們的智慧。
資料來源:BioSpace、PanSci 泛科學
