:::
磁性奈米導彈:小兵立大功『新型奈米標靶藥物開發』
多數的癌症治療是當手術切除腫瘤後會再進行化學藥物治療，以抑制或消滅殘留的腫瘤細胞，避免腫瘤復發，因此化療在臨床癌症治療上扮演相當重要的角色。為了達到化療的效果，必須施予相當劑量的化療藥物，這雖然可抑制或消滅腫瘤細胞，但同時也會對其他正常組織造成很大的毒性，進而引發嚴重副作用。因此，如何提升化療藥物的專一性以及使其只集中於腫瘤處是目前臨床化療極為迫切改善的課題。
長庚大學化材系華沐怡教授及其學生楊閎蔚博士在國科會經費支持下，設計並合成一系列無生物毒性、兼具高磁導、可分子標靶與 MRI 顯影之磁性奈米藥物，能成功的控制藥物到達欲作用的位置進行藥物釋放。並且與長庚大學電機系劉浩澧教授、長庚醫院腦腫瘤外科魏國珍醫師、工研院電光所蔡榮源博士、長庚醫院泌尿腫瘤外科馮思中醫師、莊正鏗醫師及長庚醫院分子影像中心閻紫宸醫師等團隊合作，經體外細胞培養與動物實驗，驗證所合成之藥物皆可以有效抑制或消滅腫瘤的生長並延長動物的存活率，研究成果具臨床應用潛力。
開發具有超高磁性與反抗藥機制的奈米藥物用於治療膀胱癌
本研究合成具有超高磁性與反抗藥機制的多功能標靶奈米藥物，對已具有抗藥性的膀胱癌細胞有毒殺性。不僅可以增加化學藥物 (小紅莓) 的穩定性，更可以延長藥物在血液循環系統的時間，增加藥物在腫瘤處的累積濃度。以具有抗藥性老鼠腫瘤模型進行實際體內治療測試，老鼠經由化學藥物：小紅莓治療 28 天後，腫瘤增加了 420.7 ± 54.1% ；另一組經由雙重標靶奈米藥物治療 28 天後，腫瘤完全消失，老鼠的存活時間從 49 天 (化學藥物：小紅莓) 延長至 70 天以上且全部存活 (n = 6，雙重標靶奈米藥物)。此種兼具超高磁性與反抗藥機制的奈米藥物不僅可以明顯提升藥物累積量，更可以有效抑制腫瘤生長速率，並延長存活率。此藥的設計概念，有助於合成對抗具有抗藥性癌細胞的新藥開發(發表在 Biomaterials, 33(15), 3919-3930 (2012))。
開發新型雙重標靶磁性奈米藥物用於治療前列腺癌
本研究合成具有磁導與前列腺特異性膜抗原抗體分子雙重標靶功能的奈米化療藥物，不僅可提升前列腺癌治療的專一性，在腫瘤處更可以大幅增加約 20 倍的藥物累積濃度，並以老鼠腫瘤模型進行實際體內治療測試，老鼠經由雙重標靶奈米藥物治療後，不僅腫瘤可以有效被抑制，其存活時間也從 35 天 (化學藥物：紫杉醇) 延長至 72 天以上 (雙重標靶奈米藥物)。此新穎雙重標靶奈米藥物可藉由外加磁場將藥物導引集中於特定部位，增加局部藥物濃度，並自動搜尋前列腺癌細胞，以達到有效治療與專一治療的目的；經動物皮下腫瘤經治療後可明顯被抑制並延長其生存期 (發表在 ACS Nano, 6(2), 1795-1805 (2012))。
開發具有標靶化療與熱療之磁性奈米藥物用於治療惡性腦腫瘤
本研究開發以磁性奈米石墨烯為載體具有雙重標靶功能奈米藥物，不僅可提升其專一性，更可以通過血腦屏障大幅增加約 15 倍的藥物累積濃度，除外，此奈米藥物亦可作為核磁共振之顯影劑，並可放大聚焦式超音波熱療效率。換句話說，此奈米藥物不僅可以進行標靶化療並可以以低功率聚焦式超音波進行熱療，有效清除腦部惡性腫瘤。以老鼠腦腫瘤模型進行實際體內治療測試，老鼠經由標靶雙重奈米藥物治療後，不僅腫瘤可以有效被抑制，其存活時間也從 17 天 (化學藥物：泛艾黴素) 延長至 63 天以上 (標靶雙重奈米藥物)，此技術不僅可增加藥物在腦瘤的累積量，並可同時進行深層熱治療，解決光熱治療無法穿過頭骨以及穿透深度不佳之困難點，可有效增強腦瘤抑制效果 (已被 Advanced Materials, Accepted (2013))。
未來發展
由於具磁性與標靶功能的奈米藥物其包覆材料、粒徑大小、奈米結構及表面極性等因素均會影響到藥物的攜帶率、藥物的釋放速率、生物安全性、生物可分解性及其在體內分佈等特性，於臨床應用時必須謹慎選擇奈米載體的種類，以獲得最佳化效果。我們為了發展具有臨床實用價值的奈米藥物，不僅設計與合成具有磁性、生物相容性、高攜帶藥量以及具分子標靶與顯影功能之奈米藥物，並同時以體外細胞培養試驗與動物實驗驗證所合成之藥物系統的效果。本研究團隊之研究結合藥物分子設計、藥物標靶技術、超音波技術與 MRI 顯影技術，並應用於動物腦腫瘤系統及皮下前列腺癌與膀胱癌系統之治療，研究成果顯示極具後續發展之潛力。只要可聚焦式磁場的機台同步研發，相信此智慧型奈米標靶及顯影藥物有機會提供癌症病患新的治療方法與希望。
對此系列研究有興趣者，請參考以下論文：
1.Noninvasive synergistic treatment of brain tumor by targeted chemotherapeutic delivery and amplified focused ultrasound-hyperthermia using magnetic nanographene oxide, Advanced Materials, Accepted (2013).
2.Potential of magnetic nanoparticles for targeted drug delivery, Nanotechnology, Science and Applications, 5, 73-86 (2012). (SCI)
3.An epirubicin–conjugated nanocarrier with MRI function to overcome lethal multidrug-resistant bladder cancer, Biomaterials, 33(15), 3919-3930 (2012).
4.Cooperative Dual-activity Targeted Nanomedicine for Specific and Effective Prostate Cancer Therapy, ACS Nano, 6(2), 1795-1805 (2012).
5.Superhigh-magnetization nanocarrier as a doxorubicin delivery platform for magnetic targeting therapy", Biomaterials, 32, 8999-9010 (2011).
6.Self-protecting core-shell magnetic nanoparticles for targeted, traceable, long half-life delivery of BCNU to gliomas", Biomaterials, 32, 6523-6532 (2011).
7.The effectiveness of a magnetic-nanoparticle-based delivery system for BCNU in the treatment of gliomas", Biomaterials, 32, 516-527 (2011).
8.Magnetic-Nanoparticle-Modified Paclitaxel for Targeted Therapy for Prostate Cancer", Biomaterials, 31, 7355-7363 (2010).
9.Magnetic resonance monitoring of focused ultrasound/magnetic nanoparticle targeting delivery of therapeutic agents to the brain, Proceedings of National Academy of Science USA, 107(34), 15205-15210 (2010).
10.Novel Magnetic/Ultrasound Focusing System Enhances Nanoparticle Drug Delivery for Glioma Treatment", Neuro-Oncology, 12(10), 1050-1060 (2010).
:::
106214 台北市和平東路二段106號
電話:(02) 2737-7992
資訊客服專線：(02) 2737-7592
上班時間: 每週一到週五8:30 至 17:30
©National Science and Technology, 106, Sec. 2, Heping E. Rd., Taipei 106214, Taiwan, R.O.C.