生技醫藥前沿科技專題

洞見趨勢 創造醣科學應用價值

當科學家在生技醫藥領域遭遇瓶頸時,醣科學提供了新解方。

撰文/ISU科轉團隊企劃製作
2019/05/31

生技醫藥前沿科技專題

洞見趨勢 創造醣科學應用價值

當科學家在生技醫藥領域遭遇瓶頸時,醣科學提供了新解方。

撰文/ISU科轉團隊企劃製作
2019/05/31

圖源:pixabay



乍看複雜難解的醣科學,其實早已應用在我們的生活中,其中一個最廣為人知的例子就是「血型」。現今鑑定人類血型的方式,是使用特定抗體來辨認紅血球上的醣分子,例如A型紅血球會與A型抗體結合,使紅血球沉澱。中央研究院院士,也是前中研院院長的翁啟惠表示:「僅僅是血球上微小的醣分子差異,便造就我們不同的血型。」


醣科學在疾病上也扮演關鍵角色,例如目前仍然無藥可治的阿茲海默症,可能是因為蛋白質醣化的過程中出了差錯,導致這些醣蛋白摺疊錯誤或被切斷,逐漸在大腦中沉澱。若能夠了解醣化作用的詳細機制,就有機會醫治阿茲海默症,甚或是其他病症。


利用醣分子對抗疾病


現代對付病症的重要手段之一,莫過於使用「抗體」。然而,免疫療法正蓬勃發展的當下,許多研究人員著重在生產抗體上,卻忽略醣分子的重要性。「抗體沒有醣分子,就沒有功能。」翁啟惠強調。現今生產抗體時常使用哺乳動物細胞,雖然能產出與人體相同的蛋白質,但蛋白質上卻帶有不同的醣分子,影響抗體發揮真正的效力。因此翁啟惠開發出一種醣體均相化技術,可將抗體上的醣分子混合物改造成單一結構,以了解醣分子在抗體上所扮演的角色,進而製造出更有效、副作用更小的抗體。


另外一種根除特定疾病的最佳方法,則是「疫苗」。不過目前絕大多數疫苗僅針對傳染性疾病,科學家尚未成功研發出任何癌症疫苗。原因是細菌與人之間的生物表現差異較大,容易找到對抗標的;但癌細胞則原本就是人體的一部份,如果疫苗專一性不夠,產生的抗體就會危害正常細胞。因此翁啟惠團隊改以醣分子為對象,設計醣探針用以追蹤正常細胞與癌細胞醣化過程的差異,進而找出癌細胞上特殊的醣分子以供設計疫苗或是發展抗體藥物。例如在乳癌細胞上大量表現的Globo H,具有足夠的專一性做為疫苗標的。台灣浩鼎已將此疫苗發展至第三期臨床試驗,如果成功,有望成為世界第一個乳癌疫苗。


改變帶來價值


翁啟惠認為,研究醣科學的最大障礙,就是醣分子本身相當複雜,不但難以合成,也不易分析。為了尋求突破,翁啟惠在多年前發明了自動化一鍋法合成醣分子的技術,並用於開發醣晶片以供快速檢測流感病毒;來到人工智慧興起的時代,他也將機器學習納入自動化技術,進一步改善合成結果。「改變帶來價值,就是創新。」翁啟惠表示,所謂的改變不單指科技,而是包含相關設計、商業模式、組織架構,甚至是思維。


翁啟惠深切期望,政府應鼓勵學術研究者勇於創新,在社會上發揮影響力,不僅止在論文上領先,也能積極參與科技研發和技術轉移,幫助台灣生技醫藥產業成形。唯有建立健全的環境與創新產業,才能夠讓人才學有所用,貢獻真正的台灣價值。


本專題報導感謝科技部科國司科轉計畫(MOST 107-2514-S-214-005)支持



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