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兵不厭詐,這是戰爭!奈米級的特洛伊木馬屠城記,點燃科學家與癌細胞的戰火

羅夏_96
・2020/12/05 ・2434字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

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大家都喜歡禮物,但如果今天這個禮物包藏了致命物質,你還喜歡嗎?就像希臘人送給特洛伊人的木馬一樣,看似是戰利品的禮物,結果卻是包藏禍心的可怕毒藥!

新加坡南洋理工大學替癌症治療開啟一個新方向。圖/Pexels

近期,新加坡的南洋理工大學團隊研發出一種新的抗癌方式。將 L-苯丙胺酸 (L- phenylalanine) 包覆在奈米顆粒上,癌細胞吸收後會使其自行凋亡。雖然這項發現仍在早期研究的階段,但目前在細胞實驗和老鼠實驗,皆有不錯的效果。

癌細胞需要很多、很多的胺基酸

對於快速生長的癌細胞,往往需要吸收大量的胞外必需胺基酸來支持其快速生長,因此不少癌症的表徵之一就是:負責攝取胺基酸的基因1會大量表現

此外,不少研究也都證實,若我們能夠減少癌細胞的胺基酸攝取,就能有效降低其生長速率。因此科學家們相信,嚴格控制癌症病患飲食中的蛋白質含量,並搭配藥物,可能有助於癌症的治療。

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此種治療方式不只需嚴格控制病患飲食中的蛋白質含量,也要對病患身體有足夠的了解。圖/Pexels

但這種治療方式需要醫師對病患的身體狀況有良好的了解、監控和支持,且有造成病患營養不良的風險,對於有惡病質 (Cachexia)2 的病患,更是不適合。

因此,如何將癌細胞對於必需胺基酸的大量需求結合到癌症治療中,成為一大難題。

暗藏「毒藥」的胺基酸大禮包

針對這個問題,南洋理工大學的研究團隊設計了一種新的治療方式。將 L-苯丙胺酸這個必需胺基酸包覆在直徑 30 nm 的矽製奈米顆粒上,並將此特製奈米顆粒命名為 Nano-pPAAM 3

該團隊先前的研究顯示,多孔抗癌藥物運輸用矽製奈米顆粒,被細胞吸收後會使細胞內的活性氧物質 (Reactive oxygen species,簡稱 ROS) 大量產生,使其因此產生細胞凋亡 (apoptosis)。

因此順著這個思路,他們設想:「若將癌細胞需要的必需胺基酸包覆住這些矽製奈米顆粒,是否能使癌細胞在吸收後自行凋亡?」就像特洛伊木馬一樣,外表看似是給癌細胞的禮物(必需胺基酸),但裡面卻是包著致命的士兵(奈米顆粒)

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被胺基酸包覆的矽製奈米顆粒,就像是暗藏著敵人的特洛伊木馬,讓癌細胞以為是送給它的禮物,卻可能讓它自行凋亡。圖/wikipedia

他們的研究結果指出,比起傳統的抗癌藥物 Cisplatin,Nano-pPAAM 能更專一的殺死乳癌、皮膚癌和大腸癌細胞而不傷害一般細胞。在裸鼠實驗中,Nano-pPAAM 也能明顯地抑制老鼠體內的移植的乳癌細胞的生長。

以前的奈米顆粒,只是毒藥的「司機」

該研究的計畫主持人指出,這個研究的方向和傳統的奈米顆粒研究不同。

傳統的奈米顆粒是用於包裹和運送,將抗癌藥物包裹並運送到腫瘤中再做刺激,使其釋放抗癌藥物到腫瘤中。

在傳統的療法中,奈米顆粒僅僅扮演運輸的角色,本身並無藥效。然而,在這一次的研究中,奈米顆粒不會攜帶任何抗癌藥物,而是使用奈米顆粒本身的性質,直接讓癌細胞產生大量的活性氧物質並讓癌細胞自行凋亡。

在之前的研究中,科學家大多將奈米顆粒當作「毒藥的運輸工具」,而非「毒藥」本身。圖/Pexels

他們在先前的研究無意中發現,特定大小的奈米顆粒送入細胞後,會產生大量的活性氧化物質,他們才因此決定深入研究奈米顆粒的哪些物理參數會導致活性氧化物質在細胞內的生成。

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如何從司機變身為致命毒藥?

先前的測試初步顯示這個現象與奈米顆粒的材質有關,同樣大小的奈米顆粒若以銀和鈦合成不會產生活性氧化物質,只有以矽合成才會產生

因此後續的測試他們先建立了大量的矽製奈米顆粒的篩選庫,以奈米顆粒的大小孔洞數還有送入密度為篩選標準,成功找出能使細胞產生大量活性氧化物質的奈米顆粒所具備的大小、孔洞數還有送入密度。

這樣做有什麼好處呢?

以往就算奈米顆粒成功攜帶藥物進入組織中,我們也需要各種化學與物理的刺激,才能讓奈米顆粒釋放出藥物並產生藥效,再加上腫瘤組織附近的微環境相當複雜,使得這類刺激不易發生,讓癌症治療面臨嚴峻的難關。

以往奈米顆粒攜帶藥物的療法中,因為難以刺激奈米顆粒釋放出藥物,因此增加了治療癌症的難度。圖/Pixabay

不過,本研究中的 Nano-pPAAM 完全不需要額外攜帶藥物,因此在對抗癌細胞的過程中,我們就能免去藥物運送和代謝的困擾,為未來癌症治療提供一個新的方向。

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接下來,研究團隊將往「專一性」的方向做研發,使其能精確地攻擊特定種類的腫瘤,同時提高其殺死癌細胞的能力。或許,未來 Nano-pPAAM 能結合更多治療方式,如近來火熱的免疫療法,讓我們在對抗癌症的道路上尋找更多的可能與希望。

註解

  1. 此基因爲 LAT1 (The L-Type Acid Transporter)
  2. 惡病質 (Cachexia) 是癌症病患因體內賀爾蒙代謝與新陳代謝異常,或因食物攝取量減少所產生的營養不良症狀。
  3. 此特製奈米顆粒的全名為:Nanoscopic phenylalanine Porous Amino Acid Mimic。
  1. Wu, Z., Lim, H. K., Tan, S. J., Gautam, A., Hou, H. W., Ng, K. W., … & Tay, C. Y. (2020). Potent‐By‐Design: Amino Acids Mimicking Porous Nanotherapeutics with Intrinsic Anticancer Targeting Properties. Small16(34), 2003757.
  2. NTU Singapore scientists devise ‘Trojan horse’ approach to kill cancer cells without using drugs 
  3. Nanoparticle Density: A Critical Biophysical Regulator of Endothelial Permeability
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文章難易度
羅夏_96
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同樣的墨跡,每個人都看到不同的意象,也都呈現不同心理狀態。人生也是如此,沒有一人會體驗和看到一樣的事物。因此分享我認為有趣、有價值的科學文章也許能給他人新的靈感和體悟

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乳癌治療不再冗長!新一代標靶療法更省時省力
careonline_96
・2025/04/04 ・2169字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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圖/照護線上

30 多歲的王小姐因為健檢而確診早期乳癌,後續接受手術治療,根據病理報告的結果,醫師建議術後進行 HER2 雙標靶治療。

「醫師,如果做 HER2 雙標靶治療,是不是每次都需要兩、三個小時呀?」王小姐問,由於平時工作相當忙碌,讓她很擔心後續治療的安排。

「依照妳的狀況,HER2 雙標靶治療能夠降低復發風險。」醫師說,「因傳統 HER2 雙標靶治療是透過靜脈輸注給藥,的確需要比較長的時間;現在已經有皮下注射新劑型,每次只要幾分鐘,可大幅縮短治療時間,方便很多!」

ER2雙標靶治療
圖/照護線上

根據腫瘤基因型態分類,約有 20% 屬於「HER2 陽性乳癌」。HER2 陽性乳癌因惡性度較高,過去被認為是預後較差的亞型,容易復發、轉移,但在 HER2 標靶藥物問世後,治療成效已大幅提升。亞東紀念醫院腫瘤科暨血液科蕭吉晃醫師表示,HER2 的中文全稱是『第二型人類上皮成長因子受體』,若腫瘤出現 HER2 過度表現時,代表癌細胞複製能力強、生長快速,也較容易產生抗藥性。

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針對 HER2 陽性乳癌採用 HER2 標靶藥物對症下藥,已成為乳癌治療的準則。HER2 標靶治療的進展也由一開始的單標靶演進到目前的雙標靶,應用期別也由晚期逐步推進至早期。蕭吉晃醫師指出,在晚期乳癌治療,HER2 雙標靶治療比單標靶更有機會能延長整體存活期,並延緩疾病惡化;於早期乳癌治療,則是針對高風險的病患,在術前就建議採用 HER2 雙標靶治療,以提高治療反應,增加達到病理完全緩解(pCR)的機率,降低復發風險。「HER2 雙標靶治療可說對於早期和晚期的患者都扮演重要角色!」蕭吉晃醫師強調。

ER2雙標靶治療,早期、晚期乳癌都受惠
圖/照護線上

惟傳統 HER2 雙標靶治療採靜脈輸注,給藥時間長。蕭吉晃醫師解釋,為避免輸注或藥物過敏反應,首次給藥輸注時間會拉更長,每個藥物都需要約 90 分鐘,因此,光是雙標靶本身的給藥時間就需要約 3 小時,另外還要加上化療、等待、留院觀察時間等,患者每次治療幾乎都要半天起跳,對患者與家人的生活、工作造成影響。

所幸,目前已發展出 HER2 雙標靶藥物新的皮下注射劑型,治療效果與靜脈注射相當,但可大幅縮短治療時間,大幅提升便利性,節省患者時間。蕭吉晃醫師說,皮下注射劑型不用透過靜脈滴注給藥,每次透過皮下注射緩慢推入藥物即可,將時間所短到首次給藥只要 10 到 15 分鐘,後續隨著注射次數增加,若沒有過敏現象,注射時間更可以縮短至 5 至 8 分鐘!同時採用皮下注射也有機會不用用裝設人工血管,也不需要找血管打針,減少患者的心理壓力與不適。

蕭吉晃醫師進一步說明,皮下注射 HER2 雙標靶治療是經特殊設計的劑型,因此能夠確保藥物的分散和吸收,根據臨床試驗結果顯示,皮下注射 HER2 雙標靶藥物的療效與傳統靜脈注射相當,療效與安全性皆已獲得確認,患者可安心選擇。

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皮下注射ER2雙標靶治療,提升便利性
圖/照護線上

HER2 雙標靶治療筆記重點整理

  • HER2 陽性乳癌惡性度較高,過去被認為是預後較差的亞型,容易復發、轉移,不過在 HER2 標靶藥物問世後,治療成效已大幅提升。
  • HER2 雙標靶治療對於早期和晚期的患者都扮演重要角色:在晚期乳癌治療,HER2 雙標靶治療比單標靶更有機會能延長整體存活期,並延緩疾病惡化;於早期乳癌治療,則是針對高風險的病患,在術前就建議採用 HER2 雙標靶治療,以提高治療反應,增加達到病理完全緩解(pCR)的機率,降低復發風險。
  • 相較傳統 HER2 雙標靶治療採靜脈輸注,患者每次治療需耗費數個小時;新劑型採皮下注射,將每次治療時間縮短到僅 5-8 分鐘,患者有機會於一小內完成治療,大幅提升治療便利性。
  • 採用皮下注射 HER2 雙標靶治療,有機會不用裝設人工血管,也不需要找血管打針,減少患者的心理壓力與不適。
  • 皮下注射 HER2 雙標靶藥物的療效與傳統靜脈注射相當,療效與安全性皆已獲得確認,患者可安心選擇。

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腹脹、腹痛、體重驟減…竟是後腸腫瘤悄悄作祟!
careonline_96
・2025/04/02 ・2337字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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圖/照護線上

「曾經有位中年患者因為腹部劇痛被送到急診室,檢查發現是左大腸腫瘤導致腸套疊及腸道缺血,於是安排緊急手術切除腫瘤。」台中榮民總醫院大腸直腸外科陳周誠醫師表示,「病理報告顯示腫瘤為神經內分泌腫瘤,且惡性度較高容易復發。」

回溯患者的病史,他有明顯的腹漲、腹部不適、慢慢地體重減輕從 70 公斤降到 56 公斤,與功能性神經內分泌腫瘤有關。陳周誠醫師說,因為腫瘤惡性度較高,患者術後開始接受體抑素類似物治療,至今已超過七年,目前狀況穩定,腫瘤沒有復發的狀況,持續在門診追蹤治療。

神經內分泌腫瘤(Neuroendocrine Tumor/Neuroendocrine carcinoma,NET/NEC),過去稱為「類癌」,是一種會產生神經內分泌激素的腫瘤,這些細胞具有分泌激素的特性,能夠釋放組織胺、多胜肽、和前列腺素等,而在生理功能上造成腹脹、腹痛、腹瀉、體重減輕、臉部潮紅、呼吸急促、心跳加快等症狀。

神經內分泌腫瘤可能出現在多個器官,例如大腸、小腸、胃、胰臟、肝臟、肺臟、卵巢和胸腺等橫跨多個專科領域。陳周誠醫師說,在人類胚胎發育過程中,原始消化管可分成前腸、中腸、後腸,前腸會形成食道、胃等,中腸會形成空腸、迴腸、升結腸、橫結腸等,後腸會形成遠端橫結腸、降結腸、乙狀結腸、直腸等。後腸神經內分泌腫瘤就是發生在左大腸及直腸等部位。

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什麼是後腸神經內分泌腫瘤
圖/照護線上

陳周誠醫師說明:神經內分泌瘤的症狀通常不具有特異性,可能出現腹脹、腹痛、腹瀉、體重減輕、臉部潮紅、呼吸急促、心跳加快等症狀。這些症狀主要是因為腫瘤分泌的物質會影響血管擴張和腺體分泌。由於神經內分泌瘤的症狀不具有特異性,或症狀不明顯,都是水煮青蛙慢慢來,讓患者及醫師不易察覺。

其次,常見之大腸癌(腺癌)原發點發生在黏膜,但是後腸神經內分泌腫瘤生長在黏膜下層,所以在做大腸鏡檢查時可能也不容易發現。

後腸神經內分泌腫瘤可能長在直腸、肛門,有時能藉由肛門指診檢查發現肛門附近的腫瘤,透過手套感覺腫瘤的硬度。陳周誠醫師說,通常摸起來的硬度及大小類似生的1公分以下的紅豆或綠豆,與正常組織的柔軟度不同。

近年來,大家對於神經內分泌腫瘤越來越熟悉,病例數已大幅增加。特殊染色的應用,也提高了神經內分泌腫瘤的診斷準確率。

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如何治療後腸神經內分泌瘤?

針對後腸神經內分泌瘤,主要採手術治療,目的是切除腫瘤並確定診斷。陳周誠醫師說,如果腫瘤靠近肛門而且腫瘤大小小於 1 公分,可以經由肛門進行切除,不需要切除整段腸道;如果腫瘤位於較高位置或比較大,則需進行腸道部分切除並吻合。切除的檢體會進一步送檢驗,檢查淋巴結並進行特殊染色,以確認腫瘤的性質。

如何治療後腸神經內分泌腫瘤
圖/照護線上

腫瘤切除後,病理醫師會根據癌細胞有絲分裂數目分級,分為 Grade 1、Grade 2、Grade 3和混合型。如果功能性症狀明顯或病人不適合切除腫瘤手術,則可能需要使用藥物治療,如體抑素類似物(Somatostatin Analogue),體抑素類似物能夠抑制腫瘤細胞增生、促進腫瘤細胞凋亡,達到抗腫瘤的治療效果;也能夠控制功能性症狀,有助於降低神經內分泌瘤復發的風險。陳周誠醫師表示,體抑素類似物通常採肌肉注射每 4 週一次,目前有新型長效體抑素注射凝膠,採深層皮下注射,注射體積很小,僅 0.5 ml,有助於減輕注射時的不適,就醫時間短便利性較高。

體抑素類似物幫助降低復發風險
圖/照護線上

筆記重點整理

  • 神經內分泌腫瘤是一種會產生神經內分泌激素的腫瘤,這些細胞具有內分泌激素的特性,能夠釋放組織胺、多胜肽、胃泌素和前列腺素等,而對生理功能造成影響。
  • 後腸神經內分泌腫瘤可能出現在橫結腸、降結腸、乙狀結腸、直腸等部位。症狀通常不具有特異性,可能出現腹脹、腹痛、腹瀉、體重減輕、臉部潮紅、呼吸急促、心跳加快等。
  • 針對後腸神經內分泌腫瘤,主要採手術治療,目的是切除腫瘤並確定分期及惡性度分級診斷。若腫瘤惡性度較高或症狀較明顯,可能需要使用藥物治療,如體抑素類似物,幫助降低神經內分泌腫瘤復發的風險。
  • 體抑素類似物通常採肌肉注射每 4 週一次,目前有新型長效體抑素注射凝膠,採深層皮下注射,注射體積很小,僅 0.5 ml,有助於減輕注射時的不適,就醫時間縮短便利性較高。
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不再無解!晚期肝癌新突破,釔-90 微球合併免疫療法,創造手術新機會
careonline_96
・2025/03/14 ・2230字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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圖 / 照護線上

肝癌是台灣重要的健康議題,因為沒有明顯症狀,患者往往會在較晚期才發現肝癌。高雄長庚醫院放射診斷科教授鄭汝汾醫師表示,當腫瘤較大、較多或侵犯重要血管時,可能無法直接進行切除或肝臟移植,必需考慮多種整合性治療,包括肝動脈栓塞、標靶治療、免疫治療、釔-90 微球放射治療等。接受這些治療後,如果能夠讓腫瘤降期,患者便有機會接受手術切除或肝臟移植。

釔-90(Yttrium-90)微球放射治療是經由肝動脈將放射性微球注入肝臟腫瘤,利用釔-90 釋放的 β 射線殺死癌細胞。鄭汝汾醫師說,有些患者的肝臟已經佈滿腫瘤,像滿天星一般,在接受釔-90 微球放射治療後達到完全緩解,而有機會接受後續的手術治療。

在六十多年前,有醫學論文發現針對原發部位進行體外放射治療後,轉移至遠端的腫瘤也跟著消失。鄭汝汾醫師說,釔-90 治療屬於體內放射治療,醫學研究也曾發表類似的結果,並稱之為「遠端效應(Abscopal effect)」。

釔-90治療有機會誘發遠端反應
圖 / 照護線上

「遠端效應」被認為與免疫系統活化有關,因為局部放射治療造成腫瘤細胞崩解,釋放出腫瘤抗原,進而誘發全身性的免疫反應,而一併消滅轉移至遠端的腫瘤。鄭汝汾醫師說,「有位七十多歲的肝癌患者,除了右側肝臟中的大腫瘤外,還有多顆散佈的小腫瘤。當時我們針對大腫瘤進行釔-90 治療,不過在後續的電腦斷層影像中,可以發現大腫瘤與小腫瘤皆完全消失。」

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根據這樣的發現,大家開始思考釔-90 治療搭配免疫治療的可能性。鄭汝汾醫師說,Mazzaferro 是制定肝臟移植規範的重要人物,至今仍是肝臟移植的重要依據。Mazzaferro 發現接受釔-90 治療後約一個月時,患者體內的免疫反應達到高峰。若結合免疫療法增強治療效果,理想時機點可能落在此高峰期內。

下圖是一位晚期肝癌患者,原本有顆很大的腫瘤,在 2020 年 6 月接受釔-90 治療合併免疫治療。鄭汝汾醫師說,三個月後的電腦斷層影像顯示,腫瘤完全壞死,後續的胎兒蛋白 AFP 也降到小於 2ng/ml。至今已追蹤 4 年多,患者的狀況穩定,腫瘤沒有復發的跡象。

釔-90合併免疫治療扭轉晚期肝癌
圖 / 照護線上

另一位晚期肝癌患者的肝臟佈滿腫瘤,像滿天星一般。鄭汝汾醫師說,經過肝癌團隊討論,決定先由外科醫師切除右側肝臟的大腫瘤,後續再進行釔-90 治療合併免疫治療。

接受釔-90 治療合併免疫治療後,電腦斷層影像顯示原本像滿天星般的腫瘤已全部緩解,幫助患者達到較佳的預後。

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釔-90合併免疫治療扭轉晚期肝癌
圖 / 照護線上

根據高雄長庚醫院的經驗,晚期肝癌患者接受釔-90 治療合併免疫治療後,若達到完全緩解,其兩年存活率達 100%,對晚期肝癌患者而言,是相當優異的結果。鄭汝汾醫師說,原本無法接受肝臟移植的晚期肝癌患者,有機會在降期之後,重新評估肝臟移植的可能性,釔-90 治療已是促使肝癌降期的重要工具,幫助患者達到較佳的預後。

肝癌的治療持續進步,即使是晚期肝癌,仍有機會獲得完全緩解。患者要和醫療團隊密切配合,共同選擇適合的治療方式!

筆記重點整理

  • 肝臟腫瘤的血液供應約 99% 來自肝動脈,經由肝動脈能精準地將藥物或放射線聚集於腫瘤部位,減少對正常肝臟組織的影響。釔-90 是一種放射性同位素可釋放 β 射線,半衰期約 64.1 小時。β 射線的穿透深度僅 1.1 公分,使放射能量主要侷限於腫瘤內部,正常肝組織的輻射劑量相對較少
  • 「遠端效應」被認為與免疫系統活化有關,因為局部放射治療造成腫瘤細胞崩解,釋放出腫瘤抗原,進而誘發全身性的免疫反應,而一併消滅轉移至遠端的腫瘤。
  • 接受釔-90 治療後約一個月時,患者體內的免疫反應達到高峰。若結合免疫療法增強治療效果,理想時機點可能落在此高峰期內。釔-90 治療合併免疫治療有機會讓晚期肝癌患者達到完全緩解或部分緩解。
  • 原本無法接受肝臟腫瘤切除手術或移植的晚期肝癌患者,有機會在降期之後,重新評估肝臟手術或移植的可能性,釔-90 治療已是促使肝癌降期的重要工具,幫助患者達到較佳的預後。
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