0

0
0

文字

分享

0
0
0

金奈米棒搭配近紅外光 治癌療效多3成

人間福報_96
・2012/09/13 ・1619字 ・閱讀時間約 3 分鐘

文/羅智華

8月22日傍晚,台灣第一位天主教樞機主教單國璽傳出因為肺腺癌而病逝耕薪醫院,消息傳出後,引起社會大眾高度關注。罹患癌症的他向來以正面態度與癌細胞共處,永不放棄的積極人生觀令人景仰。他的離世不只讓教友深感不捨,也讓癌症議題再次受到重視,不少病患都想問,何時才能有更有效的癌症治療方式問世,讓我們的生命之旅可以走得更長遠些。

除了民眾期盼出現更具療效的抗癌良方外,世界各國科學家也積極透過各種方法找尋那把「治癌之鑰」。像是成功大學化學系特聘教授葉晨聖就帶領研究團隊,投入兩年時間利用肺腺癌細胞進行實驗,成功研發出可以比傳統抗癌藥物提升三成療效的「金奈米棒複合抗癌藥劑」,還能有助於減低食慾不振、掉頭髮、嘔吐等治療副作用的發生。研究成果不但引起醫學界重視,更登上國際頂尖材料科學與應用科學期刊《Advanced materials》的封面故事。

「相較於傳統治癌方式,金奈米棒複合抗癌藥劑可以讓戰鬥力更上層樓,」葉晨聖表示,傳統抗癌藥物注入人體內後,往往在藥物還未抵達癌細胞前就開始釋放運作,使得療效因為無法「直達病灶」而七折八扣,導致治癌能力降低。因為傳統治癌方式成效有待改進,讓團隊開始思考是否有更好的方式來幫助患者提高療效,因而決定著手研究,經長期實驗,終於研發出近紅外光搭配金奈米棒複合藥劑的心血結晶。

葉晨聖表示,這項創新方法是將金奈米棒表面包覆具有孔洞的二氧化矽,並在孔洞中裝填治癌藥物,並利用雙股DNA將洞口封住,團隊形容這就像是用網子將洞口包覆起來一樣,藉此確保藥物分子不會在輸送至癌細胞的過程中「漏出來」,等到藥物抵達病灶後,就可讓患者身體照射近紅外光,藉此讓原本封裝藥物的金奈米棒孔洞被近紅外光的熱能破壞,進而幫助藥物「破網而出」,針對癌細胞進行標靶治療。

葉晨聖舉了一個妙喻來形容這樣的過程。他表示,人體的抗癌過程就如同上戰場打仗,藥物必須像士兵一樣衝到最前線抵禦癌細胞的攻擊。但傳統治癌方式是讓士兵 (藥物)自己上戰場,過程中很容易因舟車勞頓而有傷亡,以至於戰力打折扣;但如果是透過金奈米棒複合藥劑,則可化身為一輛「抗戰專車」,專門運送士兵前往第一線抗敵,讓治癌療效可以有效提升,避免無謂的損失。

不只肺腺癌 亦可用於其他癌症

葉晨聖表示,簡單來說,「金奈米棒複合抗癌藥劑」就像是用來專門運送治癌藥物的「交通工具」般,負責讓抗癌藥物可以準確到達癌細胞展開治療。這對癌症療程來說很重要,透過良好的輸送過程,才能讓藥物真正發揮作用,達到藥到病除的效果。

而團隊研究也發現,金奈米棒複合藥劑的肺腺癌細胞治療率比單純只使用傳統抗癌藥物的成效來得好,實驗結果顯示約可提高三成療效,且有助於降低副作用、減緩患者身體不適感。

何謂近紅外光?一般人可能對這個名詞不是很熟悉。葉晨聖解釋,在科學界,近紅外光具有「生物之窗(biological window)」的稱號,其特性是藉由近紅外光可輕易穿透人體或生物皮膚的特性進行深層組織治療,且由於人體組織對近紅外光的吸收能力低,因此對人體組織的傷害也可以降到最低,因而有利於進行人體深層組織的治療,作為治癌利器。

葉晨聖表示,除了肺腺癌外,金奈米棒複合藥劑亦能針對其他癌症,裝載合適的抗癌藥物來「對症下藥」,提高療效。團隊曾以會發出綠光的子宮頸癌細胞(GFP expressing HeLa cells)進行實驗,並同樣利用金奈米棒複合藥劑與近紅外光照射來進行抗癌療程,結果發現原本會發出綠光的子宮頸癌細胞因藥效發揮而無法發出綠光,顯示金奈米棒複合藥劑亦可應用在肺腺癌以外的癌細胞中。

團隊指出,目前成大已將這項技術申請台灣與美國專利,並與成大醫院攜手合作、從事動物實驗中。研究團隊估計,最快三年之後,就能向衛生署提出人體實驗申請,希望能在未來為提高癌症療效找到更多生機。

深度閱讀

書名:NHK名醫Q&A 肺癌
作者:NHK出版
譯者:許慧貞
出版社:台灣東販
出版日期:2009年04月24日


書名:啟動生技密碼
作者:李宗洲
出版社:民視文化
出版日期:2011年12月29日


原文發表於人間福報

文章難易度

0

6
0

文字

分享

0
6
0

社交距離APP裝了沒!它的運作機制是什麼?會有資安風險嗎?

PanSci_96
・2021/05/19 ・3464字 ・閱讀時間約 7 分鐘

「台灣社交距離APP」由台灣人工智慧實驗室開發,與行政院及衛生福利部疾病管制署合作。目的是希望讓使用者即時掌握與確診者接觸情形,降低疫情傳播。已可在 iOSAndroid 版本的手機上下載。

接觸史追蹤手機應用軟體的原理

臺大圖書資訊學系助理教授 鄭瑋與資訊工程學系副教授 蕭旭君在文中解釋接觸史追蹤手機應用軟體的原理。臺灣每日記者會所說的「疫調工作」大約是國人熟悉的接觸史追蹤,然而一旦有社區感染的疑慮,或是確診者數量增加時,則可能會造成人力上的負擔,難以用同樣的方式追蹤。「接觸史追蹤手機應用軟體(後簡稱為接觸史追蹤App)」就是將科技應用結合疫情調查體系的一種運作方式。

最近正在推廣的「台灣社交距離 App 」正是一款接觸史追蹤App,接觸史追蹤App在去年於世界各國政府紛紛出現,可參見MIT 的Technical review持續整理報導 1

「台灣社交距離 App」軟體是基於 Apple 與 Google 此兩大公司聯手推出的「暴露通知」(Exposure Notification)功能 2。將 Apple 與 Google 的手機內建此功能,再由各個國家的官方衛生單位申請,即可啟用。

兩大公司所推出的暴露通知功能,以及其他類似的通訊協定,皆是利用藍牙訊息廣播的特性,以保障使用者的隱私。

根據相關技術文件2,大部分利用藍牙技術的接觸史追蹤 App 運作原理如下:

  1. 接觸史追蹤App透過藍牙通訊,週期性地廣播隨機 ID (例如每分鐘傳 5 次,這裡只是舉例,真實情況以各App為準)。
  2. 接觸史追蹤 App 記錄其接收到的隨機 ID 。因藍牙的傳輸距離有限(傳統藍芽設備在無障礙的環境下約可達 100 公尺),有收到別人的廣播 ID即代表雙方在附近,因此還可以根據藍牙的訊號強度估計雙方距離。
  3. 隨機產生的ID會「週期性更換」(如:每幾分鐘更換一次)。週期性更換的設計很重要,它讓使用者的行蹤不會長期被追蹤。
  4. 確診者可自己決定是否上傳過去 14 天內曾廣播過的隨機 ID。這邊須注意的是,確診者必須在輸入衛生單位的驗證碼後,才能上傳。此種驗證碼機制是為避免使用者誤發自己是確診者。
  5. 此類接觸史追蹤 App 會定期下載確診者的隨機 ID,並與使用者的ID比對。若比對結果有配對成功,表示使用者過去曾經與確診者接觸。這邊要強調的是,系統沒有即時警示「有無接觸」的功能,而是設計為過去14天的「回溯配對」功能。

這樣的系統(利用藍牙技術的接觸史追蹤 App)能透過藍牙訊號強度估計兩支手機之間的距離,進而判斷兩支手機的主人是否有「接觸」(亦即在近距離待了一定時間)。

個人行蹤隱私會因此洩漏嗎?

此款APP的使用,是否會洩漏個人行蹤隱私呢?

中山資訊工程系助理教授徐瑞壕說明,由於這款社交距離APP的原理,是透過民眾手機上藍牙通訊介面的收發訊號,來紀錄民眾彼此的手機之間近距離接觸足跡。此處所發送的藍芽訊號,是一組隨機識別碼,由隨機亂數搭配可以被查驗的虛擬識別碼所產生,每組識別碼會綁定一支手機,會定期地透過藍芽傳送識別碼。每支手機透過社交距離APP記錄的每一個識別碼,都會紀錄接收的時間,並且存放在使用者的手機內,並不會上傳至雲端伺服器。

只有當民眾自己被檢出為確診者時,才需要將自己手機內存放的社交距離識別碼紀錄上傳至雲端,並由雲端伺服器發送通知給那些曾經近距離接觸過確診者的民眾。因此,此APP不會洩漏任何非確診者的個人資料與行蹤。

多數的暴漏通知功能,都是利用藍芽的特性。圖/Image by 200 Degrees from Pixabay

至於隨機 ID是否有可能暴露身份或行蹤給其他路人?鄭瑋與蕭旭君亦有說明,ID隨機產生且定期更換(如每幾分鐘更換一次),因此很難透過 ID 所傳達的資訊連結回特定使用者,且也不容易追蹤特定使用者的行蹤,再加上隨機 ID 能透露的資訊亦相當有限。此外,App軟體 中只會儲存自己廣播過的隨機 ID,以及收到別人的隨機 ID,並不儲存其他資料。

徐瑞壕對於社交距離APP 所能提供的資料,還有以下補充事項:

  1. 此APP不會洩漏任何非確診者的個人資料與行蹤。
  2. 確診者的行蹤記錄,會由確診者同意後,並且透過APP雲端伺服器所發送的驗證碼,來上傳足跡並驗證上傳的授權合法性。
  3. 如果民眾的手機不是隨時帶在身邊,而遺忘在某處,也可能因此產生不正確的足跡,因此該APP仍屬於輔助疫調的工具,不能作為疫調足跡的唯一工具。
  4. 如果APP的使用普及率不夠高,則無法作為有效的疫調工具,因此鼓勵民眾可多加利用。

社交距離 APP 與 Apple 的 AirTag 技術,基本的設計原理是相同的,皆是透過藍芽裝置的訊號收送,來確認裝置間相關位置,並定位。但市面上其他類似功能的 APP,是否涉及個人用戶隱私,就會需要分別確認,視每個 APP 上傳了什麼樣的個人用戶資訊而定。

裝好了,該怎麼用才能成功防疫?

鄭瑋與蕭旭君提醒,若需要準確提升事後回溯比對的效果, 要有以下前提:

  1. App的使用者須正確安裝啟用,並確實將藍牙訊號打開
    因為此App機制是由藍牙技術交換隨機 ID,若沒有安裝成功,抑或是沒有打開藍牙,將會沒有辦法傳送和接收隨機 ID。
  2. 正確啟用的人數需達一定規模
    此機制仰賴手機發送和接收隨機 ID,進行事後回溯比對時,若愈多人正確啟用則愈能反應真實接觸狀況。近期研究分析了英國的 NHS COVID-19 App 相關數據,指出其使用率為英國全體國民的 28% ,且有助防疫4
  3. 盡量減少環境障礙物
    藍牙訊號強度易受到障礙物影響,此則可能難以精準估計距離。有國外研究指出5,將手機放在背包的深處或是衣物口袋中會削弱藍芽的訊號強度。
  4. 避免群聚
    事實上使用此APP仍應避免群聚。我們跨三校四系的團隊(台大資訊工程系、台大圖資系、交大資訊工程系、台科大資訊工程系)2020年7月的藍牙訊號實驗顯示6在人員密集處,即便保持社交距離,對藍牙訊號來說人體也是障礙物,且藍牙訊號也會互相干擾;因此藍牙訊號的漏失率會提升,根據訊號強度來估計距離的結果可能也不準確。

鄭瑋與蕭旭君並特別提醒大家,即便App沒有回溯比對到您曾與確診者接觸,也不代表絕對安全。因為藍牙訊號可能因為種種原因受到干擾,因此有時無法判斷接觸情形,也可能無法精確估算接觸距離,且確診者也不一定有事先安裝 App。

不應使用此App就產生錯誤的安全感,也不能有了社交距離App就在疫情升溫時放心社交、群聚。

總的來說,使用「台灣社交距離App 」確能為防疫多加一道防線,不過避免人多與群聚的地方、保持社交距離以及環境與重視個人衛生,才是落實防疫的不二法門。

安裝聯結:iOSAndroid ,一起裝起來吧!

參考資料

  1. Bobbie Johnsonarchive (2020). The Covid Tracing Tracker: What’s happening in coronavirus apps around the world.
  2.  Google (2020). Exposure Notifications Express overview.
  3. 新加坡數位服務部門所研發的藍牙追蹤(BlueTrace)協定請參考:Responding to COVID-19 With Tech.
  4. Wymant, C., Ferretti, L., Tsallis, D. et al. (2021). The epidemiological impact of the NHS COVID-19 App. Nature.
  5. Douglas J. Leith and Stephen Farrell. (2020). Coronavirus contact tracing: evaluating the potential of using bluetooth received signal strength for proximity detection. SIGCOMM Comput. Commun. Rev. 50, 4 (October 2020), 66–74.
  6. Hsiao, H.-C., Huang, C.-Y., Hong, B.-K., Cheng, S.-M., Hu, H.-Y., Wu, C.-C., Lee, J.-S., Wang, S.-H. & Jeng, W. (2020). An Empirical Evaluation of Bluetooth-based Decentralized Contact Tracing in Crowds. arXiv preprint arXiv:2011.04322.

關於「臺灣社交App」的資料

  1. 衛生福利部疾病管制署(2021)。〈臺灣社交距離App〉。
  2. 科技新報(2021)。〈社區感染來了!快載「台灣社交距離」APP,小心確診者在身邊〉。
  3. 台灣人工智慧實驗室(Taiwan AI Labs)(2021)。〈Taiwan Social Distancing APP〉。
  4. 台灣人工智慧實驗室(Taiwan AI Labs)(2021)。〈台灣社交距離 App注意事項及各資保護說明〉。

網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策