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有得玩、有得看、有得想!絕不冷場的 Open Call 頒獎典禮暨科普成果展,即將登場!

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/05/15 ・1469字 ・閱讀時間約 3 分鐘

  • 文 / 陳彥諺

當你聽到「科學」,第一直覺想到的是什麼呢?是一塵不染的實驗室,還是厚重書本裡必須埋頭苦讀(還未必能懂)的知識?其實,科學才不那麼嚴肅,在我們的日常生活中,到處都是科學!只要經過轉化,科學就可以很有趣。

我們與科學的距離,並沒有想像中遙遠。 圖/數感實驗室提供

而讓科學變得這麼有趣的重要推手,就是國科會了。在去年 2022 年,國科會首度舉辦了「Open Call 科普創意松」競賽。校園學子們各個發揮科普創意,在「科普創意提案」、「科普短片徵件」兩項全國性競賽中大顯身手,讓科學變得非常親切活潑。

這麼有趣的內容哪裡看?就在 2023 年 05 月 26 日即將登場的「Open Call科普成果展」。

展覽三大重點

Open Call 科普成果展包含了三大重點,有得玩、有得看、有得想,絕不冷場。有科普推手與大眾零距離的激盪對談、有 Open Call 科普創意松的獲獎精彩科普影音,還有結合精準數學與柔軟文學跨域創作的數學詩牆。

Open Call 科普創意松分為「科普短片」以及「科普創意提案」兩類徵件。科普短片高中組首獎作品「光通訊」,透過虎尾高中的同學以穿越劇的逗趣劇情,說明了光通訊的原理,故事清新可愛,也以簡易動畫與資訊圖卡清楚說明科普知識,拿下了高中職組的金獎肯定。

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虎尾高中動感光波《光通訊》。圖/Open Call 科普創意松活動

而「清大天文社」團隊,則結合動畫劇情發揮創意,以「進擊的黑洞:類星體」這支作品,透過幽默風趣同時不失嚴謹的詮釋與資料參考,將黑洞說明得深入淺出,且充滿樂趣,獲得了大專組的金獎肯定。

此外,在創意提案類中,來自二林工商的「哇哈哈科學服務團」提出具可持續性、普及性,且創意性高的「自助人助~啟動一鄉鎮一科學團」方案,以科學服務社團的形式,將科普教育與地方文化結合推廣科學,獲得高中職組的金獎。

大專組的金獎得主,則是來自臺北醫學大學、中國醫藥大學兩校的跨校團隊「醫線教育」,他們從自身專長出發,提出了「醫學生診斷邏輯的全新虛實整合教學模式」,開發雲端醫學教具及教學短片,並整合實體工作坊,讓醫學教育能夠系統性的向下扎根。

科學探索即是生活

Open Call 科普成果展中,除了學生的自主投件外,更有 45 個國科會科普計畫團隊,以更多元寬廣的面向推動科普,這些國內長期推動科普、第一線面對學子的科普推手,為本次展覽設計豐富多元的科學演示,將深奧的科研成果轉化為各年齡層易懂的手作互動實驗等,包括循環材料與物件微展覽、原住民文化數學數位教材、科普桌遊、AI 自駕車模擬行駛、植物染手作體驗、蝴蝶科普解謎遊戲等有趣又豐富的科普體驗。

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當探索科學成為了生活的一部份,如何用文字記錄下來、表述出來,是另一項值得探索的跨域技藝。本次 Open Call 科普成果展裡,將《數感盃中英文數學詩創作競賽》的成果搖身一變,成為了 24 公尺長的數學詩牆,讓觀展民眾們徜徉在科學裡,有同時能看見當數學與文學交會,碰撞出的跨域火花。

你對於科學及科普有什麼想像嗎?2023 年 5 月 26 日,走入台北松山文創園區一號倉庫,來激盪你對於科普的想像吧!

活動官網:https://exhibition.opencall-nstc.org.tw/

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從PD-L1到CD47:癌症免疫療法進入3.5代時代
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/25 ・4544字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文與 TRPMA 台灣研發型生技新藥發展協會合作,泛科學企劃執行

如果把癌細胞比喻成身體裡的頭號通緝犯,那誰來負責逮捕?

許多人第一時間想到的,可能是化療、放療這些外來的「賞金獵人」。但其實,我們體內早就駐紮著一支最強的警察部隊「免疫系統」。

既然「免疫系統」的警力這麼堅強,為什麼癌症還是屢屢得逞?關鍵就在於:癌細胞是偽裝高手。有的會偽造「良民證」,騙過免疫系統的菁英部隊;更厲害的,甚至能直接掛上「免查通行證」,讓負責巡邏的免疫細胞直接視而不見,大搖大擺地溜過。

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過去,免疫檢查點抑制劑的問世,為癌症治療帶來突破性的進展,成功撕下癌細胞的偽裝,也讓不少患者重燃希望。不過,目前在某些癌症中,反應率仍只有兩到三成,顯示這條路還有優化的空間。

今天,我們要來聊的,就是科學家如何另闢蹊徑,找出那些連「通緝令」都發不出去的癌細胞。這個全新的免疫策略,會是破解癌症偽裝的新關鍵嗎?

科學家如何另闢蹊徑,找出那些連「通緝令」都發不出去的癌細胞。這個全新的免疫策略,會是破解癌症偽裝的新關鍵嗎?/ 圖片來源:shutterstock

免疫療法登場:從殺敵一千到精準出擊

在回答問題之前,我們先從人類對抗癌症的「治療演變」說起。

最早的「傳統化療」,就像威力強大的「七傷拳」,殺傷力高,但不分敵我,往往是殺敵一千、自損八百,副作用極大。接著出現的「標靶藥物」,則像能精準出招的「一陽指」,能直接點中癌細胞的「穴位」,大幅減少對健康細胞的傷害,副作用也小多了。但麻煩的是,癌細胞很會突變,用藥一段時間就容易產生抗藥性,這套點穴功夫也就漸漸失靈。

直到這個世紀,人類才終於領悟到:最強的武功,是驅動體內的「原力」,也就是「重新喚醒免疫系統」來對付癌症。這場關鍵轉折,也開啟了「癌症免疫療法」的新時代。

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你可能不知道,就算在健康狀態下,平均每天還是會產生數千個癌細胞。而我們之所以安然無恙,全靠體內那套日夜巡邏的「免疫監測 (immunosurveillance)」機制,看到癌細胞就立刻清除。但,癌細胞之所以難纏,就在於它會發展出各種「免疫逃脫」策略。

免疫系統中,有一批受過嚴格訓練的菁英,叫做「T細胞」,他們是執行最終擊殺任務的霹靂小組。狡猾的癌細胞為了躲過追殺,會在自己身上掛出一張「偽良民證」,這個偽裝的學名,「程序性細胞死亡蛋白配體-1 (programmed death-ligand 1, PD-L1) 」,縮寫PD-L1。

當T細胞來盤查時,T細胞身上帶有一個具備煞車功能的「讀卡機」,叫做「程序性細胞死亡蛋白受體-1 (programmed cell death protein 1, PD-1) 」,簡稱 PD-1。當癌細胞的 PD-L1 跟 T細胞的 PD-1 對上時,就等於是在說:「嘿,自己人啦!別查我」,也就是腫瘤癌細胞會表現很多可抑制免疫 T 細胞活性的分子,這些分子能通過免疫 T 細胞的檢查哨,等於是通知免疫系統無需攻擊的訊號,因此 T 細胞就真的會被唬住,轉身離開且放棄攻擊。

這種免疫系統控制的樞紐機制就稱為「免疫檢查點 (immune checkpoints)」。而我們熟知的「免疫檢查點抑制劑」,作用就像是把那張「偽良民證」直接撕掉的藥物。良民證一失效,T細胞就能識破騙局、發現這是大壞蛋,重新發動攻擊!

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狡猾的癌細胞為了躲過追殺,會在自己身上掛出一張「偽良民證」,也就是「程序性細胞死亡蛋白配體-1 (programmed death-ligand 1, 縮寫PD-L1) 」/ 圖片來源:shutterstock

目前免疫療法已成為晚期癌症患者心目中最後一根救命稻草,理由是他們的體能可能無法負荷化療帶來的副作用;標靶藥物雖然有效,不過在用藥一段期間後,終究會出現抗藥性;而「免疫檢查點抑制劑」卻有機會讓癌症獲得長期的控制。

由於免疫檢查點抑制劑是借著免疫系統的刀來殺死腫瘤,所以有著毒性較低並且治療耐受性較佳的優勢。對免疫檢查點抑制劑有治療反應的患者,也能獲得比起化療更長的存活期,以及較好的生活品質。

不過,儘管免疫檢查點抑制劑改寫了治癌戰局,這些年下來,卻仍有些問題。

CD47來救?揭開癌細胞的「免死金牌」機制

「免疫檢查點抑制劑」雖然帶來治療突破,但還是有不少挑戰。

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首先,是藥費昂貴。 雖然在台灣,健保於 2019 年後已有條件給付,但對多數人仍是沉重負擔。 第二,也是最關鍵的,單獨使用時,它的治療反應率並不高。在許多情況下,大約只有 2成到3成的患者有效。

換句話說,仍有七到八成的患者可能看不到預期的效果,而且治療反應又比較慢,必須等 2 至 3 個月才能看出端倪。對患者來說,這種「沒把握、又得等」的療程,心理壓力自然不小。

為什麼會這樣?很簡單,因為這個方法的前提是,癌細胞得用「偽良民證」這一招才有效。但如果癌細胞根本不屑玩這一套呢?

想像一下,整套免疫系統抓壞人的流程,其實是這樣運作的:當癌細胞自然死亡,或被初步攻擊後,會留下些許「屍塊渣渣」——也就是抗原。這時,體內負責巡邏兼清理的「巨噬細胞」就會出動,把這些渣渣撿起來、分析特徵。比方說,它發現犯人都戴著一頂「大草帽」。

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接著,巨噬細胞會把這個特徵,發布成「通緝令」,交給其他免疫細胞,並進一步訓練剛剛提到的菁英霹靂小組─T細胞。T細胞學會辨認「大草帽」,就能出發去精準獵殺所有戴著草帽的癌細胞。

當癌細胞死亡後,會留下「抗原」。體內的「巨噬細胞」會採集並分析這些特徵,並發布「通緝令」給其它免疫細胞,T細胞一旦學會辨識特徵,就能精準出擊,獵殺所有癌細胞。/ 圖片來源:shutterstock

而PD-1/PD-L1 的偽裝術,是發生在最後一步:T 細胞正準備動手時,癌細胞突然高喊:「我是好人啊!」,來騙過 T 細胞。

但問題若出在第一步呢?如果第一關,巡邏的警察「巨噬細胞」就完全沒有察覺這些屍塊有問題,根本沒發通緝令呢?

這正是更高竿的癌細胞採用的策略:它們在細胞表面大量表現一種叫做「 CD47 」的蛋白質。這個 CD47 分子,就像一張寫著「自己人,別吃我!」的免死金牌,它會跟巨噬細胞上的接收器─訊號調節蛋白α (Signal regulatory protein α,SIRPα) 結合。當巨噬細胞一看到這訊號,大腦就會自動判斷:「喔,這是正常細胞,跳過。」

結果會怎樣?巨噬細胞從頭到尾毫無動作,癌細胞就大搖大擺地走過警察面前,連罪犯「戴草帽」的通緝令都沒被發布,T 細胞自然也就毫無頭緒要出動!

這就是為什麼只阻斷 PD-L1 的藥物反應率有限。因為在許多案例中,癌細胞連進到「被追殺」的階段都沒有!

為了解決這個問題,科學家把目標轉向了這面「免死金牌」,開始開發能阻斷 CD47 的生物藥。但開發 CD47 藥物的這條路,可說是一波三折。

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不只精準殺敵,更不能誤傷友軍

研發抗癌新藥,就像打造一把神兵利器,太強、太弱都不行!

第一代 CD47 藥物,就是威力太強的例子。第一代藥物是強效的「單株抗體」,你可以想像是超強力膠帶,直接把癌細胞表面的「免死金牌」CD47 封死。同時,這個膠帶尾端還有一段蛋白質IgG-Fc,這段蛋白質可以和免疫細胞上的Fc受體結合。就像插上一面「快來吃我」的小旗子,吸引巨噬細胞前來吞噬。

問題來了!CD47 不只存在於癌細胞,全身上下的正常細胞,尤其是紅血球,也有 CD47 作為自我保護的訊號。結果,第一代藥物這種「見 CD47 就封」的策略,完全不分敵我,導致巨噬細胞連紅血球也一起攻擊,造成嚴重的貧血問題。

這問題影響可不小,導致一些備受矚目的藥物,例如美國製藥公司吉立亞醫藥(Gilead)的明星藥物 magrolimab,在2024年2月宣布停止開發。它原本是預期用來治療急性骨髓性白血病(AML)的單株抗體藥物。

太猛不行,那第二代藥物就改弱一點。科學家不再用強效抗體,而是改用「融合蛋白」,也就是巨噬細胞身上接收器 SIRPα 的一部分。它一樣會去佔住 CD47 的位置,但結合力比較弱,特別是跟紅血球的 CD47 結合力,只有 1% 左右,安全性明顯提升。

像是輝瑞在 2021 年就砸下 22.6 億美元,收購生技公司 Trillium Therapeutics 來開發這類藥物。Trillium 使用的是名為 TTI-621 和 TTI-622 的兩種融合蛋白,可以阻斷 CD47 的反應位置。但在輝瑞2025年4月29號公布最新的研發進度報告上,TTI-621 已經悄悄消失。已經進到二期研究的TTI-622,則是在6月29號,研究狀態被改為「已終止」。原因是「無法招募到計畫數量的受試者」。

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但第二代也有個弱點:為了安全,它對癌細胞 CD47 的結合力,也跟著變弱了,導致藥效不如預期。

於是,第三代藥物的目標誕生了:能不能打造一個只對癌細胞有超強結合力,但對紅血球幾乎沒反應的「完美武器」?

為了找出這種神兵利器,科學家們搬出了超炫的篩選工具:噬菌體(Phage),一種專門感染細菌的病毒。別緊張,不是要把病毒打進體內!而是把它當成一個龐大的「鑰匙資料庫」。

科學家可以透過基因改造,再加上AI的協助,就可以快速製造出數億、數十億種表面蛋白質結構都略有不同的噬菌體模型。然後,就開始配對流程:

  1. 先把這些長像各異的「鑰匙」全部拿去試開「紅血球」這把鎖,能打開的通通淘汰!
  2. 剩下的再去試開「癌細胞」的鎖,從中挑出結合最強、最精準的那一把「神鑰」!

接著,就是把這把「神鑰」的結構複製下來,大量生產。可能會從噬菌體上切下來,或是定序入選噬菌體的基因,找出最佳序列。再將這段序列,放入其他表達載體中,例如細菌或是哺乳動物細胞中來生產蛋白質。最後再接上一段能號召免疫系統來攻擊的「標籤蛋白 IgG-Fc」,就大功告成了!

目前這領域的領頭羊之一,是美國的 ALX Oncology,他們的產品 Evorpacept 已完成二期臨床試驗。但他們的標籤蛋白使用的是 IgG1,對巨噬細胞的吸引力較弱,需要搭配其他藥物聯合使用。

而另一個值得關注的,是總部在台北的漢康生技。他們利用噬菌體平台,從上億個可能性中,篩選出了理想的融合蛋白 HCB101。同時,他們選擇的標籤蛋白 IgG4,是巨噬細胞比較「感興趣」的類型,理論上能更有效地觸發吞噬作用。在臨床一期試驗中,就展現了單獨用藥也能讓腫瘤顯著縮小的效果以及高劑量對腫瘤產生腫瘤顯著部分縮小效果。因為它結合了前幾代藥物的優點,有人稱之為「第 3.5 代」藥物。

除此之外,還有漢康生技的FBDB平台技術,這項技術可以將多個融合蛋白「串」在一起。例如,把能攻擊 CD47、PD-L1、甚至能調整腫瘤微環境、活化巨噬細胞與T細胞的融合蛋白接在一起。讓這些武器達成 1+1+1 遠大於 3 的超倍攻擊效果,多管齊下攻擊腫瘤細胞。

結語

從撕掉「偽良民證」的 PD-L1 抑制劑,到破解「免死金牌」的 CD47 藥物,再到利用 AI 和噬菌體平台,設計出越來越精準的千里追魂香。 

對我們來說,最棒的好消息,莫過於這些免疫療法,從沒有停下改進的腳步。科學家們正一步步克服反應率不足、副作用等等的缺點。這些努力,都為癌症的「長期控制」甚至「治癒」,帶來了更多的希望。

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Open Call 頒獎典禮暨科普成果展 精彩落幕
PanSci_96
・2023/05/26 ・1855字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國科會首度舉辨「Open Call 頒獎典禮暨科普成果展」,於 112 年 5 月 26 日在臺北松山文創園區(簡稱松菸)一號倉庫登場,除進行「Open Call 科普創意松」競賽頒獎及作品展示,並集結 45 項科普活動計畫與科普產品製播計畫成果聯展,吸引逾千人次參觀人潮,與各界一同激盪科普想像,活動圓滿落幕。

《學子科普視角》21 件 Open Call 科普創意松獲獎作品吸引各界關注

為推動全民科普及擴散科普新知,國科會每年賡續辦理「Kiss Science – 科學開門,青春不悶」、「臺灣科普環島列車」等全國性科普活動,採分齡分眾設計科學主題及內容,打造全年齡的科學教育。

國科會去(111)年更舉辦第一屆「Open Call 科普創意松」全國競賽,首度聚焦校園年輕學子,由新世代學子的視角詮釋科普,分「科普創意提案」、「科普短片徵件」兩類徵件,吸引全國高中職及大專院校超過 400 隊報名,逾 1,200 名師生齊聚科普舞臺爭取桂冠,最終脫穎而出的 21 組獲獎師生隊伍,受邀出席今日成果展領獎及表揚,其作品並於現場展示。

《觸幕驚心-觸控螢幕的原理探究與應用》獲得網路人氣獎

頒獎典禮開始,先由醒吾科技大學生表演團體,以饒舌說唱表演方式串聯 21 支得獎科普作品主題及精神,為典禮揭開序幕。緊接者,由國科會吳政忠主任委員親自頒授獎狀予 21 組得獎團隊,主委除表揚並肯定青年學子所展現的多元科普創意及科學轉譯影片能力,也勉勵莘莘學子,持續保持對 STEAM 領域的探索,鼓勵加入國家科研人才之列。

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國科會吳政忠主任委員肯定青年學子所展現的多元科普創意及科學轉譯影片能力

綜觀此次成果展展出的獲獎作品,展現了學子多元豐富的創意,創意提案類作品囊括了醫學生的雲端休克教具、科普密室逃脫、偏鄉兒童心理輔導數位方案、電梯儲能解決方案、無人機教育推廣方案等。而科普短片類的獲獎作品更跳脫目前市面上現有科普影片表現方式,學子們透過饒舌說唱、動畫、類戲劇表演等影音創作模式,展現了新一代科普新勢力詮釋科普的獨特思維!

《科普知識饗宴》科普活動計畫互動體驗x科普製播計畫精彩片花

此次首屆舉辦的科普成果展,更集結了國科會 45 個科普計畫成果共同展出,展出內容緊扣當前熱門科技及公民議題,例如:成功大學建築系劉舜仁教授團隊展出「Hello C – Slurry,循環趣!」,透過循環材料與物件微展覽、低碳材料膠結科普知識圖卡及循環材料手作體驗,幫助成長於地球暖化世代的大小公民們認識各種循環材料,並學習從己身出發共同塑造循環永續社會。

《自助人助-啟動一鄉鎮一科學團》獲得高中組金獎

台北教育大學劉遠禎教授團隊展出之「AI 自駕車!城鄉 papago」,展示編程過程和 AI 自動駕駛訓練的成果,讓有興趣的小朋友實際參與 AI 自駕車編寫程式。屏東大學教育系徐偉民教授團隊融合原住民文化與數學,現場透過機器人展示原住民文化數學數位教材,並以 AI 互動方式讓與會者感受截然不同的數學科普體驗。

臺北市立大學古建國教授團隊從古籍沈括的《夢溪筆談》中提煉設計跨領域教材,將電流、藝術、與音樂結合,讓現場學子體驗一場貫穿古今、科學藝術交融的 STEAM 教學,提供大眾多元跨域科普互動與體驗。

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今日頒獎典禮後之舞臺區,主辦單位安排知識滿點的科普影音饗宴,除將播映「Open Call 科普創意松」 12 支獲獎科普短片,亦精選國科會歷年補助製作的科普影視內容,選題扣合近期民眾關心之疫情及健康議題,安排系列單元如:《看不見的 V 世界》、《基因啟示》、《藥藥欲試》等;另外也挑選曾獲得或入圍金鐘獎的作品如:《下一步,AI。NEXT,愛》、《土壤的身世》、《發現國境之南》、《法布爾昆蟲記》、《吉娃斯愛科學》等精彩片花,於舞臺區 LED 電視牆進行輪播,吸引民眾駐足欣賞,讓參觀者沈浸在豐富的科普視聽饗宴。

《醫學生診斷邏輯的全新虛實整合教學模式》獲得大專組金獎

由校園學子與學研界科普推手齊力促成之科普盛會 -「Open Call 頒獎典禮暨科普成果展」,在各界喝采下畫下句點。除了讓全民共同激盪對科普的想像外,「Open Call 科普創意松」競賽更成為新一代科普新勢力的搖籃,期待透過此活動,種下全民心中科學的種子,不斷往外擴散且向下扎根,厚植臺灣源源不絕的科研競爭力。

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