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電子皮膚-比醫生更了解你的乳房健康

李秋容
・2015/11/29 ・1378字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 557 ・八年級

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電子皮膚具有更高的偵測靈敏度,可以發現比目前技術更深入的疾病徵兆,提早發現並提高病患的存活機率。Source: iStockphoto

我們的皮膚內分布了許多感覺受器,能讓我們以最快的速度「感受」到東西,但不是所有人的皮膚都能正常行使功能,如截肢患者或機器人。而皮膚底下藏著我們重要的器官與組織,目前大部分還是需要儀器才能進行檢測,但重病患者或是需要隨時監控健康狀態的人可能耐受不住天天跑醫院了。對此,科學家發明了一種電子皮膚,用來感知外部和監測內部,且為了使它更加貼近人類皮膚,目前的技術已經可以使它透明化且具延展性,甚至開始發展超乎皮膚的功能如記錄對話、癒合傷口和自行產生電力。而現在,電子皮膚可望取代儀器變身成為你的「專屬醫生」,連癌症它都不放過。

內布拉斯加大學(University of Nebraska)奈米科技與材料中心的研究人員,研發出了用奈米粒子做成的電子皮膚(Electronic Skin)原型,他們宣稱這項研發可以為乳癌提供早期的偵測方法。

電子皮膚具有更高的偵測靈敏度,可以發現比目前技術更深入的疾病徵兆,提早發現並提高病患的存活機率。《ACS應用材料與界面期刊》(journal ACS Applied Materials & Interfaces)所刊登的一份研究指出,像電子皮膚這樣的薄膜式觸覺裝置,可藉由接觸壓力使觸覺裝置的薄膜局部變形,描繪出接觸物體的形狀。

研究團隊將聚合物和 10 奈米(nm)的金奈米粒子沉積物,結合後旋轉塗覆,建立一層接著一層的觸覺裝置,金奈米粒子一般會和 3 奈米的硫化鎘奈米粒子結合,並用於癌症偵測和治療技術中。而這個多層次的結構的組成,是由 9 層的聚合物將 3 層的金奈米粒子和 2 層的硫化鎘奈米粒子分離,再將這所有的一切都推積在由銦錫氧化物(ITO)玻璃基材上,而當鋁箔用作於頂部電極時,ITO 可作為底部電極。

這個觸覺裝置和臨床醫生執行乳房檢查相比,偵測結果有何不同呢?研究人員將模擬腫塊植入一片矽樹脂,然後將觸覺裝置壓在矽樹脂上,施以乳房檢查中臨床醫生使用的相同壓力。結果顯示觸覺裝置足以偵測到矽樹脂中 20 毫米深、5毫米寬的人工腫塊,偵測結果比臨床乳房檢查更為顯著。醫療人員通常無法發現小於 21 毫米寬的腫塊。如果醫生能夠偵測到這些過往檢查容易遺漏的不規則小型腫塊,病患的存活機率至少能提昇至 94% 以上。

這項測試也成為其他的偵測技術的替代方案,如花費昂貴的磁共振成像(magnetic resonance imaging ,簡稱MRI),和不適用於年輕女性和乳房組織較為緻密的女性的乳腺攝影術(mammography)。而研究人員也注意到了此技術可以用於掃描和發現黑色素細胞瘤(melanoma)和其他癌症病患的早期徵兆,相信在未來偵測各種病症可以更加方便與詳細。

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫-智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所
審校:陳妤寧

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

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李秋容
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愛吃愛玩愛科學,過著沒錢的快樂日子。

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細胞週期抑制劑避險治療,幫助降低「荷爾蒙陽性早期乳癌」復發轉移風險
careonline_96
・2023/11/15 ・2296字 ・閱讀時間約 4 分鐘

「醫師,我的早期乳癌是不是做完手術就不用擔心了?」張女士問。

「雖然做完根除手術清除掉腫瘤,但因為全身血液循環中可能有肉眼看不見的殘存癌細胞,所以需要接受術後輔助性藥物治療,降低未來復發轉移的風險喔。」醫師說。

乳癌是台灣女性發生率最高的癌症,每年約有 18000 個新案例。高雄市立大同醫院副院長陳芳銘醫師指出,根據腫瘤的特性,乳癌可區分成荷爾蒙陽性乳癌、HER2 乳癌、三陰性乳癌等亞型,其中以荷爾蒙陽性乳癌最為常見,約佔有 65%,HER2 乳癌約占 20-25%,三陰性乳癌約占10-15%。

早期乳癌的治療以手術為主,醫師會視狀況進行部分乳房切除或全乳房切除,並搭配前哨淋巴結切片或進行淋巴結廓清。後續再根據病理報告乳癌亞型決定術後輔助治療的組合,包括化學治療、標靶治療、荷爾蒙治療及免疫治療等。

早期發現、早期治療有助提升預後,但是早期乳癌患者在術後也不能大意,必須注意復發風險。陳芳銘醫師提醒,高復發風險之早期荷爾蒙陽性乳癌(HR+/HER2-)約有 20% 至 30% 會復發,可善加利用各種術後輔助治療降低復發的風險。

患者務必配合醫師的建議,接受術後輔助性藥物治療。陳芳銘醫師說,早期乳癌的治療目標是追求治癒,至於乳癌復發、轉移後,治療目標便會調整為延長存活。

一般而言,較年輕的乳癌患者,復發風險會比較高。陳芳銘醫師指出,臨床上可根據幾個條件來評估復發風險,包括淋巴結轉移顆數、腫瘤大小、腫瘤分化程度、Ki-67 指數等。

如果淋巴結轉移達4顆以上或是淋巴結轉移在 3 顆以下同時具有以下其中一個條件,腫瘤大於等於 5 公分、腫瘤分化程度第三級、Ki-67 指數大於 20%,便屬於高復發風險族群[1]

淋巴結轉移是最重要的復發風險因子,陳芳銘醫師說,如果乳癌有 1 至 3 顆淋巴結轉移,即使服用完五年輔助性賀爾蒙治療,10 年復發風險約 20%;如果有 4 至 9 顆淋巴結轉移,10 年復發風險更高達 36%。

腫瘤大小會影響復發風險,例如腫瘤在 2 公分以下,淋巴結沒有轉移,10 年的復發風險大概是 5%;腫瘤在 2 公分至 5 公分之間,10 年的復發風險約 10%。

乳癌細胞的生物特性亦會影響復發風險,腫瘤組織分化程度較差,復發風險較高。Ki-67 指數較高代表癌細胞生長速度較快,轉移或復發的風險也會比較高。

根據乳癌復發風險選用術後輔助治療

由於每位患者的復發轉移風險不同,在手術治療後須要使用不同強度的術後輔助性藥物治療。陳芳銘醫師說,以荷爾蒙陽性乳癌為例,一般術後會使用抗荷爾蒙藥物;對於病程進展較嚴重的患者,會使用抗荷爾蒙治療與化學治療;對於具有高復發轉移風險的患者,會建議使用抗荷爾蒙治療、化學治療、與細胞週期抑制劑。

細胞週期抑制劑是種標靶藥物,能夠針對調節細胞分裂週期的細胞週期素激酶發揮作用,抑制癌細胞的分裂,有效控制乳癌。陳芳銘醫師說,細胞週期抑制劑已用於治療復發轉移的晚期乳癌,並發揮相當顯著的治療成效,目前也被使用於具有高復發風險的早期乳癌患者,希望降低復發、轉移的風險。

「針對荷爾蒙陽性乳癌,抗荷爾蒙治療搭配細胞週期抑制劑已被證實有更好的治療效果。」陳芳銘醫師說,「對於具有高復發風險的乳癌患者,建議不要等到轉移才使用,而是在術後輔助治療便開始使用,提高治癒乳癌的機會。」

臨床試驗的結果顯示,相較於只使用抗荷爾蒙治療,具有高復發風險的早期乳癌患者如再搭配服用細胞週期抑制劑,可以進一步降低三成的復發風險及遠端轉移風險。

細胞週期抑制劑是口服標靶藥物,便利性高,有助維持患者對於治療的順從度。

貼心小提醒

早期乳癌通常摸不到也沒有明顯症狀,女性朋友記得要定期接受乳房超音波、乳房攝影檢查。陳芳銘醫師叮嚀,早期乳癌使用手術治療的效果很好,但是仍須依照復發風險選擇合適的術後輔助性藥物治療。

針對具有高復發風險的荷爾蒙陽性乳癌,術後輔助性藥物治療採用抗荷爾蒙治療、化學治療、搭配細胞週期抑制劑標靶治療能顯著降低乳癌復發、轉移風險。請與醫師密切配合,共同追求治癒早期乳癌的目標。

參考資料

  1. Johnston SRD, Harbeck N, Hegg R, et al. Abemaciclib Combined With Endocrine Therapy for the Adjuvant Treatment of HR+, HER2-, Node-Positive, High-Risk, Early Breast Cancer (monarchE). J Clin Oncol. 2020;38(34):3987-3998. doi:10.1200/JCO.20.02514

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鑑識故事系列:MRI 才看得到單純疱疹腦炎?
胡中行_96
・2023/09/25 ・2010字 ・閱讀時間約 4 分鐘

在瑞士有個 61 歲的男子,4 天前還被看到好端端的,眼下卻沒來由地在家裡掛了。目擊證人、已知疾病、就診紀錄,或是感染相關的線索,例如:升高的肛溫、皮膚的瘀點、退燒藥、止痛劑等,要什麼沒什麼。驗屍團隊推估男子死亡超過 24 小時,其他所知無多。[1]

非本案使用的核磁共振掃描儀。圖/Jan Ainali on Wikimedia Commons(CC BY 3.0)

驗屍

就外觀而言,男子的屍體沒有任何病灶。驗屍團隊本來想照慣例,先做電腦斷層掃描(computed tomography),觀察內部概況後再解剖。無奈這天儀器故障,所以改照核磁共振造影(magnetic resonance imaging)。不過,塞翁失馬,焉知非福。雖然核磁共振的成本較高,費時冗長,但是影像更為細緻:神經放射科醫師指出腦部額葉與顳葉的扣帶皮質、邊緣葉,以及島葉皮質的左側,都有損傷。換句話說,可能是單純疱疹病毒腦炎(herpes simplex virus encephalitis)。[1]

男子的 T1 核磁共振影像。圖/參考資料 1,Figure 3(CC BY 4.0)
男子的 T2 核磁共振影像。圖/參考資料 1,Figure 4(CC BY 4.0)

照完醫療影像,把屍體剖開來,有肉眼和顯微鏡都可見的肺炎(pneumonia)病變。腦部切片的組織學分析,以蘇木紫(hematoxylin)和伊紅(eosin)染劑上色,顯現出少量發炎的腦幹細胞與病變的海馬體神經元;透過免疫組織化學染色,則發現腦幹內有某些類型的 T 細胞和巨噬細胞,以及活化的小神經膠質細胞等多種免疫細胞。更重要的是,在海馬體中找到單純疱疹病毒(herpes simplex virus)HSV-1 與 HSV-2,證明了根據核磁共振影像所做的推測。[1]

腦幹(米色)與海馬體(紅色)的位置。圖/Life Science Databases on Wikimedia Commons(CC-BY-SA-2.1-jp)
腦幹發炎的細胞。圖/參考資料 1,Figure 1(CC BY 4.0)
海馬體病變的神經元。圖/參考資料 1,Figure 2(CC BY 4.0)

單純疱疹病毒

單純疱疹病毒經由接觸傳播,從皮膚或黏膜進入人體,感染神經末梢,並在神經節中進行複製。[1]該病毒分為兩型:90% 的人口都得過,會造成口腔疱疹唇疱疹HSV-1,偶爾也因口交衍生出性器疱疹;不過較不普遍的 HSV-2,通常才是後者的元兇。[1, 2]另外,有些極罕見的 HSV-1 和 HSV-2 案例,是母親於生產時,傳染給嬰兒。[2]

首次感染也許會發燒、頭疼、喉嚨痛、身體痠痛,或淋巴結腫大。這些症狀若難以承受,可以透過藥物緩解;但是單純疱疹病毒一旦定居神經細胞,只會一下活躍,一下沉寂,終身無法根除。生病、發燒、月經、創傷、手術、陽光曝曬與心理壓力等,都可能引起復發。好在之後的發作通常為期較短,病況也不如第一次那麼嚴重。[2]

單純疱疹病毒腦炎

儘管單純疱疹病毒只會給一般人帶來暫時的不適;遇上免疫力差的人,發作就更加嚴重且頻繁,甚至有致命的風險。[1, 2]HSV-1 感染可能併發腦炎(encephalitis)和角膜炎(keratitis);[2]HSV-2 則會導致腦膜腦炎(meningoencephalitis)與擴散至多處的瀰漫性感染(disseminated infection)。[2, 3]

單純疱疹病毒腦炎的成人發病率高,每年約有 1/250,000–1/500,000;而且就算即時診斷,並經靜脈施予抗病毒藥物 acyclovir,仍有 20% 到 30% 的死亡率。[4]其診斷方式為執行腰椎穿刺(lumbar puncture),抽取腦脊髓液來檢驗有無病毒;以及做腦部核磁共振,主要看額葉與顳葉是否病變,僅有少數病例會擴及腦幹。病毒影響腦部,展現出來就成了頭疼、癲癇、發燒、失語、個性改變或精神錯亂。[1]

腰椎穿刺示意圖:側臥或坐姿。圖/BruceBlaus on Wikimedia Commons(CC BY 3.0)

問題是這名男子生前大概缺乏明顯症狀,所以未曾就診。難怪 2023 年在《國際鑑識科學:報告》(Forensic Science International: Reports)期刊介紹此案的論文作者,只差沒抱怨如此隱蔽的疾患,要叫人怎麼猜。他們最後表示男子死於肺炎,卻通篇討論他罹患的單純疱疹病毒腦炎,並且強調多數鑑識單位頂多幫屍體照電腦斷層掃描,不太容易發現這種腦部感染,所幸他們的電腦斷層掃描儀壞掉,仰賴核磁共振才做出正確診斷。[1]

   

參考資料

  1. Genet P, Merkler D, Zerlauth JB, et al. (2023) ‘Incidental discovery of herpes simplex virus encephalitis by post-mortem MRI’. Forensic Science International: Reports, 7, 100310.
  2. Herpes simplex virus’. (05 APR 2023) World Health Organization.
  3. Yetmar ZA, Khodadadi RB, Chesdachai S, et al. (2023) ‘Mortality After Nocardiosis: Risk Factors and Evaluation of Disseminated Infection’. Open Forum Infectious Diseases, 10(8):ofad409.
  4. AK AK, Mendez MD. (31 JAN 2023) ‘Herpes Simplex Encephalitis’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
胡中行_96
169 篇文章 ・ 60 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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乳癌術後復發轉移對策——口服 CDK4/6 抑制劑,提升治療成效!
careonline_96
・2023/09/06 ・2108字 ・閱讀時間約 4 分鐘

「醫師,我的胸口最近都會痛。」80 歲的王女士指著胸骨說。王女士是在 10 多年前發現乳癌,並接受手術切除,確認是荷爾蒙陽性、HER2 陰性乳癌,於是接受抗荷爾蒙治療,也持續在門診追蹤。

由於疼痛的原因可能不單純,於是便安排進一步檢查。成大醫院腫瘤醫學部腫瘤內科蔡瑞鴻醫師指出,檢查結果顯示患者的胸骨、肋骨、脊椎骨都有轉移的病灶,研判是乳癌復發轉移。

經過討論後,患者選擇使用口服 CDK4/6 抑制劑標靶藥物搭配抗荷爾蒙藥物。蔡瑞鴻醫師說,接受治療後,患者覺得有些疲勞,但不會影響日常生活。

經過半年後,檢查顯示骨轉移的病灶幾乎都消失了。讓患者很有信心,也願意持續接受治療,至今已有 4 年。蔡瑞鴻醫師說,能夠使用口服藥順利治療 4 年,不需要化學治療、維持生活品質,對乳癌復發轉移的患者是相當大的幫助。

診斷乳癌時,會利用雌激素受體 ER、黃體激素受體 PR、人類表皮生長因子受體 HER2 等將乳癌分為不同的亞型,包括荷爾蒙陽性、HER2 陽性、三陰性等。蔡瑞鴻醫師說,接受手術治療後,乳癌有機會復發、轉移,一般是在術後兩年內出現。

腫瘤較大顆、有淋巴結轉移的患者,發生復發、轉移的風險會比較高。值得注意的是荷爾蒙陽性乳癌,在經過 5 年、10 年以後,還是會有一定的機率產生復發、轉移。

乳癌轉移可能出現在骨頭、肝臟、肺臟、腦部等器官。蔡瑞鴻醫師說,乳癌骨轉移以胸椎、腰椎、肋骨等處較為常見,部分患者的骨轉移會出現在四肢。

乳癌轉移初期沒有明顯症狀,一般是在追蹤檢查的過程中發現。蔡瑞鴻醫師說,隨著轉移的腫瘤變大,患者可能出現各式各樣的症狀。骨骼轉移容易造成疼痛,若壓迫神經會造成痠、麻、無力、癱瘓等,若造成高血鈣會導致噁心、嘔吐等症狀。

由於骨骼的結構遭到腫瘤破壞,患者容易出現病理性骨折。蔡瑞鴻醫師說,可能走路跌倒或輕微碰撞便造成骨折,而導致疼痛、行動不便等問題。

「骨頭轉移的症狀差異很大,也不見得都會出現疼痛。曾經有患者的脊椎有7、8節都有轉移,但只有其中 1、2 節會痛。」蔡瑞鴻醫師說,「乳癌患者一定要持續追蹤,若有疼痛不適的狀況,便須向醫師反應,以評估是否需要進一步檢查。」

CDK4/6 抑制劑,提升晚期乳癌治療成效

荷爾蒙陽性、HER2 陰性乳癌是台灣最常見的乳癌類型,治療工具也持續進步。蔡瑞鴻醫師說,早期乳癌患者在術後一般會接受抗荷爾蒙治療,晚期、轉移性乳癌可以使用抗荷爾蒙治療搭配口服 CDK4/6 抑制劑標靶藥物。

抗荷爾蒙治療可以阻止女性荷爾蒙刺激乳癌細胞生長,CDK4/6 抑制劑可以中斷細胞週期,抑制乳癌生長。蔡瑞鴻醫師說,兩者搭配使用,能夠顯著提升治療成效。

過去在面對荷爾蒙陽性、HER2 陰性的晚期乳癌時,大多使用化學治療。但是傳統化學治療的副作用較大,患者也比較抗拒。CDK4/6 抑制劑標靶藥物的問世,突破了治療瓶頸,帶給患者很大的幫助。

CDK4/6 抑制劑標靶藥物搭配抗荷爾蒙治療可以有效延緩疾病惡化、延緩荷爾蒙抗藥性出現、並延緩接受化學治療的時間。相較於化學治療,CDK4/6 抑制劑標靶藥物的治療機轉較精準,副作用比較少。因為採用口服,便利性高,有助維持生活品質,提升治療順從度。

目前健保對於口服 CDK4/6 抑制劑標靶藥物採有條件給付,只要符合條件,醫師便會幫患者申請使用。

貼心小提醒

乳癌是台灣女性發生率最高的癌症,而荷爾蒙陽性、HER2 陰性乳癌是最常見的亞型。蔡瑞鴻醫師說,早期患者建議接受抗荷爾蒙治療,晚期患者可使用抗荷爾蒙治療搭配口服 CDK4/6 抑制劑標靶藥物。加上 CDK4/6 抑制劑,有助延緩疾病惡化,延緩荷爾蒙抗藥性出現,顯著提升治療成效,而且相較於化學治療副作用較少,能夠維持生活品質。

乳癌在術後多年仍有復發風險,患者一定要持續追蹤,若有骨頭疼痛、肢體痠麻無力等狀況,務必向醫師反應,才能適時調整治療計畫。