如何在癌症發生初期掌握病情、及早介入治療，一直是醫界和科學界努力的目標，只是在各種癌症發生原因還不完全明朗的情況下，想達到這個目標簡直難上加難！

中研院物理研究所研究員周家復帶領研究團隊，在 2013 年研發「奈米分子壩」技術，能利用簡單的晶片快篩，有效快速縮短癌症篩檢的時間、提高篩檢精準度。三年後，這個技術研發更成熟了，周家復說，「我們已經能將技術實際應用在攝護腺癌標誌分子、神經胜肽分子、皮質醇的檢測，如果通過臨床標本試驗，預計最快五到十年可以開始廣泛應用」。

絕緣體外加電場　分離正負電荷分子

奈米分子壩其實是一個相當複雜的技術，要解釋得先從晶片本身的材料「絕緣體」說起。由於絕緣體若外加電場，本身電子因為被原子核束縛得很緊，沒辦法大幅移動，只能在原子附近小幅位移，最後原子本身的正負電荷分離、形成電偶極矩，這個現象被稱為「介電質的極化」，這些電偶極矩也會產生電場，在外加電場越大的情況下，正負電荷分離會越明顯。

分子濃度不高　也能快速聚集！

中研院研究團隊利用絕緣體的這個特性，將矽晶或石英玻璃當作材料，製作奈米流通道，其中關鍵的隘口設計只有數十奈米大小。

這有什麼優點？絕緣體有了外加電場、會產生正負電荷分離的特性，讓研究員可以透過外加電場、分離帶有正負電荷的分子；此外，調配液體濃度或種類，也能藉此操控游動其中的帶電微粒，讓不同帶電粒子依照某些特性在游動過程中分離開來。

周家復設計的這個快篩晶片系統，主要透過高度聚焦電場，讓奈米流道在交直流電場下、利用分子介電反應產生的負介電泳排斥力，形成分子壩效應，這個效應會讓要檢測的蛋白質分子，快速大量聚集在隘口處。由於過去分子診斷在濃度低的檢測液體中，較難找到目標偵測物、需要耗費的時間也很長，分子壩技術的突破在於，能有效提高偵測物分子的區域濃度，相較傳統方式半小時才能蒐集足夠濃度的偵測物，晶片快篩系統靈敏許多，以攝護腺癌標誌分子 PSA 為例，晶片系統三十秒就能測出 1 pg/mL（每毫升一皮克），濃度是現在的千分之一。區域濃度提高的結果，能讓原先分子診斷技術中，難以偵測的生物標誌物（通常是生物分子，如 DNA 、蛋白質等）檢測成為可能。

醫生制定濃度標準　準確掌握罹癌時機

高濃度聚集要偵測的分子還不夠，接下來必須有生物辨識分子來分辨這些待測物、加上傳導器傳遞偵測完成的結果，整個流程才算成功。依據美國聯邦食品藥物管理局核定的臨床應用癌症標誌分子來看，只要有生物標誌物的癌症，都可以用這個技術檢測，只不過周家復強調，並非偵測到這些分子就表示罹患癌症，檢測到的物質達到什麼程度才算患病，需要由醫師進一步制定，「我們主要希望做出靈敏的快篩技術，讓第一線醫護人員能即時掌握病情、介入治療」。

生物標誌物主要透過找出某些病症與生物標記變化的相關性，藉此協助醫生診斷疾病、進行個體治療。雖然這是個具有相當研究歷史的領域，但在臨床上的應用其實還有許多努力空間。事實上，周家復研發的這項技術，不只能針對癌症偵測生物標記分子，也可以偵測神經胜肽分子，由於神經胜肽分子 NPY、OXA，有潛力作為飛行員身心狀態的檢測指標，未來這個晶片快篩技術，若能發展相關標準搭配檢測，在臨床應用上勢必能成為一大利器。

• 本文與台灣科技媒體中心合作，內文經泛科學改寫。
• 本文轉載整合自台灣科技媒體中心《「living with COVID-19，新冠肺炎口服藥現況」專家意見》《「COVID-19高風險患者用Paxlovid的治療結果」專家意見》
• 資料更新至 2022 年 5 月 9 日，完整文章請見上方連結

今年四月台灣宣布將走向「重症清零，輕症管控」：非放任病毒肆虐式「與病毒共存」（living with covid-19） 的控管疫情策略。 若需要達到「重症清零，輕症管控」的目標，醫療人員的支援與 COVID-19 藥物的使用，將是關鍵手段，對於感染後容易導致重症的個案，也需要有抗病毒藥物來治療或預防惡化。

目前有哪些治療新冠肺癌的藥物？

目前首度獲得美國 FDA 許可的抗新冠藥物「Remdesivir」 （瑞德西韋），是透過抑制病毒的 RNA 合成酶達到藥效。美國 FDA 更在近期批准，注射液劑型的 Remdesivir 適用於「出生 28 天及以上、至少 3 公斤」的嬰幼兒染疫患者，成為首款嬰幼兒的新冠療法。

然而注射液劑型需要專業的打針技術，並非一般民眾可居家自行使用，因此抗新冠口服藥物的開發，各國一直都很重視。現行已通過美國 FDA 緊急使用授權（EUA）的抗新冠口服藥物，有輝瑞公司研發的「Paxlovid」，以及默克（或稱默沙東）公司研發的「Molnupiravir」（莫納皮拉韋）。

而 Paxlovid 是由 Nirmatrelvir（奈瑪特韋）和 Ritonavir（利托那韋）兩種藥物所搭配使用，其中 Nirmatrelvir 主要作用是抑制新冠病毒的 Mpro 蛋白酶活性，進而干擾病毒的複製，達到抗病毒的效果。而 Ritonavir 則是能延長 Nirmatrelvir 在人體內的血中濃度，透過抑制人體內正常酵素 CYP3A4 酵素活性，避免 CYP3A4 快速將 Nirmatrelvir 代謝掉，而失去 Nirmatrelvir 該有的藥效。

這兩個藥物所構成的 Paxlovid 好像一對好夥伴互相協助，成為具有高效力的口服抗新冠藥物。

Paxlovid 能有效降低死亡風險？

根據文獻指出，Paxlovid 能降低 COVID-19 感染後的 85-89% 住院或死亡風險，是目前對抗新冠肺炎最佳的選項之一。《新英格蘭醫學期刊》（NEJM）期刊於上個月發表最新 Paxlovid 臨床試驗的研究報告：「Oral Nirmatrelvir for High-Risk, Nonhospitalized Adults with Covid-19」證實，使用 Paxlovid 治療未施打疫苗且有症狀的 Covid-19 患者，能將 Covid-19 的重症風險降低 89%，且藥物的安全性在臨床上可接受，且沒有明顯的安全問題。

不過，此研究個案限於未施打疫苗者，而目前大多數人已經接種過新冠肺炎疫苗，情況略有不同。已有將此藥使用於已施打過疫苗者的研究正進行中，但若在未施打者有幫助，對於施打過疫苗而可能具有部分保護力的人，推測仍應會有治療效果，此研究是在症狀出現三天內給藥，得到良好的效果，至於再晚一些時後才給藥，就沒有數據可參考。

但需要注意的是，有在服用其他藥物的患者（如：降血脂、抗腫瘤藥或神經精神藥物等），若服用 Paxlovid 會影響 CYP3A4 的作用，可能也會改變其他藥物的作用效果，若藥物在血中濃度無法被安全控制，往往對病情有負面的影響。因此服用 Paxlovid 需要有專業醫師的評估並開立處方簽才能使用，民眾無法自由服用。

Molnupiravir 口服藥的表現又是如何？

病毒在複製的過程當中，往往需要大量的核糖核苷（ribonucleoside），作為合成新的病毒所需要的材料。而 Molnupiravir 口服藥，是一種「核糖核苷類似物」，也就是病毒在複製所需要的「冒牌」材料，透過這樣的方式干擾病毒的複製過程，進而阻止病毒的繁殖。

Molnupiravir 不會像 Paxlovid 去影響到其他藥物在體內的作用，然而這些核糖核苷類似物在人體細胞進行複製的時候也會使用，所以可能具有誘導基因突變的風險。

雖然一般來說，口服 Molnupiravir 的療程只有 5 天，在這樣的時間周期來說，對一般成人造成基因突變的風險是很低。但是，Molnupiravir 對於胎兒或哺乳中的嬰兒，風險就顯得高出許多。所以，Molnupiravir 在默克公司的官方網站有聲明，不建議孕婦及哺乳中的女性服用。

此外，根據新英格蘭醫學期刊在今年三月的報告中，發現將 Molnupiravir 用於非住院的新冠患者治療中，僅僅將高危新冠患者的住院和死亡風險降低了 30%，低於早前估計的 50%。

「老藥新用」的開發策略

環顧目前的抗新冠藥物，大都是利用「老藥新用」（drug repurposing）的藥物開發策略，才能在這麼短的時間達到如此的成就。「老藥」是指已被核准做為臨床使用的藥物，「新用」則是指由原來已核准的藥物中發現新的適應症用途或是新的用法。

老藥的好處就是其藥物臨床前的數據都已經被建立，其中包含藥理實驗、藥物動力學、代謝途徑、副作用等，這些數據對藥物開發相當重要。

在目前這些新冠藥物中，瑞德西韋一開始是用來開發對抗伊波拉病毒，而 Paxlovid 中的 Nirmatrelvir 原先用以治療愛滋病，此外 Molnupiravir 則是為了治療流感。這樣的成功經驗相信能提供政府與學者參考，期望台灣開發新冠藥物有亮眼的成績，也讓我們未來在對抗 COVID-19 疫情當中有更好的手段。

引用文獻

1. Hammond, Jennifer, et al. “Oral nirmatrelvir for high-risk, nonhospitalized adults with COVID-19.” New England Journal of Medicine 386.15 (2022): 1397-1408.
2. Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Approves First COVID-19 Treatment for Young Children
3. Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes First Oral Antiviral for Treatment of COVID-19
4.  Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes Additional Oral Antiviral for Treatment of COVID-19 in Certain Adults
5. Hammond, Jennifer, et al. “Oral nirmatrelvir for high-risk, nonhospitalized adults with COVID-19.” New England Journal of Medicine 386.15 (2022): 1397-1408.
6. Cox, Robert M., Josef D. Wolf, and Richard K. Plemper. “Therapeutically administered ribonucleoside analogue MK-4482/EIDD-2801 blocks SARS-CoV-2 transmission in ferrets.” Nature microbiology 6.1 (2021): 11-18.
7. Jayk Bernal, Angélica, et al. “Molnupiravir for oral treatment of Covid-19 in nonhospitalized patients.” New England Journal of Medicine 386.6 (2022): 509-520.

臨床試驗

• EPIC-HR: Study of Oral PF-07321332/Ritonavir Compared With Placebo in Nonhospitalized High Risk Adults With COVID-19（NCT04960202）