開發以多功能奈米粒子為基礎之分子顯影試劑

Abstract

生物及醫學上之影像試劑在全球市場上趨近於七十億美元市場，且每年有10-15%的成長；而本計畫研究的目標是以功能化奈米材料為基礎，發展當今於生物及醫學常用之影像試劑，並進一步建立更精準之影像顯示技術平台，甚至整合具強化製療功能之助劑；我們將基於現有已經測試成功的研究成果，開發成新型顯影劑與診療一體製劑，並與在此一年的研究計畫時程內，期望建立符合FDA Pre-clinical及 Phase I實驗標準為方向，最後希望落實基礎研究產業化之政策目標，成功的技術移轉，促進國家生技業之發展。 本計畫之未來將進行之研發工作，主要分為下列幾個步驟： (一) 開發新型材料作為影像試劑，在此計畫中共有三項主要在材料上的發展方向: (a) 合成以合金金屬奈米粒子為基礎之分子標靶CT/MRT或光學雙重或三重顯影劑，以及敏化放射線感受性之輔助治療佐劑。 (b) 量產以奈米鑽石為基礎之螢光標定試劑。 (c) 延續前兩期奈米計畫之成果，量產以磁性奈米材料作為快速DNA配對/分離/篩選儀之試劑。 (二) 設計具標靶性之分子影像試劑 等待材料之基本性質測試完成，我們將結合適體 (aptamer) 與新穎奈米材料來開發可用於電腦斷層掃描與核磁共振造影或光學影像的精靈顯影劑，以分子造影方法從事癌症的偵測、分期、預後、療效評估、復發監測等一系列肺癌診斷與治療的處理。適體為核酸分子，可依序列不同而形成許多穩定的結構並如同抗體一般可專一地與其特定標的物結合。我們可藉由此計畫的執行建立藥物研發的動物試驗平台。新技術的發明將使本團隊擁有獨特工具與競爭力，有益於加速完成此項計畫，並有助於發展新的診斷技術、治療方法與藥劑。 (三) 影像試劑體外測試及體內測試之實驗資料建立 將以上述之奈米材料做為基礎，製作標靶性之試劑，測試體內毒性測試、血溶性測試、生物毒性測試及生物分佈性，而這些步驟，也將遵循FDA等相關規定來進行，最後，我們將進行大量之In Vitro之動物實驗，評估成為Phase I之所需相關實驗，並尋求國外大廠之合作可能性。 (四）開發商業化可供應生物與醫學基礎研究上的產品 我們計畫初步由上一期之計畫所建立之基礎逐步發展。以FDA所建立之顯影試劑標準作為設計實驗上之參考，並試量產目前在研究實驗室內有需求之奈米材料，且開發其在生物與醫學基礎研究上用途；而下一步驟為進一步開發動物用之CT、MRI或光學顯影劑，並與現有製藥業業界合作，將量產化之材料轉變成最後商業化之試劑。 在整體產業面未來發展來看，CT及MRI顯影試劑及螢光分子標定之需求，全球每年均以10-15%在成長，而未來分子影像顯影試劑，預計將成為早期癌症上的偵測輔助利器，我們相信利用合金金屬或單一金屬物奈米材料之影試劑，具有其之物理化學上特殊優勢(例如: 表面修飾相較現有單一有機金屬之試劑較為容易)，評估未來產業化之可行性是相當高。本計畫結合中研院、大學及二家教學醫院之資源，在相關資源整合上，已經完成分工及研究團隊建立。比較一般世界各研究單位在做相關生醫之研發上，在整合資源上與台灣較為困難；我們相信此團隊之研發成果，將可逐步落實到產業上。