14天長出0.6公分癌腫瘤 國衛院「癌組織工廠」協助治癌

國衛院生醫工程與奈米醫學研究所副研究員董國忠（中），與研究團隊研發體外三維癌細胞培養技術，未來可用於藥物測試，成爲個人化治療的得力工具。記者林則澄／攝影

癌症高居十大死因第一位，癌症治療方法持續發展，若能體外培養出腫瘤，成爲試驗新藥與其他療法的替身，有助於癌症治療發展。國衛院研發體外三維癌細胞培養技術，將癌細胞培養在磷酸鈣與明膠製作成多孔性骨支架環境，再透過「腫瘤加速器」，14天約可長出平均0.6公分以上的腫瘤組織，可用於協助藥物測試，進行個人化治療。

國衛院副院長陳爲堅表示，目前臨牀癌症治療除了使用化學治療，也有放射治療、標靶治療、免疫治療、細胞治療，隨着次世代基因定序、病人來源類器官、循環腫瘤細胞、T細胞治療法等工具出現，更發展出的個人化醫療，其中以體外培養腫瘤替身爲不可或缺的技術。

國衛院研發體外三維癌細胞培養技術，由國衛院生醫工程與奈米醫學研究所副研究員董國忠與研究團隊，以磷酸鈣與明膠製作成外型類似菜瓜布的多孔性骨支架，成爲與癌細胞有良好相容性的「癌組織工廠」，其中大孔洞是癌細胞通道，中孔洞讓大分子如蛋白質、基因等物質通道；小孔洞爲小分子如氧氣、二氧化碳、鈣離子等通道。

董國忠說，多孔性骨支架與生物反應器結合，可用於癌細胞的三維培養，透過如「腫瘤加速器」的專利技術，縮短以往數月甚至數年以上體外培養腫瘤組織的時間，目前發現癌細胞於支架內部孔壁良好生長，有利於在體外更真實模擬腫瘤在活體內的狀態，約14天可培養平均0.6公分的腫瘤組織，已測試癌症包括肺癌、腦癌、乳癌、骨癌、胰臟癌。

該研究成果於2022年發表於國際重要期刊並申請專利，國衛院自2024年8月起公告接受「測試藥物腫瘤組織學體外評估」委託研究服務，也與生技公司洽談技術轉移，共同開發「細胞治療的個人化醫學」。

董國忠指出，現有細胞培養由來已久，將人體細胞取出後培養於二維的培養皿中，細胞平行貼附於培養皿底部單層生長，透過顯微鏡觀察時，外觀就像「荷包蛋」，細胞與細胞之間彼此接觸不多，也沒有大量細胞外基質（extracellular matrix，ECM），更缺少人體內的組織特性，無法準確評估於體內的狀態。

董國忠也說，現有「體外三維培養癌細胞技術」分爲支架法、非支架法、微流道法與磁珠法等4種，其中以支架法穩定性較好，利用組織工程原理，將癌細胞培養於多孔性的支撐物孔洞內，於動態環境下長時間培養，在實際應用中最常被接受，缺點是細胞形態較不規則且生長緩慢，並會產生大量胞外物質，結合成較大的軟性組織。

董國忠指出，癌組織工廠於臨牀醫學將是革新運用，不僅可落實個人化醫療，對新藥開發有更大幫助，該技術目前已進入專利審查中，並已完成大量樣品測試，未來將是協助治療癌症的得力工具。

國衛院副院長陳爲堅（中）表示，目前臨牀癌症療法多樣，醫療工具更協助發展個人化醫療，其中以體外培養腫瘤替身爲不可或缺的技術。記者林則澄／攝影