政大大學報

紅外線控特殊酵素 陽交大造新投藥方法治血栓

2021/12/08 20:52:03

【記者許如鎧綜合報導】隨著新冠疫情肆虐,因確診、注射疫苗而併發血栓(註一)死亡的案例層出不窮,相關問題成為人人自危的健康議題。國立陽明交通大學陽明校區NYCU-Taipei團隊以「NATTO_IT_OUT」為題,運用納豆激酶(註二)設計一系列裝置解決深部靜脈栓塞問題。此專案奪得2021國際遺傳工程機器設計競賽(International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM)金牌。

註一:血栓即血管因血塊、脂肪等栓塞而造成血液不流通的症狀,可能發生於身體各部位的血管,造成不同程度的身體危害。發生於靜脈時稱作深部靜脈栓塞。
註二:納豆激酶(Nattokinase)是一種絲氨酸蛋白酶,具有抑制、溶解血栓的功能。
國立陽明交通大學NYCU-Taipei團隊,在國際遺傳工程機器設計競賽中摘金。 圖/研究團隊提供

「深度靜脈栓塞的治療方法主要是使用抗凝血劑。」台灣胸腔及心臟血管外科學會專科醫師許原彰說道,初步治療都是先透過抗凝血劑,若情況較為嚴重,才會選擇血栓溶解治療或血管介入治療。他也指出,抗凝血劑實際上並無法溶解血塊,而是防止新的血塊生成,且可能因凝血機制受藥物影響而造成腸胃道出血等症狀,因此無論用藥、停藥,均需醫師的專業判斷。

此次團隊研發的活性生物性治療產品(註三)讓人們在面對深部靜脈栓塞時,有抗凝血劑之外的新選擇。團隊將產品設計為膠囊狀,並讓內含的基因改良菌株於小腸壁面生長,且可以在腸道停留數週。菌株在接收到紅外線時可以產出納豆激酶,讓使用者能透過控制紅外線應對深部靜脈栓塞。

註三:活性生物性治療產品(Live Biotherapeutic product, LBP)是一種內含基因改良細菌的膠囊,其中的基因工程菌具有可接收紅外線的光遺傳控制系統,以及可生產納豆激酶的基因段。
1為檢測裝置,2是團隊設計的活性生物性治療產品,3則是包裝菌株的膠囊外殼,4為具分析程式的手機。 圖/研究團隊提供

團隊為讓活性生物性治療產品方便使用,設計出一套完整方法,運作方式分作數個步驟。首先,使用者先以檢測裝置偵測唾液中作為血栓指標的因子D-dimer,並將數據回傳至手機,經過APP評估因子濃度後,再透過手機發出紅外線,讓腸道內的基因工程菌穩定產出納豆激酶,進一步解決血栓問題。團隊成員姜宗昇補充道:「可以讓檢測跟治療變成一連貫的。」

經檢測裝置偵測血栓危險因子後,將數據傳送至手機APP,分析發出紅外線刺激腸道中的基改菌釋放納豆激酶。 圖/研究團隊提供

目前專案雖尚未進入臨床階段,但團隊成員們仍相當期待此研究的未來發展。「就核心技術而言,我們當然希望遠端調控基因工程菌的技術可以做推廣。」團隊隊長呂政儒表示,這項技術不只能應用於納豆激酶的釋放,更有機會應用在臨床上的精準投藥、生物晶片、抑或是生質能領域。