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「第四屆亞洲微生物體趨勢論壇」

微生物+基因體成趨勢:NGS檢測病原體、第三代基因定序、牙周病快篩

2020.01.03環球生技雜誌/記者 巫芝岳

微生物+基因體成趨勢:NGS檢測病原體、第三代基因定序、牙周病快篩 (攝影:林嘉慶)

微生物+基因體成趨勢:NGS檢測病原體、第三代基因定序、牙周病快篩 (攝影:林嘉慶)

今(3)日,在南港中央研究院舉行的亞洲微生物論壇中,針對微生物領域的發展趨勢,邀請了包括圖爾思生技技術長郭育倫、國防醫學院劉正哲副教授、中正大學黃耀廷教授和Pacific 8 Ventures合夥人傅斯誠醫師等專家,從微生物相關檢測技術應用,到投資趨勢等面向進行分享。

目前醫院在病人感染性疾病相關的檢驗上,多使用細菌培養和聚合酶連鎖反應(PCR)等方式,然而隨著基因定序技術的發展,次世代基因定序(NGS)技術在臨床上的應用,也如雨後春筍般冒出。

圖爾思生技技術長郭育倫。(攝影:林嘉慶)

圖爾思生技技術長郭育倫。(攝影:林嘉慶)

其中「宏基因組次世代定序技術」(metagenomic NGS, mNGS)因為能夠快速比較患者樣本中未知的RNA和DNA,圖爾思生技技術長郭育倫表示,自2014年一篇發表於醫學期刊《The New England Journal of Medicine》的成功案例後,近5年來相關的臨床應用,已有上百個成功病例。

郭育倫指出,傳統的病原體檢測方式通常操作繁瑣、檢驗週期長,且失敗率高、陽性率低(<10%);若無法檢驗出正確病原體,便可能因錯誤使用抗生素,造成延誤治療。

但基因定序最快兩天內即能取得檢驗結果,且陽性率可達30%~60%,比起因為檢測錯誤而必須反覆檢測與用藥,mNGS更能有效減少醫療資源的浪費。

中正大學黃耀廷教授。(攝影:林嘉慶)

中正大學黃耀廷教授。(攝影:林嘉慶)

從事DNA定序相關研究的中正大學資工系教授黃耀廷,也介紹了由太平洋生物科學公司(Pacific BioSciences)所開發的第三代定序技術PacBio sequencing,與目前NGS的差異。

相較於NGS是測定短片段的DNA序列,PacBio sequencing可「即時」(real-time)測定長片段序列,在檢測病原體物種、抗藥性等方面更有效率。

黃耀廷表示,用於測定細菌等病原體時,PacBio sequencing準確度不但更高,且甚至連NGS測不出的質體(plasmid)也能分析出,對於要分析可能經由水平基因轉移(horizontal gene transfer)而產生的細菌抗藥性,能帶來很大的幫助。

不過由於其樣本需求量大、成本較高,距離實際廣泛運用仍有一段路要走。

國防醫學院劉正哲副教授。(攝影:林嘉慶)

國防醫學院劉正哲副教授。(攝影:林嘉慶)

國防醫學院生理及生物物理學研究所副教授劉正哲,則介紹了其將基因檢測技術,應用於開發牙周病快篩試紙的研究。

劉正哲團隊針對常見的牙周病細菌P. gingivalis,將能偵測到其DNA的探針,結合作為呈色物質的酒紅色奈米金,並經多項體外實驗證實其具有相當高的專一性。

劉正哲表示,根據美國統計,牙周病前期的牙齦炎在青少年中盛行率可超過50%,且會持續隨年紀增長而增加;在台灣自1997~2003年間,罹患牙周病的人口增加了20%,且病人年紀逐年降低,這對國人健康與健保而言都是很大的負擔。

因此,劉正哲希望這項研發中的技術,未來能成為病人在病發前就能接受的快篩方式,幫助牙醫師及早控制患者病情,阻斷牙周疾病惡化。

Pacific 8 Ventures 合夥人傅斯誠醫師。(攝影:林嘉慶)

Pacific 8 Ventures 合夥人傅斯誠醫師。(攝影:林嘉慶)

對於微生物體(microbiome)領域應用於藥物的發展,Pacific 8 Ventures合夥人傅斯誠也指出,雖然近年許多新創公司因應而生,像是應用在感染性疾病檢測、腸道菌相分析等,甚至不少公司正針對能提升癌症病人免疫治療療效的腸道菌進行開發,然而仍不應忽視該領域面臨的挑戰。

這些挑戰包括,因為微生物對人類的影響,與每個人的環境、飲食、生活習慣等都有關係,用於治療疾病時,影響因素相當複雜,因此在作用機制的釐清、臨床試驗上,都仍有些困難待克服。

此外,包括專利的申請、生產與製造部分,也都因為微生物為活體的特性,而存在很多挑戰;而在對於如何為醫師、病人到投資人建立正確的市場期望值部分,也都有許多部分需努力。

人們因為不瞭解而產生誤解,致力將艱澀難懂的科學知識或專家報導,轉為簡單輕鬆的介紹,引導讀者有所啟發。

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