SDG3
成大研發顛覆癌症檢測 告別螢光標記讓癌細胞「說話」 超靈敏偵測癌細胞死亡與微量存在
癌症的早期診斷對於提高治療成功率至關重要，國立成功大學化學系講座教授葉晨聖帶領的研究團隊，近期成功開發出一種「金奈米粒子包覆脂質體技術」，提供突破性的癌症檢測技術與治療方法，不需要任何螢光染劑，只用雷射光就能讓癌細胞「發聲」，藉由放大特定訊號的拉曼光譜技術，即可靈敏地偵測癌細胞是否存在，即使只有極少量癌細胞也逃不過。更厲害的是，這項技術不僅能找出癌細胞，還能進一步讓癌細胞「斷電」失去平衡、走向死亡。在肝癌細胞實驗中，已成功消滅超過 9 成的癌細胞，展現驚人的治療潛力。目前團隊也與國內生技公司合作，推動這項技術產品化，朝向臨床應用邁進。
葉晨聖講座教授表示，此創新研發的「電子驅動癌細胞凋亡與表面增強拉曼散射」技術成果，已在近期分別刊登在國際頂尖期刊 《Advanced Materials》及自然期刊系列中的《Nature Communications》，目前也正在申請美國與台灣的專利，同時與國內的偉喬生醫合作開發檢測產品，因為相較之下，檢測產品的開發門檻較低、上市速度較快。至於用於癌症治療的藥物，則需要經過大規模臨床試驗，開發成本較高，不容易由國內廠商獨力負擔。不過團隊也沒停下腳步，目前正與成大醫院胸腔內科林建中醫師的團隊研發吸入型的肺癌治療藥物中。
這兩篇重要論文均是跨領域研究成果，葉晨聖講座教授的團隊成員擁有多位校內及校外的夥伴，包括兩位博士後研究員王柳鈞博士、陳英齊博士、成大臨醫所特聘教授暨醫院臨醫中心主任蘇文彬所長／醫師及其博後張立展博士，還有成大副研發長醫工系教授邱文泰、成大化工系助理教授田弘康、逢甲大學材料科學與工程學系副教授簡儀欣及高雄醫學大學醫藥暨應用化學系副教授李偉鵬等，經過多年的努力，近期陸續有不少成果呈現。
Redox disruption using electroactive liposome coated gold nanoparticles for cancer therapy
Utilizing Electron-Sink-Enhanced Nanoshells for Amplified Nanoplasmonic SERS-Based In Situ Detection of Cancer Cells, Linking Signal Enhancement with Cellular Damage
葉晨聖表示，目前常見的癌症檢測方式，如抽血驗抗體、注射顯影劑或葡萄糖同位素以儀器觀察，雖然廣泛使用，但在癌症初期的精準度仍不夠高；而近年利用「表面增強拉曼散射（SERS）」技術，可以將極微弱的訊號增強，提升檢測的靈敏度，因此觸發出這項全新的癌症檢測技術。
他指出，癌細胞的生長過程通常具有豐富的氧化還原反應，伴隨大量電子產生，而癌細胞因為活性強，比正常細胞擁有更強的電子轉移能力，團隊以希瓦氏菌（Shewanella oneidensis MR-1）衍生的電活性脂質體膜（ELM）包覆在金奈米粒子表面，這些脂質體能夠讓癌細胞主動將電子傳遞到金奈米，當金奈米受到雷射光激發後，這些電子會進一步引發電漿共振效應，顯著提升拉曼訊號的強度，而偵測到癌細胞。
這項檢測非常靈敏，葉晨聖表示，甚至可以微量到只有5個癌細胞都有機會被偵測出來，與傳統檢測不同的是，這項技術不需要在癌細胞上加螢光染劑，只要癌細胞靠近金奈米粒子，就會產生電子流入金奈米粒子且電子流入程度會明顯高於正常細胞，導致拉曼訊號大幅增強，這使得癌細胞與正常細胞能夠被輕易區分。
而正常細胞的電子流較低，即使經過長時間觀察，其訊號的增強仍遠低於癌細胞，因此這項技術展現出精確的癌細胞辨識能力。而且這技術特別展現出癌細胞愈少訊號就愈強烈的特質，且可同時進一步監測分析癌細胞的凋亡情形，也發現不同種類的癌胞訊號強弱也不一樣，目前看起來偵測肝癌訊號最強。
葉晨聖表示，在金奈米粒子吸收癌細胞電子的過程中，失去電子的癌細胞會因此失去活性、就像是被切斷電源一樣，無法正常運作而逐漸走向死亡。實驗中肝癌細胞死亡率高達 9 成，乳癌也有 8 成以上，另外團隊更進一步進行大型動物犬隻腫瘤治療，結果呈現在治療 3 周後可看到大量腫瘤癌細胞凋亡，且 3 周療程中，犬隻食慾正常、沒有出現明顯發炎或不適反應，不像傳統化療常會損害正常細胞。顯示這項技術不僅有效，也相對溫和，具備進一步發展為癌症治療的潛力。
團隊表示，目前已與偉喬生醫合作簽署保密協議，著手進行產品化規劃，將提供一種即時、無標記、高靈敏度的癌症檢測新技術，未來有望應用於癌症診斷、生物感測與醫療影像分析領域，推動個人化醫療的發展，同時若能結合可「切斷細胞電源」的治療策略，將為癌症治療帶來革命性的進展。
維護單位: 新聞中心
更新日期: 2025-04-21
成大化學系講座教授葉晨聖團隊，開發出一種可以準確偵測早期癌症的方法，團隊以希瓦氏菌衍生的電活性脂質體膜包覆在金奈米殼表面，脂質體能夠主動將癌細胞粒腺體產生的電子傳遞到金奈米
成大化學系講座教授葉晨聖帶領的團隊，開發出一種金奈米包覆脂質體技術，利用表面增強拉曼散射原理，可以準確偵測早期癌症的方法。團隊左起助理張銘哲、成大化工系助理教授田弘康、葉晨聖及助理張凱琳
葉晨聖講座教授（右）指導團隊進行實驗
