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由GSK和Google合作案看生物電子醫學之應用
ITIS智網陳怡蓁
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前言

GlaxoSmithKlineGSK)於20168月宣布將與Google母公司旗下子公司VerilyLife Sciences(前名稱為Google Life Sciences)合作,於未來7年投資5.4億英鎊(約7.15億美元)合資成立Galvani Bioelectronics公司,致力於進行生物電子醫學(bioelectronic medicine)領域之研發和商業化應用。先前美國國家衛生研究院(National Institutes of Health, NIH)於2015年投入24,800萬美元進行為期七年的刺激周邊活性療法(Stimulating Peripheral Activity to Relieve Conditions, SPARC)計畫,以及美國國防高等研究計畫署(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)投入7,900萬美元於電子處方(Electrical Prescriptions, ElectRx)計畫,以推動生物電子醫學科技。近年來生物電子醫學漸受關注,許多公司投入進行研究與開發。

一、GSK2012年開始進軍電子醫學領域

GSK2012年開始涉及研究生物電子醫學領域,成立生物電子醫學部門,並在《Nature》雜誌上發表一篇關於生物電子醫學之文章,開始於全球展開50多項相關研究。2013GSK投入5,000萬美元成立APVC基金(Action Potential Venture Capital,動作電位創投基金),專門投資於生物電子醫藥和相關技術之公司,2014GSK再投入500萬美元之創新資金用於資助學術機構和小型生物醫藥公司進行生物電子醫藥之研發。20168GSK宣布與Google母公司旗下子公司VerilyLife Sciences合資成立生物電子醫學公司-Galvani Bioelectronics,其中GSK持有55%股權,Google持有45%。此公司未來將結合GSK的醫學知識和VerilyLife Science的微型化技術開發生物電子醫學產品。此產品計畫開發為微型如米粒大小的可植入式裝置,而此裝置可植入體內後附著於神經元上,連結神經並改變電子訊號,藉此達到治療關節炎、糖尿病及氣喘等慢性疾病的效果。近年來,GSK於生物電子醫學領域的積極布局,可看出其在此領域的野心。

 

 

 

二、SetPoint Medical公司研發迷走神經刺激治療發炎性疾病

2013GSK成立的APVC基金第一個投資標的為美國SetPoint Medical公司。SetPoint Medical公司主要研究如何利用調節迷走神經(vagal nerve)達到調控人體發炎反應,從而找出治療類風濕性關節炎(rheumatoid arthritis)及克隆氏症(Crohn's Disease)等發炎性疾病之方法。目前其類風溼性關節炎產品SPM-005於美國已進行臨床一/二期階段。

SetPoint Medical由美國紐約范因斯坦醫學研究所所長兼神經外科醫生Kevin Tracey所建立。Kevin Tracey1990年代末研究治療類風濕性關節炎和發炎性腸道疾病之單株抗體時,意外發現神經反射可阻斷腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor, NTF)的生成,發現神經反射可以調節免疫反應,Kevin Tracey並將這個為了避免毒性和組織傷害而可防止免疫系統過度活化或活性不足的神經線路,稱之為「發炎反射(inflammatory reflex)」,並將此發現發表於20005月的《Nature》中。迷走神經可接收並傳送訊息給許多器官,在調節發炎反射上扮演重要角色,其相關研究發現,以醫用電子儀器植入於通過頸部的迷走神經部分,再利用電刺激神經反射路徑,可關閉某個重要發炎分子的生成,調節免疫系統的發炎反應,而發現迷走神經刺激(vagal nerve stimulation)具有治療發炎性疾病和自體免疫疾病的潛力。

三、迷走神經刺激應用於治療癲癇及重度憂鬱症行之有年

迷走神經刺激用於治療癲癇及重度憂鬱症已行之有年,1997年美國FDA核准Cyberonic公司的「迷走神經刺激療法系統(Vagal Nerve Stimulation Therapy System)」用於治療癲癇,再於2005年美國FDA又核准用於治療對其他療法都反應不佳的重度憂鬱症;而除了用於癲癇及重度憂鬱症,2015年美國FDA核准了EnteroMedics公司的減重產品vBlocvBloc屬於迷走神經阻斷治療法,利用內視鏡手術將一對微小電極植入食道底端的迷走神經附近,並植入類似心律調節器之Maestro Rechargeable System裝置於皮下,再透過此裝置發出高頻訊號以調節迷走神經,阻斷迷走神經將飢餓的訊號傳到腦部,以減少飢餓感並增加飽食感,達到減重的效果。

除了SetPoint Medical公司研究利用迷走神經刺激治療疾病,亦包括許多公司如ElectrocoreMicroTransponder等專注在迷走神經刺激治療於不同疾病之研究(表1)。目前ElectrocoreMicroTransponde公司分別針對偏頭痛及慢性耳鳴等進行先導性試驗。

四、生物電子醫學包含各類電刺激,具治療多種疾病之潛力

人體很多反應藉由身體器官與神經系統間傳遞的電子訊號來控制,而生物電子醫學(bioelectronic medicine)為利用電刺激來治療疾病之新興研究領域,具有取代藥物治療特定疾病之潛力。目前已有多種透過電刺激調節神經訊號來治療疾病之研究與試驗,如前述的「迷走神經刺激(vagal nerve stimulation)」針對類風溼性關節炎及氣喘等疾病具治療潛力;另外亦有「深部腦刺激(deep brain stimulation)」運用於提高帕金森病患者和憂鬱症患者之生活品質,其他如「脾神經刺激(splenic nerve stimulation)」和「肝/胰臟刺激(hepatic/ pancreatic stimulation)」等療法皆有相關研究在進行中。

 

 

五、結語

電刺激已多年應用於治療癲癇、重度憂鬱症等疾病,然而生物電子醫學仍屬於較新之研究領域,針對特定疾病是否會比現有藥物來的有療效且安全性高,在人體內使用電刺激是否會對病患造成其他的傷害,仍待需研究釐清,而且題材的選擇亦須謹慎考量,如某特定疾病之現有藥物已高度競爭,需考量其是否為具價值之研究方向。近年來,生物電子醫學漸獲關注,有越來越多生技製藥、醫療器材和電腦科技等公司紛紛進入此領域;然而生物電子醫學,為結合電子與醫藥知識背景的研究學門,且針對不同部位或神經進行電刺激將帶來各樣不同的結果,此領域仍充滿未知與挑戰,尚有許多待研究開發與技術上的困難需克服。未來如此跨領域的結合療法成功擴大開發,生病將可能不只透過吃藥和打針,亦可能透過生物電子醫學產品達到治療的效果,將為疾病治療帶來新氣象。

 (本文作者為生技中心執行產業技術前瞻研究與知識服務計畫產業分析師)

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