●技術簡介：
本技術著重於應用患者腫瘤細胞，在體外建立與患者體內相似的腫瘤特性及微環境，並透過高通量標準化試驗，達到準確地在體外符合生理條件的3D腫瘤類球體晶片中測試癌症藥物對病人腫瘤細胞的效果。為達成以上目標，本技術從細胞外基質的設計、細胞種類鑑定到腫瘤生理環境的建立，皆與臨床密切結合使其達到高度的臨床相似度。
●技術之科學突破性：
本技術為國內第一個成功運用醫療體系內臨床資源及跨領域合作研發之患者體外腫瘤藥物精準篩選平台。在精準醫療技術中，目前以次世代定序法及基因檢測為最被廣泛運用，但由於基因分析結果往往不一定能代表基因最後的表現程度，因而難以真實預測腫瘤細胞對藥物的反應，以肺癌EGFR基因突變分析決定是否使用標靶藥物EGFR-TKI為例，目前僅能達到約70％的準確率。以分子生物為基礎之癌症精準醫療的另一個限制是檢測速度，尤其是以患者來源的異種移植物 (patient derived xenograft, PDX) 需要幾個月的時間，本團隊認為精準醫療除了必須達到『精準』之外，『速度』亦為技術開發重點之一。
本技術直接以自患者腫瘤所建立的腫瘤類球體進行藥物測試，在14個工作天內，透過分析腫瘤細胞經藥物處理後的活性，預測患者腫瘤細胞對藥物的直接反應，提供較基因檢測更精準、高通量測試結果。本技術自患者腫瘤所建立的類球體可達到以下優勢：1) 大小均勻；2)細胞異質性與患者腫瘤高度相似；3)缺氧梯度； 4) 類球體中的細胞數量一致；和5) 血管結構。透過本技術建立之腫瘤類球體，能夠預測抗癌藥物的有效性，並在可接受的處理時間內獲得比基因檢測更貼近臨床的預測結果。
本技術的驗證中，我們採取RNA-seq分析用以了解患者檢體和患者特異的腫瘤類球體兩者之間的基因表現差異。透過xCell基因分析工具，從64種免疫和基質細胞類型的基因表現數據中，定義基因表現差異，本技術驗證了患者特異腫瘤類球體比患者特異類器官在與患者檢體的相似性比較上高60-70％。這證明我們腫瘤類球體中細胞異質性的分布，與真實腫瘤微環境相似，並能精準預測癌症藥物對患者的影響。此外，本技術經由取得患者腫瘤製備藥篩晶片，直接在體外測試患者腫瘤對藥物的反應率，以目前已進行試驗之20位患者數據統計，在七種化療藥物及標靶藥物組合下(化療cisplatin/gemcitabine, cisplatin/pemetrexed, cisplatin/docetaxel ; 標靶Gefitinib, Erlotinib, Afatinib, Osimertinib)，可達86.7％靈敏度(sensitivity)、80％特異度(specificity)及85％精準度(Accuracy)，可望在累積更多數據後證實臨床相關性及應用性高於基因檢測。
●技術之產業應用性：
根據世界衛生組織最新統計，2020年全球有1930萬癌症案例，其中近1000萬例患者死亡，且根據世界衛生組織國際癌症研究機構(IARC)統計，癌症發生率將持續上升，預計在2040年達2840萬例。而在國內，癌症被列為十大死因之首，其中肺癌更位居十大癌症首位。為了對抗癌症，已有許多療法問世，包含外科手術、傳統化療、放射治療、標靶藥物、免疫療法，及近期新興細胞療法等等。而隨著個人化精準醫療觀念興起，癌症精準醫療市場預計到 2022 年將上看逾 4 千億美元。在精準醫療中，目前最被廣泛運用的「次世代定序法」(Next-Generation Sequencing，NGS)市場規模在2019年達78億美元，到2025年將可達到243億美元，CAGR為20.85％，由此可知癌症精準醫療在市場上具高度需求性。為達到最佳的臨床應用性並提高市場推廣度，本團隊目標為此藥篩平台，從檢體處理、細胞分離培養、腫瘤類球體製造及藥物測試，欲申請通過「實驗室自行研發檢驗技術(LDTs)」及ISO 15189認證，達成癌症精準醫療之應用。
除此之外，在「新藥研發」方面，過去癌症藥物研究都是先做體外細胞測試，之後再進入動物實驗，然而無論細胞實驗抑或動物實驗，與人體仍有極大的差距，這也造成了藥物研發的高失敗率，而本技術有很大機會以更小的成本與動物生命損失，提高藥物開發成功率，並拉近研發與臨床的距離。根據Statista統計資料顯示，2016年全球藥廠在藥物開發上的花費高達1570億美金，而到2022年恐將超過1,800億美金。期望本技術逐步成熟後，成為高精準的常規臨床前試驗，預期可在更合理的開發成本下協助新藥開發之時程，大幅改變現有醫藥產業現況。

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