微流控技術加快抗癌藥物篩選

 

新藥可以挽救生命,改善病患生活質素,然而藥物研發是一個極其漫長且昂貴的過程。城大科學家正以創新的生物晶片技術開發一個新型的藥物篩選平台,以大大降低藥物研發的時間和成本。

楊建文講座教授(生物醫學)兼城大副校長(研究及科技)楊夢甦教授,一直致力生物晶片和納米醫學技術的研究,及其在分子診斷和疾病治療中的應用,力求將優秀的科研成果轉化為臨床應用,改善人們的生活。楊教授現正領導一項由香港研究資助局研究影響基金(Research Impact Fund)支持的項目,研發一種微流控技術平台,用於有效篩選潛在的候選藥物。

有效篩選候選藥物

「篩選藥物是藥物研發漫長過程的第一步,找出先導化合物,並淘汰成千上萬到數百萬種不合用的化合物,對後續的步驟至關重要。」楊教授解釋說。

兩種常用的篩選藥物技術是高通量篩選(HTS)和高含量篩選(HCS)。HTS對數百萬種化學物質的生物或藥理活性進行篩選,以找出合適的活性化合物,是設計和研發藥物的起點。HCS則在完整的細胞系統中評估生物化學和形態參數,是HTS的補充技術。

儘管這兩種技術的應用相當廣泛,但都有其缺點。HTS技術極之昂貴,需要使用大量試劑,HCS則通量低,速度慢,並缺乏模擬細胞的生理或病理環境,無法準確反映化合物對細胞行為的影響。為了以更有效和合乎經濟效益的方法篩選潛在的候選藥物,必須研發嶄新的高通量、高內涵平台,減少試劑消耗,並能模擬細胞在人體內的環境。

楊教授領導的研究團隊,結合了兩種已有技術的特點,現正研發一個微流控技術平台,能模擬生理和病理微環境進行細胞分析,有助模擬細胞在人體內生長、通訊和遷移的條件,達到高通量、高內涵篩選,找出針對和影響細胞與細胞相互作用的藥物。

該平台將集成多個並行通道和對接結構,以流體動力控制實現細胞和顆粒陣列的高通量形成。專門設計的微流控晶片可形成癌細胞和腫瘤球狀體陣列,以篩選不同濃度梯度和組合的抗癌藥物,能測試現有療程的療效,並找出最有效的藥物和最理想的劑量。

高度靈敏的癌細胞檢測

Microfluidics array technology
由楊夢甦教授領導的團隊研發用於藥物篩選和分子診斷的納米擴增微流控晶片技術。

 

此前,楊教授及其團隊開發了一種微流控晶片,可在集成了基於納米顆粒訊號放大的編碼微粒陣列上,對基因突變和病原體(如細菌和病毒)作高度靈敏的多重檢測。基因突變檢測有助找出抗癌藥物靶點,而鑒定病原體則有助及早診斷和治療傳染病。 

憑著這項已獲得專利的技術,楊教授及其團隊贏得「2016年藥明康德生命化學獎」和2019年「第47屆日內瓦國際發明展」金獎。城大已將技術授權予初創企業晶准生物醫藥集團有限公司,該公司由楊教授實驗室的三位博士畢業生于2018年成立,並利用這項技術開發成醫院和臨床實驗室使用的疾病檢測和診斷產品,用於準確識別血液中的循環腫瘤細胞,因此通過血液檢查就能及早篩查癌細胞。

楊教授在城大從事教研工作二十餘年,已將多項研究成果轉化為臨床應用,包括早期研發的用作及早診斷子宮頸癌的基因晶片技術。楊教授說:「我們希望將實驗室所得的新發現,轉化為創新的臨床技術和產品,為改善人們的健康和福祉作出貢獻。」 

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