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2025-09-15
17年不檢疫締造零交叉感染 豐富技術經驗推動藥物開發 中央研究院台灣小鼠診所
525 期
Author 作者
張慈媛/本刊編輯
小鼠診所
中研院
動物實驗
磁振造影
*本篇文章為中央研究院委託廣告企劃*
一款新藥的開發往往需耗費10∼15年,所需資金可能高達新臺幣150∼200億元。從研發到商業量產的道路十分漫長,需投入大量資源、時間與經費。因此許多生技公司在研發過程中,會外包藥物臨床試驗,透過專業技術人員的協助,縮短研究時程、降低成本。
中央研究院(中研院)台灣小鼠診所(Taiwan Mouse Clinic,小鼠診所)提供國內最先進的小動物實驗服務,擁有先進儀器、具備創新思維及專業實驗技術的人才,更實施獨步全球的「不檢疫模式」,不只填補臺灣在臨床前試驗階段所缺乏的專業動物實驗設計與規劃空缺,更在臺灣製藥研發的發展扮演了關鍵角色。
(郝 0 妮拍攝)
小鼠診所成立背景
小鼠診所成立於2008年。中研院生醫轉譯研究中心特聘研究員兼小鼠診所負責人陳志成表示,早期臺灣各實驗室進行基因突變鼠的基因表現型分析,會實施血液檢查,但在行為、生理的觀察上,卻面臨工具不多、儀器單價高的困境,許多研究方法也尚未建立。因此小鼠診所致力於建造類似醫學中心的環境,在模式動物身上執行全方位、詳盡的表現型分析。尤其小鼠的體型遠小於人類,需使用相對應的高階儀器,才能獲得精準、清晰的檢驗結果〔註〕。由於設備費用高昂,單一實驗室往往難以負擔。
〔註〕
以磁振造影(magnetic resonance imaging, MRI)為例,人類使用的機器強度為 1.5T(Tesla)或3T,小鼠則需使用 7T 甚至 9.4T,儀器價格遠高於人類使用的 MRI。
又如人用的電腦斷層掃描儀(computed tomography scanner, CT)可達到 200 微米(µm)高影像解析度,小鼠使用的 CT 則可達 2.8µm 超高解析度。
在這樣的背景下,中研院核心設施「資源集中,發揮最大效益」的理念,顯得格外重要。透過國家科學及技術委員會(國科會)與中研院的經費支持,小鼠診所聚集專業人才與先進設備,為新藥開發與研究工作提供強力協助。自2019年起,小鼠診所更擴大營運規模,自中研院生物醫學科學研究所(生醫所)進駐國家生技研究園區,並將服務對象從學研界進一步拓展至業界,成為提升臺灣生醫發展能量與深度的重要推手。
支援產、學、研界的三大服務
小鼠診所的三大主要服務,分別為動物旅館、表現型藥物分析、動物影像。小鼠診所現階段較常支援藥效分析及病理研究等,不只推進產業界的藥物研發,也協助學界完成研究實驗,以利研究者後續的文獻發表。
(賴超坤提供)
全頻雷射光聲超音波系統
光聲超音波系統(左)心血管研究(右)
(中央研究院提供)
活體螢光冷光影像系統 | 冷光訊號(Bioluminescent signal)
活體螢光冷光影像系統
▲ IVIS® Lumina™ S5 具高靈敏度生物冷光、螢光偵測能力。(中央研究院提供)
微型電腦斷層掃描儀
▲ Skyscan 1276 為解析度可達 2.8μm 的超高解析度活體微型電腦斷層掃描儀。(中央研究院提供)
微型電腦斷層掃描儀 | 肺體積
微型電腦斷層掃描儀 | 二維影像
● 藥效分析:
抗癌症的藥物研發有較多業者投入,因此小鼠診所開發同種移植或異種移植腫瘤動物模式。類風濕性關節炎的治療也有許多研究者關注,小鼠診所則提供佐劑引起類風濕性關節炎(rheumatoid arthritis)疾病模型,作為臨床試驗評估藥物效果的動物模型。
● 病理研究:
針對動物模型進行病理診斷,包括血清生化分析、組織切片及染色、全血球計數、可見光及螢光模式的波片掃描、尿液檢驗、血小板凝集及ATP釋放檢測、血液中的微量蛋白質檢測,也有病理獸醫師可提供病理切片的判讀報告。
服務量高的關鍵:獨步全球的不檢疫模式
提供多樣客製化服務的小鼠診所,平均每年接受約70間機構的委託服務,使用者人數(包括實驗室)約185人,委託案件約700件,遠高於國內可提供類似服務的設施。為什麼能做到高服務量?陳志成分析,原因主要來自個別機構的營運模式不同,例如隸屬於大學的設施,仍需以校內研究者為主要服務對象,未必能如小鼠診所般,不分對象接受委託。但更關鍵的差異是,為確保環境清潔及動物健康,實驗小鼠在單位之間的轉移,通常需經過檢疫,由於檢疫期長達三至六週,可能耽誤研究進程,許多機構僅會使用單位內的小鼠進行實驗。
只在單位裡面使用,就不符合國家花了這麼多錢設計核心設施的理念。核心設施一定要服務全國,可是實務上難以達成達成。陳志成點出動物設施對外服務的難處。為解決「小鼠進不去」的問題,小鼠診所採取了獨步全球的策略──不需檢疫即可委託實驗。
只要委託單位有「無特定病原」(specific pathogen free, SPF)環境,並提交最近半年內無12項病原的健康報告,小鼠診所不會另外進行檢疫,動物即可入室。目前就連德、法、日等國家都還無法做到無檢疫,僅能使用單位內的動物進行試驗,而中研院小鼠診所自2008年實施無檢疫制度,17年來仍保持無交叉感染的紀錄,足見該動物設施內部管控的嚴謹程度。
輔助產業與國際試驗標準接軌,加強國內藥物臨床前試驗
小鼠診所的核心價值是「誠信、專業、創新、品質與方便性」,除了透過「不檢疫」模式擴大服務量能,還提供多項友善使用者的服務,例如涵蓋神經科學、生理代謝、心血管、肺功能、免疫疾病、動物影像及病理等的全面性表現型鑑定服務,以及專業客製化和具時效性的臨床前試驗服務,實驗操作也符合GLP規範及精神。中研院生醫轉譯研究中心研究副技師兼小鼠診所營運長賴超坤表示,小鼠診所提供的一站式完整服務,在國內是很難得的。
小鼠診所於2022年獲得深具公信力的國際實驗動物管理評鑑及認證協會(Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International, AAALAC)完全認證,亦於2025年通過續認證。在符合認證的環境下,提供動物生理、病理分子影像檢測外,也可執行動物代養及委託實驗、GLP毒理試驗、客製化實驗設計,乃至後續的數據判讀等項目。這項服務輔助產業與國際試驗標準接軌,也讓臺灣廠商能在國內完成臨床前試驗,減少委託國外機構的時間與成本。長遠來說,可加速國內的生醫技術發展,在產、學、研的新藥研發歷程中扮演要角。陳志成說,過去有不少使用者在小鼠診所協助下成功申請專利,去(2024)年的服務對象更獲頒國家新創獎,顯示小鼠診所確實在生醫研發上扮演許多團隊的重要推手。
客製化服務也是小鼠診所的一大亮點,技術人員可根據使用者的需求,量身打造小鼠每日必須的照顧與實驗設計,例如每日給藥、根據成果調整實驗內容等。以給藥為例,其他可提供類似服務的設施,或許未必能配合假日給藥,但小鼠診所不但可提供此服務,更能在執行範圍內,與使用者來回討論,配合使用者需求完成實驗。
設備之外的實驗操作專業與能量
除了先進儀器與資源集中帶來的優勢,陳志成認為,小鼠診所的重要性來自於長時間累積的經驗。在提供客製化服務的過程中,許多檢測項目可能會彼此干擾,實驗鼠的品系也會對實驗帶來很大影響,一旦選錯可能就無法得到正確結果。他表示,動物實驗是一個非常專業的領域,要了解老鼠、疾病模式和藥物的屬性,以採血的步驟為例,可能不同的人採出來的血,都會得到不同的結果。
而小鼠診所專業技術人員皆具備十年以上的動物操作經驗,在實驗設計與操作面均展現高品質,實驗成果更常受到使用者的肯定。採血的熟練度、緩解動物緊張的小祕訣,乍聽之下只是實驗過程的瑣碎細節,但陳志成認為,光是採血的動作就能展現出專業與否的差別,小鼠診所累積十餘年的經驗與技術,正是服務無數個案後的成果,更是核心設施的價值所在。此設施的成果還包括:
● 現有設備發揮最大效益
小鼠診所曾成功利用全血球計數的儀器,測量肺泡沖洗液內免疫反應相關血球細胞的檢驗。
● 利用小鼠進行藥物安全性檢查
國際上一般使用大鼠,小鼠診所克服了小鼠因易躁動、體積小而難以量測數據等限制,在非GLP的條件下,成功建立了可執行的藥物急性安全藥理測試的平臺。相較於一隻300公克的大鼠,在30公克的小鼠身上測試僅需使用十分之一的藥量,再加上動物費用,可節省不少成本。
● 使用正確小鼠品系進行實驗
以安全性檢查為例,過往學研界普遍認為黑鼠無法監測心跳T波,因此不利用小鼠進行測試。小鼠診所發現這其實與品系選擇有關──多數黑鼠確實難以測得,但白鼠則可成功量測,顯示正確挑選實驗鼠的重要性。
● 建立資料庫共享實驗觀察
小鼠診所建立「小鼠資料庫」,分享不同品系的觀察經驗,指出許多研究誤以為黑鼠無法監測,其實是由於近親交配品系帶有生理缺陷所致。透過共享這些細節,能加速知識流通、避免重複錯誤,並協助其他研究單位選擇更合適的小鼠品系進行實驗。
陳志成說,個別實驗室通常各有慣用的實驗鼠,也會針對該品系累積操作經驗與相關知識,但對其他品系的特性卻未必熟悉,甚至因此影響研究成敗。小鼠診所長期執行不同小鼠品系的實驗、病況與服務需求,已能靈活解決不同研究遇到的問題,期待這些累積的能量經驗,不只在單位內部發揮作用,更能透過資料庫形式與全世界共享,加速機構之間的知識流通。
成果共享,發揮最大效益
伴隨臺灣逐步邁入高齡化社會,陳志成相信,生技界還有許多深具發展潛力的未知領域,值得深入探索。儘管臺灣整體經濟條件不差,資源卻不算豐富,陳志成希望小鼠診所能為學界帶來啟發,讓大家看見核心設施將資源集中並有效管理後所能帶來的益處,以及在使用儀器之餘,如何找到新的儀器應用方式,徹底展現潛力,發揮出最大的效益。
台灣小鼠診所官方網站
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