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2026-07-01微觀世界的極限運送 基因藥物的發展與藥物遞送
679 期
Author 作者
林進裕｜清華大學化工博士，在東京大學材料工學研究所與業界任職多年後返臺任教。
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．基因藥物脆弱，易受到體內酸性、核酸酶與細胞膜阻隔等影響，因此需要高分子或脂質奈米顆粒、GalNAc、病毒載體等不同遞送工具保護，運輸藥物抵達細胞並發揮作用。
．從早期以脂質體或白蛋白作為載體的癌症化療藥物，到後來FDA 也核准了許多siRNA、mRNA 與CRISPR 基因編輯藥物，奈米材料與基因藥物蓬勃發展，展現了藥物運輸方式從防護、導航到細胞內釋放的演進。
．以Spikevax為例，脂質奈米顆粒可保護mRNA進入細胞，經由內吞作用與內體逃逸釋放mRNA，命令細胞製造棘蛋白並啟動後續的細胞免疫與抗體反應，呈現基因藥物遞送技術如何在體內完成藥物反應程序。
要把基因藥物送到細胞裡面，就像是一場「不可能的任務」。想像一下，你有一位頂級的專業工程師（基因藥物），他手上拿著修正身體錯誤的祕密藍圖。但他的對手是極強大的「生物邊界守衛部隊」，例如血液裡的酸性環境、隨時準備拆解外來者的核酸酶，還有細胞膜那道戒備森嚴、帶負電的「高牆」。而這位工程師非常脆弱，一旦暴露在外面，幾秒鐘內就會被「守衛」消滅。因此，遞送藥物的奈米載體十分重要，載體不只要保護藥物，更要將藥物送至指定的部位並釋放，讓藥物發揮作用。
奈米交通工具的先驅
藥物運輸的發展要從1990年代的化療藥物談起。化療藥物會破壞生長快速的細胞，除了控制癌細胞，也會傷害正常細胞。因此將化療藥物精準遞送到腫瘤作用，是當時遇到的難題之一。以下舉例兩種有藥物運輸設計的化療藥物：
1. Doxil
有效成分為多柔比星（Doxorubicin），該成分對心臟有傷害，而Doxil使用脂質體作為運輸材料，能利用腫瘤的高滲透長滯留效應（enhanced permeability and retention, EPR），而使藥物較容易進入腫瘤，進而降低對心臟的傷害。
2. Abraxane
有效成分為紫杉醇（paclitaxel），它利用人體的白蛋白（albumin）為載體，使藥物能夠穿透腫瘤血管，不會引起免疫系統攻擊，因此能增加藥物在腫瘤的累積。
奈米材料與基因藥物盤點
進入21 世紀，藥物遞送的設計從「被動防禦」進化到了「智慧導航」。表一是獲美國食品藥物管理局（U.S. Food and Drug Administration, FDA）核准的藥物。因為大家最熟悉新冠疫苗，也就是下表中的Spikevax，可能各位讀者都有接種過此疫苗，因此特別針對此基因藥物的傳輸過程，更鉅細靡遺的介紹給各位。
表一｜獲FDA 核准的基因藥物
生物製品許可申請（Biologics License Application, BLA）與新藥申請（New Drug Application, NDA），是美國 FDA 用於核准藥物上市的兩種主要途徑，其主要差別在於藥物屬性、生產技術複雜度及法規要求。簡而言之，BLA 適用於複雜的生物製品，而NDA 適用於小分子化學藥物。
Spikevax 的奇幻漂流：從一劑疫苗到全
身防護網如果你把人體想像成一個巨大的國家， 那麼Spikevax 就像是一架搭載了敵軍通緝令藍圖的高科技隱形運輸機。它的任務不是去打仗，而是去這座國家的「新兵訓練營」發放教材，教導國防軍（免疫系統）如何辨識尚未入侵的敵人（新冠病毒）。……【更多內容請閱讀科學月刊第679期】