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2020-12-01帶領神經科學走入臨床——非人靈長類動物疾病模型的建置 612 期

Author 作者 羅億庭/希望能第一次做實驗就上手,本刊編輯。
現任中國科學院神經科學研究所所長蒲慕明,最為人所知的是他關於突觸可塑性研究的成果,但出身自清華大學物理系的他,卻是直到博士後才開始做起神經科學的相關研究。

從神經突觸可塑性開始

突觸可塑性(synaptic plasticity)是一種「熟能生巧」的概念,透過個人重複性的活動或經驗,使神經間的連結關係產生變化,可能增強、減弱或重塑神經連結。神經元的這項能力,除了能幫助人們適應日常生活中的行為,也影響了人們的學習、記憶與許多認知相關能力,更是不少腦神經疾病產生的原因,而疾病的治療過程與康復狀況,也都有可能與突觸可塑性相關。雖然突觸可塑性具有相當多元的應用,但要將這些研究從實驗室帶入實際的臨床應用,可是一條漫漫長路。

現今許多關於突觸可塑性的研究,都是對實驗動物運用神經調控(neuron modulation)的方式進行,例如非侵入性腦刺激(noninvasive brain stimulation, NIBS)便常用於突觸可塑性研究中。它能針對異常的腦功能進行調控,藉此治療實驗動物的腦疾病創傷;而在臨床面向,這類「非侵入」的實驗也比較容易通過研究倫理審查。

就實務面來說,若想讓突觸可塑性研究從實驗室走入臨床,採用非侵入式刺激干預的方式也比藥物研發要快得多。目前的藥物研發過程,除了需要考慮到藥物的安全性、藥效及藥物代謝等問題之外,更需要通過三期藥物臨床試驗,才有辦法申請新藥上市許可(new drug application,NDA);整個新藥的研發流程可能需要耗費10~15年之久,也要燃燒掉龐大的研究經費。因此,蒲慕明表示利用非侵入式方法治療腦神經疾病,具有相當大的前景,一但我們了解某些腦疾病中的大腦異常神經迴路之後,就能直接針對異常的神經迴路做調控,利用突觸可塑性幫助大腦進行修復,可望成為藥物之外的另一種有效方式。

現在疫苗研發的臨床前研究,獼猴是關鍵!

研究重心漸漸由突觸可塑性,轉移到非人靈長類動物疾病模型的蒲慕明,說到臺灣的獼猴資源則是大嘆可惜。「臺灣的獼猴資源是整個亞洲來說相當豐富的,而且是屬於比較獨立的群體,遺傳背景相近;跟日本獼猴與東南亞獼猴是三個不同的族群,所以臺灣的獼猴沒有好好運用是比較可惜的事。」蒲慕明惋惜地說道。
 

高雄壽山國家自然公園中的臺灣獼猴(Macaca cyclopis)。(Photo by Nora, CC BY-SA 4.0, Wikipedia.)

而除了神經相關研究以外,其實在藥物與疫苗的研發上,也需要獼猴做為臨床前的實驗動物。由於一般實驗用小鼠與人類的免疫系統差異較大,開發出的新藥品或疫苗很容易出現在小鼠身上具有療效,但到人體試驗時就出現副作用或無效等問題;此時選用同屬於靈長類的獼猴,做為新藥或疫苗研發的臨床前試驗動物,較有機會得到具有療效的藥品或疫苗。甚至是有關癌症與腫瘤的治療研究,以獼猴做為實驗室中的模式動物都比小鼠要來得有效。……【更多內容請閱讀科學月刊第612期】