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光稜科技瞄準敗血症檢測,縮短8倍時間、爭取黃金搶救期

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侯俊偉攝影
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根據馬偕醫院衛教資料指出,敗血症患者儘管施打抗生素,仍有30到50%的死亡率,但若是對症下藥,使用足以對抗血液中細菌的抗生素,就能大大降低臨床患者的死亡率。

要如何才能讓患者打到「對」的抗生素,這才是關鍵。

新創光稜科技利用SPR(表面電漿子共振)這個物理現象,以獨家的「光折射」方式快速檢測每個敗血症患者血液中的細菌適合用什麼樣的抗生素治療,將過去16小時的檢測時間縮短到2小時。

光稜科技產品
心肌鈣蛋白檢測儀與細菌抗藥性檢測儀 光稜科技

其實SPR並不是一個新的技術或物理發現,但以SPR光折射特性做醫學檢測的,光稜科技是第一個,他們又是如何套用到醫學上的?

用光折射變化判斷抗生素有效性,加快敗血症與心肌梗塞判別速度

光稜科技共同創辦人陳浩夫(首圖右)表示,SPR的應用於醫學界已有20到30年,像是歐盟和美國醫學領域都用同樣的技術在研究新藥的開發,但光稜科技是當前少數用於醫學檢測的團隊。

根據台灣儀器科技研究中心發表的〈表面電漿子共振式生物感測器之研發與應用〉一文說明,SPR(表面電漿子共振)指的是光線照射到金屬表面時引起金屬中的自由電子振動的現象。這種振動會與光波相互作用,使得光在金屬表面上的自由電子局部集中、產生稱為「電漿子」的狀態,而電漿子與入射光的頻率匹配時,就會再產生共振現象,使得金屬表面的光吸收率大大增加,同時引起光的散射或吸收的變化。

而光稜科技就是利用這種現象,檢測敗血症中的病菌種類、針對急性心肌梗塞的發病原因甚至是農藥殘留等等。

過往的病症檢測都需要用「比濁法」(看病菌接觸抗生素後,該培養皿液體是否變清晰)或是化學發光免疫分析的螢光標記(看是病菌否變色)來判斷抗生素的有效性或心肌鈣蛋白變化。不過這兩項檢測方式都有個問題:耗時、檢測費力。

光稜科技的檢測方式很簡單,運用抗體和病菌結合後是否在光照射下產生折射變化。當抗體和液體結合後,會造成感測晶片有不同的反射角度變化,因此角度的變化與感測晶片上的物質會有比例關係,透過反射光線角度以及時間變化的方式紀錄測量情況,就能知道抗生素的有效性,省去等待、標記、檢測的時間。

從16小時縮短到2小時,敗血症患者的第二線用藥

以敗血症的檢測流程來說,病患送到醫院開刀或是本身有開放性傷口時,通常第一時間會先抽血檢測是否為敗血症的患者,是的話就需要注入足以對抗血液中細菌的抗生素,存活的機率會提高許多。

如果廣效性的抗生素(能應對大部分敗血症患者的抗生素)施打完無用的話,代表血液裡存在的是特殊病菌,所以要盡快確認血液中是哪一種細菌才能對症下藥,也就是抗藥性檢測,利用「比濁法」將細菌施用不同的抗生素,若細菌碰到有效的抗生素,則會抵抗細菌,液體也會變清澈,但是目前最快的檢測時間是6到16小時。

光稜科技技術長陳志翰(首圖中)表示,就算菌種培養再快,都還是要等抗生素比對的時間,現在的醫院希望可以讓抗藥性的檢測時間達到與菌種檢測的2小時檢測時間相同,因此光稜科技利用SPR的原理縮短抗藥性檢測時間。

「我們的護城河就是檢測技術,以原有的技術達到更好的效果。」陳浩夫表示,SPR是個物理現象,而光稜科技的護城河就是檢測技術,包含晶片與檢測機台的硬體設計,例如如何在晶片上一次測試不同抗生素對於細菌的效果,還有快速紀錄變化的程度與反應時間,才有機會達到2小時的檢測時間。

光稜科技SPR技術縮短檢測時間
光稜科技利用SPR技術將過去16小時的檢測時間縮短至2小時。 光稜科技

至於檢測機台硬體的優勢則反映在急性心肌梗塞的心肌鈣蛋白檢測上,過去需要每3小時檢測一次,將患者血液放在半導體微流道中,並在抗體上做螢光標記,觀察是否有變色或是異常,過程中也需要配合兩隻機械手臂穩定檢測過程,因此檢測儀器通常都是大型機台,但是低機動性並不方便,難以應付急性檢查。

光稜科技運用光學架構重新設計機台,在不喪失精準度的情況下縮小了機台,同時SPR的原理也取代了螢光標記,免去人工判斷失誤的可能性,加上半導體微流道容易讓不同病人的血液互相交叉感染,而光稜科技的解方是使用拋棄式的半導體微流道,避免過去重複使用的微流道交叉感染,導致結果誤差。

自身經驗加入團隊的學生,從投資者到執行長的投資家

目前正在積極申請FDA核可的光稜科技,原先是陽明交大陳浩夫教授的研究之一,後來參與國科會的萌芽計畫,與學生陳志翰合作研究,決定將研究成果商轉,造福更多有需要的患者,並於2017年成立光稜科技。

而陳志翰與執行長杜彥宏(首圖左)的加入,其實都源於不同的出發點。「當時剛好有家人因為感染敗血症而過世,到最後也不知道是因為什麼樣的細菌而感染,來不及使用對的抗生素。」因為家人的噩耗,陳志翰希望能夠找到更有效率的方式,解決敗血症病患過不去的坎,以及醫生用藥上的顧慮,因此答應當時身為指導教授的陳浩夫加入團隊。

另外,現任執行長的杜彥宏,原先其實是以投資人的角色參與團隊,他表示當初就是看中陳志翰和陳浩夫雖然對行銷或是營運團隊不熟悉,但仍願意持續做下去,為醫療造福的這份毅力,決定親自加入光稜科技,為團隊補足商業營運這方面。

目前光稜科技的2小時抗藥性分析檢測儀已經與合作的醫院醫學中心做過相關測試,並且在去(2023)年開始在國內率先銷售,杜彥宏表示,目前儀器都是以買斷的方式,但後續會再改以讓使用者或醫院以租用以和買斷的方式同步進行;而鈣蛋白檢測儀器所使用的拋棄式晶片也是消耗品,是日後的主要收入來源。

「雖然將實驗成果商轉,比研究過程都還困難,但如果再選擇一次,我還是會創業,因為說不定哪天自己也會用到。」陳浩夫淡淡的笑了一下,分享當時技術都已經成熟,但就是苦於找不到供應商,花了不少時間參與國內外的各個展會以及與各國的製造商會談,後來終於找到一間新加玻的光學製造商合作,之後也很順利的找到一間美國公司以投資的身份幫助光稜科技,為後續的發展接洽合作。

創業快問快答

Q:最常被客戶或投資人問起的事情?您會如何回應?

A:公司要達成的IVD產品規格,都是目前現有產品所達不到的,而且也有眾多其他的技術與實驗室,都宣稱要達成相同的目標,也都沒有成功。為什麼你們可以成功?
我們瘩答案是,這都要把成果做出來,才能證明團隊是可以達成設定的目標。公司目前已經完成0.5ppbs的孔雀石綠的檢測儀器,也已經與幾家醫院驗證用SPR技術,確實可以達成設定的規格。實作出來後,進入現場臨床實驗,通過FDA檢驗就可以證明公司的技術是可行。

Q:創業,教會了你哪些事?簡單分享創業至今以來的心得感想?
A:當你真正踏入創業者的腳色,開始為負擔員工的薪水與日常支出承受壓力時,才能讓心理素質得以加強。而如何承擔公司可能半年後發不出薪水,而仍可以有正常睡眠,會讓人更強大。

Q:要達到下一步目標,團隊目前缺乏的資源是?
A:公司的下一個目標是量產流程的規劃與設計,需要人來進行,而人需要資源才得以招募適當的人才進來。

團隊資訊

公司名稱:光稜科技股份有限公司
成立時間:2017年
產品名稱:心肌鈣蛋白檢測儀、細菌抗藥性檢測儀
官方網站

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本文作者 張育瑄 創業小聚特約編輯 張育瑄

本性向陽生長,個性是像天秤座的射手座,慢熟的E型人,憂鬱或快樂的時候都喜歡寫字、看海還有喝酒,最自在的時刻是和動植物說話。

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