又是兩個大學生成功創業的真實故事,值得筆者為文鼓勵年輕人。故事發生在2009年的以色列理工學院(Technion),當時還在就讀的兩位同學伊登(Eran Eden)和奧維德(Kfir Oved),天真的想要消除世界上抗生素過度使用的問題。
由於病毒感染和細菌感染都會引起人類生病及發燒,但是只有細菌感染才需要使用抗生素,病毒感染則不需要,但若是無法立即確定到底是何種感染時(傳統培養方法需要好幾天,甚至深部器官採不到樣本),為了迅速拯救病人,醫學界僅單憑臨床症狀所做出的診斷,難免產生不可歸責的誤判,這大約是 80% 過度使用抗生素的案由,因此兩位年輕人希望開發出快速的檢測方法,用來解決日益嚴重的抗藥性細菌問題(AMR;antimicrobial resistance)。
WHO:抗藥性細菌問題是人類面臨的十大公共衛生威脅之一
世界衛生組織已經宣布 AMR 是人類面臨的10大公共衛生威脅之一。另外,根據英國政府發起的抗微生物藥物耐藥性調查發現,抗藥性細菌每年在全球造成超過 700,000 人死亡,到 2050 年這一數字可能會增加到 1000 萬,解決這個問題可能需要 100 萬億美元,相當於世界 GDP 的 3.5%,這還不包括其他經濟上的損失(例如:人們會因為傳染病流行而避開餐廳、電影院和許多的場所)。因此,解決這項問題是很有商機以及刻不容緩的。
位於以色列海法市的醫學診斷生技公司(MeMed Diagnostics),就是這兩位同學基於這樣的使命所成立的。當時兩位同學都正在以色列理工學院就讀,伊登同學先後獲得了計算機工程和生物雙學士學位,以及電腦科學碩士,之後再前往魏茨曼科學研究所獲得系統生物學博士學位。奧維德同學則是先獲得了生物學士學位,然後再完成醫學博士和分子免疫學博士(MD/PhD program)學位。
想檢出感染元兇是病毒或細菌?為什麼不直接利用病人的免疫反應訊號來解碼?
當時他們都對人體內複雜且聰明的免疫系統產生了濃厚的興趣。他們一反常態的逆向思考,認為當科學家困難耗時的想要檢測出感染元兇到底是病毒或是細菌的時候,為什麼不直接利用病人的免疫反應訊號(immune response signals),來進行判讀解碼,因為免疫系統早就知道元凶是甚麼了,我們只要獲取他們的情報即可,真是劃時代的開創想法。伊登博士目前擔任MeMed公司的聯合創始人兼首席執行官,奧維德醫師/博士則同為聯合創始人,並兼任首席技術官和董事會主席。
美國FDA首次批准:血液檢測解讀人體免疫反應訊息,區別細菌或病毒感染
這段13年前的感人往事,近期之所以被以色列時報記者大衛先生大篇幅報導的原因是:有史以來,美國FDA第一次批准了使用解讀人體免疫反應訊息的這種特殊方法,來準確區分細菌感染或是病毒感染《FDA 510(k) Clearance》,這確實是科學上的一個突破性時刻。
想想看,當一位媽媽焦急地帶著發燒孩子去看醫生時,醫師就必須先確定小孩到底是細菌感染還是病毒感染,才能決定是否要用抗生素去治療他,然而,目前在臨床症狀上較難立即準確區分,且存在很多不確定性,而這些不確定性就是導致抗生素過度使用的原因,最終會導致抗生素失效,產生抗藥性細菌,這就是我們這個時代最大的醫療保健挑戰之一,當所有抗生素都失效的時候,我們就等於是失去了現代醫學。
經過長達五年與 FDA 密切合作,於近期獲得該項技術的批准
MeMed生物診斷公司經過長達五年與 FDA 密切合作後,才在最近獲得該項技術的批准,該項許可允許該公司的血液檢測(MeMed BV™)應用於任何急性感染的兒童和成人身上,以便在幾分鐘內準確區分出是細菌感染或是病毒感染(靈敏度91%;準確率94%),因此不論是有鼻塞聲、咳嗽、上呼吸道感染或下呼吸道感染、尿道感染或系統感染等等,都可以使用。該項測試服務即將在急診室和加護病房提供,但這項測試方法並不是用來「取代臨床判斷」,而是作為一種重要的輔助工具來幫助醫生區分感染元凶,也就是說,這個測試與臨床判斷結合在一起,可以更準確的做出診斷。
其實,2009年公司剛要成立前,並非那麼的順利,因為2008年金融危機的影響還在肆虐,融資相當困難。所以兩位同學只能在廚房和車庫裡先做研究文獻的收集與閱讀工作,用自己打工賺來的錢,或在朋友、家人、老師和親友的資助下苦撐,甚至最後到銀行貸款,才得已進行了第一個小型臨床試驗,並利用這些初步的數據創辦了公司。
從那以後,MeMed診斷生技公司13年來,先後對傳染病和宿主免疫反應進行了一些大規模的研究,迄今為止,已經測量了全球 10,000 多名患者的免疫反應,這些研究也已經發表在許多國際期刊上。這次的FDA批准對公司來說是第一步,其他的產品和測試工具都已在積極開發中,前景看好。迄今為止,MeMed 已經籌集了約 1.3 億美元的資金,投資者包括以色列最大創投公司 OurCrowd、地平線創投(Horizons Ventures)、中國控股平安集團和以色列保險公司(Clal Insurance)等等,該公司總部設在海法市,同時在美國波士頓市設有辦事處。
細菌或病毒感染在初期階段,症狀非常相似
基本上,細菌或病毒感染在初期階段,症狀是非常相似的,而實驗室所測得的血液參數,如 C 反應蛋白(CRP)或是白血球數目,其實還不夠充分,無法區分出是何種感染。
然而,身體的免疫系統卻早已區別出元兇是誰,並根據不同的入侵者(細菌或病毒),做出了不同的反應。於是MeMed進行了大數據過濾,針對 600 種免疫系統相關蛋白質的反應,進行了廣泛篩查,最終發現三種可以用來區別細菌或病毒感染的特殊被活化的蛋白質(包括TRAIL, IP-10 和CRP)。
舉例而言,TRAIL蛋白質(Tumor necrosis factor related apoptosis inducing ligand),在感染病毒的患者血液中會顯著增加,但令人驚訝的是,在細菌感染中卻會降低,相當具有特異性。接著利用公司開發出的專有計算公式,就能解讀免疫反應的訊息,這是一組可以準確識別感染元凶的數字。
MeMed 已經開發出好幾種利用這項技術的產品,其中一種就是今天介紹的血液檢測(MeMed BV™),也是這次被FDA批准的項目,在最近發表於科學期刊 PLOS One 上的數據中,這種免疫特徵訊息能夠準確地診斷出 1002 名患者中誰患有病毒或細菌感染。
筆者期望這篇文章,能夠激勵我輩年輕人,莘莘學子,努力向學,勇敢發想,不畏困難,嘗試突破,相信終能撥雲見日,獲得突破性的成功,祝福大家。
圖/以色列生技業者MeMed共同創辦人伊登博士(Eran Eden;右)和奧維德醫生/博士(Kfir Oved;左)。他們開發出分辨細菌或病毒感染的15分鐘檢測法,在他們前面的就是MeMed BV™。相片取自於網路,由本文作者提供
(本文作者為陽明大學醫學院藥理學研究所兼任教授)