【INNOZONE農業、食品與特化材料專題】讓患者吃得更健康、安全！智耕創新、中研院、興大團隊拋技術解方

解析▪新創技術

2024-01-11

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今年Roadshow發表會，在農業、食品與特化材料領域有六個團隊針對不同議題、解決產業痛點。智耕創新透過精準營養技術開發慢性病專用食物，讓患者能落實從飲食控制疾病；中研院江殷儒研究員團隊以多體學技術開發能代謝高雄性素益生菌，有望預防及緩解高雄性素血引起的相關症狀；中興大學張健忠特聘教授團隊開發具三維電漿熱點訊號增強晶片，突破傳統SERS缺點，讓高階SERS技術落地於生醫與農業檢測領域...

智耕創新以精準營養技術，開發慢性病專用食物，讓慢性病族群能更有效地落實從飲食控制疾病

國發會推估，台灣將於2025年正式邁入超高齡社會，而伴隨社會高齡化而來的種種社會議題，慢性病人口上升則是最受到關注的議題之一。根據健保署統計，台灣罹患兩大慢性病(腎臟病與糖尿病)人口更超過200萬人，佔台灣總人口數10%左右。如何與這種不可逆的慢性疾病共存，是台灣社會未來急需面對的重大議題。

由於腎臟病與糖尿病的不可逆性，慢性病患者僅能透過藥物治療搭配飲食控制。其中，飲食控制是延緩病情惡化的關鍵，醫院營養師皆會要求患者嚴格遵守特定飲食原則。但市面上缺乏飲食控制的天然食物，導致這樣嚴格的飲食控制相當難以落實，影響疾病的治療效果。

智耕創新瞄準慢性病飲食控制困境，結合醫學與生物科技，透過精準營養專利技術開發慢性病族群影時專用真食物。多項專利的精準營養技術可減少、增加天然植物中特定營養成分，作為機能性食物及天然原料應用。針對腎臟病患者已成功開發十餘種低鉀蔬果(減少60%鉀量)與低蛋白米(減少42%蛋白質)，讓腎臟病患者在不改變生活型態下輕鬆落實低鉀、低蛋白飲食；針對糖尿病患者則開發十餘種富鉻蔬菜(3倍鉻含量)，協助糖尿病病患維持醣類代謝，以精準飲食落實血糖管理。

除了與醫學中心共同發表低鉀蔬菜於血液透析患者血鉀濃度影響研究外，智耕創新以虛擬通路提供飲食管理平台訂閱制服務，營養諮詢一站購足，並搭配實體連鎖超市及百貨通路，透過虛實整合滲透市場。更透過醫護人員檢驗認證臨床研究病友會與社群媒體經營，達成慢性病飲食全方位精準照護的價值傳遞。

智耕創新黃翔瑜執行長更提到:「未來公司將以慢性病為核心逐漸拓展至健康管理，除了慢性病人外，讓有血糖管理需求的族群或是亞健康族群，甚至愛健康族群，透過精準的營養實現公司的願景，『Farm before Pharm 食物是最好的醫藥』。」

※智耕創新將以慢性病為核心將精準飲食拓展至健康管理。（來源：智耕創新）

江殷儒研究員團隊利用多體學技術分離能代謝雄性素的腸道菌，有望應用於預防及緩解高雄性素血引起的相關症狀

失因血液中存在過量的雄性素的高雄性素血症，常會造成雄性禿、攝護腺肥大及攝護腺癌，甚至女性的多囊性卵巢症候群。由於脊椎動物雖然具有生成性荷爾蒙的能力，但卻無法完全代謝這些物質。需透過將多餘的性荷爾蒙運輸至肝臟後進入腸道。而90-95%的性荷爾蒙會在人體小腸末端重新被吸收利用，完成肝腸循環，藉此調節賀爾蒙。其中，腸道菌更扮演將活性最強的雙氫睪酮(DHT)與睪固酮代謝的重要角色。

現行治療高雄性素血症採用賀爾蒙療法，但伴隨著諸多副作用，如: 性功能障礙、男性女乳症、憂鬱與焦慮等。而賀爾蒙療法更會使患者的腸道微生物菌相失衡，導致治療後期使疾病惡化。

中研院江殷儒研究員團隊透過多體學的分析，找到在人體及動物腸道中的常見細菌 – 陶爾氏菌(Thauera spp.)具有代謝雄性素的能力及相關代謝機轉。進一步透過動物研究發現，陶爾氏菌能夠有效降低血液中的雄性素達50%，而小鼠並無其他不良反應。

但陶爾氏菌並非衛福部食藥署所核定的可作為食品添加劑的益生菌，因此江殷儒研究員團隊從已核定的益生菌中下手，分離並純化數株具類似基因的乳酸菌，並確認具有代謝雄性素的能力。而小鼠實驗證明這些菌株能改善雙氫睪酮造成的毛髮生長遲緩。

中研院江殷儒研究員表示:「透過與台灣大學、中央大學、東吳大學以及台大醫院所組成的跨院校團隊，將朝向醫藥次世代功效型益生菌以及保健食品進行開發，盼能翻轉因高雄性素血症所引起的各項適應症。」

※江殷儒研究員團隊以多體學技術純化並分離能有效降低體內雄性素的腸道益生菌，以解決高雄性引起的相關適應症。（來源：中研院江殷儒研究員）

張健忠特聘教授開發具三維電漿熱點訊號增強晶片，突破傳統SERS缺點，讓高階SERS技術落地於生醫與農業檢測領域

表面增強拉曼光譜(Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS)是利用奈米粒子的表面電漿共振熱點效應，將原本拉曼光譜訊號提升百萬倍以上，增加檢測靈敏度。並且SERS技術不需要特殊的螢光標記，成為環境與生醫檢測相當具潛力的技術。然而傳統拉曼光譜訊號有幾項缺點導致檢測應用受限，如: 拉曼訊號不易產生、樣品前處理過程複雜繁瑣、定量困難、應用於生醫檢測需要抗原/抗體標定、價格成本高以及易受待測物純度、螢光訊號干擾等缺點。

中興大學張健忠特聘教授以專利研發具三維電漿熱點(3D plasmonic hotspot-rich, 3D-PHS)的奈米結構建立拉曼訊號增強系統，開發全方位的SERS檢測平台(Comprehensive SERS Platform, CSP)。透過交叉銀奈米線(AgNW)木樁結構堆疊提供獨特的3D局部電漿共振(LSPR)以及熱點(hot spots)的核心技術，讓3D-PHS奈米晶片同時具有表面增強拉曼光譜(SERS)與電漿子增強螢光(plasmon- enhanced fluorescence, PEF)的特色，成功提高晶片萬倍靈敏度並達到無須樣品前處理或標記、微量樣品檢測、檢測時間短(< 5 min)以及任何尺寸都能檢測。

而目前除了已經應用於農藥檢測實際場域，能同時檢驗與辨識超過18種農藥外，與臺大醫院共同開發發展以微量血清樣品(20 uL)檢測膽紅素，其檢測極限可達10 uM，以及檢測COVID-19病毒、抗體與抗原。未來更計畫與醫療保健單位配合可攜式光譜儀進行有效定點檢測照護。此外，針對台灣高經濟價值作物 – 蘭花，也建立完整蘭花病毒株檢測流程，透過系統判別病毒種類，為蘭花建立病毒身分證條碼。

中興大學張健忠特聘教授表示:「可以想像我們有一台檢測範圍相當廣、高靈敏並且檢測過程相當簡單的檢測儀。儘管我們先聚焦於農業食安，但只要有化學結構的分子，以CSP系統都可以為其建立專屬的檢測身分證。」