為應對老齡化加劇與慢性病高發的挑戰,澳門大學以精準醫學為三大重點發展方向之一,依托跨學科優勢,以生物標記、數字技術等推動腫瘤、心腦血管等重大疾病的個性化治療,打通科研與臨床的轉化通道,助力區域醫療高質量發展。目前,澳大「臨床醫學」以及「生物學與生物化學」領域已躋身基本科學指標資料庫(ESI)前1%之列,反映學術水平及影響力獲國際認可。

揭開癌症轉移的謎團

癌症轉移是導致乳腺癌患者死亡的主因,其擴散路徑與在遠端器官「落地生根」的機制長期未解。為此,澳大健康科學學院鄧初夏與苗凱教授團隊運用「單細胞條碼追蹤技術」,系統性描繪乳腺癌細胞在活體內的擴散路徑,取得關鍵突破。

研究明確淋巴系統在乳腺癌轉移中的主導角色:擴散至肺、肝等遠端器官的癌細胞中,超過80%源自淋巴轉移,經血液直接擴散佔比低於3%。該發現直接刷新了以往對癌症轉移途徑的認知,為臨床防治指明新方向。

研究進一步揭示,癌細胞在轉移前已具備內在的「路徑偏好」,且同一來源的癌細胞到達不同器官後,會因應肝、肺等微環境的「塑造」而展現迥異的基因活動。其中,細胞因子IL2等被證實是驅動淋巴轉移的關鍵信號。

該研究不僅為「種子與土壤」學說提供動態機制證據,也開闢了全新的干預思路,例如透過抑制IL2等信號阻斷淋巴轉移,或開發針對癌細胞與微環境互動的藥物,為早期診斷與個人化治療奠定基礎。團隊目前正深入探索調控淋巴轉移的信號通路,積極研發阻斷癌細胞與環境「對話」的新療法,致力將基礎發現轉化為延長患者生命的實際方案。

精準破解三陰性乳癌醫療困境

在揭開乳腺癌轉移的核心機制的同時,澳大進一步聚焦臨床上高轉移風險(特別是肺/腦轉移)的三陰性乳癌亞型。三陰性乳癌(TNBC)因缺乏雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)及HER2表達而導致無有效靶向治療手段的困境,患者多依賴化療。澳大健康科學學院羅茜教授團隊經多年研究,揭示前蛋白轉化酶枯草溶菌素9(PCSK9)蛋白在TNBC轉移中的關鍵作用及分子機制。

該蛋白原為調控膽固醇的「代謝管家」,卻在TNBC癌細胞中過度高表達,可通過重編程膽固醇代謝,破壞細胞膜「脂筏」結構,致使EGFR與HER3異常聚集並持續活化,驅動癌細胞增殖、擴散與耐藥,甚至加速腦轉移。

此發現為精準醫療開闢新路徑。PCSK9可作為新型生物標記,透過血液或組織檢測即可區分患者的「高表達」與「低表達」亞型,實現風險分層,並有助識別腦轉移高風險群體。此外,團隊基於致病機制,提出「老藥新用」的聯合療法:將已核准的降血脂PCSK9抑制劑與EGFR/HER3信號抑制劑結合,同步阻斷癌細胞的「代謝燃料」供應與「異常信號」傳導,有望克服單一藥物耐藥問題。

由於PCSK9抑制劑的臨床安全性已得到驗證,此策略將大幅縮短研發進程、降低成本,使新治療方案更快惠及患者。這項研究不僅為深陷「無靶可打」困境的三陰性乳癌患者帶來曙光,更為乳癌精準醫療提供了從風險預測到精準治療的全鏈條實踐範例。

以超算與仿真推動精準醫療

若將發現新靶點視為精準醫療的「彈藥」,那麼數字化治療技術將為整個精準醫療帶來核心的支撐。無論是腫瘤的個性化治療方案制訂,還是發病率持續上升且趨年輕化的心血管疾病的診斷與術前規劃,都離不開對個體生理特徵的精確量化與模擬。澳大蔡小川與羅力教授團隊,整合計算數學、醫學及超算技術等多學科力量,以「數字孿生」為核心,開闢精準醫療的新維度。

傳統臨床實驗因設備與倫理限制,難以全面量化個體心血管活動及完整追蹤病變過程。團隊為突破限制,從心腦血管數值模擬入手,拓展至心電圖模擬與混合實境應用,透過構建高保真數學模型並結合超級計算平台,攻克計算規模龐大、患者特異性建模困難與臨床擴展不足等難題。

研究最大挑戰在於建立兼具患者特異性與生理精準度的模型,還需在數萬核心並行架構上高效運算。團隊採用功能區域建模降低複雜度,結合自動醫學影像分割完成全身血管與心臟的三維影像重建;同時開發並行區域分解方法與全隱式求解器,並與國家超級計算中心合作優化軟體,使其高效運行於國產超算平台。此路徑開創了基於物理仿真的「第三類研究方法」。

團隊已實現多方面突破:完成含222個出口、最小管徑約1毫米的全身血管網絡血流模擬,成果刊於頂尖期刊;心電圖模擬構建心臟——軀幹耦合模型,可精準計算12導聯心電圖,助力心律失常評估與心臟再同步治療(CRT);同時開發出基於混合實境的遠程診斷系統與血流可視化工具,提升臨床評估效率。

這些成果成為建立心電圖臨床解讀的理論基礎,更帶來降低侵入檢查風險、提升診斷效率、減少手術併發症等直接臨床效益,社會與經濟價值顯著。項目未來將開發面向醫院的智能診斷與手術規劃平台,推動商業化應用,服務精準醫療與手術風險評估,實現科研成果向社會與產業的高效轉化。

走向個人化的健康未來

澳大在精準醫療領域的系列突破,不僅體現在新生物標記與治療策略的創新,更印證了一條聚焦重大疾病的科研路徑:一切皆為患者更準、更快地覓得生機。這些成果,亦拼合成未來醫療藍圖的關鍵版塊,預示醫學將擁抱生命獨特性,從模糊疾病分類走向清晰可干預的個人化健康圖景。長路雖遠,每一步突破皆使生命之光愈顯明晰。

文:余偉業

圖:編輯部,部分由受訪者提供

英文翻譯:余偉業、謝菀菁

來源:《澳大新語》第33期