QST攜手大阪公立大學 血液檢測技術早期發現癡呆症

日本國立研究開發法人量子科學技術研究機構（QST）與大阪公立大學研究團隊正合作開發超靈敏血液檢測技術，目標在癡呆症臨床前期階段實現早期預防性介入。這項運用LAC-SYS光誘導加速系統的創新方法，能將檢測靈敏度提升約100倍，速度加快至60倍，僅需5分鐘即可完成分析。為加速技術落地，雙方預定明年5月於大阪成立「大阪健康長壽醫科學中心」，主導臨床應用評估與產學合作，並結合Moonshot型計畫推動社會實踐，從根本改變癡呆症診斷與治療模式。

技術突破：LAC-SYS系統革新檢測方式

傳統檢測的侷限性與市場缺口

當前針對阿茲海默症、額顳葉變性症、路易體癡呆症等三大癡呆症類型，醫學界已開發出以類澱粉β蛋白、tau蛋白、TDP-43、α-突觸核蛋白為靶點的診斷生物標誌物。QST等機構研發的PET藥劑雖能精確掌握腦內分子積累狀況，但檢查費用高昂且需專業設備，難以大規模普及。相較之下，血液檢測理論上更易推廣，然而血液中標誌物分子濃度極低，必須依賴高靈敏度檢測方法，導致試劑與儀器成本居高不下，一般診所或健康檢查機構根本無法負擔。這形成了一個關鍵醫療缺口：如何以可負擔的價格，在疾病前期完成精準篩檢。

光誘導加速系統的物理原理

大阪公立大學飯田琢也教授團隊開發的LAC-SYS（光譜導向加速系統），核心機制在於利用雷射光壓與流體動力學的協同效應。當雷射照射樣本溶液時，特定波長的光壓會驅動目標分子產生定向移動，此時搭配表面附著抗體的微珠，就能像「分子磁鐵」般精準捕捉目標生物分子。這種物理性濃縮方式，可將原本稀釋在血液中的微量標誌物，在短時間內富集到可檢測範圍。更關鍵的是，此技術無需改變既有分析方法，直接與免疫層析或PCR等傳統技術結合，即可產生指數級效能提升，這種「模組化兼容」特性大幅降低臨床導入門檻。

臨床驗證數據與性能指標

根據已公佈的實驗數據，LAC-SYS系統在ELISA檢測中展現驚人成效。對比傳統方法，檢測靈敏度不僅提升100倍，處理速度更達到原有60倍，完整分析流程縮短至約5分鐘。研究團隊已成功運用筆記本大小的實體模型，從僅數微升的血液樣本中，同時檢測出癌症、癡呆症、感染症等多種標誌物。飯田教授強調：「我們正與企業推進合作研究，目標是實現實用化。未來希望在手掌大小的檢測裝置上安裝卡匣，就能在家中輕鬆判斷是否處於疾病前期階段。」這種「設備微型化」與「操作簡易化」的雙重策略，將徹底顛覆現行醫療模式。

應用前景：從醫院到家庭的普及化

居家檢測的願景與挑戰

技術終極目標是打造可攜式居家檢測設備，讓高齡者定期自我監測認知功能相關生物標誌物。這不僅能減輕醫療機構負擔，更可透過連續數據追蹤，建立個人化的疾病風險曲線。然而，要實現此願景仍需克服多重挑戰，包括：檢測結果的醫療法規認定、數據傳輸的資安保障、使用者操作錯誤的風險控管等。大阪健康長壽醫科學中心的成立，正是為了系統性解決這些跨領域課題，建立從技術開發到法規完善的完整生態系。

成本效益與社會經濟價值

從公共衛生角度分析，早期介入的經濟效益極為顯著。研究顯示，癡呆症病程從輕度認知障礙（MCI）發展到全面認知衰退，平均需8-10年，期間醫療與長照費用呈指數增長。若能透過血液檢測在MCI前期即識別高風險族群，搭配生活型態介入與藥物治療，可延緩發病時間約3-5年。以日本為例，這相當於每年節省數兆日圓的社會成本。LAC-SYS技術的低成本優勢，使大規模篩檢成為可能，其社會經濟價值遠超技術本身，更是高齡化社會不可或缺的基礎建設。

深層機制：探索癡呆症發病本質

小膠質細胞的雙重角色

近年研究發現，小膠質細胞在癡呆症進程中扮演關鍵但矛盾的角色。這種腦內免疫細胞負責清除病原體與受損細胞，正常情況下具有神經保護功能。然而在阿茲海默症患者體內，小膠質細胞的過度活化反而釋放大量發炎物質，加劇神經元損傷。QST腦功能成像研究中心主任樋口真人指出：「老化細胞表面會出現孔洞，釋放促炎物質引發周圍細胞發炎與老化，這在腦內同樣發生。我們認為蛋白質沈積、小膠質細胞衰老與發炎三者一體交織的腦內老化發炎，正是癡呆症發病本質。」這項見解揭示，單純清除類澱粉蛋白可能不足以阻斷病程，必須同時調控神經免疫系統。

蛋白質老化與神經發炎的惡性循環

研究團隊進一步提出「腦內老化發炎三位一體」理論架構。類澱粉蛋白沈積會激活小膠質細胞，持續活化的小膠質細胞進入衰老狀態，開始分泌IL-1β、TNF-α等促炎細胞因子，這些因子又反過來破壞神經元清除異常蛋白的能力，形成惡性循環。此理論解釋了為何抗體藥物雖能清除八成類澱粉沈積，卻僅能減緩三成認知功能惡化。標靶這個循環中的關鍵調控物質，而非單一蛋白質，可能成為下一代療法的核心策略。QST正在運用PET影像技術，追蹤活體腦內這些分子互動的動態過程，為精準醫療提供視覺化證據。

特殊類型：精神症狀與tau蛋白關聯

運動創傷引發的慢性腦病變

除了典型癡呆症，研究也關注以精神症狀為首發表現的特殊類型。其中碰撞運動引發的慢性創傷性腦病變（CTE）備受矚目。多名退役美式足球、橄欖球運動員在出現憂鬱、衝動控制障礙等精神症狀後自殺，腦部解剖顯示大量tau蛋白異常堆積。QST對退役接觸性運動選手進行tau PET成像，發現曾罹患精神疾患的前選手腦中確實存在tau病灶，且病灶會隨時間轉移擴散。這證實重複性頭部創傷會啟動tau蛋白病變，最終導致認知與精神雙重功能崩潰。

精神疾病患者的早期預警價值

更令人震驚的發現是，約半數中高齡發病的情感障礙患者，在認知功能開始下降前，腦內已出現tau病灶。這打破傳統上精神病學與神經學的界線，顯示精神症狀可能是癡呆症的早期非典型表現。QST主任研究員高橋圭輔強調：「我們證實了精神障礙背後與癡呆症致病蛋白存在關聯。生物標誌物技術的進展，將為以往難以客觀診斷的精神病疾患帶來革命性變革。」這意味著未來精神科診所可能成為癡呆症早期篩檢的前哨站，透過血液檢測識別隱藏的高風險個案，實現跨領域整合醫療。

產學合作：大阪健康長壽醫科學中心

中心定位與營運模式

預定明年5月成立的大阪健康長壽醫科學中心，將由大阪公立大學與QST共同營運，定位為「從基礎研究到社會實踐的轉譯樞紐」。中心首要任務是主導LAC-SYS血液檢測的臨床試驗，建立標準化作業流程與判讀準則。不同於傳統研究機構，中心將直接與醫療機構、長照機構、保險公司對接，形成產學醫金四位一體的合作網絡。這種創新模式能確保技術開發從初始就納入臨床需求與市場可行性，避免研究成果與實際應用脫節。

Moonshot計畫的協同放大效應

中心將與樋口真人主任擔任計畫主持人的Moonshot型目標計畫緊密合作，該計畫設定「2050年實現任何人都可避免癡呆症的世界」的宏大願景。透過Moonshot提供的長期穩定經費與政策支援，LAC-SYS技術能快速跨越「死亡之谷」——從實驗室原型到商品化的關鍵瓶頸。中心將同步推動數位生物標誌物資料庫建置，整合血液檢測、腦影像、基因資訊與生活型態數據，運用AI開發個人化風險預測模型。這種多層次技術堆疊，將使大阪成為全球抗癡呆症研發的重鎮，輸出技術標準與營運模式至其他高齡化國家。