老年性黃斑部病變在台灣50歲以上人口的發生率為12%至15％，其中有2%至3%的患者會嚴重惡化，是導致老年人口失明的主因之一。
如今台灣領先全球，由台北榮民總醫院、國立陽明交通大學研發，台積電生產製造的iPSC生醫檢測晶片，將透過視網膜移植技術，為全球因老年性黃斑部病變導致失明的患者，開啟一道曙光！
台灣每100位老人 就有3位因老年性黃斑部病變失明
黃斑部位於眼球最內層的視網膜中心，此區含有許多感光細胞，是視野最重要的位置。如果這個區域發生了問題，對視力將造成嚴重影響。
黃斑部病變又可分為乾式跟濕式。乾式黃斑部病變又稱為萎縮式，約佔85%至90%，在患者的視網膜下會形成一些小小的結節，並不斷地累積，最終導致視力受損。濕式黃斑部病變又稱為血管新生性，約佔10%至15%，情況比乾式黃斑部病變更加嚴重。在患者的視網膜下會出現異常的血管增生，並且出現出血、積水或水腫的現象。即使現在可以透過注射類固醇等方式來來抑制血管持續增生，但此類病變進程速度較快，對視力造成的損害更是不可逆的。
在黃斑部病變初期，患者可能會感覺視野變得模糊不清；當病情加重時，眼前的物體會開始出現扭曲變形，尤其是視野中央區域最受影響，甚至可能導致失明。
不過，黃斑部病變患者並非全盲，視野周圍還是可以看見一些模糊影像，只是中央區域看不到。就像與人交談時，他們可以看到對方周邊的景物，但卻無法看清對方的臉龐；過馬路時，可以看到地面和天空的輪廓，但是眼前的障礙物、前方的車輛等都是漆黑的。
iPSC生醫檢測晶片領先全球 黃斑部病變患者有望復明
過去，黃斑部病變的治療並不容易。2014年，日本曾完成全球首例以自體iPSC（誘導性多能幹細胞）分化成視網膜色素上皮細胞（PRE細胞），完成治療黃斑部病變的移植手術，2017年又宣布完成5例異體移植，開啟治療的進展。
iPSC是指成體細胞中經過基因重編程得到的幹細胞，其通過重新激活幹細胞相關基因，獲得了自我更新和分化能力，可以分化為各種細胞類型。iPSC的發現為再生醫學帶來了巨大的潛力，可用於組織工程，生成各種細胞和組織，用於替換損壞的組織和器官。
不過，IPSC要分化成PRE細胞，需耗費很大的時間與挑戰，包含細胞重新編程、分化的過程，每一階段都要花很多時間去篩選，挑出「好品質」的細胞，這也是目前這項臨床試驗難以大量推行的原因。
但現在，台灣的科學家正在透過生物晶片和人工智慧來解決這個問題。
由台北榮民總醫院醫學研究部主任兼任陽明交通大學醫學部教授邱士華醫師和陽明交通大學副校長李鎮宜的生醫晶片研究團隊，結合台積電的生產線，成功開發出iPSC生物晶片檢測技術，有望加快黃斑部病變患者進行移植手術的速度。
邱士華醫師解釋，過去在做iPSC培養時，假設一開始要做100個，在細胞每一次分化的過程中，逐步淘汰品質不佳的，最終能夠使用的細胞株可能只有3至5個，還需要大量的人力進行篩選，甚至要花費9個月以上的時間，之後要真正能移植到黃斑部病變患者的眼睛裡，可能要等超過1年了，難以真正幫助到大量病患。
但現在有了iPSC生醫檢測晶片，就可以直接透過大數據，將好品質的細胞型態，例如厚度和形狀等輸入電腦，讓AI挑選適合的細胞株。如此不只可節省人力，大幅縮短時間，還能避免不同操作者挑選標準不一等問題。
但是，開發iPSC生物晶片檢測技術並不簡單。由於iPSC研究和生物晶片技術是兩個完全不同的領域，因此需要克服許多技術上的挑戰。
例如，在培養細胞的過程中，科學家必須不斷更換培養液，但這可能會對晶片的通電性和敏感度造成影響。為了解決這個問題，他們必須不斷試驗確保晶片的正確性和可靠性，晶片使用的材料也必須經過精心挑選，避免對細胞造成汙染或生物毒性。
目前，台北榮民總醫院已經在2021年底成功地為兩位患有黃斑部病變末期的患者進行了視網膜移植手術邱士華說明，雖然觀察期還沒有達到2年，但患者的恢復狀況都相當良好。
台灣用半導體優勢打造iPSC生醫檢測晶片 視網膜移植未來有希望
值得注意的是，PRE細胞可再細分為9層，而黃斑部病變末期導致失明的患者，9層細胞都壞死了。日本在先前完成第一層PRE細胞移植後，延伸出另一項研究重點，就是讓iPSC可持續分化成第二層、第三層PRE細胞。
對此，邱士華指出，台灣擅長半導體晶片技術，在iPSC生醫檢測晶片方面也有相當的優勢。因此，台灣將重點放在持續改良iPSC生醫檢測晶片，以便能夠在短時間內培養出更多層的PRE細胞。
有了iPSC生醫檢測晶片，未來的視網膜移植手術才有機會大量運用在黃斑部病變患者身上。更值得一提的是，這項技術也具有吸引其他半導體業者投入的潛力，進一步研發出適用於各種移植手術的生醫晶片，讓台灣在相關領域持續走在全球的前端。（責任編輯：王美珍）
