宇麥動物醫療專刊 編輯部

隨著2001年人類基因體計畫（Human Genome Project, HGP）解碼完成，人類進入了後基因體時代(Post genomic era)，面對著解碼後30億的鹼基對，如何了解基因體的挑戰才剛開始．基因體解碼後，我們所面對的只是一幅只有等高線經緯度的地圖僅標示著少數已知的地點，絕大部分都是未知的位置，無法得知重要的標的以及其中所代表的意義．接下來的最大挑戰就是了解分析“基因體地圖”所代表的資訊．
隨著人類基因體解碼以及後基因體時代展開，針對同一品種中不同個體的基因研究發現個體間在基因圖譜上有著比科學家預期還要多的突變；透過蛋白質體學(Proteomics) 的分析也同樣發現轉譯後蛋白質也存在諸多的個體變異．因為即使是相同的物種個體間也存在著相當大的差異，因此對於同一種疾病發生在不同個體時，是否使用傳統的方式進行一視同仁的治療也引起廣泛的討論．2013年英國政府首先提出“精準醫療” (Precision Medicine)的概念，在一般的醫療步驟下常常會忽略個體差異造成的治療差別．“精準醫療”指的就是除了透過傳統方法由病患描述症狀及傳統常規檢查，再加上生物醫學檢測，如基因檢測、蛋白質檢測及代謝檢測等，加上個人資料如性別、身高、體重、種族、過去病史及家族病史等等資料，透過醫療資料庫進行比對及分析，從中找出最適合病患的治療方法與使用藥品．因此，如何針對個別的醫療，設計有效治療策略成為未來世界各國醫療體系的重大課題．然而為了因應醫療策略的改變，科學家們想要先了解如何配合個體化醫療而擬定不同方法治療，因此最大的課題將會是如何追蹤藥物以及連續性的觀察同一個體施以藥物的治療效果．

進行活體實驗時常常因為取樣的關係必須在多個時間點犧牲數隻動物取得樣本，然而因為活體動物本身即有較大的個體差別．這個方法不但需要使用較多的動物也增加了分析數據的困難度．同時也因為無法連續性的追蹤同一動物體內的變化而使得實驗數據變異較大，獲得的實驗結果常常因為實驗動物個體的差異導致實驗結果無法獲得突破性的進展．利用分子成像技術進行動物實驗有以下幾個好處，首先因應精準醫療法的進展，分子成像可以偵測活體動物基因表現與細胞互動的空間與時間分佈，繼而了解藥物和活體多物體內相關的生理學過程．其次，進行動物實驗時需要連續追蹤同一動物以獲連續性的結果，對於個人化精準醫療可以獲得更多的資料以做為參考最佳化整個醫療流程．不但提高實驗數據準確度同時也節省大量的動物購置成本．最後在藥物開發方面，分子成像技術更可以先行評估開發中藥物的安全性，避免浪費在臨床研究上的資金與時間．在基因改造動物，標靶藥物開發以及製藥過程中分子成像可以對活體動物的基因性狀進行連續性觀測再對於基因表現型直接觀測或是定量分析．近年來的活體分子成像技術大致分為光學成像，放射物質成像，核磁共振，超音波成像以及電腦斷層掃描技術．各項技術都有其優點與缺點，例如放射物質成像雖然可以得到較為精準的影像但是因為需要使用放射物質而有諸多的限制．其中利用光學成像的非侵入性小動物活體螢光影像系統具有靈敏性高，直接以影像顯示較為直觀，容易操作，可同時觀測多個目標以及購置成本較低等優點．同時也有著穿透率不佳或是受到生物體自有螢光干擾的限制．其他的系統則各有不同的優點和條件限制．

使用非侵入性小動物活體螢光影像系統可以將藥物標定特殊的螢光物質或利用基因轉殖技術使部分細胞帶有螢光基因之後，在活體動物身上由活體螢光影像系統成像追蹤標的細胞在活體中發展過程，或是同時使用藥物治療．不但能夠連續追蹤同一動物的治療流程，同時也可以配合其他基因檢測以及代謝檢測評估治療藥物策略是否成功．對於後續個人化的精準醫療療程做一活體的驗證．近年來隨著各類光學儀器的技術精進以及電腦硬體的成熟，非侵入性小動物活體螢光影像系統產品非常多元化．各家產品也努力在價格與功能間取得平衡：解析度提升，偵測靈敏度加強以及周邊配合系統的簡化都讓研究者以更合理的價格取得這項研究利器．Viework Cleuve使用特殊技術不使用額外的冷卻系統降溫感光元件，可以使用低於常溫20C的溫度進行實驗記錄，卻依舊達到應有的訊號靈敏度．不需要額外維護冷卻系統，對於使用單位而言也減少了維護成本的支出．

侵入性小動物活體螢光影像系統可以用合理的購置成本，配合各項功能進行實驗，為“精準醫療”作一先驅，分析藥物治療對於活體動物的影響．期待對於未來的研究發展做出貢獻．