一、前言

Frost & Sullivan在評估市場潛力、專利申請、募資狀態、2024年主流趨勢、經濟影響力等關鍵要素後，於生醫領域中，評選出多項未來2-4年內將對社會產生重大影響的新興技術，包括：生物程序4.0 (Bioprocessing 4.0)、多效性肥胖療法(Multi-agonist Obesity Therapeutics)、新生抗原疫苗(Neoantigen Vaccines)、次世代益生菌(Next-Gen Biotics)、量子藥物發現(Quantum Drug Discovery and Development)、數位神經生物標誌物(Digital Neuro-biomarkers)等。本文針對前3項新興技術，分述其定義、應用範疇、技術特點、代表性案例等(各項新興技術摘要與發展潛力請參閱圖一)。
 

二、生物程序4.0 (Bioprocessing 4.0)

生物程序4.0（Bioprocessing 4.0），或稱數位生物製造(digital biomanufacturing)，為在生物製造系統中採用IoT、區塊鏈、AI等先進數位科技，監控生產過程、工廠營運和物流，以提高生產製造效率，降低整體營運成本，實現全自動化生物製造。

(一) 優勢與挑戰
工作流程自動化可以縮短生產製造時間，並且降低錯誤發生率。人工智慧與數據分析技術可即時監測與優化製程之關鍵參數，以提升生產效率並且優化產品品質。區塊鏈以及感測器等技術則有助於解決供應鏈管理面臨之挑戰，能在生物製造價值鏈中，實現可追溯性。然而，生物程序4.0之實現仍面臨許多限制，包含：技術人員和數據科學家短缺、開發成本高、缺乏互可操作性標準、資料複雜等。

(二) 未來發展趨勢預測
先進數位科技和AI將持續推動下一代生物製造的發展。預計近兩年內將有更多CDMO業者採用自動化製造、遠距性能監控以及透過AI建立預測模型等技術，以提升生產製造效率。同時，製藥業者正積極推動供應鏈數位化轉型，以確保生物製劑原料與產品的可追溯性。另外，數位孿生解決方案亦是業者關注的重點，估計2027年前，將有更多基因與細胞療法以及mRNA等先進製藥業者將透過AI與數位孿生優化細胞產品的生產流程，以提高生產效率與可預測性。預計到2028年，在個人化醫療與分散式製造需求之帶動下，移動式智慧生產製造設備將會陸續被推出市場，以實現藥物按需生產(Therapies-on-demand)，同時提升細胞療法等先進療法藥物的可及性。

(三) 代表性案例

(1) 雲端生物反應器
開發廠商：美國Culture Biosciences
Culture Biosciences開發了雲端生物反應器，能遠距即時管理、分析和控制細胞培養等生物過程。此生物反應器採用模組化設計，易於調整生產規模，以滿足不同實驗需求。使用者能透過搭配的軟體Console，遠距設計、監控生產流程，並可透過軟體提供的AI工具即時進行數據分析，以優化生產流程、降低成本並提高產品品質。

(2) 以微流體為基礎的細胞與基因治療生產平台
開發廠商：英國MicrofluidX
MicrofluidX專注於開發以微流體生物反應器為基礎的細胞和基因治療(CGT)生產平台–Cyto Engine。此生物反應器設計採用可擴充式的模組化設計，能透過串接與堆疊多個生物反應器實現生產規模放大。Cyto Engine平台同時搭載了AI分析功能，能精準控制細胞培養的環境，並且能即時分析與優化生產製造流程，以提高製造效率，並且減少人為錯誤。

(3) 模組化的微型細胞工廠
開發廠商：法國Astraveus
Astraveus專注於開發模組化的微型細胞工廠，以提升細胞與基因療法（CGT）產品的製造能量，並且降低治療成本。其核心技術為以微流體技術為基礎的細胞生產平台Lakhesys。此平台具備特殊的微流體設計，能有效率地供應細胞養分，並且迅速排除細胞的代謝產物與廢棄物，提供細胞優異的生長環境以提高產量，同時減少試劑的消耗。此外，Lakhesys還具備緊湊、小型、模組化等優勢，可大幅降低製造成本，並且減少空間和能源需求。

三、多效性肥胖療法 (Multi-agonist Obesity Therapeutics)

多效性肥胖療法能同時活化GLP-1(glucagon like peptide-1)受體以及其他與葡萄糖代謝相關受體(如GIP受體)，刺激胰臟分泌胰島素並且抑制升糖素，進而達到調控血糖代謝以及抑制食慾的作用。此類藥物由於具備提升飽足感、降低心血管風險以及良好的減重效果等功效，吸引了業者的關注與投入。

(一) 優勢與挑戰
目前以GLP-1受體為標的的肥胖多效性療法已展現優異的體重減輕效果。例如，Eli Lilly的Zepbound藥物能減輕約21%的體重，而Retatrutide藥物甚至能減輕高達24%的體重。另外，相較於單一促效劑(agonist)，此療法具備更優異的安全性和更低的心血管風險，同時能減少噁心和嘔吐等副作用，目前正逐漸成為減重手術的替代首選。儘管此類藥物面臨著產量供不應求，以及需要透過注射形式施打等挑戰，但Eli Lilly等相關業者正積極提高產能，同時發展口服劑型以及長效藥劑，以提高患者服藥依從性，並且滿足不斷成長的減重藥物需求。

(二) 未來發展趨勢
重要發展趨勢有藥物再利用、綜合體重管理等。在藥物再利用方面，許多業者正積極將過去已核准用於糖尿病和其他代謝疾病之藥物，探索其於脂肪控制的效用，美國Akero Therapeutics正在將肝炎治療藥物Efruxifermin與GLP-1促效劑結合，探索其對肝臟脂肪減少的效果。另外Eli Lilly也在探索其減重藥物Zepbound於脂肪性肝炎、呼吸睡眠中止症等其他代謝性疾病之治療功效。在綜合體重管理方面，未來將藉由飲食調整、運動、生活習慣改變、抗肥胖藥物、手術干預等多管齊下的方式進行體重管理，以達到減少體重，同時降低心臟與代謝等疾病風險之目標。

(三) 代表性案例

(1) 減重藥物領導廠商
開發廠商：美國Eli Lilly
Zepbound為Eli Lilly開發的抗肥胖藥物，能同時刺激腸道荷爾蒙GLP-1與GIP的分泌，能降低食慾，同時減少食物攝取量，並可改善身體分解糖分和脂肪的效率。Zepbound於2023年11月獲得美國FDA批准用於肥胖治療。此藥物在臨床試驗中顯示出優異的減重效果(36 週內體重平均減輕了21%)，並且具有良好的胃腸道與心血管安全性，適用於肥胖患者(BMI>27)且患有高血壓等與體重相關的醫療問題之成年人。Zepbound的成功促使Eli Lilly進一步投資擴大生產能力，以滿足全球市場需求。

(2) 減重藥物領導廠商
開發廠商：丹麥Novo Nordisk
CagriSema結合了兩種藥物，包括Semaglutide和Cagrilintide。其中Semaglutide為Novo Nordisk已獲得FDA許可的減重藥物，Cagrilintide則為具有減重潛力的新候選藥物。2022年的第二期臨床試驗顯示，CagriSema比單獨使用Semaglutide或Cagrilintide具有更顯著的體重減輕與血糖控制效果。2023年底，CagriSema展開了第三期臨床試驗，且此次臨床試驗將會與Eli Lilly的減重藥物Zepbound進行比較，以驗證CagriSema藥物的減重效果。

四、新生抗原(Neoantigen Vaccines)疫苗

新生抗原(Neoantigen, NAG)為腫瘤細胞因基因突變產生的獨特抗原。新生抗原疫苗為專門針對此類抗原的新型癌症疫苗，能誘發強烈的T細胞免疫反應，以消滅癌細胞，同時建立對癌細胞的長期免疫記憶，防止腫瘤復發。

(一) 類型、優勢與挑戰
新生抗原疫苗可區分為RNA疫苗、胜肽與蛋白質疫苗以及DNA疫苗等類型。胜肽與蛋白質疫苗為最常見的新生抗原疫苗，然而此類疫苗有較低的免疫原性(Immunogenicity)，因此常需要佐劑以強化免疫反應；DNA疫苗具有成本低以及易於製造等優勢，但有嵌入使用者基因體的疑慮，目前此類疫苗多處於臨床1、2期；RNA疫苗為具有前途的個人化疫苗，能迅速誘發強烈的免疫反應，並且能大量生產，為目前最受關注的新生抗原疫苗類型。
相較於其他類型的免疫療法，由於新生抗原是腫瘤細胞特有的抗原，因此新生抗原疫苗具備高度的專一性，同時能減少脫靶產生的副作用，具有較優異的安全性。同時，新生抗原疫苗能夠在免疫細胞中建立長期的免疫記憶，提供治療後的長期保護。另外，新生抗原疫苗能針對患者的特定突變提供客製化疫苗，並且可與免疫檢查點抑制劑、化療、放射性療法及手術等多種治療方式結合，提高治療效果。

(二) 未來發展趨勢
未來新生抗原疫苗研發將著重於下列方向：(1) AI技術將會被廣泛應用於新生抗原發現與新疫苗設計，並且促使業者間的合作。例如免疫藥物研發公司萊芒生物與杭州紐安津生技合作利用AI發展新生抗原腫瘤疫苗；癌症免疫療法公司Transgene與AI公司NEC Corporation合作利用AI優化抗原篩選。(2)目前Moderna、BioNtech等業者正專注於核酸疫苗之發展，且許多核酸疫苗正在進行臨床試驗。預計2026年前將陸續有mRNA與DNA疫苗能獲得許可上市，自我擴增RNA (self-amplifying RNA)、環形RNA(circular RNA)等新型RNA疫苗亦將陸續展開臨床試驗。(3)在藥物遞送技術上，奈米顆粒和脂質體等新型藥物遞送技術，有助於提高疫苗在體內的穩定性，並且能確保疫苗能夠更有效地到達目標部位。預計未來將會發展出更多先進的藥物遞送技術，以進一步提升藥物遞送的能力且能更有效地誘發免疫反應。

(三) 代表性案例

(1) 以mRNA技術為基礎的個人化癌症疫苗
開發廠商：美國Moderna
Moderna公司專注於開發以mRNA技術為基礎的個人化癌症疫苗，包括利用先進基因定序技術識別患者腫瘤中的特異性新生抗原，並使用其強大的mRNA製造能量實現快速生產。目前Moderna正在開發黑色素瘤個人化mRNA癌症疫苗，同時與美國默沙東藥廠展開合作，搭配其黑色素瘤藥物Keytruda，發展突破性療法。去年年底Moderna發布的臨床試驗數據顯示此突破性療法具有優異治療效果，可降低罹患黑色素瘤患者 3 年後的死亡與復發風險。

(2) 以DNA質體為基礎的癌症疫苗
開發廠商：挪威Nykode Therapeutics
Nykode Therapeutics專注於開發創新型免疫治療和疫苗平台技術。其核心技術為創新的DNA質體(plasmid)。此質體在進入肌肉細胞後能產生獨特的蛋白質，稱為Vaccibody，能誘發強效、持久且具專一性的T細胞免疫反應。近期Nykode與Regeneron、Genentech、Adaptive Biotechnologies許多國際藥廠展開合作，開發癌症疫苗與傳染病疫苗。