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WHO 2023年新興技術和科學創新:全球公共衛生視角 2023 Emerging Technologies and Scientific Innovations: A Global Public Health Perspective
2023/07
World Health Organization
https://iris.who.int/bitstream/handle/10665/370365/9789240073876-eng.pdf?sequence=1
ㄧ、目標與研究方法
世界衛生組織於2022年啟動以全球公共衛生視角的前瞻性評估,目標在深度識別和瞭解新興技術和科學創新,特別是那些對全球健康有所助益的領域。這一探索不僅在預測未來,更是期望找出有助於公共衛生發展的核心領域。

WHO結合了多種研究方法,從梳理文獻到專家咨詢,確保獲得最有潛力的技術。首先徵求新興技術和科學創新項目,進行深度訪談,並進一步透過德爾菲(Delphi)法對影響技術和創新的各種因子進行評估,再進行圓桌會議進行討論。之後的第二輪德爾菲法則修正和彙整對技術和創新的評價,評估啟動因素及可行性,並識別潛在的風險,再次對最有潛力的項目進行排名,綜合各項因素後,為全球健康策略提供指引。

二、重要新興技術介紹
全球公共衛生視角經過全球專家的討論後,定義了8個前瞻性的全球健康領域創新組別(innovation groups,IGs),包括:診斷技術、健康產品與藥物傳遞技術、組織工程與再生醫學、分子生物學、公共衛生等組別,共超過100項創新項目。以下列出各領域深具潛在影響力和高度可行性的重要新興技術和科學創新。

(一) 診斷技術
1. 基因體學應用
透過基因體學的先進技術,能對疾病進行早期診斷與預先評估。此項科技已被廣泛應用於產前篩檢,其目的是在嬰兒出生前,甚至在症狀浮現之前,就識別出潛在的代謝性或其他先天性疾病,以便提供精準的治療建議,同時能為病患打造更周全的治療和管理計劃。

2. 分子多工定點照護檢驗(Molecular multiplex point-of-care testing)
未來基層醫療中心將不再以疾病為核心,而是從病患的角度進行治療。透過使用新型、低成本、精準且易於使用的平台,對病患進行分子多工定點照護檢驗,提供個人化的治療方案。無論是呼吸系統、全身性疾病,還是胃腸問題,都可以透過這項技術進行更精確的醫療和照護管理。

3. 快速遠距診斷
透過手機、手錶或植入物、義肢及穿戴式感測器等智慧設備,即時連接健康資訊,供個人、臨床醫師和公共衛生機構參考。例如:前述智慧設備可搭配小型晶片卡,讓醫生在每次診察時存取患者資料,方便醫療人員進行診斷,也讓個人能隨時掌握自己的健康狀況。這不僅有助於個人進行健康管理和疾病監控,同時可為公共衛生管理和衛生經濟提供真實的大數據資料。

(二) 健康產品與藥物傳遞技術
1. 廣效藥物(Broad-spectrum drugs)
為了解決微生物的抗藥性及耐受性,研究人員正研究能夠自行調整構造以適應目標微生物結構變化和突變的廣效藥物,並規劃在未來以奈米科技開發此類藥物。雖然民眾擔憂長期使用這些藥物可能會導致抗藥性,但新技術因提高功能性和生物利用度,反而可以減少抗生素的使用與抗藥性。

2. 優化的疫苗全球分配系統與生產技術
COVID-19疫情突顯了疫苗生產和全球分配的協調與效率的重要性。為因應此需求,疫苗生產中心將設立在有需求的區域並以分散式的模式製造。例如:BioNTech公司開發了大量生產mRNA疫苗的模組容器運往盧安達。而此技術創新除了促進了新疫苗的研發速度,加速生產及測試系統外,更可以使用RNA、DNA等技術平台,優化狂犬病、黃熱病等疾病的傳統疫苗生產系統,對於傳染病的防治工作產生重大影響。

(三) 組織工程與再生醫學
1. 再生醫學
再生醫學運用先進的細胞治療技術,透過細胞增殖或細胞移植的療法,恢復或增強身體組織和器官的功能,可望治癒糖尿病、神經系統疾病、心血管疾病等疾病。再生醫學為患者提供了一種創新的治療選擇,更有助於減少全球醫療系統的沉重負荷。

2. 幹細胞技術
幹細胞擁有獨特的分化能力,不僅可以自我更新,還能發展成血液、心臟和骨頭等各種類型的細胞。因此,幹細胞技術具備替代或再生肌肉或眼睛、耳朵等器官,以及骨骼和牙齒等器官之潛力,未來甚至可能替代心臟、大腦和神經組織。例如,透過視網膜細胞移植以治療失明。而此技術與基因編輯相結合,為新藥的安全性和效能提供了測試平台。

3. 3D生物列印
專家認為,3D生物列印技術在器官功能以及組織和身體部位(例如:手臂和腿部等)的應用將以相同的速度發展。但不同身體部位的3D列印難度也各有不同,例如:腿和肝臟的複雜度截然不同。因此,列印組織或身體特定部位的技術可能會較早實現。

(四) 分子生物學:細胞、免疫和基因治療
1. 生物資料庫用於發現生物標誌物及應用
生物資料庫是近年來日益受到重視的研究資源;除了用於尋找疾病的生物標誌物,更有助於監控、測試、診斷及有效因應流行病。Malsagova等學者強調,為了確定病理狀態的生物標誌物、識別新的治療標靶,需要從患者和健康者中收集生物樣本。而能夠有效地比較不同生物資料庫的數據,對於推動轉化醫學的發展是關鍵的。

2. mRNA疫苗平台
mRNA疫苗技術為抗原刺激提供了一種創新的編輯方式,為結核、HIV、梅毒、B型肝炎和癌症等疾病帶來新疫苗和新療法。而專家認為,為了滿足南半球的疫苗需求,疫苗冷鏈的儲存和運輸方式將面臨創新。同時,還預期會有關於降低成本和提高原材料供應的創新。

(五) 公共衛生
1. 即時病原體定序
隨著即時病原體定序技術的興起,全球因應傳染病爆發的能力也得以提升。此技術不僅加速病原體的識別,更實現了資料的公平分享及分配。但在低收入國家,採納即時病源體定序的障礙仍然存在。在未來,全球須考慮如何將可攜式基因體定序工具普及至這些地區,透過先進的技術,更即時地瞭解疫情的發展動態。

2. 全球感染預警系統和解決方案
全球預警系統與解決方案可以助於監控疾病的狀態和感染傳播的情形,以及使用資訊科技,監測全球病原基因體以識別潛在的動物源性疾病。例如:COVID-19。此外,氣候變遷意味著環境和疾病模式的改變,甚至非熱帶國家也可能面臨熱帶疾病威脅。而透過現代基因體學和資訊科技工具,更精確地監控環境,預測未來疾病趨勢。

(六) 傳播與實施
1. 在中低收入國家的貧困農村環境中共同設計實施創新解決方案
在中低收入國家的貧困鄉村區域,共同設計與實施創新解決方案是非常重要的。例如,WHO熱帶疾病研究和培訓特別規劃組織,針對非洲主要健康問題的社區進行指導建設方案,並在撒哈拉沙漠以南的30個以上國家施行。

2. 讓中低收入國家能夠取得並負擔得起科技創新醫療
目前物聯網、大數據和雲端計算正在翻轉傳統的醫療模式,提供中低收入國家更有效和經濟的醫療方案,降低這些國家的死亡率。例如,透過穿戴式設備,實時監控病患的健康狀況,提高照護的即時性。此外,AI和深度學習技術的引入也使得X光影像的解析更為精準,提供更快速的診斷。

(七) 人工智慧、物聯網、穿戴式裝置、遠距醫療、擴增實境和虛擬實境
1. 使用大數據、AI和機器學習評估患者健康數據,提供個人化醫療服務
大數據、人工智慧和機器學習正在改變醫療領域,透過這些技術,醫生能夠迅速處理和分析大量病患資料,開立藥物、作出診斷和治療計畫,提供個人化醫療。而未來的診所可能更依賴於AI和機器人技術,做出更好的治療決策。

2. AI使用醫學影像的資料庫進行輔助診斷
AI輔助診斷能提供迅速且精確的診斷,還能辨識出肉眼難以發現的異常病灶。例如:協助醫師從龐雜的醫學影像資料庫中,精確地檢測到各種病變並進行預判,特別是在癌症診斷上的運用。目前已有越來越多的醫學算法得到了正式的認可和應用。在未來,AI輔助診斷甚至可以透過智能手機應用,為家中的患者提供更加方便的醫療服務。

(八) 新材料與生物材料、義肢
1. 微創醫療手術
微創手術有減少患者住院時間,加速康復的優點,而且透過電腦輔助,可以提升機器人手臂的精準性,克服距離的限制進行遠程手術。因此,在過去二十年,逐漸地取代傳統手術。例如:外科醫生在進行腦部、膽囊和脊柱手術或切除腎上腺、結腸的病變處、脾臟時會選擇使用微創手術。

2. 新科技、材料及義肢
進步的科技和新材料正不斷提升義肢的功能,例如:由鋁製的人工心臟和全頻助聽器(wide-range hearing aids);脊髓損傷患者可使用外骨骼;而肌電義肢(Myoelectric prostheses)更能捕捉身體的電訊號,讓手指、手腕及手肘等義肢的動作協調順暢,可使截肢者能再次自行綁鞋帶。此外,還有仿生眼、電子鼻等。這些技術和義肢幫助患者恢復了原有的身體功能,提高了人們的生活品質和生產力,並增進社會福祉。
黃聖筑
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