国研院打造神农鼠肾毒筛检平台 助攻肾病检测

左起国研院动物中心黄苡玮组长、邱元佑合聘研究员、国研院吴光钟院长、动物中心秦咸静主任、国研院营运推广室陆璟萍主任。(国研院提供／李侑珊台北传真)

目前国际对药物、健康食品或食品添加物的肾毒性，缺乏良好检测方式。国研院动物中心开发「神农鼠肾毒筛检平台」，将肾脏专一表达酵素「肌醇加氧酶」（MIOX）与外来冷光酵素绑定，在肾脏受到损伤时，肾脏细胞会释放此冷光酵素到血液或尿液中，只要测量小鼠血液或尿液中的冷光酵素活性，便可评估肾脏损伤程度。

近年来食品与药物安全问题广为大众所关注，依据健保署统计资料，2019年台湾肾衰竭洗肾人口高达9.2万人，因慢性肾脏病就医人数超过42.2万人，总共花费了健保约533亿元。

国家实验动物中心神农鼠。(国研院提供／李侑珊台北传真)

肾脏病成因错综复杂，人口老化以及糖尿病、高血压、高血脂等三高控制不佳，是造成洗肾主因；然而饮食或不当的用药习惯，导致国人肾毒性物质曝露量太高，也是重要的影响因素。美国肾脏基金会的统计资料也显示，美国每年慢性肾脏病的新增病例中，约有3~5％的病人是因滥用止痛药而导致肾衰竭。

传统上食品添加物、机能性健康食品或药物在核准使用与上市前，皆须先经过安全性评估与测试，主要包含急毒性与长期喂食以观察慢性之影响，通过后才可进入功效及临床试验。虽然法规已有严格的规范与监督机制，全球每年仍有2至3％核准上市的新药在上市使用后，因试验过程未检出的毒性问题而下架，造成服用者健康受损与药厂巨额损失。

这是因为原有的安全性评估方法仍有不完备而需改进之处，其中在肾毒性检测部分，目前并无肾脏足够专一性的生物指标可供凭借，只能利用肾脏负责排泄的血中代谢废物尿素氮（BUN）、肌酸酐（Creatinine）的浓度，以及尿蛋白等肾脏代谢物指数，来推估肾脏功能是否正常。

然而肾脏只要最低仍存有50％肾功能，即可维持血中尿素氮及肌酸酐浓度稳定不上升，所以这种方式对轻、中度肾功能损伤的检出并不敏感；而尿蛋白等肾脏代谢物指数则容易受到其他生理因素如高蛋白饮食、脱水、感染、胃肠出血等干扰，降低其专一性，即其所显现的结果，可能并非全由肾脏本身所造成。

为此，国际大药厂与美国、欧盟及日本的政府药物管理部门于2005年联手成立「预测性安全测试联盟」（Predictive Safety Testing Consortium, PSTC），加速建立新的安全性评估规范，并打破药厂之藩篱，合力开发出一套以大鼠为试验动物的测试平台，测量尿液中七种与肾损伤有关之蛋白浓度，来强化肾损伤检测的敏感度。

各药厂为免前述上市药物下架的憾事一再发生，在药物开发前期安全评估阶段，即使需额外增加可观的费用，都自行增加此一新型肾毒分析法以降低开发风险，但仍无法完全确保药物不具肾毒性。

为强化肾毒性检测安全性评估的分析工具，成功大学医学系教授暨附设医院小儿肾脏科主任、同时也是国研院动物中心合聘研究员邱元佑医师，以其长期临床经验所构思之概念，结合国研院动物中心独有的大片段基因改造技术，打造出「神农鼠肾毒筛检平台」。

邱元佑医师首先挑选肾脏专一表达酵素「肌醇加氧酶」（MIOX）为检测指标，一来MIOX在肾损伤24小时内，即可自细胞内释放至血清及尿液中，可供早期侦测；二来MIOX仅表现在肾脏近端上皮细胞，具备肾脏特异性。但因此酵素侦测不易，无法直接应用于肾毒检测。因此运用动物中心独有的「大片段基因改造技术」之设计，让外来的冷光酵素基因表达能受到小鼠MIOX基因调控，在有MIOX基因表现的位置，同步放大冷光表现以进行细胞标示。

当肾脏受损伤时，以MIOX基因驱动的冷光酵素会随着MIOX蛋白同步释放到肾脏细胞外，进入血液或尿液中，再利用冷光酵素分析或影像分析，定量血液或尿液中的冷光酵素活性，便可评估肾脏损伤程度。

「神农鼠肾毒筛检平台」具备早期预测性、高专一性、高灵敏度之特色，可以比「预测性安全测试联盟」所用的「大鼠尿液肾损伤蛋白分析」提供更早、更敏感且稳定的肾损伤证据，用更经济、有效的分析方法，为国民尝百草，协助药厂、健康食品厂商进行前期把关，降低开发风险，也降低肾毒性物质进入临床或人民生活的可能性。