癌症最讓人恐懼的,往往不是腫瘤本身,而是它的「轉移」。但如果對抗轉移的秘密武器,不是昂貴的化學藥劑,而是藏在我們餐桌上的昆布、海帶裡呢?這些被我們煮湯、涼拌的褐藻,其實富含一種關鍵成分——海藻酸(Alginate)。
一座天然的海洋實驗室
海藻酸是一種存在於褐藻(如昆布、海帶)細胞壁裡的天然多醣體,讓海藻能在海水中保持彈性、吸水、支撐結構,日常生活中通常被當作食品增稠劑,像是「爆漿珍珠」的外殼,就是用海藻酸鈉製成。
除了食品用途外,海藻酸也是一種極具生物活性的天然多醣體。國立臺灣海洋大學生命科學暨生物科技系陳秀儀副教授表示,如果把海藻比喻成一座「天然的海洋實驗室」,海藻酸就是其中最重要、最基礎的那批原料。科學家深知這類海洋多醣具有優異的生物相容性,「理論上」具備調節細胞環境、甚至對抗腫瘤的潛力。
為什麼是「理論上」?因為有一個困擾已久的難題:海藻酸實在太「胖」了。
陳秀儀副教授說,天然海藻酸的分子又大又笨重,像是一艘滿載貨物的貨櫃船—穩定、可靠,但移動起來慢吞吞,也很難在細胞之間那些狹窄又複雜的微環境中穿梭。這也是為什麼它長期多被用在食物增稠、凝膠劑,或是醫療敷料、傷口照護這些比較「外用」的場景,而不是直接進入人體深處執行更精密的任務。這個限制,讓空有潛力的海藻酸只能做些修補傷口、保濕敷料的「表面功夫」,無法真正成為抗癌主角。
跨領域激盪,開啟海藻酸新篇章
既然「巨大」是海藻酸的限制,那我們能不能把它變小?
面對這個問題,陳秀儀副教授團隊沒有選擇昂貴複雜的有機溶劑來切割分子,而是從老祖宗的智慧中找到了靈感。陳秀儀副教授笑說,系上生物與化學背景研究學者,討論時常蹦出跳脫框架的想法。在開發「碳化海藻酸奈米膠」(如圖1)時,靈感便從中藥的煎煮概念跳出來了:「既然中藥材經過熱處理會產生新的活性,那海藻酸加熱後會不會也轉變出不一樣的功能?」
這就是陳秀儀副教授團隊研發的「碳化海藻酸奈米膠」的起源。團隊摒棄了繁瑣的傳統奈米化步驟,直接利用高溫煅燒的「碳化」技術,將海藻酸送進了高溫爐。結果證明,這把火成為了神奇的轉捩點,讓海藻酸發生了兩種關鍵的質變,徹底釋放了它的潛力。
首先,這個做法延續了海藻酸原本「跟人體相容性極佳」的特性,高度生物相容、毒性極低,對正常細胞幾乎不會造成負擔。而經過「碳化」後,海藻酸會更穩定、不易分解,也更適合在生理環境中長時間工作,不像天然海藻酸那樣容易受熱或水分影響而失去功能。此外,「碳化」過程會產生新的多酚類結構,這讓碳化奈米膠能有更多抗氧化與抗癌潛力。
要注意的是,在抗癌原理上,這些碳化奈米膠的目標並非『毒殺』腫瘤,而是專注於『抑制轉移』,將癌細胞困在原地。研究發現,碳化奈米膠會干擾癌細胞的細胞骨架,也就是影響癌細胞移動所需的肌動蛋白絲(Filamentous actin, F-actin)結構,使癌細胞無法順利爬行、伸展、鑽入組織空隙,進而降低腫瘤轉移的風險(如圖1)。
簡單來說,它像是在癌細胞周圍設下「移動禁令」,讓原本擅長四處擴散的癌細胞失去行動能力。

圖1 奈米級海藻酸,不只能順利抵達腫瘤周邊,還因表面積變大而與癌細胞產生更強的互動,進而干擾它們的遷移(Migration)與侵襲(Invasion)。
圖片來源:國立臺灣海洋大學生命科學暨生物科技學系陳秀儀副教授
連結環境與健康的新路徑正在拓展
目前,碳化海藻酸奈米膠在細胞與動物模型中,已取得初步成果,包含抑制癌細胞轉移、減少腫瘤生長等效果,但要真正走向臨床,仍需要更多時間與驗證。
陳秀儀副教授指出,這類新型材料要成為能在人體使用的藥物或醫材,須通過層層嚴格的生物安全性評估與多期臨床試驗,包括 I、II、III 期的人體研究。因此,目前的階段仍以動物測試、材料穩定性驗證,與大規模量產與純化技術的建立為主,以奠定未來臨床轉化的基礎。
這項技術的未來應用其實相當多元。一旦技術成熟,奈米膠有望成為局部抗癌注射藥物,用於抑制腫瘤周邊的轉移,也能作為化療或放療的「抗癌輔助劑」,提升治療效果、減少副作用。
另外,由於海藻酸本來就是醫療敷料的常用材料,這種具生物活性的奈米膠也有機會與敷料結合,成為同時促進癒合、又能抑制殘留癌細胞擴散的新世代醫材。
陳秀儀副教授補充,相較於石化來源的醫材(如合成聚合物或塑膠),海藻酸可以透過大量養殖海藻以取得原料,具有會被自然分解的特性,不會造成環境污染。此外,大量養殖的海藻還具有吸收多餘的碳排放,以及增加食物來源多樣性等多重好處。
更重要的是,碳化後的海藻酸除了具有生物相容性,可以降低人體的排斥反應外,也可以透過生化製程,實現精準藥物遞送,並增強治療效果。
在不遠的未來,一旦源自臺灣海洋的奈米材料真正走向臨床,不僅能降低醫療成本,也象徵著,一條從海洋資源出發、連結環境與健康的新路徑正在拓展。它可能不是最激烈的抗癌武器,卻有機會成為最溫柔、最永續的一種。