破解血管性失智症：前瞻光學顯微術|

破解血管性失智症：前瞻光學顯微術

109/06/16 2218

林光儀｜國立成功大學微奈米科技研究中心

謝德瑾｜輔仁大學新聞傳播學系

失智症是老年化社會的重要健康議題

依據衛福部於2011年至2013年委託研究推估，台灣失智人口已逾26萬人；再依國發會之人口推計數據推估，於 2036年台灣失智人口將高達55萬人，為現在失智人口兩倍以上。另2016年我國領有身心障礙證明之失智者近5萬人，其中9成3完全無法獨立自我照顧，平時都沒有外出的比率為23.9%；2017年國人因失智症就醫更高達17萬人。如此快速增加的失智人口，對家庭社會產生重大衝擊。

最常見的失智症類型是阿茲海默氏症，占所有患者的50%到70%，目前並沒有可以阻止或逆轉病程的治療方式；其次是血管型失智症（占25%），是由腦血管病變，如腦梗塞或腦出血所導致，可以早期預防及治療。

因此，成大微奈米科技研究中心開發「前瞻光學顯微術」，希望可以協助診斷腦血管失智症。「前瞻光學顯微術」是非線性光學顯微技術的一種，「非線性光學」與傳統的「線性光學」不同，線性光學顯微鏡的激發光源，需使用較短波長的藍光；而非線性光學顯微鏡，則用波長較長的近紅外光做為激發光源，其穿透度較佳，能探測更深的生物組織。

「非線性光學」的顯微技術原理

光學顯微鏡中的螢光（圖一和圖二綠色部分）為樣本中被激發發光的螢光訊號。線性光學顯微鏡使用短波長的藍光激發光源（圖二藍色部分），在樣本中只要有激發光經過的地方都會發光，這使得背景雜訊會增加，解析度較差，且容易產生光漂白（Photobleaching，亦稱為光致褪色）與光破壞，直接造成樣本（組織或細胞）的損傷。

而非線性光學顯微鏡使用長波長的近紅外光激發光源，利用非線性現象來代替孔隙得到較佳的解析度，只會在物鏡的焦點處產生螢光訊號（綠色點狀），可大幅提升空間解析度並降低背景雜訊，對組織的傷害很小。

（圖二）非線性光學顯微術可提升空間解析度示意圖。藍色代表短波長的藍光激發光源，紅色代表長波長的近紅外光激發光源，綠色代表螢光訊號。（圖／成大微奈米科技研究中心提供）

過去使用傳統的線性光學顯微鏡，若要了解疾病發展過程，每隔一段時間都得犧牲一隻罹病的老鼠，製作病理組織染色切片。如今，「非線性光學顯微術」則進步成如同拍一部影片，解析度不但提高許多，更因其對組織傷害性小，甚至可使用活體進行觀察，並且拍下實驗過程的細節。該技術將有助深入了解器官運作與疾病發展，破解各種疾病致病的機轉，進而發展更多治療方式。

非線性光學顯微術——診斷失智症的一盞明燈

研究人員利用小鼠進行實驗，藉由「前瞻光學顯微術」觀察牠們腦部的血管結構，這可說是革命性的新技術，毋需大量犧牲動物就得以觀察病理進程。而且，這技術具有高解析度及對細胞傷害極低等優點，不但適合長時間觀察活體，更便於透視腦組織受到破壞時的變化。成大微奈米科技研究中心希望利用該技術來破解失智症之謎，為疾病治療帶來新希望。