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產業技術評析
驚異大奇航-全球首例電子藥丸即將面市
發表日期：2016-04-06
作者：游佩芬
摘要：
曾經有部描述微型的潛艇進入人體的電影，而在科技進步之下，結合ICT技術與藥物的微型數位藥丸已不再是科幻電影中的情節。
全文：
一、全球首例數位藥丸上市申請由Proteus與大塚製藥拔得頭籌
30年前，曾經有部描述微型的潛艇進入人體的電影，而在科技進步之下，結合ICT技術與藥物的微型數位藥丸已不再是科幻電影中的情節，在2015年9月出現全球第一個向美國FDA提出上市申請的數位藥丸產品，該產品係由電子醫材公司Proteus Digital Health與日本大塚製藥 (Otsuka Pharmaceutical)合作開發，結合Proteus Digital Health的感測器、應用軟體以及大塚製藥的暢銷精神科藥物Abilify。
除了Proteus Digital Health外，尚有幾項無線傳輸產品已上市或正在進行商業開發中(表1)，其中開發結合藥物的數位藥丸尚有：
1.Medmetrics的產品IntelliCap，該公司與製藥大廠AstraZeneca (藥物Toprol)、Norvatis (藥物Onzem)合作，合作標的疾病都是需要長期服用藥物的心血管疾病。
2.eTect的產品ID-Cap，目前正在進行類鴉片類止痛藥物的病患用藥模式研究，希望將來可應用於改善用藥順服度。
3.Microchips Biotech的植入式產品Microchip，係來自麻省理工學院的技術，特色在於具多個藥物儲放空間，並可由醫師或病患透過電子訊號控制藥物釋放。這項產品已經在進行臨床研究。而在2015年6月，國際大廠Teva宣布與Microchip Biotech合作開發在慢性疾病用藥的應用。該公司亦獲得Bill & Melinda Gates Foundation補助，開發可開關的含藥避孕晶片，協助不易取得可逆式避孕措施的開發中國家婦女。
表1 已上市或開發中數位藥丸產品
| 產品 |
公司/合作夥伴 |
技術 |
開發狀況 |
| SmartPill |
Covidien (2015年被Medtronic 併購) |
口服式膠囊，在通過腸胃道時可量測血壓、pH值、體溫，以協助診斷腸胃道蠕動異常疾病 |
2006年7月核准 |
| Bravo pH |
監控胃食道逆流之膠囊式感測器，膠囊可附著於食道，但數天後可由腸胃道排除。可記錄pH值，且可無線傳送到體外的記錄器中 |
2010年FDA 核准，但於2012年曾因無法黏著於食道而被召回，至當年底取消召回 |
| Abilify/Proteus |
Proteus Digital Health / 大塚製藥 |
可吞入式感測器，由胃酸啟動，可將追蹤偵測到的諸如服藥、計步數、活動、睡眠與心跳等資料傳輸到體外的貼布上，並傳輸到手持裝置或電腦 上，可與第三方分享相關資訊。 |
2015年9月向FDA 遞件申請上市核准 |
| CorTemp與 AgriTemp |
HQ Inc. |
有兩種產品分別針對人類或動物，膠囊式無線傳送器，可將內溫度傳輸到體外記錄器， |
2012年核准 |
| InteliCap |
Medimetrics (Philips子公司) /AstraZeneca、Norvatis |
有儲放藥物空間的電子膠囊並配備有pH與體溫感測器，在腸胃道特定位至釋放藥物。微處理器與傳輸器提供雙向即時無線傳輸。 |
2011年取得CE 資格，2015年7月取得延伸使用的核准 |
| ID-Cap |
eTect |
包覆於膠囊中的無線傳輸器以及藥物，將資料傳輸至穿戴裝置中。 |
使用於IRB核准的臨床研究 |
| Microchip |
Microchip Biotech |
植入式矽晶片具有多個微型儲置空間可以存放藥物，依據預先程式化時程或及時透過無線訊號啟動。 |
由丹麥藥物管理局(Danish Medicine Agency)核准使用於一項停經婦女副甲狀腺荷爾蒙治療的臨床試驗 |
資料來源：工研院IEK ITIS計畫(2016/03)
二、數位藥丸技術簡介 – 以Proteus產品為例
Proteus的感測器大約沙粒般大(小於1mm)，其中有兩個不同的金屬做為電極，當吞服後到達胃部接觸胃酸時，整個裝置形成一個封閉迴路並產生電子訊號，隨即被傳輸到體外貼附於皮膚上的貼布式訊號接收器，相關的資料再被傳送到手持行動裝置，透過應用軟體與第三方(如醫療人員、照護人員等)分享資訊。(圖1)
圖1 Proteus Digital Health 的數位藥丸組成與運作模式
資料來源：工研院IEK ITIS計畫(2016/03)
Proteus的感測系統可與藥物以兩種模式製造，其一為包覆式製造(overencapsulation)，膠囊中除了放置感測器外，剩下的空間則可以半自動方式加入合作藥廠所選擇的藥物製成成品，這樣的裝置已在2012年取得美國FDA核准，並於2015年7月取得”使用於量測病患用藥順服度”的用途，而該感測系統RaisinTM亦已於2010年取得歐盟合格認證(CE mark)。Proteus以包覆式製造方式做為短、中期的發展目標，以美國與英國醫療系統為主，先取得進入市場的機會並得以產生更多實證使用數據以擴大市場應用。
另一種製造模式為合作製造(co-manufacturing)，是將感測器於製藥過程中包埋於錠劑中，由於這個模式需要更長的時程通過監管單位審核，但因整個程序可完全自動化達到量產的目標，因此被Proteus視為長期策略。不過要應用於臨床，FDA要求Proteus必需證明包埋的感測器不會改變藥物/感測器的穩定或有效期限。
三、數位藥丸的商業化挑戰仍有待克服
對病患與醫療服務單位而言，數位藥丸可以無線監控藥物施用甚至透過無線微型幫浦調節藥物釋放，主要目的就在於避免前述用藥順幅度不足或是用藥量不正確導致的無效醫療與浪費，甚至疾病復發。對藥廠來說，則是一個產品生命週期管理的策略，以大塚製藥的案例而言，Abilify在美、歐的核心專利於2014、2015年到期，由於Proteus的產品已經通過FDA上市審查，數位版的Abilify 僅需進行12個月的資料收集，證明該組成並不會影響藥物的有效期限與感測器的作用，無需再進行複合式產品之有效性研究與臨床試驗，這個策略將使得大塚得以以更快的速度進行產品生命週期管理，延伸Abilify的市場專屬與產品市占率。
在技術進展與醫療端接受度逐漸提高之下，數位藥丸已從研發進展到商業應用，不過仍然面臨以下挑戰：
1.仍需要更多臨床實證證明能改善病患服藥順服度，才能被市場廣泛接受。
2.對於個人資料的保護措施需更為嚴謹：目前部份公司做法，除了對資料加密外，也限制感測器與訊號接受器間資料傳輸距離以保護病患隱私。
3.部份公司開發雙向傳輸的系統，也需考量萬一系統故障或有駭客侵入系統導致藥劑釋放量錯誤的應變措施。
4.藥物儲放空間有限，不適用於無法製成高濃度劑型的藥品。
數位藥丸可用於協助醫療機構、照護者與需要長期且頻繁用藥的族群，如需長期用藥的慢性病患、身心症患者或嚴重的精神病患等，改善醫療成效，而在藥品的開發上，更能協助於臨床試驗中持續觀察病患用藥後的生理反應，若能解決前述的挑戰，相信未來晶片藥局(Pharmacy On a Chip) 夢想將有可能實現！
（本文作者為工研究IEK ITIS計畫產業分析師）
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