陽明交通大學生物醫學影像暨放射科學系(以下簡稱醫放系)副教授莊惠燕，從學生時期便投身放射研究，歷經國內外研究洗禮後，選擇回到母系任教。她結合放射生物學與免疫學，開創以「巨噬細胞載運奈米粒子」強化放射治療的新策略，並將影像技術延伸至治療後的免疫監測，嘗試讓放射治療更「準」、更「強」。從奈米材料到免疫影像，她正為這門百年學科注入全新能量。

撰文/彭梓涵

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自19世紀末倫琴發現X光以來，放射醫學便成為現代醫療診斷與治療不可或缺的基石。從最初的平面影像到電腦斷層(CT)、磁振造影(MRI)與正子斷層造影(PET)，醫師得以「透視」人體內部的奧祕。

近10年，隨著人工智慧(AI)、大數據與分子影像技術的崛起，放射醫學正從影像判讀走向「放射醫療」精準醫學新紀元。全球製藥巨頭，如：輝瑞(Pfizer)、諾華(Novartis)、禮來(Eli Lilly)等紛紛投入放射性藥物與核醫影像平台的研發，推動從腫瘤定位到治療的新篇章。

結合放射治療與免疫調控  

開啟放射醫學新藍圖

在這波放射醫療新浪潮中，國內唯一設置於國立大學、整合生醫影像及放射科學的陽明交通大學生物醫學影像暨放射科學系，結合跨領域能量與國際趨勢與時並進。

系上師資涵蓋醫學物理、放射治療、影像學、核醫影像與AI醫學影像分析等多元領域，從分子層級到臨床應用，串起診斷與治療的放射醫學新藍圖。

其中醫放系莊惠燕副教授，以獨特的研究視角解答放射治療中最根本的一個問題——如何讓放射治療「更準、更有效」。

她的團隊結合放射生物學與免疫學，嘗試透過「巨噬細胞載運奈米粒子」的方式，強化腫瘤局部放射治療效果，同時改變腫瘤免疫微環境，其研究成果今年8月發表在《Materials Today Bio》期刊上，為放射治療與免疫調控的結合開啟了新的想像。

從陽明交大出發  在陽明交大發光

2018年才加入陽明交大醫放系的莊惠燕笑稱，自己與這個系的關係是「從學生養成又成為系上老師的回饋與傳承之路」。

她大學就讀陽明醫放系，一路攻讀碩士與博士。她回憶，醫放系的課程橫跨物理、生物、化學與電腦領域，既理論又實作，讓她在學習過程中體會到跨領域整合的魅力，也因為學系推出五年一貫學碩制度，她提早踏入研究領域，開啟與放射治療長達十多年的緣分。

她的碩士研究也是這段旅程的開端。當時她以「如何提升放射治療的效果」為研究主題，從脂肪酸代謝切入，選用減肥藥「羅氏鮮(Orlistat)」作為研究對象，分析其對放射治療敏感性的影響，結果證實透過抑制過度活化的脂肪酸合成能讓癌細胞對放射線更為敏感，進而增強治療效益。

不過，碩士畢業後，她並沒有急著繼續攻讀博士，而是先到振興醫院眼科擔任研究助理，協助醫師進行動物實驗。

「雖然研究主題完全不同，但在陽明受過的訓練讓我能很快適應新的領域。」她笑著回憶，那段時間讓她體會到臨床研究與基礎實驗的不同節奏，也更確定自己想回到熟悉的放射領域繼續深耕。

於是，她回到母系攻讀博士學位，並在指導老師黃正仲教授的支持下，前往史丹佛大學交換兩年，期間主要參與癌症早期偵測的DNA探針開發，接觸到截然不同的研究氛圍與思維方式，也拓展了她對放射醫學與分子生物學結合應用的視野。

她負責的部分是設計能在癌細胞中特異啟動的報導基因。「我們發現這些DNA探針能在尿液或血液中偵測訊號，訊號強度還與腫瘤大小相關，這在當時是一個很新的想法。」這項成果後來申請了專利，也技轉給公司發展。

莊惠燕笑說，雖然自己在2012~2014年間僅以交換學生身分赴海外，但那段經驗徹底改變了她對研究與教學的看法。「國外老師不太會罵學生，只要你願意嘗試、從錯誤中學習。那樣的自由氛圍，讓我學會如何帶學生。」她回憶地說。

也正是這段啟發，讓她決定再次挑戰自己，透過申請國科會「千里馬計畫」赴美史丹佛大學進行博士後研究。除了延續先前的研究主題外，莊惠燕在這兩年間更進一步投入巨噬細胞相關的研究。

他們透過改造巨噬細胞作為偵測癌症的細胞探針的研究，在2019年被當期《Nature Biotechnology》選為封面，這項研究不僅開啟她對巨噬細胞的興趣，也成為她持續探索如何利用巨噬細胞作為奈米粒子遞送系統的新策略。

2017年，陽明大學醫學影像暨放射科學系開出教職缺額。莊惠燕在博士後指導老師Sanjiv Sam Gambhir的鼓勵下她決定返臺應試，並順利獲得錄用。2018年結束史丹佛的博士後研究後，莊惠燕正式回到母校任教。

莊惠燕說，「學術界能讓我繼續做研究，也能把在國外學到的東西帶回來。」此外，她另一大心願，是希望能成為橋樑，讓下一代學生也有機會走出去、看見世界。目前實驗室第一位博士畢業生，也透過國科會的龍門計畫前往史丹佛大學進行為期兩年的研究，不僅希望雙方在研究上能有重要突破，也給本土學生更多機會，更讓世界看看臺灣所訓練的學生的實力及潛力。

從小分子到免疫細胞結合金奈米粒子 

打造放射治療多層增效策略

回臺近7年，莊惠燕除了延續放射治療增效的研究主題，也持續探索放射線與藥物、細胞、免疫間的互動關係。

其中發展比較成熟的研究主題，是鎖定腫瘤細胞常見的「脂肪酸代謝失衡」與「DNA損傷修復能力過強」兩個關鍵。

她解釋，腫瘤細胞常透過上調脂肪酸合成酶(FASN)等代謝相關的酵素，使脂肪酸合成路徑異常活化，不僅為腫瘤細胞快速增殖提供細胞膜構建所需的脂質，也被證實與DNA修復功能增強有關，這種代謝重編程可能導致腫瘤對放射治療產生抗性，降低治療成效。

她的團隊便嘗試以「老藥新用」策略，評估既有藥物能否重新調整代謝、削弱腫瘤DNA修復能力，讓腫瘤對放射線更敏感。

除了「老藥新用」策略外，莊惠燕表示，目前全球在提升放射增敏的策略上，已發展各式各樣的方式，包括增加輻射劑量、抑制DNA損傷修復、增強復氧(Reoxygenation)過程等，其中使用金、銀和釓等高原子序(High Atomic Number)材料來提高局部輻射劑量的方式也成為具有潛力的方法。

不過，她也指出，高原子序材料雖然具有增輻的潛力，但未修飾的高原子序材料，若直接打進體內，很容易被肝脾吞噬。為解決這個問題，她開創一種結合免疫細胞與奈米材料的新策略，利用巨噬細胞向病灶組織遷移的天性，先在體外讓巨噬細胞吞入奈米粒子，再以靜脈注射回體內，讓這些「攜彈細胞」自動深入腫瘤。

當進行放療時，奈米粒子會與輻射交互作用，除了提高局部劑量，巨噬細胞還會釋放細胞激素、重塑腫瘤免疫微環境。

目前在動物研究中已證實，當將「載有金奈米粒子(GNP)的巨噬細胞」注射進口腔癌小鼠模型後，再進行放射治療，與單純放射治療組相比，腫瘤體積縮小的幅度明顯更大，約可提升至原來的1.5~2倍效果。

此外，在肝臟、腎臟等主要器官中未出現顯著損傷或組織壞死，相關結果也在2025年8月，發表在《Materials Today Bio》期刊上。

影像技術、分子探針追蹤放療效應 

提前預測腫瘤反應

除了專注於治療策略外，莊惠燕也將研究延伸至放療後的療效監測，因此，把研究主線放在影像技術的開發上。

其中一項研究是著重於放射治療後的免疫反應變化追蹤，她希望運用分子影像技術，觀察放療後免疫細胞的活性、組織狀態與免疫機制的變化，進一步描繪放射治療與免疫系統交互作用的樣貌。

同時，她也延續博士班時期的「探針」開發經驗，嘗試應用於放療後腫瘤反應的早期預測。

莊惠燕說，臨床上患者進行放射治療後，由於放療的效果並非立即顯現，其持續作用的時間可能長達數月，通常患者在放療結束後2~3個月後才利用CT或MRI判斷腫瘤體積是否變小。

但實際上腫瘤是否會縮小或消失，依個體而異，所需時間可能長達半年以上。此外，僅以腫瘤體積變化作為評估標準，往往難以精確反映放療的實際療效，「導致黃金治療調整時機錯失。」她希望能藉由分子探針 ，發展可反映放射治療療效的工具，協助臨床更快掌握治療成效。目前，莊惠燕的團隊正著手開發具放射線反應性的報導基因系統，作為放療預後的分子診斷平台。

隨著越來越多學生選擇投身藥廠、影像科技公司或AI新創，莊惠燕期望，陽明交大醫放系不僅是培養醫學影像與放射專業人才，更能成為串聯臨床、產業與國際研究的基地。

 

>>本文刊登自《環球生技月刊》Vol. 131