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科學月刊姊妹刊物

scimonth. com.tw

全方位視野 科技人關懷

1

創刊於1982年

科技報導 S c i Te c h

Reports

#470 2021.2月號 每 月 15 號 出 刊

COVID-19疫苗, 孰優孰劣? COVID-19疫情肆虐全球, 在2021年1月26日確診人數衝 破一億關卡,然而許多國家的 疫情狀況仍沒有減緩,每分 每秒都有人因此喪失性命。 目前,全球將希望寄託在疫 苗,而從去年底開始幾家大 廠陸續傳出捷報,美國生技 大廠輝瑞(Pfizer)和莫德納 (Moderna),以及英國牛津 大學的疫苗都完成了第三期臨 床試驗。在各國開始施打疫苗 之際,我們試著回顧數據,分 析其安全性及保護力。

(123RF)

02 焦點話題

21 書適圈

COVID-19 疫苗試驗解讀: 輝瑞、莫德納與牛津疫苗解析

我剛工作就出醜,只因不懂統計學

13 焦點話題 學術期刊開放取用將面臨哪些困境? 看看《科學》怎麼說

25 動態時報 機械公敵夢靨? 科學家擔心人類將無法控制超級 AI

17 生醫先鋒

26 動態時報

CRISPR 技術在基礎研究及 農產品、食品生產上的應用

缺乏 IL-33 大腦無法正常排毒 阿茲海默症機制新解

科學月刊2月號 【做伙來搭飛機】上市! 當期介紹請見39版


2

二○二一年二月十五日

科技報導

焦點話題

COVID-19疫苗試驗解讀: 輝瑞、莫德納與牛津疫苗解析 蔣維倫 創刊於公元1982年1月

泛科學PanSci專欄作家、故事專欄作家、udn鳴人堂專欄作家、前

國衛院衛生福利政策研究學者。喜歡虎斑、橘子、白底虎斑和三花貓。

中華郵政北台字第1461號 執照登記為雜誌交寄

2019冠狀病毒疾病(COVID-19)

月的安全性結果後,向美國食品藥

席捲全球,其疫苗被視為拯救人類

品監督管理局(US. Food and Drug

脫離瘟疫的最終武器。疫情爆發將

Administration, FDA)提交緊急使

出版者:科技報導雜誌社

近一週年時,美國生技大廠輝瑞

用許可。美國FDA以前所未見的透

發行人:張之傑

(Pfizer)和莫德納(Moderna),

明度──委員會以直播討論、記名

總編輯:林翰佐

以及英國牛津大學所開發的疫苗,

投票,報告全文上網。會後,美國

副總編輯:趙軒翎 蔡政修

分別提交了數萬人的臨床實驗報

FDA隨即分別通過它們的緊急使用

告,進而獲得緊急使用許可。

許可。

行政院新聞局登記局版台誌字第3034號 訂 閱:全年12期1000元 劃 撥:0018482-3 科學月刊社 主 辦:台北市科學出版事業基金會

執行總監:趙軒翎

編輯委員:王文竹 王伯昌 曲建仲  江建勳 李武炎 李志昌  李精益 阮明淑 周鑑恆  林秀玉 林宮玄 邱韻如  金升光 金必耀 門立中  紀延平 范賢娟 倪簡白  高啟明 高憲章 張大釗  張敏娟 陳妙嫻 陳彥榮  陳鎮東 單維彰 景鴻鑫  曾耀寰 程一駿 程樹德 

然而,它們的保護力如何?真的

牛津疫苗亦在去(2020)年於

安全嗎?本文透過解讀正式發布於

英國、巴西展開了三期臨床試驗,

同儕審核的論文和政府公開資料,

並和英國政府合作,為節省文書行

簡要介紹這三支疫苗的實驗設計、

政耗時,以滾動式(定期提交、

保護力與安全性。

更新試驗數據)審查的方式,快

在COVID-19疫苗中,領跑的輝

速地在12月30日通過牛津疫苗的使

葉李華 廖達珊 廖英凱 

瑞和莫德納,所提出的疫苗在動

用,成為英國第2支被許可使用的

管永恕 劉宗平 蔡兆陽 

物實驗、一期安全性臨床實驗,

COVID-19疫苗(在英國,首支通過

鄭運鴻 韓德生 嚴如玉 

都展現了令人欣喜的安全性、抗

緊急使用的疫苗為輝瑞疫苗)。

嚴宏洋 蘇逸平 

體濃度和免疫型態。而緊追領先群

本文整理輝瑞、莫德納提交予

的是英國牛津大學所開發的「牛

美國FDA的資料;兩支疫苗在《新

業務經理:李金穗

津疫苗」。透過改造黑猩猩的腺

英格蘭醫學期刊》(New England

業務助理:廖本翔

病毒ChAdOx1,使其無法在自然

Journal of Medicine, NEJM)經同儕

電 話:(02)2363-4910

環境下複製,並使其病毒表現嚴

審核的論文;牛津大學提交予英國

傳 真:(02)2363-5999

重急性呼吸系統綜合症冠狀病毒

藥品和醫療產品監管署(Medicines

2型(SARS-CoV-2)的棘醣蛋白

and Healthcare products Regulatory

(spike glycoprotein)。

Agency, MHRA)的資料;以及牛

黃正球 黃相輔 楊正澤 

蔡孟利 蔡振家 鄭宇君 

特約編輯:陳亭瑋 美術編輯:黃琳琇

社 址:臺北市羅斯福路三段77號7樓

E - mail:scimonth@gmail.com 印 刷:赫偉有限公司

《本刊長期徵稿,請見32版稿約》

輝瑞和莫德納兩支疫苗迅速展開

津疫苗在《柳葉刀》(The Lancet)

三期臨床試驗,在收集了至少兩個

經同儕審核的論文,簡要地介紹這


SciTech Reports

二○二一年二月十五日

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4

二○二一年二月十五日

科技報導

焦點話題 天。優勢在於整體保護力約95.0%

果。換言之,輝瑞官方不建議僅施

綜合來說,輝瑞、莫德納(九成

(95%信賴區間下,疫苗保護力落

打單劑,切勿相信網路謠言。

以上)和牛津疫苗(七成以上)的

在90.3∼97.6%),同時具備防止

保護力,都遠高於世界衛生組織等

感染後惡化成重症的潛力,且鮮

對疫苗要求的50%保護力,同時其

少嚴重不良事件。其弱勢處為其

不良反應也皆在可接受的範圍內。

保存環境要求較高,需冷藏於低

三支疫苗的安全性和保護力。

而我個人認為,本次COVID-19

溫-60℃∼-80℃ 。

接受第二劑後第7天起,觀察受 試者是否感染COVID-19、各種不良 反應等;接受實驗者預計追蹤兩年

疫苗開發,最大的驚豔之處不在科 學層面,而是在「文化」上的變

疫苗試驗設計

以上。

疫苗內容與劑型設計

受試者為16歲以上,不含孕婦

革,美國FDA展現了前所未有的透

每劑0.3 mL、內含30μg的mRNA

準備懷孕者,共37706人(因受試者

明度:直播、記名投票、報告全文

疫 苗 ; 施 打 於 三 角 肌( 上 臂 與 肩

會中途退出、因故被排除等,故最

上網,以及英國MHRA的滾動式審

部連結的肌肉)。保存於-60℃∼

初接受人數至最終試驗人數之間,

查。這些改變,都解開了以往制度

-80℃,解凍後以1.8 mL的0.9%氯化

將有部分落差);亞裔4.3%(1608

對疫苗審查的侷限,讓未來的新疫

鈉(NaCl)溶液稀釋,此時為5劑

人),多國多中心(152個中心)試

苗、新藥,將會有更強大的靈活度

(每劑0.3 mL)之量。稀釋後可保

驗。

和機會站上舞台、持續拯救我們的

存於2℃∼25℃,並在6小時內施打

生命。

完畢。

安慰劑組將施打生理食鹽水。疫 苗組和安慰劑組比例經過設計和調 整,在各個亞組(如:不同年齡、

不良事件定義:指注射安慰劑

保護效力簡述

或疫苗後,產生的「任何」健

整體保護力約95.0%,95%信

康問題。其中包含可能確實由

賴區間下,疫苗保護力落在90.3∼

試驗的追蹤至少2個月以上。換

注射引起(如:注射部位疼

97.6% ,同時數據顯示,疫苗的保

言之,現有成果顯示的保護力和安

痛);可能由疫苗成分引起

護力約在施打第一劑後第12天開始

全性皆為短期數據。

(如:過敏);也會包含可能

展現。非常重要的是,試驗中發生

與注射無關,單純巧合事件

的10例COVID-19重症,有9例在安

(如:自殺)。

慰劑組,暗示了此疫苗不僅有高度

由於醫療事件中,釐清因果非

保護力,更可能具有預防惡化成重

發冷與嘔吐等,同時合併核酸

常複雜,因此不應將所有事件

症的效果。

檢驗陽性。換言之,若是未出

都歸咎於疫苗;但同時也應鼓 勵醫護、民眾回報任何不良事 件,以獲得更多的可能性。

高齡者(65歲以上)的保護力約 94.7%;若針對罹患慢性病、肥胖

輝瑞疫苗需施打兩劑,間隔為21

組:安慰劑組為1:1的人數比例。

此處須注意:感染COVID-19的

定義為出現症狀,如:發燒、

現症狀,則可能不會被計入此 臨床試驗中的感染。

者的保護力達95.3%。 須注意的是,輝瑞疫苗在呈報

輝瑞疫苗

種族與性別等)裡,皆達到疫苗

不良事件簡述

美國FDA的報告中,敘明現有試驗

整體而言,鮮少嚴重不良事件發

結果,無法支持只打單劑的保護效

生。沒有與注射或疫苗相關的死亡


SciTech Reports

二○二一年二月十五日

焦點話題

5

疫苗組和安慰劑組之間的不良事

事件發生。注射部位疼痛是最常見

近兩萬名接受疫苗者中,出

件比例,疫苗組回報之比例多半較

的事件,年輕人回報的比例通常

現四例被認為可能和疫苗相關

高。年輕的受試者(小於55歲)產

較年長者高,第一劑時是83%(年

的嚴重不良事件,分別為:肩

生不良事件之比例,較年長者高。

輕人):71%(年長者);第二劑

部傷害(shoulder injury)、右

第二劑產生不良事件之比例,較第

時是78%(年輕人):66%(年長

腋淋巴結腫大(right axillary

一劑高。

者)。

案例。

lymphadenopathy)、陣發性心

換言之,可能人體對疫苗內容

全身性不良事件中,通常疫苗組

律不整(paroxysmal ventricular

物產生反應,因此疫苗組有較高的

回報的比例較高。通常會維持1∼2

arrhythmia)與右腿感覺異常(right

不良事件比例。可能年輕人的免疫

天,鮮少出現最嚴重等級(第4級)

leg paresthesiab)〔註一〕。

系統較活躍,故不良事件的比例較

事件。第二劑的反應比例較第一劑

注射後感受到不良反應是常見且

高。可能疫苗刺激白血球、進而發

高;年輕人回報的比例、嚴重度通

普遍的。最常見的是注射部位疼痛

揮免疫作用,使第二劑的不良事件

常較年長者高。疲倦和頭痛是最常

(84.1%)、疲倦(62.9%)、頭痛

比例較高。

見的事件,須注意安慰劑組中,亦 有相當比例表達疲倦和頭痛。

(55.1%)、肌肉痛(38.3%)、發

局部性不良事件中,疫苗組回

冷(31.9%)、關節痛(23.6%)和

報的比例較高;通常在1∼2天內會

在此疫苗試驗期間有6例死亡,

發燒(14.2%)。

緩解;沒有最嚴重等級(第4級)

被認為和試驗無關。安慰劑組4例


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二○二一年二月十五日

(心肌梗塞、出血性中風等),疫 苗組2例(心臟驟停、動脈硬化)。

科技報導

焦點話題

疫苗內容與劑型設計 每劑0.5 mL、內含100μg的mRNA 疫苗;施打於三角肌(上臂與肩

莫德納疫苗 莫德納疫苗需施打兩劑,間隔 為28天。優勢在於整體保護力約 94.1%(95%信賴區間下,疫苗保 護力落在89.3∼96.8%),同時具 備防止感染後惡化成重症的潛力, 且鮮少嚴重不良事件。其弱勢處為

部連結的肌肉)。保存於-25℃∼15℃,解凍後為10劑(每劑0.5 mL) 的量。解凍後可保存於2℃∼8℃約 30天。未開封可在8℃∼25℃下保 存約12小時。開封後,應保存在 2℃∼25℃環境,並在開封後6小時 後拋棄。

其保存環境要求較高,需冷藏於低 溫-25℃∼-15℃。

整體保護力約94.1%,95%信 賴區間下,疫苗保護力落在89.3∼ 96.8%,同時數據顯示,疫苗的保 護力約在施打第一劑後第14天開始 展現。非常重要的是,試驗中發生 的30例COVID-19重症全都在安慰劑 組,暗示了此疫苗不僅有高度保護 力,更可能具有預防惡化成重症的

保護效力簡述

效果。


SciTech Reports

二○二一年二月十五日

焦點話題

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計和調整,在各個亞組(如:不同 年齡、種族與性別等)裡,皆達到 疫苗組:安慰劑組為1:1的人數比 例。 試驗的追蹤至少2個月以上。換 言之,現有成果顯示的保護力和安 全性皆為短期數據。

不良事件簡述 整體而言,鮮少嚴重不良事件 發生,且疫苗組和安慰劑組的比例 相似,亦即沒有證據顯示疫苗會導 致嚴重的不良事件 〔註二〕。最常見 的是注射部位疼痛(88.2%)、疲 倦(65.3%)、頭痛(58.6%)、肌 肉痛(58.0%)、發冷(44.2%)、 關 節 痛( 4 2 . 8 % )、 噁 心 或 嘔 吐 (19.0%)。 疫苗組和安慰劑組之間的不良 事件比例,疫苗組回報的比例多半 較高。年輕的受試者(18∼65歲 間)產生不良事件的比例,較年長 者(大於65歲)高。第二劑產生 不良事件的比例,較第一劑高。換 言之,可能人體對疫苗內容物產生 反應,因此疫苗組有較高的不良事 高齡者(65歲以上)的保護力約

受試者要求為18歲以上成人,不

件比例;可能年輕人的免疫系統較

94.7%;若針對罹患慢性病、肥胖

含孕婦

準備懷孕者,共30351人

活躍,故不良事件的比例較高;可

者的保護力達90.9%。

(因受試者會中途退出、因故被排

能疫苗刺激白血球、進而發揮免疫

除等,故最初接受人數至最終試驗

作用,使第二劑的不良事件比例較

人數之間,將有部分落差);亞裔

高。

疫苗試驗設計 疫苗試驗施打和追蹤方面,接受 第二劑後第14天起,觀察受試者是 否感染COVID-19、各種不良反應 等;預計追蹤至少兩年以上。

4.6%(1382人),單國多中心(99 個中心)試驗。

局部性不良事件中,疫苗組回報 的比例較高,第一劑的比例是疫苗

安慰劑組將施打生理食鹽水。

組84.2%:安慰劑組19.8%;第二劑

施打疫苗組和安慰劑組比例經過設

是疫苗組88.6%:安慰劑組18.8%。


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二○二一年二月十五日

科技報導

焦點話題

通常持續2∼3天左右 ,注射部位疼

例,亦比第一劑高且嚴重程度增

慰劑組3例,包括:心臟驟停、腹腔

痛是最常見的事件。年輕人回報的

加。年輕人回報的比例通常較年長

穿孔、白血症合併瀰漫性水泡性疹

比例通常較年長者高。

者高。

(chronic lymphocytic leukemia and

全身性不良事件,通常會持續

除此之外,較嚴重的案例則為神

2∼3天左右。而相較於安慰劑組,

經麻痺,試驗期間出現4例貝爾氏麻

疫苗組回報的比例較高。兩劑之間

痺(Bell’ s palsy)。安慰劑組1例,

的比較,第二劑回報的不良事件比

疫苗組3例。試驗期間5例死亡,安

diffuse bullous rash);疫苗組2例 (心臟驟停、自殺)。

牛津疫苗 臨床試驗裡,牛 津疫苗需施打兩劑, 間隔為28天。優勢 在於整體保護力約 70.4%(95%信賴區 間下,疫苗保護力落 在54.8∼80.6%), 保存環境為2℃∼ 8℃。缺點是臨床實 驗參與人數較少,且 臨床設計中途改變,


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二○二一年二月十五日

焦點話題

每組保護力的信賴區間範圍極大,

表一:輝瑞、莫德納疫苗三期臨床試驗設計列表

在大規模施打後,保護力有可能不

輝 瑞

如民眾預期。

整體受試者:37706

整體受試者:30351

亞裔:1608 (4.3%)

亞裔:1382 (4.6%)

安慰劑組

疫苗組

安慰劑組

疫苗組

整組人數

17411

17511

14073

14134

65歲以上人數

3880

3848

3552

3583

8029

8030

3167

3206

疫苗內容與劑型設計 每 劑 內 含 3 . 5 ∼ 6 . 5 * 1 0 10病 毒 顆 粒

0.5 mL。疫苗須保存於2℃∼

8℃。出產兩種包裝,分別為8劑 4 mL和10劑

5 mL兩種。開封後需

慢性病、肥胖等

保存在2℃∼25℃環境,並在6小時

高風險族群人數

內施打完畢。

莫德納

*因部分受試者會離開實驗,故整體人數和各組人數總和會有些許落差

表二:輝瑞、莫德納疫苗三期臨床試驗保護力列表 輝 瑞 整體受試者:37706

整體受試者:30351

亞裔:1608 (4.3%)

亞裔:1382 (4.6%)

安慰劑組

疫苗組

受試者

17411

17511

感染人數

162

8

9 3880

感染且惡化成 重症人數 65歲以上人數

莫德納

保護力

安慰劑組

疫苗組

14073

14134

185

11

1

30

0

3848

3552

3583

95.0%

94.7% 19

1

29

4

高風險族群

8029

8030

3167

3206

95.3% 86

94.1%

86.4%

感染人數

感染人數

保護力

4

90.9% 43

4

*因部分受試者會離開實驗,故整體人數和各組人數總和會有些許落差 *輝瑞疫苗呈報給US FDA的報告中,對亞裔族群的保護力數據,因人數過少,個人不建議參考;莫德納疫苗缺 少對亞裔族群的保護力數據。須注意此兩款疫苗對亞裔族群保護力數據的缺少,極可能是因為實驗設計受限, 而非疫苗對亞裔族群缺乏保護力。

9


10 二○二一年二月十五日

保護效力簡述 整體保護力約70.4%,95%信

科技報導

焦點話題 者較多,巴西組無法發現無症狀感

(2.2*1010病毒顆粒)的第一劑,因

染者。

此修改了臨床試驗內容。而此低劑

賴區間下,疫苗保護力落在54.8∼

受試者為18歲以上成人,共

量受試者,僅有青壯年族群(18∼

80.6%,同時數據顯示,疫苗的保

21752人(因受試者會中途退出、

55歲),因此在討論結果時,需考

護力約在施打第一劑後第21天開始

因故被排除等,故最初接受人數至

慮此變數。

展現。

最終試驗人數之間,將有部分落

患高風險疾病者(肥胖,

差),以多國多中心進行試驗。

BMI≧30 kg/m2、慢性病患者)保護

另外特別需注意,在試驗中

力約73.4%,95%信賴區間下,疫

因分析技術上的失誤,使部分受

苗保護力落在48.5∼84.2% 。但針

試者(1367人)施打了較低劑量

同時因在試驗的過程中,修訂 部分臨床試驗內容(如:追加第二 劑),在製造、配送上無法完全配 合原始兩劑間隔28天的設計。 因此多數受試者的兩劑之間,皆

對高齡者(大於65歲)的保護力, 因受試條件和人數受限,無法提供 保護力評估的結論。而在牛津疫苗

表三:牛津疫苗兩劑間不同施打間隔的人數和比例 受試人數(%)

是否能防止疾病惡化成重症的能力 上,同樣由於受試條件和人數受

兩劑間隔時間

疫苗組

安慰劑組

小於6週

1702(29.3)

1698(29.1)

mRNA疫苗相比,由於牛津疫苗的

6~8週

568(9.8)

527(9.0)

參與人數少很多,因此牛津疫苗保

9~11週

1444(24.9)

1488(25.5)

大於12週

2093(36.0)

2116(36.3)

限,無法提供保護力評估的結論。 而需要注意的是,與另外兩支

護力的信賴區間非常大。若未來實 行大規模施打,牛津疫苗的保護力 是否仍為七成?目前依舊是個很大 的問號。

疫苗試驗設計 施打和追蹤方面,在接受第二 劑後第15天起,觀察受試者是否感

表四:牛津疫苗三期臨床試驗保護力列表

受試者 感染人數 (不含無症狀者)

疫苗組

安慰劑組

5807

5829

30

101

保護力

70.4%

染COVID-19,以及各種不良反應 等。此處須注意,由於牛津疫苗跨

*整體受試者:11,636人,亞裔約佔4%;患高風險疾病者(如:慢性 病、肥胖)約36%

國進行實驗,而感染COVID-19的定

*在牛津大學提交予MHRA的資料中提及,第一劑之保護力可維持至12

義在各國間稍有不同;部分英國受

週。但個人認為此項結論仍待澄清,原因在於:若要證明牛津疫苗的保護

試者同步監測無症狀感染,因此可

力達12週,則應有接種一劑、超過12週後出現多名受試者被感染,因此證

將無症狀感染納入實驗結果;巴西

實第一劑的保護力約達12週。然而報告中缺乏此份資料,因此我個人認為

受試者則缺乏無症狀感染的監控。 也就是英國組可監測到的潛在感染

現有數據並不支持一劑的牛津疫苗保護力可達12週的說法。更像是因為製 程不及、無奈之下得到的結論。


SciTech Reports

焦點話題

表五:三種疫苗受試者人數、保護力、信賴區間比較

二○二一年二月十五日

11

不良事件簡述 局部性不良事件中,疫苗組回報

總受試者人數

疫苗保護力

信賴區間

的比例較高,第一劑的比例是疫苗

輝瑞疫苗

34922

95.0%

90.3~97.6%

組83.6%:安慰劑組67.5%;第二劑

莫德納疫苗

28207

94.1%

89.3~96.8%

牛津疫苗

11656

70.4%

54.8~80.6%

是疫苗組61.7%:安慰劑組47.3%。 大約有10%接種疫苗的民眾,發生 等級3(嚴重,但未達需住院或急診 狀態)的不良反應。注射部位疼痛 大於28天:

• 巴西組(COV003):4088名受

是最常見的事件。

• 英國組(COV002)低劑量組:

試者(疫苗組+安慰劑組)裡,

全身性不良事件中,疫苗組回報

2741名受試者(疫苗組+安慰劑

有2493人兩劑之間的施打間隔達

的比例較高,疲勞(53%)、頭痛

組)裡,有1459人兩劑間的施打

6週(32∼58天)。

(53%)是最常見的事件。大約有

間隔達12週(中位數為84天)。

而在安慰劑的設計上,各國的受

8%接種疫苗的民眾,發生等級3的

• 英國組(COV002)標準劑量組:

試者間亦稍有差異,英國組施打腦

兩劑之間的施打間隔為50∼ 86

膜炎球菌疫苗;而巴西組施打腦膜

天。

炎球菌疫苗或生理食鹽水。

不良反應。 試驗期間4例死亡,其中安慰 劑組3例,均和疫苗無關(交通意


12 二○二一年二月十五日

科技報導

焦點話題

外、謀殺、鈍器外傷、肺炎)。

Weekly Report)和CDC電話記錄

接受腎上腺素與住院等治療後,可

指出,施打了近190萬劑的輝瑞

追蹤的20例皆已康復出院。

疫苗,發生21例過敏反應,比例

作者後記

約 為 11 . 1 例

截至今(2021)年1月6日美

每百萬劑(21例

國疾病管制與預防中心(Centers

1,893,360劑);較現行流感疫苗的

for Disease Control and Prevention,

1.3例

每百萬劑高。

CDC)發布的《發病率和死亡率每

而此21例中,其中17人曾有藥

週報告》(Morbidity and Mortality

物、食物及昆蟲叮咬等過敏史。在

針對施打疫苗的注意事項,CDC 提供了下述建議: • 給民眾:打疫苗後,請觀察30分 鐘。若離院後出現過敏,立即就 醫。 • 給醫院:確保院內有藥物和器材 可控制過敏,如:腎上腺素。確

輝瑞疫苗內容物

保醫護同仁具備辨識過敏反應的

修飾過的新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)的棘醣蛋白(viral spike

在此疫情之下,進步的不僅是科

白至灰白色、無菌、不含防腐劑之冷凍懸浮液體

能力。

glycoprotein)的mRNA

學;美國FDA的透明、公開,更是

脂質(lipids ((4-hydroxybutyl)azanediyl)bis(hexane-6,1-diyl)

值得我們學習的科學文化。唯有透

b i s ( 2 - h ex y l d e ca n o ate ) , 2 - [ ( p o l ye t hy l e n e g l yco l ) - 2 0 0 0 ] - N , N -

明公開,才能讓科學進步。另外需

ditetradecylacetamide, 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine, and

注意的是,儘管輝瑞、莫德納疫苗

cholesterol))

展現了極佳的成效,但在大規模施

氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)、磷酸二氫鉀(KH2PO4 / monobasic

打下,罕見的嚴重不良反應、過敏

potassium phosphate)、二水合磷酸氫鈉(Na 2HPO 4·2H 2O / dibasic sodium phosphate dihydrate)、糖(sucrose)

莫德納疫苗內容物

反應勢必將出現。如何和民眾良好 溝通?將是政府相關單位無可避免 的課題。

白至灰白色、無菌、不含防腐劑之冷凍懸浮液體 修飾過的新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)的棘醣蛋白(viral spike glycoprotein)的mRNA

〔註一〕輝瑞呈報予 FDA 文件中記載僅 3 名,

NEJM 資料中人數較多,本文採用人數較多之報 告。 〔註二〕莫德納於 NEJM 的論文數據較新,故

脂質(lipids (SM-102, 1,2-dimyristoyl-rac-glycero-3-

本文採用 NEJM 論文資料。

methoxypolyethylene glycol-2000 [PEG2000-DMG], cholesterol, and

延伸閱讀

1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine [DSPC])) Tromethamine, tromethamine hydrochloride、醋酸(acetic acid)、醋 酸納(sodium acetate)、糖(sucrose)

牛津疫苗內容物

每劑內含3.5∼6.5*1010病毒顆粒

0.5 mL

L-histidine, L-histidine hydrochloride monohydrate, magnesium chloride hexahydrate, polysorbate 80, 酒精(ethanol), 糖(sucrose), 氯化鈉 (NaCl), disodium edetate dehydrate

1. Fernando P. Polack, et al., Safety and Efficacy of the BNT162b2 mRNA Covid-19 Vaccine, New England Journal of Medicine, DOI: 10.1056/NEJMoa2034577 (2020) 2. Lindsey R. Baden, et al., Efficacy and Safety of the mRNA-1273 SARS-CoV-2 Vaccine. New England Journal of Medicine, DOI: 10.1056/ NEJMoa2035389, (2020) 3. MHRA, COVID-19 Vaccine AstraZeneca, solution for injection in multidose container COVID-19 Vaccine (ChAdOx1-S [recombinant]). UK Medicines and Healthcare products Regulatory Agency, (2020)


SciTech Reports

二○二一年二月十五日

焦點話題

13

學術期刊開放取用將面臨哪些困境? 看看《科學》怎麼說

(本文與 Sky in the wall|喜劇系科學 合作刊登)

劉雨如

英國諾丁罕大學遺傳學博士。

早在20年前,學術開放取用期

(wellcome trust)與霍華德•休斯醫

先從好處談起,開放取用文章

刊(Open-access journal, OA)的

學研究所(Howard Hughes Medical

能觸及比較多人,不論社群媒體、

概念就已經出現。不同於向大學、

Institute)。

新聞和政策等非學術從業人員都

研究機構或個人讀者,收取訂閱費

根 據 網 站 資 料 庫 「 We b o f

能被嘉惠。2020年11月統計顯示,

用的傳統訂閱期刊(subscription

Science」2017年的資料估計,S計

Nature的網站瀏覽者中,有28%是

journal),開放取用期刊向文章作

畫只影響部份學術文章作者,其發

一般大眾,包括病患、老師和律

者、或是發表研究成果的機構,收

表只佔世界學術出版的6%,其影

師;15%是產業界或醫學方面的工

取出版費用,而讓所有讀者都無需

響力令人擔憂。但S聯盟執行長魯

作者,他們的工作只需要閱讀,而

訂閱即能閱讀。在網路時代,開放

里克(Johan Rooryck)在《科學》

不是發表學術文章。

取用期刊不但能加速,更能廣泛的

(Science)期刊今年1月的採訪中表

即使是享有學校圖書資源的大學

傳播科學最新發現。然而,直至

示,能拿到S聯盟經費的都是相當

教員,在現行的訂閱制度下,仍然

2018年,歐洲學術研究基金才決

優秀的科學家,都發表在頂尖的期

受限於其訂閱的期刊選項。有57%

定,開始推動學術開放取用發表的

刊上。從這個角度來看,《自然》

的大學教員表示,幾乎總是或經常

S計畫(Plan S)。美國政府現在也

(Nature)期刊上有35%,Science

遇到無法取得Nature系列文章內容

要求,所有政府資源所支持的研究

期刊上有31%的文章,都標註S聯

的困境。開放取用是解決這個問題

成果,都必須在開放平台上公開12

盟為其經費提供者。

的最佳良方。

個月。

2020年,2019冠狀病毒疾病

當然,開放取用期刊也可能因為

(COVID-19)大流行,許多期刊為

更高的可見度,而為文章帶來更多

意圖撼動學術期刊

了加速疫苗及治療的發展,也取消

的引用。研究顯示開放取用文章較

發表的S計畫

了訂閱付費,更推動開放取用發表

訂閱期刊,多了三倍的引用次數,

的發展。不過,也有許多人認為,

為文章及期刊帶來更高的影響力

S計畫及開放取用發表帶來的經濟

(Impact factor)。

S計畫的S,代表shock,為撼動 現況之意,旨在推倒訂閱付費的高 牆(paywall)並加速科學進程。 截至今年共有17個機構、6個基金

壓力,最終將壓垮學術出版社、研 究機構及文章作者。

其中包括了幾個世界最大的生醫 學術研究基金會,如惠康基金會

多研究者採用綠開放取用(Green OA),即作者所服務的機構,自

會將S計畫設定為指定要求,他 們被稱為S聯盟(cOAlition S)。

除了發表在開放取用期刊上,許

開放取用期刊的好與壞 Science在2021年1月探討了幾個 開放取用期刊的議題。

行將發表的文章收集整理起來, 放在網頁上提供免費下載。讀者 們可以利用線上工具如OpenDORA


14 二○二一年二月十五日

(the directory of open access repositories),搜尋這些數量超過

科技報導

焦點話題 關了。

異甚大。在歐洲,研究機構提供內

詳細檢視,開放取用期刊實際上

部經費,供作者在開放取用與訂

所費不貲。開放取用期刊有好些不

閱制度混搭並行的「複合期刊」

綠開放取用也有些細節需要克

同的經營方式。此類模式一般以顏

(hybridjournal)上進行發表,而

服,目前數以千計的學術出版社,

色來分別,向作者收取的出版費用

且比例高達50%。其他國家則只有

都有6∼12個月的延遲公開期間,

也有所不同。德國比勒費爾德大學

25%的開放取用發表經費來自機構

要求作者不可將同儕審議過的文章

(Bielefeld University)的施宏菲爾

內,作者必須向學術基金會或其他

最後版本流出去。但這規定與S計

德(Nina Schonfelder)女士就表示

管道請求經費,甚至自掏腰包。歐

畫要求「立即開放取用」的做法相

如金開放取用期刊(Gold OA),

洲學者只有1%需要花自己的錢出版

背。折衷辦法,是允許經過同儕審

期刊內容對讀者完全開放,只對作

文章,其他國家則有高達16%的學

議,但還不是最終版的文章,以綠

者收取所有出版費用,其收費一般

者會需要這樣做(虧本經營……哭

開放取用的方式,放在研究機構的

在折扣後約2,600美元。好一點的期

開放取用平台上。

刊更貴,如《刺胳針─全球衛生》

舉例來說,即使是在歐洲的義大

魯里克表示,S聯盟與學術出版

(The Lancet Global Health),需

利,Nature要價9,500歐元的開放取

界的龍頭們都協商後決定,他們不

5,000美元、Nature需11,600美元、

用出版費用,也惹毛了許多學者。

會拒絕受S計畫約束的作者,要求

Cell需9,900美元。

義大利學術基金會(Bruno Kessler

5000個的開放取用平台。

哭)。

立即開放取用出版。即使愛思唯爾

有些大學或研究機構會與學術

Foundation)的實驗室主任,迪•

(Elsevier)也同意在收取費用之

出版社合作,每年付出一筆款項,

多梅尼科(Manlio De Domenico)

後,讓作者立時開放取用,以免違 反S計畫的規定。

即享有一年的出版與訂閱服務。 光2019年,德國就有700所研究機 構,以這個形式與Nature合作。不

開放取用羊毛

過這樣的合作形式,只佔全球出版

出在研究者身上

費用的3%。

既然出版社有配合意願,為何仍

學術不分國界,但每個國家貧

有人不看好現況呢?那就跟經費有

富不均,所能提供的研究資源也差

說道「起肖喔,鬼才生得出那麼多 錢」。迪•多梅尼科的實驗室有十 個人,每年總共也只有8,000歐元 的出版經費。迪•多梅尼科先生說 「我寧可把這些錢,拿去給博士學 生,參加研討會或去其他實驗室交 換。」 對此Nature表示,這個價格反映 了他們期刊的精挑細選,他們通常 不會跟經過繁複評審程序,但最後 沒有出版的文章作者索費,所以成 本很高。

只會更貴的開放取用出版 施宏菲爾德調查發現開放取用 期刊不是最貴的,複合期刊收費更 對許多研究人員而言,發表於開放取用期刊的門檻與經費有關。(123RF)

高。傳統學術出版界龍頭,愛思


SciTech Reports

二○二一年二月十五日

焦點話題

15

唯爾和施普林格•自然(Springer

S聯盟試著以增加透明度,要求

森(Molly Wilson)女士分析了18

Nature),都出版許多混搭期刊,

出版社詳細列出校對、編輯及同儕

萬名美國學者,其中84%的生物學

這些公司在學術出版市場上,都處

審訂等過程的開銷,讓作者和圖書

家,66%的物理數學家,在2014到

於高收益、少競爭的狀況。如果這

館能夠比價,進而提供市場價格競

2018年間都至少有一篇金開放取

種價格評斷的狀況持續下去的話,

爭的動力,來誘使出版社調降出版

用期刊發表。這些作者大多有聯

未來我們只會看到更貴的開放取用

費。

邦經費支持,且在排名頗佳的機構

但即使如此,許多作者們還是寧

做研究。對這樣的結果,威爾森一

瑞士的出版業顧問阿斯佩西

可發表在有聲望、高影響力的傳統

則以喜,一則以憂。喜的是開放取

(Claudio Aspesi)表示,期刊完

訂閱期刊,以確保這些發表,可以

用的驅勢漸漸的發展開來,憂的是

全轉型開放取用的話,會需要收取

幫助他們升等或拿到永久職。作者

有能力發表在開放取用期刊的作者

更高的出版費來平衡流失的訂閱收

們對金開放取用期刊的疑慮在於,

益。根據2019年,市場顧問公司

它們普遍較新、影響力還不大,在

Delta Think的統計,雖然有30%的

處理文章的程序上,也可能沒有老

學術文章出版在開放取用期刊,學

牌子那麼嚴謹。

出版價格。

術出版業90%的收益還是來自於訂 閱。

不多,而學術需要更多元廣納的貢 獻。

學術出版的平衡點

美國學術分析研究中心(Academic

開放取用運動的宗旨之一,就是

Analytics Research Center)的威爾

讓大學圖書館將訂閱期刊的費用,


16 二○二一年二月十五日

轉為支持開放取用期刊的費用,但

科技報導

焦點話題 來更大的回饋。

右。

這樣的想法在實際上的確滯礙難

寫過學術期刊出版商業模式分析

科技部是臺灣研究經費最主要的

行。校方會需要跟期刊談許多細

的美國大學圖書館員安德森(Rick

提供者,但是到目前為止,都沒有

項,每個期刊也會有不同的條件,

Anderson)表示:「要讓所有學術

推行開放取用相關的政策。臺灣大

讓比價更為困難,更不用說機構之

文章都開放取用,的確不太可能,

學圖書館成立了一個,類似綠開放

間,還會有更多的變化,複雜度倍

阻礙太大了。每一個開放取用模式

取用的平台,臺灣學術機構典藏系

增。

都解決了一些問題,但也同時創造

統(Taiwan Academic Instituteional

不過,如果大多數的學術文章發

了另一些問題。目前為止,我還沒

Repository),在全台160所大專院

表在金開放取用期刊,那麼著重研

有看到,能夠完全取代訂閱制的開

校裡,有130多所參與,建置典藏系

究的大學或機構,將會需要增加圖

放取用模式。我覺得未來幾乎是無

統並匯整起來。這種由下而上的運

書館預算,但是沒有那麼多研究發

可避免的,應該會有很多,不同的

動力量,自2017年就逐漸形成,但

表的學校,將會省下一些訂閱期刊

開放取用和訂閱制度出現。」

遲遲不見政府有所反應。

雖然S計畫看起來好像風風火

除了費用,另一個讓學者們對開

火,其實就算在歐洲,S計畫也可

放取用望而卻步的原因,也在於掠

加州大學的分析指出,現行的期

以說是特立獨行, 歐洲學術出版

奪性期刊(Predatory Journal)這種

刊訂閱費用,不足以支付金開放取

與學術資源聯盟(SPARC Europe)

純粹以獲利為目的,缺乏學術誠信

用的開銷,雖然由聯邦經費支持的

2019年調查了60個學術基金會,只

責任的出版商,經常以舉辦付費研

研究,可以提出差額補助,但其他

有37個有開放取用政策。

討會,並收錄學者文章,出版在開

的錢,而在其中工作的教職員,仍 能免費閱讀學術文章。

經費支持的研究,就不一定有這樣

希望在學術期刊商模轉型的戰國

放取用期刊為其手法,圖利其中。

的資源。以哈佛大學為例,可能就

時代開啟之後,我們能看到更多科

使得老牌期刊之外的開放取用期

需要增加71%的圖書預算,約合6百

學發展和傳遞的可能性,迸發更多

刊,難以取得學者們的認可。

萬美元。像哈佛這麼有名的學校,

的創造力。

方的同時,臺灣學術傳播思維是否

或許可以從捐款或其他管道,獲取 平衡出版費用的款項,但其他學校 可能就會很困難了。

在開放取用模式仍在探索最佳解

開放取用在臺灣 根據科技政策研究與資訊中心

如何找出學術出版的平衡點,

整理的資料,臺灣自2010年起,在

目前仍然在爭論之中,許多開放取

開放取用期刊上發表數開始有明顯

用支持者認為,要讓開放取用成為

增長驅勢,至2020年,一年已有多

負擔得起的方式,需要改變科學文

達4000多篇開放取用文章發表,所

化。特別是升等評鑑,應該要降低

佔比例在中國、日本、韓國中是最

對於發表在知名、昂貴期刊的要

高的,達21%以上。2017年臺灣

求。也有些人認為,如果基金會和

在前十大開放取用學術期刊發表

研究機構,可以投入更多的經費,

的文章共有2116篇,其中30%發表

來幫助作者的開放取用發表,後續

在Nature,24%發表在PLoS One,

因此而加速的科學發展,必定能帶

估計總投入金額在新台幣一億元左

能跟上國際的腳步,值得每一位學 術研究人員深思。

延伸閱讀

1. Jeffrey Brainard, A new mandate highlights costs, benefits of making all scientific articles free to read, 2021/1/1. 2. 20多年來的學術文章在網路上憑空消失,只 因為期刊不再維持網路空間,2020年9月21 日。

3. OpenDORA:https://v2.sherpa.ac.uk/ opendoar/


SciTech Reports

生醫先鋒

二○二一年二月十五日

17

CRISPR技術在基礎研究及 農產品、食品生產上的應用 陳淵銓

美國加州大學柏克萊分校生物化學博士。

CRISPR技術已廣泛用於基礎研

模式動物建立

氏症(Parkinson's disease)的 突觸核蛋白(alpha-synuclein,

究,包括生物體的基因轉殖、動物

模式動物(animal model)係指

模式的建立及輔助工具的發展等,

在某種動物自發或經人為誘導而產

顯著加快並簡化這些相關應用的發

生特定的疾病或生理反應,若與人

展。此外,隨著CRISPR技術逐漸成

體有類似生命現象,則應用該種動

研究人類體染色體隱性遺傳疾

熟精進,亦成功應用於生產農產品

物作為「模式」以瞭解人類罹患此

病肌肉營養不良症(muscular

及食品,已顛覆傳統農產品及食品

疾病或發生該生理反應的機制。

dystrophy)的ANO5基因剔除

SNCA)基因突變小鼠。 (3)基因編輯兔(rabbit):

的生產方式,並具潛力大幅改善相

人類疾病具多樣性,並非在所有

關產品的品質及產量,有助人類營

動物身上都可產生與人類相似的疾

養水準及生活品質的提升。

病,所以如何選擇最合適的動物及

研 究 甲 狀 腺 低 功 能 症

使用何種方法去建立模式動物十分

(hypothyroidism)的甲狀

重要。很多疾病的研究原本沒有適

腺刺激素接受體(thyroid

當的實驗動物可供採用,CRISPR技

stimulating hormone receptor,

術開發後,科學家可依需求快速的

TSHR)突變大鼠(Tshr Df/Df

開發模式動物。成功案例包括:

rat);神經退化性疾病

(1)基因編輯豬(piglet):

(neurodegenerative disease)

生物體基因選殖 傳統的基因選殖方法使用限制酵 素(restriction enzyme)切割特定基 因組限制位置(restriction site), 選定基因後切割位置精準度不足, 篩選耗時費事,成本難以估計。 基於CRISPR 技術執行生物體 的基因編輯較傳統方法具有高效 率、準確、迅速及經濟等優點,

突變兔子。 (4)基因編輯大鼠(rat):

研究糖尿病(diabetes mellitus)

如帕金森氏症、阿茲海默症

的胰島素INS基因剔除突變小

(Alzheimer's disease)及亨

豬。

丁頓舞蹈症(Huntington's

(2)基因編輯小鼠(mouse):

disease)的突變大鼠。

科學界早已利用此技術改造生物體

研究遺傳性疾病囊狀纖維化

基因,製作了許多基因轉殖動物

(cystic fibrosis)的G542X

(transgenic animal)、植物或微生

基因無意義突變(nonsense

物應用於基礎研究,包括:病毒、

mutation)小鼠;肥胖(obesity)

便、低成本、高效益、可靠及穩

細菌、酵母菌、原生動物、植物、

及糖尿病的瘦素(leptin)、瘦

定的輔助工具。使用CRISPR技術

老鼠及人類細胞等,是目前最成功

素接受體(leptin receptor)的

進行研究時,須使用許多試劑和

且最廣泛的應用方式。

基因剔除突變小鼠;帕金森

周邊設備,包括成套工具組、鑑

輔助工具發展 CRISPR技術的快速發展需要簡


18 二○二一年二月十五日

生醫先鋒

科技報導

別酵素及次世代定序分析(next

果。這個新工具能在幾秒內經由

(spontaneous mutation)後,以人

generation sequencing, NGS)儀器

桑格(Sanger)的定序數據取得與

為的方式(人擇)從自然界中挑選

等。前二者可用來鑑定CRISPR/

NGS相同品質的結果,除了可以

出具有特定表徵的變異植株,再經

Cas9作用的準確性(accuracy)及

同時分析數百個樣品,且價格還比

過反覆的雜交(hybridization)與

切割效率(cleavage efficiency);

NGS低100倍。因為ICE是免費且開

回交(backcross),篩選出穩定表

NGS可以用來鑑別脫靶效應的類

放的,亦能批量處理桑格數據,所

現特定性狀的農作物,特性如產量

型:野生型(wild type)、刪除

以研究人員便能藉此分析軟體快速

高、風味佳、抗病力強或栽培易

(deletion)、置換(substitution)

獲得穩定的編輯分析結果,具有成

等;最後進行大量培育,生產糧

或嵌入(insertion)等突變型,以及

為CRISPR分析標準的潛力。此外,

食。但這種方法的效率極低,必須

各類型分別占有的比率。

ICE與CRISPR evolution合成引導

將時間拉長到十年、百年、甚至千

RNA(guide RNA)系列可以提供

年,才能產生可觀的效果。

CRISPR輔助工具也向生物資訊 領域發展,功能強大且成本效益

點對點(end-to-end)的解决方案。

產生的特定性狀變異植株也未必能

高的軟體成為開發的新目標。在 2018年,美國加州有一家基因工程

傳統育種法除了需時甚久外,

農作物的改良

夠符合人類的需求。由於氣候變遷

公司,推出軟體ICE(Inference of

傳統育種法(conventional

及全球暖化的影響,地球上許多農

CRISPR Edits)分析基因編輯的結

breeding)是在植物自發性突變

耕區域溫度升高且越來越乾燥,使


SciTech Reports

得農作物的種植更為困難,再加上

生醫先鋒 多營養物質或有更長的保存期限。

人類需要培育能抗惡劣環境、抗蟲 害、抗疾病、抗除草劑及產量高的 農作物,如稻米、玉米、阿拉伯芥 (Arabidopsis thaliana)、菸草及蕃 茄等,以確保糧食的供應無虞,或 者開發比較不易腐爛、可儲存較久 及便於運送的蔬果。

19

phenotype),如明顯的肌肉突出 物、較寬的背部或臀部等,可促進

害蟲的侵襲或傳染疾病的散播, 使得單位面積農產品產量下降。

二○二一年二月十五日

優化畜產品 CRISPR技術在家畜(禽)育種

動物產生更多的肉,對豬、牛等肉 用家畜的培育有極大幫助。

扮演了重要的角色,透過基因編輯

在2017年,中國研究人員利

改變家畜(禽)的性狀以符合人類

用CRISPR技術標靶作用在山羊

的需求,使動物育種向大規模化及

胚胎纖維母細胞,成功剔除了

多基因改良的方向發展,提高人類

羊 奶 過 敏 物 質 ── β- 乳 球 蛋 白

的營養水平和生活品質。

(β-lactoglobulin, BLG)的基因,

在2017、2018年,中國研究人員

並發現在基因轉殖山羊體內的乳球

基於CRISPR編輯基因的高效率

使用CRISPR技術對豬和牛的肌肉

蛋白幾乎完全消失,顯著提高了羊

及準確性,使用此技術改良農作物

生長抑制素(myostatin, MSTN)

奶的品質,有潛力進一步作為醫療

成為一個絕佳的選擇,可以使農作

進行基因編輯,改造後的MSTN基

和農業研究之用。

物種植具有更高的效益,緩解主要

因在細胞培養及胚胎中可抑制肌

這些基因編輯動物的突變類型是

糧食的短缺,亦可創造出不受環境

細胞的增殖與分化,引起動物表

在自然界是存在的,並已用於畜牧

影響的農作物,而且可能會含有更

現「雙肌」性狀(double-muscling

業生產。因此,使用CRISPR技術模


20 二○二一年二月十五日

科技報導

生醫先鋒

擬自然突變產生的高產能及高品質

術加以改造,經基改過的微生物生

關,操作模式為「破壞現有基因」

的動物容易被大眾接受。

產效率較高,除可提升品質及產能

而非「加入外來基因」,如果蔬

外,還可節省成本。

菜、水果等食品能在切開後仍保持

水產品改造 鮭魚是眾所皆知的味美又營養成 分豐富的高經濟魚類,但野生鮭魚 生長期長,捕捉具有季節性,產量 起伏很大,很難估計是否足以供應 所需。美國食品藥物管理局在2015 年11月核准了第一個作為人類食物 的基因改造鮭魚,這種基改鮭魚生 長快速,可圈養大量繁殖供應人類 食用。 美國科學家鄧納姆(Rex Dunham)在2017年成功利用 CRISPR技術標靶作用在鯰魚胚胎 的肌肉生長抑制素(MSTN)基 因,結果發現長成的鯰魚平均體重 增加29.7%,大幅增加了美國漁業 養殖業的鯰魚產量。為了避免基改 魚類如果逃至野外,將會破壞生態 平衡的情況。然而如果基改魚可達 到100%絕育,即使逃離也無法在 自然界繁殖,那麼對生態就不會有 任何影響。鄧納姆以鯰魚作為研究 對象,使用CRISPR技術成功地抑 制了三個生殖激素基因,必須經過 特定處理後,才可進行繁衍,同樣 的方法亦很有潛力應用在不同種的 魚類。

許多食品的生產依賴微生物的發 酵作用,但微生物(如細菌、真菌

際需要及營養價值。

等)遭受病毒或噬菌體的感染後,

在臺灣,已有很多實驗室使用

生長或代謝亦會受到影響,輕則產

CRISPR技術於基礎研究,如建立

能降低,重則死亡無法作用,這對

實驗動物模式、可用生產農作物

食物業造成的衝擊是很大的。例

的基因轉殖植物、畜產品的基因

如:嗜熱性鏈球菌(Streptococcus

轉殖動物及生產食品的微生物基因

thermophilus)主要是用來生產優

改造等。統計近5年科技部補助的

酪乳(yogurt)或起士(cheese),

CRISPR專題研究案顯示,相關研

當嗜熱性鏈球菌受到噬菌體的感染

究計畫包括以CRISPR產製抗生殖

後,將嚴重影響產品的生產。

呼吸道綜合症候群的基因編輯種

在2007年,美國杜邦公司

豬、編輯水稻基因使之成為抗除

(DuPont)使用CRISPR技術改

草劑品種、提昇微藻固碳效能、

造嗜熱性鏈球菌的基因組,使

開發CRISPR和CRISPRi(CRISPR

其成為噬菌體不敏感性突變株

interference)混成系統應用於大腸

(bacteriophage-insensitive mutant)

桿菌生產琥珀酸,及利用CRISPR基

而免受侵襲,解決嗜熱性鏈球菌受

因編輯庫建立永續酵母菌細胞工廠

到噬菌體感染而降低或失去產能的

等。

問題。

這些研究有些仍在進行中,有些

CRISPR技術可以產生產基因

成果則已發表於學術性專書、期刊

改造生物體(genetically modified

或研討會論文。雖然大多數研究成

organism, GMO),食品業者可以

果僅止於實驗室或田間試驗階段,

藉此技術大量生產GMO食品,例 如:不會褐變的洋菇(Agaricus bisporus)、更細嫩的肉品及更可

但是以目前技術進步的速度來看, 相信在不久的將來製造出來的產品 是有可能被實際應用的。

口的高麗菜等。其中洋菇是近年 獲得美國農業部核准通過的30個 GMO之一。在2016年,美國科學家 利用CRISPR技術切除6個會導致洋

用於食品生產的微生物

色澤,並延長保存期限,確有其實

菇褐變的多酚氧化酶(polyphenol

製造食品所涉及的各類微生物如

oxidase, PPO)基因其中的1個,而

發酵菌、益生菌、腐敗菌及食源性

降低了約30%的PPO活性。這個作

致病菌等,都可以使用CRISPR技

法被核准可能與不使用外來基因有

延伸閱讀

1. Tim Hsiau, et al., Inference of CRISPR edits from sanger trace data. BioRxiv , (2018) 2. Karim Khalil, et al., Generation of myostatin gene-edited channel catfish (Ictalurus punctatus) via zygote injection of CRISPR/Cas9 system. Scientific Reports, (2017) 3. Emily Waltz, Gene-edited CRISPR mushroom escapes US regulation. Nature News, (2016)


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二○二一年二月十五日

21

我剛工作就出醜,只因不懂統計學 從一件糗事說起

錄分析,確實是因為我寫的那部分程式碼出了問題。我

話說,當年我剛畢業開始工作的時候,總覺得作為一

只能緊急地把新產品下線,灰溜溜地低下了頭。這時,

名軟體工程師,只要做好程式設計工作就萬事大吉了。

我再看同事的目光,隱隱覺得他們的眼神裡流露著嘲笑

可是,我工作出的第一個大醜,卻不是因為程式設計技

和諷刺。

術不行,而是不懂統計學鬧出的笑話。下面,我就把這 個故事分享給你。

哎,工作以後第一次炫耀,就這麼失敗了,以出醜告 終。

那時,我剛剛畢業。進入矽谷工作兩個月後,我人

出了事,就要調查原因。可是,我自己搞了好幾天都

生中第一個重大專案終於完成了。這天傍晚下班前,我

沒什麼進展。因為真的是,所有傳回來的數據都表示,

們決定向全球發布這個新功能。新功能上線後,效果真

用戶沒有任何異常呀!這幾乎是一個悖論:數據顯示沒

的非常不錯,我們可以清晰地看到各項指標瘋狂上漲,

問題,但是用戶就是會投訴有問題。

短短幾個小時,就已經達到了我們對這個季度的業務預 期。於是,我就開心得早早回家慶祝了。

肯定是哪裡出錯了。 直到有一天我去公司的咖啡廳,和同事Tommy 閒

第二天早上到公司,我發現,我們團隊辦公桌旁邊

聊。他問起我的近況,我就說了這件事。之後,Tommy

牆上掛的數據大螢幕居然壞了—因為數據太好,讓顯示

語重心長地跟我說:「Han,你聽說過倖存者偏差

系統崩潰了。我暗自笑笑,悠閒地去吃了個全套英式早

(survivorship bias)嗎?」

餐,之後,優雅地邊喝茶邊發了內部捷報—新產品上 線,12 小時打破歷史紀錄。 然後,就是各種人故意路過我的辦公桌,給我打招呼 恭喜。畢竟,一個剛到職的畢業生,能在兩個月內能取 得這樣的成績十分難得。很快,到下班時間了,當我即 將歡快地唱起《難忘今宵》並闔上電腦離開的時候,突

倖存者偏差 Tommy 跟我說,在第二次世界大戰的時候,英國空 軍為了減少傷亡,分析了所有飛回來的戰鬥機的中彈統 計,如下圖所示。

然,產品經理給我發訊息—「又是祝賀的消息吧?」我 想,「哎,年少成名真的好煩。」——可我定睛一看, 這是一個新建的工作群組,群組名稱是「事故調查」, 我一下就懵了。 打開群聊一看:「Han,你的產品,出事了。」我的 第一個反應就是:啥?不對,不可能,我不信!因為, 我可是監測了一天回測數據,全都正常啊!我當然不可

建議加固的位置 彈孔

能就這樣接受這個消息,畢竟,捷報我都發了,現在有 問題,真的是啪啪打臉啊! 但是,事實果然如此:客服部門收到大量用戶投訴, 一大部分用戶的App 無法正常使用了。透過事故運行紀

(原始圖片來源:維基百科 Survivorship bias 條目,作者:McGeddon)


22 二○二一年二月十五日

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科技報導

人們發現,安全回來的戰鬥機,都是機翼上彈痕多,

另外,身邊還會經常出現這種現象:一部電影在影評

而機頭和機身的彈痕分布都不明顯。因此,大家普遍都

網站上得分很差,可是周圍朋友對其評價還不錯。其實

覺得,為了加固飛機,應該重點關注機翼位置。這時,

這同上面說的是一樣的道理。因為覺得電影「還能看得

一個統計學教授亞伯拉罕.沃爾德(Abraham Wald)

過去」的人,並不會在影評網站發表評論,反而是那些

卻說,不對,最應該加強的部分,不應該是有很多彈痕

覺得電影很差的人,會怒氣沖沖地到網站上打上很低的

的地方,而應該是機頭和機身。因為一旦機頭和機身中

分數。

彈,整個飛機會損壞嚴重而被擊落,根本就沒有機會飛 回來。 聽完之後,我靈光乍現,趕緊回去重新調查我的事故。

再比如,「愛笑的女生運氣都不會差」,其實,運氣 差的話根本笑不出來。還有,「為什麼爸媽不挑食」, 因為他們在買菜的時候,都已經挑過了。

最終發現,原來,只有對於那些沒問題的用戶,產 品數據才會被成功傳回來,系統才有記錄。而對於那些

應用實戰

App有問題的用戶,因為App會直接閃退,相關的數據

倖存者偏差在互聯網工作中應用非常廣泛。那麼怎

回傳程式碼不會運行,因此我們後台根本沒有得到任何

麼避免倖存者偏差呢?首先,你的腦海中要時刻記著這

回傳數據!其實,它們就是那些被提前擊落的戰機啊!

個概念,千萬不要輕易地掉進統計偏差的陷阱。如果你

所以,這才造成了後端檢測數據一切正常的假象。

是一位設計師或者產品經理,經常在產品後台收到用戶

「倖存者偏差」是一個典型的統計學「統計偏差」概

對一些功能提出的改進建議。那麼,你要不要立刻就聽

念,也是一個可以在生活中廣泛應用的原理,也可以被

他們的呢?其實,那些對產品滿意的用戶,都已經選擇

理解成「沉默的大多數」理論。其實質就是,在進行統

了沉默。這時,你就要看看,這些「沉默的」人,是不

計分析的時候,人們忽略了樣本的隨機性和全面性而造

是大多數了。你只需看看實際的整體用戶數據,計算一

成了錯誤。因為人們只對部分人做了分析,從而得出了

下,到底有多少比例的用戶在抱怨,你很快就會有答

錯誤的結論。而在真實生活和工作中,往往就是因為一

案。 再比如,你是一名新媒體小編,經營著一個臉書粉

部分人沒有發聲,或者不能發聲,從而讓倖存者偏差更

絲專頁。有時候,對於閱讀量還不錯的文章,卻發現收

容易產生,我們一定要多多注意。

到了一些負面評價。這時,你可能會有點失望。我在寫

例如「讀書無用論」經常充斥在我們耳邊。經常有人

我的原創公眾號「涵的硅谷成長筆記」時,一開始也常

會說「讀書有什麼用,你看誰誰誰,連小學都沒畢業,

會有這個困擾。但後來我發現,文章閱讀量高,本來就

不還是成功了。」其實,絕大部分失敗者因為並沒有被

已經說明有很多人認可你的觀點並且轉發了,那些寥寥

媒體報導,而自己又沒有能力發聲被公眾注意,就等於

無幾的負面評價,真的只是少數,不能代表全部讀者的

被迫選擇了沉默,最終大眾並沒有辦法知道。如果能夠

行為。你應該讓自己的目光,多多注意到那些喜愛你的

得到完整數據,並且計算確切的比例,我們可以發現,

人身上。

那些獲得高學歷的人,其實成功的機率更大。

在我們涉及那些要對「很多人」進行統計分析的時

還有,「飛機太不安全了,一天天總出事故」也是錯

候,想想統計的樣本是不是「完全」且沒有「偏差」,

的。飛機是目前人類發明的最安全的交通工具,只不過

是不是有某些樣本不能或者很難進入統計。只有做到這

是因為大部分空難都會被報導,讓你知道了,所以你覺

樣,我們才能有效避免偏差對工作帶來的影響。

得飛機出事的機率很高。而其他的如汽車等交通工具的 事故,大多數並沒有被報導,因此就有了誤解。

除了倖存者偏差,下面再介紹其他三個常見的統計偏 差案例。


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其他常見統計偏差案例

小時候都穿過紫色睡衣。而在麻省監獄的犯人,只有3%的

回憶偏差(recall bias)

人在小時候穿過紫色睡衣。於是,人們得出結論:小時候

它是指人們對於自己過去的評價,會因當前狀況 的不同而產生變化。 例如兩個當年英語成績都是100分的孩子,多年以 後,一個出國留學了,另一個在國內發展。他們對 自己小的時候的英語能力評判,往往是不一致的。

穿紫色睡衣對個人發展十分重要,國家因此強制要求所有 人在小時候穿紫色睡衣。 這科學嗎?顯然不。 紫色睡衣不重要,讓孩子穿上這些睡衣的父母和家庭 才重要——他們往往是經濟條件和教育資源更好的家庭。

那個出國留學的孩子,很可能印象中自己的英語從

正如《紐約時報》(The New York Times)健康專欄作家蓋

小就很好;而另一個在國內發展的孩子,很可能認

瑞.陶布斯(Gary Taubes)解釋的那樣:「簡單地說,按

為自己從小英語就不好。可事實是兩個人小時候英 語分數都很高。

醫囑服藥或吃他們認為有益健康的食物的人,跟那些不這 樣做的人,有著根本上的不同。」

查爾斯.惠倫(Charles Wheelan)在他的書《聰明 學統計的13又1/2堂課》(Naked statistics)中,介紹

發表機會偏差(publication bias)

了一個很著名的實驗。1993年,一名哈佛大學的研

媒體界流傳一句話:「好事不出門,壞事傳千里」。

究者進行了一項實驗。有兩組婦女,一組患有乳腺

通常,一個公司或者名人的負面新聞,一定比正面消息傳

癌,而另一組健康。通過調查發現,患有乳腺癌的

播得更廣泛。因為人們喜歡八卦,更有人「唯恐天下不

婦女,相比健康婦女,在她們年輕時有顯著的高脂 肪飲食習慣。 但是,這其實並不是一項醫療研究,而是統計偏 差實驗。 研究者早在多年前,就已經對兩組婦女的所有 人進行了飲食習慣的記錄。而那時,她們均身體健 康,而且她們的飲食習慣其實都很清淡。但是,多 年以後,當一部分婦女遺憾地患病以後,她們對早 年的自身行為居然有了偏差。她們會把當前身體患 病的一部分原因,歸結於年輕時吃飯過於油膩。可 見,患病不僅改變了這些婦女的現在、未來,甚至 還改變了她們腦海中對於過去的記憶。

健康者偏差(healthy user bias) 它是指選擇的實驗受試者本身的行為,對實驗結 果影響更大。 來看一個著名的「紫色睡衣」實驗。 有這樣一個統計結果:98%的哈佛畢業生,在他們


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科技報導

亂」。久而久之,為了流量,很多媒體就會偏向於發表

易改變統計結論,變成「去網咖,會有很大機率造成青

負面內容,而對那些正向的或常規的新聞報導視而不

少年近視」就好了,再配上一個「網咖,正摧毀中國億

見。

萬青少年」的標題,那麼這篇報導的閱讀量一定會超過

這樣,就造成了資訊傳播本身的偏誤。例如,你是一

10萬。

名科學家,做了一項統計調查,最終發現:小時候去網

所以,因為發表偏差,公眾日常接受的很多報導,尤

咖,對青少年近視其實沒有太大影響。那這篇報導就很

其是負面報導,幾乎都不能代表某個個體或者企業的全

有可能無法刊登,因為和「網咖對青少年有害」這樣的

部真實資訊,我們應當盡量保持理智和客觀的態度對待

普遍負面認知不符。如果你切換幾個取樣對象,其實容

公關事件。

書 名∣《矽谷思維:矽谷頂尖工程師實戰經驗總結,五大模式訓練邏輯 思考,職場技能提升+競爭力開外掛!》 作 者| Han 出版社|寶鼎出版 出版日| 2021 年 2 月 4 日

互聯網行業競爭激烈,重視盈利模式的科學性與可行性,永遠都那麼多采多姿、煙硝瀰漫。不管是蓬勃 發展的順風期,還是調整重組的逆風期,總有很多可愛的人物與有趣的案例讓人津津樂道。 作者Han從矽谷一流企業的實習生做起,後來成為獨當一面的頂尖軟體工程師。多年的實戰經驗讓他領 悟——互聯網企業面對的市場挑戰,任何其他類型的企業都要面對;互聯網從業者所需的涵養素質,任 何其他類型的職位都要具備。然而,有很多知識,在互聯網行業非常重要,但在學校從來不教。 《矽谷思維》從五個思維模式介紹矽谷的領先祕訣,拆解網路科技企業產品與營運,用平易近人的筆觸 描繪矽谷的成功地圖,用豐富有趣的案例講解內涵深奧的概念方法。 .產品思維:從人的本質心態出發,打造方向正確的產品 .數據思維:正確地對待數據資源,從而利用數據帶出產品的優化 .創業思維:理解矽谷創業氛圍,在失敗、週期、目標等概念中找到感覺 .增長思維:突破界限、解放頭腦,用更博大的胸懷迎接明天 .成長思維:自我激勵、完美溝通、提升效率、合理休息,為成長蓄力 網路時代,不論你從事哪一行、位於哪個職場位置,充足的知識儲備和溝通技巧已是入門基礎,更高的 格局和眼光,才是進階的必要條件。幸好,格局和眼光是可以培養的。 本書用一種對待用戶的心態對待每一位讀者,深入淺出理解互聯網邏輯背後的內容,不僅是科技產業人 士可以借鑑的思路,也為各行各業的你我,提供源源不絕的營養和動力!


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機械公敵夢靨? 科學家擔心人類將無法控制超級AI 編譯|吳佳穎 電影《機械公敵》中,威爾•史密斯飾演的警探, 生活在人類廣泛使用智慧型機器人的年代。然而,一場 機器人發明者離奇死亡的命案,讓人類與機器人的關係 岌岌可危。掌控機器人的中央控制系統,以追求人類最 高福祉、避免人類間自相殘殺,自主發展出「保護人類 計畫」,但為了達成這個目標卻痛下毒手殺人。在人工 智慧(artificial intellegence, AI)技術發展的現在,不免 讓人擔心,未來這樣的情節會不會在真實世界上演? (123RF)

隨著AI技術發展,部分科學家、哲學家示警,不受 控的超級AI(superintelligent AI)將帶來危險,其中來

性。他們模擬AI行為,並在發現這可能對人類造成危害

自德國馬克思•普朗克研究院(Max-Planck Institutes)

時中斷,以確保在任何情況下,超級智能AI都不會傷害

人類發展中心的研究團隊指出依照理論推演,人類無法

人類。

控制超級智能AI。相關研究刊登於《人工智慧研究期 刊》(Journal of Artificial Intelligence Research)。

然而研究指出,上述的「遏止演算法」根本做不出 來。人類與機器中心主任拉萬(Iyad Rahwan)指出,

該研究共同作者塞布里安(Manuel Cebrian)表示,

如果將問題拆解,從電腦演算法的基礎規則出發,會發

失控的超級AI聽起來像科幻小說,但如今已有AI獨立

現「命令AI不能破壞世界」的演算法,可能會在人類未

執行重要任務,研發者卻無法完全了解AI是如何習得

察覺的情況下停止運行,我們將無法得知它是否仍在分

這些能力,「未來失控的超級電腦是否將成為人類危

析可能的威脅,或已經沒有阻止AI危害行為的能力。

機?」 目前科學家提出2大構想,嘗試控制超級AI,其中一 項為,透過切斷AI連網,或與其他科技產品的連接,讓 超級電腦無法連結外在世界,但這將使得超級智能電腦 的功能大幅下降,難以達成人類的需求。 另一個構想則是將AI出發點設定為追求人類最高福

簡言之,要發展遏止演算法基本上是難上加難,研 究也強調:「任何單一的演算法都無法判定AI是否會對 人類造成傷害」;此外,研究也指出,科學家甚至無法 得知超越人類智慧的超級AI何時將實現,「要確定一個 電腦的智慧已經超越人類,這個問題的困難程度與遏止 演算法相當。」

祉,如將道德準則編寫進程式中,就像科幻作家艾西 莫夫(Isaac Asimov)的「機器人三大法則」一樣。研 究團隊也嘗試以涂靈(Alan Turning)的「停機問題」 (Halting Problem)為架構,去探討用「遏止演算法」 (containment algorithm),來避免AI行為脫序的可行

新聞來源

1. Manuel Alfonseca et al., Superintelligence Cannot be Contained: Lessons from Computability Theory, Journal of Artificial Intelligence Research, Vol. 70: 65-76, 2021. 2. Computer Scientists: We Wouldn’t Be Able to Control Superintelligent Machines, Max Planck Institute for Human Development, 2021/1/11.


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缺乏IL-33大腦無法正常排毒 阿茲海默症機制新解 編譯|劉姿婷 已有越來越多證據顯示,阿茲海默症(Alzheimer’ s

於中年後,可觀察到大腦皮質中AQP-4的表現量明顯降

disease)的病理機制與腦部無法正常清除廢物,如β-

低,且將異常tau蛋白清除至周邊組織的能力也隨之下

類澱粉蛋白(amyloid β, Aβ)或tau蛋白有關。而大腦

降。若注射外源性的重組IL-33至IL-33基因剔除鼠中,

負責排毒系統是膠淋巴系統(glymphatic system),它

可增加老化老鼠的大腦皮質中p-AQP4的表現量,但無

是透過液體的流動來移除廢物,因此膠淋巴系統的功能

法恢復n-AQP4的表現量。不可否認的是,n-AQP4在清

異常,可能與阿茲海默症患者腦中的異常蛋白質堆積有

除大腦中異常tau蛋白具有相當重要的角色,然而卻還

關。美國德州大學休士頓醫學中心最新的研究指出,介

不清楚它的詳細機制,這也引發了研究團隊的好奇

白素-33(Interleukin-33, IL-33)的缺乏造成了膠淋巴

根據研究結果,研究者提出一個假說:膠淋巴系統

系統功能受損,因此可能進一步導致阿茲海默症,該研

中,液體流動的趨力分成兩個部分,一是由鄰近神經元

究已發表在《分子精神病學》(Molecular Psychiatry)

的n-AQP4負責將神經元所產生的廢物帶離神經元,另

期刊。

一部分則由構成血管周隙外壁的p-AQP4負責帶動CSF

膠淋巴系統透過腦脊髓液(cerebrospinal fluid, CSF)

由動脈周隙往靜脈周隙流動,藉由兩者共同趨動CSF的

的流動清除腦中的廢物。腦中血管周圍的間隙稱為血

輸送,藉以清除腦中廢物。簡而言之,IL-33的缺乏可

管周隙(perivascular space),內壁為血管,外壁則

能造成腦中AQP4表現異常,因此使得膠淋巴系統功能

由星狀膠細胞(astrocyte)所構成。當CSF流至動脈

受損,最後導致腦中異常蛋白的堆積而產生神經退化性

的血管周隙時,可透過動脈脈動的力量,將CSF往腦

疾病。

實質組織(parenchyma)的方向推動。流入腦實質的

德州大學研究團隊表示,一旦腦部處於退化階段,

CSF與組織間液(interstitial fluid, ISF)混合,可帶走

則已來不及逆轉氧化壓力對腦部造成的傷害,因此成年

組織間的廢物。接著,CSF帶著這些廢物流至腦中靜

後至邁入老年前這段期間,是可以偵測IL-33以及其他

脈的血管周隙,再匯集至腦膜上的淋巴管(meningeal

與阿茲海默症相關生物標記的時間。及早偵測到IL-33

lymphatics),最後進入位於周邊的淋巴系統。在此機

的缺乏,並提供立即的臨床介入措施,可能有助於預防

制中,CSF在膠淋巴系統的輸送,須仰賴星狀膠細胞上

神經退化性疾病的發生。

的水通道蛋白4(aquaporin-4, AQP4)。 德州大學的研究藉由免疫組織螢光染色,發現腦中 的AQP4分為兩種分布型態,一種為分布於星狀膠細 胞終足(endfoot)上,即構成血管周隙外壁的p-AQP4 (AQP4 at perivascular endfoot),以及分布於星狀膠細 胞膜上,面向神經元的n-AQP4(AQP4 at neuron-facing membrane domain)。該研究進一步指出,IL-33剔除鼠

新聞來源

Jean Wu et al., Requirement of brain interleukin33 for aquaporin4 expression in astrocytes and glymphatic drainage of abnormal tau, Mol Psychiatry, 2021.


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呼吸器下的感染危機 劍橋團隊用DNA快速找出感染源 編譯|李依庭 COVID-19在全球肆虐,確診人 數已突破一億人,許多重症病患不 得不倚賴呼吸器和抗生素,來爭取 戰勝病毒的可能性。然而,英國劍 橋大學(University of Cambridge) 發現,與加護病房(Intensive Care Unit, ICU)內非COVID-19患者相 比,COVID-19重症患者使用呼吸 器後,肺部發生其他病源體感染的 風險高出一倍。研究團隊開發一種

(123RF)

DNA檢測技術,可以快速辨識遭受 續發性感染(secondary infection)的COVID-19重症患

2∼3天等待細菌生長,只要約4小時就能完成。不僅如

者體內感染源,以求能儘速準確治療。

此,此DNA檢測技術可以同時檢測重症患者經常遭受

劍橋大學醫學系、同時也是共同作者的莫里斯

感染的52種病原體,也能測試抗生素的耐藥性。

(Andrew Conway Morris)博士表示,在COVID-19爆

目前,研究結果也已發表在《重症加護》(Critical

發前期團隊就發現,COVID-19病患產生續發性肺炎是

Care)期刊上。莫里斯表示,通常細菌在實驗室繁殖之

一般重症患者的2倍。造成感染風險增加的原因,團隊

前,患者已經開始接受抗生藥,這意味著患者所服用的

推測因COVID-19患者肺部嚴重損傷,使用呼吸器的時

抗生素與培養結果不一致,無法對症下藥;而PCR不需

間比非COVID-19的患者長所致。此外,許多COVID-19

要活菌檢測,能使檢測更加準確。

患者的免疫系統也較差,不只是器官遭受損害且抗微生

另一主要作者梅斯(Mailis Maes)則表示,雖然

物的功能也下降,因而增加感染風險。不僅如此,這些

COVID-19患者更容易發生續發性肺炎,但引起感染的

感染通常是由抗藥性細菌引起、難以診斷,所以需要準

細菌種類與非COVID-19的患者沒有明顯差異。這代表

確判別菌種後,對病菌進行針對性的治療。

如果能廣泛應用此檢測,未來將能更快速且準確地投用

一般來說,當患者發生續發性感染時,從病患肺部

抗生素,以治療加護病房內肺部遭受感染的重症患者。

取樣後,樣本需要在實驗室中培養和生長數天,相當耗 時。因此,劍橋大學與阿登布魯克醫院(Addenbrooke's

新聞來源

hospital)合作,透過新研發的高通量DNA檢測技術,

1. DNA test can quickly identify pneumonia in patients with severe COVID-19, aiding faster treatment, University of Cambridge, 2020. 2. Mailis Maes et al., Ventilator-associated pneumonia in critically ill patients with COVID-19, Critical Care, 2021.

不需培養樣本,直接利用聚合酶連鎖反應(polymerase chain reaction, PCR)檢測不同細菌的DNA,無需花費


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假專家混入學術期刊 讓19篇爛論文通過審查 編譯|李依庭 系教授品納(Nicola Pinna)、同時也 是該期刊的執行編輯表示,由於來信 針對特刊提出很詳盡的想法,甚至提 供此領域相關研究者名單,包含完整 的任職單位與電子郵件地址。所以, 第一時間期刊不疑有他,將此學者列 為此領域的同儕審查委員,期望往後 當有相關文章投稿時能協助審查。 不久,有19篇論文快速地被《奈 米粒子研究》期刊接受、發表。品納 在學術研究中,論文發表一直是學者在升等或提升

與其他審查委員注意到不尋常並進一步審查論文時,卻

自身研究能量上重要的依據之一。因此,不乏會有些不

驚覺這些論文既不符合出版標準且品質也很差。與此同

肖學者面臨論文發表壓力或快速發表,而有實驗數據造

時,施普林格學術倫理小組通知品納,期刊中有可疑的

假等不法情事發生。為了避免造假,各期刊會透過同儕

電子郵件活動的足跡。但是,當他們開始著手調查時,

評審(peer-review)的謹慎審查,才能確保一篇好的輪

卻發現這些電子帳戶已被註銷,甚至無法通過追蹤網域

文在期刊中發表。

進行調查,因為證據皆已不存在。

然而,近期《奈米粒子研究》(Journal of

丹麥奧爾胡斯大學(Aarhus University)學術倫理和

Nanoparticle Research)期刊卻遭到不同以往的滲透,

同儕評審霍巴赫(Serge Horbach)接受「 化學世界」

當中複雜的欺瞞操作也突顯違法者竭盡全力地破壞審查

(Chemistry World)網站訪問時表示,為了防止類似事

程序。最終,因為這次的不正當滲透,導致有19篇品質

件再度發生,應該建立專門團隊以確保同儕評審審核流

不佳或錯誤的論文在《奈米粒子研究》期刊上發表。

程的質量,如施普林格學術倫理小組所做的事情。此

回顧整起事件,起因於一封冒充受人尊敬的學者寄

外,他也稱讚《奈米粒子研究》將這次事件開誠布公、

到施普林格•自然(Springer Nature)出版社的電子郵

讓其他期刊有所警覺以預防類似案件,而不是為了減輕

件,信中提議籌組有關奈米技術和物聯網在醫療保健中

名譽損失而低調處理。

作用(the role of nanotechnology and internet of things in healthcare)的特刊。為了增加可信度,冒充者更模仿 真實大學郵件地址並使用德國和英國大學相似的網域與 出版社聯繫。 柏林洪堡大學(Humboldt University of Berlin)化學

新聞來源

1. Imposters hijack journal’s peer review process to publish substandard papers, Chemistryworld, 2020. 2. Nicola Pinna et al., The Journal of Nanoparticle Research victim of an organized rogue editor network!, Journal of Nanoparticle Research, 2020.


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中研院建立監測網 追蹤新冠病毒變異株 整理報導|李依庭

新冠肺炎(COVID-19)持續肆虐全球,疫情隨著時

而近期被高度討論的英國變種新冠病毒株VOC

間流逝不但不減反增,近期就連臺灣也拉警報,出現了

202012/01的棘蛋白上有8處變異,變異後具有較高的傳

院內群聚感染等本土案例。而近期,中央流行疫情指揮

播性,但目前沒有證據顯示會影響感染後的嚴重度。

中心也發現自去(2020)年中起,確診病患體內的新型

此外,除了VOC 202012/01,英國還有其他盛行的病毒

冠狀病毒(SARS-CoV-2)已突變,因而增加防疫工作

株,例如在棘蛋白上有4個未出現在VOC 202012/01的

與研究的困難度。

變異,往後仍需密切觀察這些變異是否會合併發生在同

新冠病毒屬單股核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)

一株上。

病毒,相較於雙股的DNA病毒,RNA在結構上更不穩

南非變種新冠病毒株501Y.V2和丹麥水貂變異株則分

定,因此複製時更易突變。面對這些變異株,近期由中

別為在棘蛋白上有8處和4處變異,前者最早於2020年8

央研究院將全球共享流感數據倡議組織(GISAID)中

月初出現在東開普省,至同年11月已成為東開普省和西

的病毒基因序列樣本進行分析,利用單一核苷酸變異

開普省的主要病毒株。後者則是2020年6月發現透過水

(single-nucleotide variantion, SNV)位點特性將世界

貂回傳給人類,9月更發現12位被水貂傳染病患中出現

上的新冠病毒分成六大型。

獨特病毒變異。初步研究顯示,501Y.V2具有較高傳染

在這六大類型中,其中又以第六型病毒株最為活

性,且兩者皆會降低中和抗體抑制病毒感染的效果。

躍,逐漸取代一開始從中國武漢爆發的第一型病毒

面對新冠病毒的快速變異,科學家盡全力找出新興

株,成為主要的優勢型。因此,世界衛生組織(World

病毒的變異性,大眾則應謹慎小心確實防疫,一同對抗

Health Organization, WHO)也於去年12月31日公布4個

這場世紀大疫。

近期引起民眾廣泛關心與討論的新冠病毒變異,分別是 D614G變異株、英國變種新冠病毒株VOC 202012/01、 南非變種新冠病毒株501Y.V2和丹麥水貂變異株。 其中,除了丹麥水貂變異株的類型尚確認中之外, 目前發現其他3種病毒皆屬於第六型病毒株。而目前臺 灣主要的新冠病毒類型為D614G變異株,此種變異株主 要的變異位點為棘蛋白(spike protein)上第614個胺基 酸產生突變。另外,根據Science期刊的研究報告顯示, 不論是細胞或動物實驗,此變異會增加新冠病毒的感染 與傳播效率,但感染後的嚴重程度無明顯差異。

新聞來源

1. 〈四個引起廣泛注意的新冠病毒變異株〉,中央研究院,2021年1月9日。 2. 〈各國驚爆新冠病毒變種!中研院持續追蹤病毒變異〉,言之有物。


30 二○二一年二月十五日

動態時報

科技報導

成大聯手不織布廠 研發高效又環保的固態鋅碳電池 整理報導|李依庭

目前市面上常見的一次性電池是鋅碳電池,雖然俗 稱為「乾」電池,但實際上混有助導電的電解液,在損 毀時仍會有液體外漏,嚴格來說還是「濕」電池。再加 上鋅碳電池無法重複充放電,不能滿足環保的需求。因 此,成功大學與臺南不織布廠合作研發高效儲能固態碳 鋅電池,讓電池的結構更穩定安全,也不會對環境造成 負擔。 鋅碳電池又稱碳鋅乾電池,由鋅構成的外殼作為電 池的負極,而正極主要是由粉末狀的二氧化錳和碳構 成。鋅碳電池的電解質中則為含有混合氯化鋅、氯化 銨、碳粉和澱粉的溶液和糊狀物質,並非真正的乾電

成功大學材料系教授洪飛義展示製作固態碳鋅電池所用的固態鋅 片。(陳宏瑞攝影,成功大學)

池。 近期由成功大學材料系教授洪飛義所帶領的研究團

粉末電解質的緻密度增加、不易崩塌,且經不織布的包

隊,與臺南不織布大廠康那香合作,成功研發高效儲能

覆處理,能讓電極界面貼附性更佳,使固態鋅碳電池結

固態鋅碳電池。這個固態鋅碳電池是由正極鋅箔、固態

構更穩定且效能更高。

粉體電解質和負極碳箔等簡單結構組成,粉體電解質透

而目前一般市面上的一次性電池使用完後要回收,

過壓錠後,再包覆一層不織布來穩定結構。這是一個利

以免電池內的重金屬汙染環境,造成危害。但這款固態

用鋅離子充放電的二次固態離子電池,它能讓鋅離子自

鋅碳電池因材料中沒有需回收的重金屬,使用後可以直

由穿梭於不織布層,使得固態鋅碳電池在高溫與低溫環

接當一般垃圾丟棄,不會有環境汙染及回收問題。

境的電池效能表現優於一般濕式電池。

最後,洪飛義表示,固態鋅碳電池材料技術研發不

此外,一般的鋅碳電池因為含有電解液,若以高電

只打破舊思維,以往電池採並聯充電串聯放電的方式,

壓高電流充放,會有瞬間爆炸的危險。團隊開發出的固

但固態鋅碳電池則採串聯充電串聯放電的方式,充電速

態鋅碳電池不使用電解液,而是使用綠色固態粉末當電

度更快,且電池價格也只有鋰電池的1/3左右。目前正

解質,因此能以高電壓高電流充放,大幅增加充電效

技轉運用到商業用途,期望未來可廣泛運用在電動機

能,但又不會過度充電引發爆炸,使用上更安全。

車、休閒滑板車或平衡車等領域。

洪飛義指出,固態鋅碳電池研發成功的關鍵因素, 在於由康那香公司協助完成的不織布包覆技術。固態粉 末電解質在壓錠後,表面需要包覆一層不織布,讓固態

新聞來源

成功大學,〈成大聯手不織布大廠 研發高效儲能固態鋅碳電池〉,2021 年1月6日。


SciTech Reports

科學月刊

二○二一年二月十五日

31


32 二○二一年二月十五日

科技報導

編輯室報告

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從追根究底的基礎科學研究,再

為目標,經營超過38年。我們不間

將研究中的精華,跨領域結合不同

斷地報導著科學、科技產官學研領

知識,成為新的科技產品。這一路

域的重要事件,希望能為關注科學

每個環節所要投入的心血,常常只

研究、科技發展的人,整理出近期

有身在其中的人才能明瞭。即便登

可留心的研究、政策與時事議題。

上了知名期刊,或有機會透過新聞

並且我們也致力於成為一個開放讓

稿、記者會來發表,最終卻不一定

讀者投書,對於科技政策、公眾議

能達到預期的效果。

題以科學觀點發表評論的平台。

想要好好把你們團隊的研究記錄

我們期許《科技報導》能夠為科

下來,但苦於沒有辦法在研究、研

學研究者、科技產業人員發聲,透

發、教學、行政、撰寫論文等日常

過我們的報導讓重要的臺灣研究多

工作中抽出時間,或是沒有適合的

一個被大眾看見的機會。如果你的

人選可以把團隊的故事寫得能夠吸

團隊、公司的成果有意願被採訪,

引人閱讀,又或是沒有好的發表空

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將團隊的研究特色告訴我們,也歡

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