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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

#471 2021.3月號 每 月 15 號 出 刊

(123RF)

科研突破新聞像是「狼來了」?

科研單位為求投入大量經費人力獲得的研究成果得以曝光,總不免得透過記者會、新聞稿等形式尋求新聞媒體報 導。媒體要讓這些專業的資訊能夠吸引閱聽眾注意,不得不運用「重大突破」、「治療曙光」等辭彙,增加可看性。 然而,這些研究距離實際應用可能還有段距離,類似的宣傳詞用久了,會不會反而讓民眾疲乏,甚至對科研產生質 疑?詳見第14版。

02 焦點話題

18 重磅快評

進擊的病毒:變異如何影響疫情? 疫苗效力會因此減弱嗎?

從網紅與醫生的網路論戰談科學素養

10 科技智財

23 科技人文 科學家為電磁波辭窮? 先釐清可能、風險與福祉

從抗疫防護箱專利爭議, 看臺灣新型專利申請制度

28 書適圈

14 重磅快評

32 動態時報

突破又來了? 如何讓學研成果發表帶給民眾好感

新研究指出, 擁有抗體可降低感染 COVID-19 的風險

J 粒子的發現-《科學的人文》 科學月刊3月號 【臺灣防疫大作戰!】上市! 當期介紹請見39版


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二○二一年三月十五日

科技報導

焦點話題

進擊的病毒:變異如何影響疫情? 疫苗效力會因此減弱嗎? 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)

時,有較高的隨機出錯機率」,大

全球大流行已逾一年。各地紛紛傳

量繁衍多樣化的子代,在大自然的

出在地的優勢變異株,進一步引起

篩選下,天擇突顯出最適合傳播、

我們對變異株傳播力、疫苗效力的

存活的變異株。病毒突變並沒有接

擔憂。本文將簡述較常被討論之變

受任何指導,而是當時的天擇壓

總編輯:林翰佐

異株,闡述它們對疫情與疫苗可能

力,讓能適應的病毒流傳下來,越

副總編輯:趙軒翎 蔡政修

之影響。

具優勢者的變異株流傳越廣。因此

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 出版者:科技報導雜誌社 發行人:張之傑 執行總監:趙軒翎

編輯委員:王文竹 王伯昌 曲建仲 

合理推測,在大流行初期,讓傳染

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 

層出不窮的病毒變異株

力大幅提升的突變,將有助於變異

病毒演化的策略和人類大不相

株快速感染尚無抗體的人類;而如

同,它的策略是「複製下一代基因

果當人類以疫苗達到群體免疫,那

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  黃正球 黃相輔 楊正澤 

《 科技報導》稿約

葉李華 廖達珊 管永恕  劉宗平 蔡兆陽 蔡孟利 

本刊為科技新聞刊物,除了提供當月重要的學界、政策、產業訊息外,並

蔡振家 鄭宇君 鄭運鴻 

有學者專家針對科技(含醫療)政策、教育、產業相關的時事發表評論或

韓德生 嚴如玉 嚴宏洋 

提供專業意見。竭誠歡迎關心臺灣科技發展的您,就上述方向踴躍投稿。

蘇逸平 

寫作時請依照稿約:

特約編輯:陳亭瑋 美術編輯:黃琳琇 業務經理:李金穗 業務助理:廖本翔 社 址:臺北市羅斯福路三段77號7樓 電 話:(02)2363-4910

一、避免學術專業論文寫作格式。 二、字數盡量在2000至3500字內,可附相

關圖或表至多5張。

三、請遵守著作權法,如有著作權爭議(包括圖片),由作者自行負責。 一經投稿, 即視同授權刊載。

傳 真:(02)2363-5999

四、稿件刊出後將致贈當期刊物一本及薄酬(稿酬將於刊出當月月底寄

E - mail:scimonth@gmail.com

發,由第一作者代表簽收)。

印 刷:赫偉有限公司

《本刊長期徵稿,請見右方稿約》

稿件請寄至scimonth@gmail.com,註明真實姓名、聯絡方式、服務機 關或就讀學校,並請於信件主旨中標示「科技報導投稿」。


SciTech Reports

二○二一 年三月十五日

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二○二一年三月十五日

科技報導

焦點話題

時最能流傳的病毒,將轉變為能逃 脫疫苗抗體的變異株了。 COVID-19的病原體冠狀病毒 SARS-CoV-2屬單股RNA病毒,複 製時有較高的突變機率。而其中棘 蛋白(spike protein, S protein)的突 變,是科學家最關注的議題之一。 棘蛋白位在病毒表面,是病毒和人 體細胞表面受體ACE2(angiotensin converting enzyme 2)結合的鑰匙。 病毒藉由棘蛋白和受體結合侵入、 感染細胞。換言之,棘蛋白若出現 突變,提高與受體的親和力、接觸

造成 COVID-19 疫情的病原為冠狀病毒,表面突起的棘蛋白質如有突變,有可能影響病毒 入侵細胞。(123RF)

頻率等,就能推論新變異株感染細 胞的能力也將因此提升。

效、甚至二次感染等後果。

英國變異病毒株

而疫苗的設計,也多半以棘蛋

目前最受關注的變異株,最初的

病毒株「B.1.1.7」最早應在2020

白作為目標;疫苗讓體內出現棘蛋

發現地分別為英國、南非和巴西。

年9月的英國出現,隨後展現強大

白,訓練免疫系統辨認敵人的長

而從體外實驗、流行病調查中推

的傳染力。11月時,倫敦的新增感

相。若棘蛋白有了關鍵的突變,使

論,它們幾乎都能提升病毒的傳染

染者僅四分之一和此變異株有關,

人體的抗體對它的結合力降低、甚

力,也造成臺灣的邊境管制、疫苗

到了12月,比例已迅速提升至三分

至完全消失,那麼將會導致疫苗失

規畫的壓力。

之二 。 該變異株倍受關注,最受注目的

表一:SARS-CoV-2變異病毒株比較(資料截至2021/02/21)

突變為N501Y,突變位置恰好在棘 蛋白的關鍵部位──專門和受體結

俗稱

英國變異病毒株

南非變異病毒株

巴西變異病毒株

合的區域(receptor-binding domain,

名稱

B.1.1.7

B.1.351

P.1

RBD),此處棘蛋白第501個胺基

最早發現地

英國肯特郡

南非

巴西、日本

酸從天門冬醯胺(Asparagine, 縮寫 為N),改變為酪胺酸(Tyrosine,

N501Y

N501Y

N501Y

縮寫為Y),此突變因此簡寫為

△69-70

E484K

E484K

N501Y,本文中討論的另外兩變異

P681H

K417N

K417T

推估傳染力

提升

提升

提升

推估疫苗效力

應無影響

保護力可能下降

保護力可能下降

變異位點

[註]

株均帶有此突變。而英國變異株另 一個突變是棘蛋白第69和70個胺基 酸遺失,縮寫記為△69/70。

[註]相較於最初於中國武漢爆發之病毒株,本表格內病毒株皆含有D614G突變。

為了瞭解N501Y的影響,科學 家在原子力顯微鏡(Atomic Force


SciTech Reports

焦點話題

二○二一 年三月十五日

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Microscope, AFM)的探針上,分

示,儘管英國變異病毒株在人體內

病毒株僅有2天。而人體清除變異病

別黏附帶N501Y突變和原始版本的

的數量高峰值(根據其核酸檢測的

毒株也需更長的時間,導致感染英

棘蛋白,慢慢地靠近細胞。待細胞

Ct值做判斷)沒有特別高;但英國

國變異株的整體染病時間將近兩週

和探針的棘蛋白黏住後,再向上

變異病毒株在人體內大量繁殖、複

(13.3天),遠高於其他病毒株的

拉。藉由計算棘蛋白脫離細胞表面

製上升的時間,長達5.3天,而其他

染病時間(8.2天)。更長的病程,

所需要的力量,評估原始版本和突 變棘蛋白與細胞的結合力。結果發

表2:SARS-CoV-2英國變異病毒株在人體增殖清除時間比較

現,帶N501Y突變棘蛋白需要較大 非英國變異株

英國變異株

病毒增值期

2.0(0.7, 3.3)

5.3(2.7, 7.8)

清除病毒期

6.2(5.1, 7.1)

8.0(6.1, 9.9)

整體感染時間

8.2(6.5, 9.7)

13.3(10.1, 16.5)

Ct值高峰

20.2 (19.0, 21.4)

19.0 (15.8, 22.0)

的力量,才能脫離細胞。換言之, N501Y突變可能讓病毒增加了和受 體的親和力,進而提高傳染力。 上述僅為體外實驗的測試,在真 實的病人身上,我們得到了更令人 擔憂的結果。哈佛大學團隊針對65 名患者(其中7名體內為英國變異 株)進行頻繁的核酸檢測,數據顯

(單位:天。括號內為90%信賴區間)


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二○二一年三月十五日

科技報導

焦點話題

不僅加速耗盡國家醫療能量,更讓

者和接種疫苗者身上具備的抗體,

(例:牛津疫苗)、蛋白質次單元

病毒在人體內有更多機會突變、挑

在面對南非變異病毒株時,可能無

(例:高端疫苗)等,但其設計的

戰免疫系統。

法保護人體,將發生二次感染,或

抗原皆源自原始病毒株的棘蛋白,

接種疫苗後依舊被感染的困境。

若突變使棘蛋白改變形態,導致需

而英國緊急情況諮詢小組在1月 21日的會議紀錄上亦顯示,依據各 院的報告,感染英國變異株可能有 更高的死亡風險、更強的傳染力、 更長的臥病時間、更高的死亡風 險,不論從何種角度看來,英國變 異株都是個高度棘手的敵人。

提高濃度抗體才能防止感染,就可

巴西變異病毒株 病毒株「P1」在今(2021)年1 月10日,於日本羽田機場的例行篩 檢裡,在四名具有巴西旅遊史的入 境感染者體內驗出。2021年1月21日 臺灣出現首例確認感染巴西變異病

南非變異病毒株

毒株的境外移入。

能出現抗體濃度不足,進而使疫苗 失效的情況。而使用不活化技術的 疫苗,由於用原始病毒株作為抗原 原料,故面對變異株時,亦有失效 的可能性。 面對變異病毒株,科學家徵召已 接種疫苗者,透過他們的血清,觀 察中和變種病毒的抗體濃度變化,

病毒株「B.1.351」最早可追溯

該變異株也擁有E484K的關鍵突

到2020年10月,正式鑑定的發現地

變。而該變異株被慎重檢視的原因

藉此判斷疫苗所引發的免疫力,是

是南非的納爾遜曼德拉灣(Nelson

是,巴西亞馬遜地區最大的城市馬

否能阻止變異病毒株感染細胞。

Mandela Bay)。2021年1月13日,

瑙斯(Manaus)的疫情。

臺灣出現首例感染南非變異病毒株 的境外移入案例。 該變異株最受關注的位置是棘 蛋白第484個胺基酸,從麩胺酸 (Glutamic acid,簡寫為E),突變 為離胺酸(Lysine,簡寫為K), 此突變簡寫為E484K。擁有該突變 的病毒,可能會逃脫人體的免疫系 統,出現「免疫逃逸」的狀況。 科學家使用曾患COVID-19且康 復病人的血清,混入原始病毒株和 帶有E484K突變的病毒,觀察需要

該城市被新型冠狀病毒嚴重侵

輝瑞疫苗

襲,至2020年10月,預估約四分之

科學家將已接種兩劑輝瑞疫苗者

三人口已被感染;儘管多數居民已

的血清抗體,混入帶有突變棘蛋白

被感染,但該年12月中旬起,新增

的假病毒,觀察中和病毒、保護細

病例、住院人數反而快速增加。反

胞不被感染的濃度是否因此變化。

常的現象推論可能和新型變異株有 關。科學家檢視該城市從2020年3至 11月的檢體,尚無巴西變異株的蹤 跡;但12月中旬該變異株之比例卻 突增至42%。顯示此變異株在當地 快速崛起,極可能成為當地優勢變 異株,甚至侵入其他國家。

多少濃度的血清抗體才能中和病

目前的實驗比較原始病毒株以及 另外三種變異株,分別為N501Y、 N501Y+△69/70+D614G(模仿英國 變異株)和E484K+N501Y+D614G (模仿南非、巴西變異株)。結果 發現,和原始病毒株相較,中和三 種假病毒所需的濃度變化,仍在4倍 以內、統計上並無明顯變化。顯示

毒。結果發現,E484K的突變,大 幅地增加了預防細胞被病毒感染所

疫苗的效力

輝瑞疫苗所引發的抗體,在面對突

需的抗體量,康復者抗體的保護力

會受變異株影響嗎?

變棘蛋白時仍有相當的中和能力。

下降2.4至4.2倍不等,部分康復者的

目前領跑進入大規模施打階段的

中和抗體濃度,甚至下降至和未受

疫苗,原理各有差異,包含mRNA

感染者相同的水平。換言之,康復

(例:輝瑞疫苗)、腺病毒載體

因此推論輝瑞疫苗對抗英國、南非 變異株的效果應無明顯變化。 而日前以色列公布大規模全民施


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二○二一 年三月十五日

焦點話題

表3:SARS-CoV-2變異株對疫苗效力之推估影響(資料截至2021/02/21) 俗稱

英國變異株

南非變異株[註]

疫苗種類\名稱

B.1.1.7

B.1.351

輝瑞疫苗

效力似乎未受影響1, 2

效力下降,但應仍有保護力1

莫德納疫苗

效力似乎未受影響1

效力下降,但應仍有保護力1

牛津疫苗

尚無資料

針對輕/中症的保護力小於25%4(南非已停止施打)

嬌生疫苗

尚無資料

推測有保護力,但效力較弱5

諾瓦瓦克斯疫苗

推測有保護力3

推測有保護力,但效力較弱3

[註]因南非和巴西變異株都有E484K突變,因此可推測面對南非和巴西變異株,其疫苗效力的影響應相似。 數字表示證實方法:1. 血清抗體中和實驗 2. 以色列施打結果 3.三期臨床試驗新聞稿 4. 未經同儕審核之2,000人臨床測試 5. 三期 臨床試驗

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二○二一年三月十五日

科技報導

焦點話題

打輝瑞疫苗的結果,也間接支持疫

內之抗體濃度」和「研發針對變異

佳。南非政府因此宣布停止施打牛

苗應能有效對抗英國變異株。

病毒株的新疫苗」策略。輝瑞疫苗

津疫苗。

已著手徵召完成兩劑者,自願施打

莫德納疫苗 而莫德納疫苗的體外試驗和輝

第三劑,以觀察安全性、抗體等是 否有所變化。

日前美國食品與藥物管理局 (Food and Drug Administration,

瑞疫苗相同。結果發現接種者的血 清抗體,中和英國變異病毒株的濃

嬌生疫苗

牛津疫苗

FDA)釋出的嬌生疫苗申請緊急使

度沒有變化;但中和南非變異病毒

截至2021年2月26日,尚未出現

株所需要的濃度卻提高,顯示疫苗

牛津疫苗對英國、南非變異株效力

的保護效力減少6倍;但可喜之處

之已經同儕審核的研究。但由於南

嬌生疫苗之三期試驗國家裡,包

是,莫德納評估其疫苗效力仍在保

非當地疫情,多數由南非變異株引

含南非。經核酸檢測後發現,南非

護水平之上。

起,而一項未經同儕審核的約兩千

當地的受試且被感染者,約94.5%

針對南非和巴西變異株的威脅,

人的臨床試驗顯示,牛津疫苗對預

為南非變異株所導致;因此嬌生疫

輝瑞和莫德納都已提出對策,分別

防輕/中症的效力不足25%,顯示牛

苗在南非當地的保護力,可被視為

為「施打第三劑,以提高接種者體

津疫苗可能對南非變異株的效力不

該疫苗對抗南非變異株的效力。

用許可之三期臨床試驗文件,間接 佐證了嬌生疫苗的效力。

世界各國對應 COVID-19 已有許多疫苗陸續施打中,但變異株的出現是否會影響其效力尚待時間全盤揭露。(123RF)


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二○二一 年三月十五日

焦點話題

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而嬌生疫苗整體受試者的保護力

據單指HIV陰性族群。因南非國內

應維持良好習慣──戴口罩、勤洗

為66.9%;單獨檢視南非當地的受試

的HIV感染比例極高,而HIV病毒

手,保持社交距離,從根本上降低

者,其保護力為52%。可以發現,

可能會影響免疫力,故在南非的疫

病毒接近人體的機會。

嬌生疫苗對南非的受試者保護力較

苗試驗,多會再區分HIV陰性和陽

弱。因此可間接推測,南非變異株

性組別)。因此間接推測,英國變

可能削弱了嬌生疫苗的保護力。

異株對諾瓦瓦克斯疫苗應無明顯影

保持冷靜,繼續前進。Keep Calm and Carry On.

響,但南非變異株可能削弱了諾瓦

諾瓦瓦克斯疫苗

瓦克斯疫苗的保護力。

和嬌生疫苗相仿,諾瓦瓦克斯

綜上所述,在眾多的突變中,的

(Novavax)疫苗也透過檢測單一

確出現部分會影響疫情的變異株。

國家受試者被感染的病毒株、疫苗

如N501Y等突變,使病毒有了更高

最終保護力,間接推測疫苗效果。

的傳播力。而E484K等突變,更讓

公司新聞稿資訊顯示,疫苗整體保

疫苗的效力受到了挑戰。但我們不

護力約89.3%;若僅檢視對抗英國

應恐慌,因為再多的突變,冠狀病

變異株的保護力約85.6%。而在南

毒的傳播方式依舊是飛沫、接觸傳

非當地,保護力降至僅60%(此數

染。而未來即使接種疫苗,我們仍

延伸閱讀

1. Emerging SARS-CoV-2 Variants. US Centers for Disease Control and Prevention. 2021/01/28. 2. Stephen Kissler, et al., Densely sampled viral trajectories suggest longer duration of acute infection with B.1.1.7 variant relative to non-B.1.1.7 SARS-CoV-2, Preprint, 2021. 3. Sonia Jangra, et al., The E484K mutation in the SARS-CoV-2 spike protein reduces but does not abolish neutralizing activity of human convalescent and post-vaccination sera, MedRxiv, 2021.


10 二○二一年三月十五日

科技報導

科技智財

從抗疫防護箱專利爭議, 看臺灣新型專利申請制度 許文馨

恆融智慧財產事務所專利師

2019冠狀病毒疾病(COVID-19) 疫情至今持續延燒,國際間抗疫政

對患者施予必要的處置,藉此有效

針對COVID-19抗疫相關醫療行為

降低醫護人員受感染的風險。

所提出的技術,且如同「TAIWAN BOX」,亦降低醫護人員與病患接

策仍然受到嚴峻的考驗。因應對抗

事實上,「TAIWAN BOX」並

COVID-19的第一線醫護人員,常

非唯一在疫情期間向智慧財產局提

暴露於病患飛沫噴濺的風險,三位

出專利申請、並獲准專利的防疫箱

據此,有輿論指出以上兩件相同

臺灣醫師:邱 豑 慶、賴賢勇與黃志

相關技術。2020年7月16日,許秉

技術領域的抗疫防護箱技術之間,

遠,協力研發拋棄式的插管防疫

毅醫師以「醫療防護箱」為專利名

是否有抄襲的疑慮?再者,究竟為

箱,定名為「TAIWAN BOX」。

稱,提出新型專利申請案,該申請

何提出相似技術保護的兩件專利申

獲得屏東縣政府團隊與製造廠商協

案於同年10月21日核准公告(證書

請案都能夠獲准專利而取得專利

助,在進行量產後,除了能夠供應

號:TW M602915U)。而這件「醫

權?又這樣的新型專利權究竟該如

臺灣各地醫療院所,更能出口他國

療防護箱」的新型專利,同樣是

何行使?

觸時被感染的風險。

以幫助臺灣進行醫療外交。

抗疫防護箱的專利申請 「TAIWAN BOX」抗疫防護箱已 於2020年5月6日,以三位臺灣醫師 及萬久平塑膠工業股份有限公司共 同作為申請人,向臺灣經濟部智慧 財產局提出新型專利申請(專利名 稱為:「快速組合防護箱」),該 新型專利申請案於同年8月11日核准 公告(證書號:TW M599663U)。 依據新型說明書公告本的內容,醫 護人員可以利用此快速組合防護箱

「TAIWAN BOX」獲屏東縣政府協助量產,並供應捐贈全國醫療院所。(屏東縣政府新聞稿)


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專利申請類型與審查程序

科技智財

二○二一 年三月十五日

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由上述專利制度的目的而論,智

技術、製造及使用方便性等方面之

首先,專利制度的主要目的,

慧財產局在對專利申請案進行審核

改進,本次討論的爭議案例,即屬

在於促進產業發展。申請人以其技

時,理當會針對申請案之技術與現

於新型專利。

術內容提出專利申請後,智慧財產

有技術進行評估,舉例而言,智慧

新型專利在程序面而言,有別於

局將依據專利法及相關法規對申請

財產局會比較申請案與現有技術此

發明專利需要經過實體審查,即,

案進行審查。由於專利法所保護之

二者間之技術差異,進而判斷申請

針對新穎性、進步性等專利要件進

專利標的,包括利用自然法則對現

案之技術是否符合新穎性、進步性

行審核才能夠獲准專利;新型專利

有物品或方法之「改進」,因此,

等專利要件,作為是否准予專利的

在通過形式審查後,即能獲准專利

除了原創的技術內容或產品可適用

標準之一。

而取得新型專利權。因此,新型專

於專利保護;對於已存在之產品,

然而,值得注意的是,不同類型

利在獲准專利前,智慧財產局並不

經過功能或結構改良後而申請專利

之專利申請案之間,在保護標的以

會主動針對其技術內容與已公開之

者,經審查如果符合專利法相關規

及審查程序上仍有差異。臺灣專利

技術或申請在先的專利進行比較,

定,當然也可以獲准專利。據此,

的類型分為發明專利、新型專利及

也並未對該申請案的前述實質專利

具有相似、或者重疊技術內容的兩

設計專利,其中發明專利與新型專

要件進行審查。

件專利申請案,不無同時獲准專利

利都是保護「利用自然法則之技術

新型專利之所以有此獨特審查程

的可能。

思想的創作」,且皆著重於功能、

序的原因包括,對於生命週期較短


12 二○二一年三月十五日

科技報導

科技智財

的產品,如技術演進快速或是市場

失商機。據此,現行僅進行形式審

技術上是否有重疊或相似處,這兩

需求多變的產品,若其專利申請的

查、不進行實體審查即能夠獲准公

件新型申請案先後獲准專利權並未

審查期間過長(以發明專利申請案

告的新型專利審查程序,確實大幅

有不合理之處。

而言,自申請至核准一般需兩年以

縮短了審查時程。一般而言,新型

上的時間),取得專利的時程往往

專利申請案自申請至核准、公告約

趕不上產品推出甚至是主張權利的

需3個月左右的時間。

時程。舉例而言,有可能在專利申

回到抗疫箱相關專利的實際案

請案審查的期間,市場需求已改變

例,兩件申請案都是新型專利,在

而有更新穎的產品被研發及推出上

專利審查的過程中,僅經過形式審

市,此時審查中的技術已失去其經

查而未針對有關新穎性、進步性等

濟價值;或者是申請人因行銷策略

實質的專利要件進行判斷。因此,

而讓產品在專利申請後、未取得專

兩者都在提出申請後2至3個月獲准

利權的期間上市販售,產品可能遭

專利權,表示兩者皆符合新型專利

到同業模仿而失去可能的市場或錯

申請時的程序。換句話說,先不論

新型專利權權利的行使 由以上新型專利申請的程序衍 生的問題是,既然新型專利未經過 實體審查程序,由此所取得的新型 專利權實際上仍存在相當的不確定 性。如此一來,專利權人或是其他 人,無法確定該新型專利是否確實 符合專利的實質要件,而有可能發 生不當行使專利權而產生權利濫用 之情形。 對此,在實務上,基於「新型專 利技術報告制度」,當一新型專利 申請案公告後,任何人都可以向智 慧財產局對此新型專利提出新型專 利技術報告的申請,請求智慧財產 局就專利的實質要件進一步分析, 以釐清此新型專利是否合於專利要 件之疑義。 除此之外,雖然提示新型專利技 術報告並非行使新型專利權之前提 要件,但仍將作為推定專利權人行 使權利有無故意過失責任之認定因 素之一。詳細來說,如果新型專利 權人在未提示新型專利技術報告的 前提下,對他人提出警告或侵權訴 訟等,一旦該新型專利日後遭到撤 銷,新型專利權人原則上必須對於 先前因行使新型專利權所導致他人 遭受到的損害負擔賠償責任。 因此,對於新型專利權人而言,

新型專利權實際行使前,仍建議申請專利技術報告以確定權利有效性。(123RF)

在行使權利前,建議向智慧局申


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科技智財

二○二一 年三月十五日

13

請新型專利技術報告以確認其權

型創作的權利,但並不代表「專利

得新型專利權後,若考慮較為積極

利有效性。或者是,除了新型專

權人本身」實施該新型之創作時,

地行使該專利權,建議向智慧財產

利權人之外,第三人也能夠針對這

不會侵害他人的專利權。

局申請新型技術報告以確認權利範

些新型專利提出新型專利技術報告

以抗疫箱防護案例為例,無論

圍。否則,不但所獲得之專利權是

的申請,以確認其權利的範圍及有

是「TAIWAN BOX」或是「醫療

處於不穩定的狀態,後續如行使權

效性。然而,需要特別注意的是,

防護箱」,兩者各自在行使權利,

利,還可能會發生不穩定的專利權

新型專利技術報告僅作為權利行使

如進行製造、販賣、使用這些抗疫

遭撤銷時,專利權人需負擔先前因

或技術利用之參酌,若任何人認為

箱時,除了需要確認以上實施的行

行使專利權所導致他人遭受到之損

該新型專利有不應該核准專利之事

為是否會侵害彼此的新型專利權以

害的賠償責任。

由,應依專利法的規定,另外對該

外,也需要確認以上實施的行為,

新型專利提起舉發,方能撤銷該新

是否會侵害他人的發明、新型或設

型專利。

計專利權。

除此之外,更需要注意的是,由

是設計專利權人,在握有權利、行 使權利時,還應對其相關技術的智 慧財產權作全面性的調查,以避免

於專利權為一種排他權,雖然取得

總結:

新型專利權使專利權人取得專有排

新型專利制度的注意事項

除「他人」未經其同意而實施其新

除此之外,無論是發明、新型或

當利用臺灣新型專利制度,取

侵害他人的智慧財產權。


14 二○二一年三月十五日

科技報導

重磅快評

突破又來了? 如何讓學研成果發表帶給民眾好感 蔡孟利

國立宜蘭大學生物機電工程學系

近幾年國內的學研機構,開始

點閱的效果,增加民眾對於科研機

程,讓不懂科學的人懂科學;而科

流行將研發成果以記者會或是新

構的好感與期待。不過若就科普傳

普傳播則是一個加值的過程,讓閱

聞稿的方式昭告天下,特別是自

播的觀點來看,這類經常以聳動用

聽人在已有的科學知識之基礎上,

然、工程與生物醫藥方面的研究

詞下註解的文宣多了,長期下來,

知道更多、更新的科學知識與應用

尤其常見。這類的宣傳一方面可以

給一般民眾的觀感很可能會成了反

方式。而由於科普傳播是一個知識

拉抬自身機構的價值,一方面也有

效果的操作:從好感與期待變成了

加值的過程,是以這些科學或科技

利於經費的爭取。如果就經費的來

嘲諷與失望。特別是跟醫藥健康相

知識的理解便有一定的門檻,就像

源而言,臺灣的學研機構主要的研

關的研發成果,這類跟大眾的生活

若是讀者不知道「基因」這個名詞

究經費多來自於公部門,不管是科

密切相關、而民眾也會高度關切的

的意義與去氧核醣核酸分子結構之

技部、經濟部、農委會、衛福部的

新聞,反差的效果尤其明顯。

科研計畫,乃至於各個地方政府的 委辦計畫。這些由政府資助的研究 若認真追究起來,基本上都是以廣 大納稅人的血汗錢所投資的,也因 此,讓納稅人知道他所出資支持的 研究計畫之成果,的確是件合情合 理的事。

最具代表性的莫過於臺灣幾乎每 年都在喊生技產業起飛,檯面上看 到各單位的研發成果,也好像已經 鋪成了一條完美的跑道。但是不管 是新藥或疫苗,國人所感受到的, 卻都只是一直在跑道上滑行而無法 起飛的尷尬與失望。

間的對應關係,那麼一整篇都在談 「基因編輯」的科普文章,對於這 類讀者來說不僅極難理解,而且常 常會引起讀者對「基因編輯」有過 於科幻的想像。 也因此科普傳播內容的產製,首 要考慮的條件便是接收的對象。唯 有設定好閱聽的受眾是誰,才能夠

但是如果我們檢視這些研發成果

產製出「對方能夠準確接收」的內

的文宣內容,不難發現類似像「重

容。如果就這個條件來看,各個學

大突破」、「關鍵原因」、「治療

科普傳播的基本道理

研單位所發布的研究成果,實質上

XX的新藥找到了」、「可創造XX

為什麼宣傳與現實會有這樣巨大

就是針對無特定對象的公眾所產製

產值」這些振奮人心的聳動用詞,

的落差?原因還是得從科普傳播的

的科普傳播內容,也是難度最高的

經常出現在這些公告的內容中。雖

基本道理說起。

科普表達。

然就廣告宣傳的角度而言,這樣的

科普傳播不同於科學教育,科學

以新藥研發的成果發表來說,即

用詞在短時間內的確可以創造吸睛

教育是一個從無到有的知識建立過

便是具有大學普通生物學知識水準


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二○二一 年三月十五日

重磅快評

15

的閱聽人,也未必會知道新藥研發

專利所代表的意義與價值跟一個真

也因此,當充斥媒體版面的多是

的一般程序以及這些程序內涵的意

正可以上市的新藥是不同等級的;

只通過細胞層級的篩選,最多只是

義。例如一個新藥的出現,必須經

即便都是通過了疾病模式動物的測

在初級的模式動物看到效果就大肆

過化合物的收集、分子或細胞層級

試,但使用不同的模式動物所申請

宣傳的新聞,而民眾接連在「重大

的篩選、疾病模式動物的測試、藥

到的專利價值也不同。這些相關的

突破」、「關鍵原因」、「治療XX

物動力學的淘汰、動物毒理學的評

知識並不是人人都有,一般大眾也

的新藥找到了」、「可創造XX產

估之後,才有可能進入臨床試驗,

不一定知道新藥的研發程序越到後

值」等等勝利在望的詞句刺激下,

而臨床試驗又有一期、二期、三

面的階段花費越大、難度越高,能

等了一年、兩年、三年、四年,卻

期、四期之分。在這些複雜的程序

成功過關者少之又少。所以真正有

依舊沒看到癌症有特效藥出現、原

中,有許多階段都可以申請專利,

能力研發新藥的藥廠,通常是富可

發性高血壓患者還是得每天吃藥降

例如通過分子或細胞層級的篩選可

敵國的大型藥廠,跟我們在電視上

血壓、皮膚再怎麼保養老了就是老

以申請專利,通過了疾病模式動物

常看到的那些生產學名藥的「藥

了。看久了,信心再怎麼堅強都會

的測試也可以申請專利,但是這些

廠」,是完全不同層級的藥廠。

疲乏。

許多學研成果在初級模式動物身上看到效果就開始宣傳,民眾缺乏背景認知,長期下來很容易對此失望而失去信心。(123RF)


16 二○二一年三月十五日

學研新聞受到的質疑

科技報導

重磅快評 對於這樣的質疑,發布這些文

是記者、編輯不懂隨便亂下,或是

遠的不說,在疫情蔓延的這兩

宣的學研單位應該會辯解說,攤開

記者、編輯為求醒目而故意扭曲

年,這類誇耀成果的學研新聞在臺

他們所寫的內容來看其實是中規中

的;我們在記者會、在新聞稿中說

灣的媒體也沒少過,但臺灣目前的

矩的,如果嚴格的挑剔,頂多只是

得很清楚啊,都有寫說那些是「未來

正常生活靠的是綿密的公衛作為以

沒有把裡面的專有名詞解釋得更詳

可以」、「極可能有關」、「預計創

及民眾的自律,與那些號稱發現治

細、研發的過程沒有交代得更清

造出」、「很有機會成為」、「即將

療(預防、檢測)瘟疫的特效藥

楚、也沒有把延伸應用的侷限性說

進入」的事情,寫的是合理的期許

(疫苗、方法)幾乎無關,因此這

明得更完整;但是裡面絕對沒有故

與展望,並沒有刻意欺騙民眾啊!

類的新聞在廣大民眾心中所造成的

意誇大,更沒有把沒有做或是做不

的確如此,而且似曾相識:基

印象,到底是臺灣學術界厲害的人

到的事情硬寫成已經完成了。而那

本上臺灣的政客也都是這樣地「誠

多,還是臺灣學術界騙人的人多?

些在一般媒體所看到的聳動標題都

實」與民眾溝通。我們在各種選舉 的文宣與造勢場合早已看過、聽過 太多這類的話術。 當然,科普傳播並不是科學教 育,裡面的內容不可能那麼鉅細靡 遺地交代所有細節並且將所有的優 劣並呈。這些學研單位所發的文宣 目的也不是為了科普傳播,只是要 讓社會大眾知道他們已經完成了哪 些研究,而那些研究又有什麼樣 的價值。然而這些研發的過程與成 果,絕大部分本質上均屬於科學事 務,也因此,文宣的內容必定牽涉 到科學知識的描述與應用的詮釋。 若從這個層面來看,不論學研單位 自己怎麼認定,事實上這些研發成 果的傳播,即是科普知識的傳播。

重視大眾溝通, 選擇適當的時機 我的建議是,這類針對普羅大眾 的研發成果文宣不是不能發布,但 要注意「發表的時機」;亦即,在 針對大眾發布研發成果文宣,應該考量時機,避免與一般民眾的理解有太大的誤差才適合 發表。(123RF)

發表之前必須檢視目前已有的研發 成果所能夠解釋的事情或是應用的


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項目,是不是已經達到一般民眾可

二○二一 年三月十五日

重磅快評 的公眾發表內容。

17

也還是需要知道造假的圖片到底是

以理解,或是,已經跟一般民眾的

然後,不要把報導失真的錯誤都

關聯到什麼事情,寫起來才不會心

理解落差不會太大,只需要再稍稍

推給記者,學術圈有責任提供更多

虛。我覺得黃光芹的確提出了很中

補充說明即可的程度?若是,那才

的資訊供記者參考。

肯的理由,臺灣的科學界,在跟大

是可以對公眾發表的時機。

在2017年筆者報導臺大論文造

眾溝通這部分的確做得很差;以前 我們不知道這樣的溝通障礙,對學

舉例來說,如果今天一個新藥的

假案期間,有天上午聽到黃光芹小

研發階段已經到達進行臨床試驗的

姐在廣播上訪問中央研究院基因體

工作了,那麼,這個新藥接下來的

研究中心研究員阮麗蓉,節目尾聲

有多大,因為造假案,我們有一個

發展進程就比較能夠清楚地跟民眾

黃光芹提到,不是媒體不想報導論

慘痛的實例。

解釋,不論成敗,將來也不會與民

文造假的新聞,而是此事的文獻門

選擇適當的時機、發表詳實的內

眾對此新藥發展的了解落差太大;

檻太高,即便翻譯了每個英文字,

容、不畫大餅、不造神,希望臺灣

但如果研發的階段還只是在模式動

對於非生物科系出身的記者而言,

的學研成果給民眾的觀感都是好感

物有效的階段,連毒理試驗都尚未

根本無從瞭解起。雖然阮麗蓉一再

與期待。

進行,那麼此成果就只適合在專業

跟黃光芹說明可以不用了解內容,

的學術研討會、大學課堂或是演講

只需看圖片造假的部分;但就報導

廳中提提,不適合作為不特定對象

者的角度而言,在落筆之前,記者

術界以及一般社會大眾來說,影響


18 二○二一年三月十五日

科技報導

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從網紅與醫生的網路論戰談科學素養 李岳倫

任職於國家衛生研究院癌症研究所、國衛院「衛普ㄒㄧㄢ知」科普媒體總編輯、「李岳倫癌症

科學素養研

究室」臉書專頁主持人

由於資訊網路時代的來臨,資 訊爆炸,再加上最近全世界皆有民

否有能力正確解讀資料並做出正確

網紅介紹並實測該方法認為可行,

的判斷呢?

卻遭醫生撻伐,雙方各執一詞拍影

粹、反智識的趨勢,大家往往將就

舉個最近非常夯且還在延燒的

片互嗆。詳細內容,這邊就不蹭熱

相信網路上快速找來的資料,更甚

議題,今(2021)年農曆年期間發

度,讀者可自行去搜尋,論戰最終

於專業正確資訊。然而,就算從網

生網紅與醫生對「肝膽排石法」這

以網紅下架影片、道歉落幕。深入

路上找到專業的資料,一般大眾是

項非主流治療的可信度進行論戰,

了解,網紅為何無法說服對方?雖

法國畫家大衛(Jacques-Louis David)所繪的知名油畫作品《蘇格拉底之死》。(public domain)


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二○二一 年三月十五日

19

網紅反駁,有用Google大神引經據

讀實驗意義,也犯了一些邏輯上的

態度,並將基本的科學涵養、教養

典,也提出科學論文,試圖說服

錯誤,以文章所舉的個案當作反駁

訓練,實踐在日常生活中,且有能

對方及群眾。而無法站住腳的部分

論點(以偏概全),導致無法捍衛

力持續自我學習、改變並進步的能

大概有二:首先,就是對很多人來

自己的論點。簡而言之,是因為對

力。那「科學」的內涵與本質又是

說,Google和Wikipedia維基百科,

如何透過研究方法及實驗設計,進

什麼?可從科學知識、能力、與態

的確是取得資訊的重要來源,但其

而推論因果關係與結論等相關科學

度三個面向來探討。

內容並非全然正確。即便是我平常

素養不甚理解的原由。

科學之知識面,可簡單理解為

找陌生資料,也會先到這些網頁先

「一個追求接近真理(但不是絕

瞭解個大概,再進一步找專業資料

對真理)的知識體系之過程,是

來確認,但我能夠盡量讓自己對獲

科學的內涵與本質

一種活動行為、是一種建構並批

得資料高度警戒、保持懷疑,而非

談到「科學素養」,可拆成「科

判懷疑系統性知識的程序,以求科

第一時間全然接受Google或維基百

學」與「素養」兩個元素。素養也

學知識的進步」,所以是基於客觀

科提供的資訊。再來,網紅雖提

許好理解,素養為有受過教育、有

事實推理所建構的一個知識體系

出《刺胳針》(Lancet)的專業文

教養的人所具備的基本修養與知

(理論)。科學之能力面,藉由學

獻,但卻因專業知識不足、對科學

識。所以,「科學素養」可詮釋

習科學方法過程,掌握一種看待世

方法的不正確理解,造成他錯誤解

為:獲得基本的科學知識、能力、

界和解決問題的方法。科學方法是


20 二○二一年三月十五日

重磅快評

科技報導

一套有系統地尋求知識的程序,涉

知識,如此便能掌握新知邊界的範

實驗,既然人生不斷在做實驗,掌

及了以下四個步驟:問題的發現與

圍,就知道該相信誰講的,該懷疑

握相應正確的方法就很重要,所謂

陳述、假說的形成與測試、實驗數

誰說的。

「工欲善其事、必先利其器」。也 許有些問題還沒有答案,但是能學

據的收集、結果與理論的建立。這 是目前人類所掌握最能準確描述我 們世界的各種規律,然後持續不斷 進步的方法。科學之態度面,當在 利用科學方法追求知識之過程,必

科學素養的生活實踐 啃完科學哲學硬骨頭後,回到 「科學素養」,繼續回答為什麼需

習科學家們在尋求答案過程中的種 種心思和態度,也能受用終生。 接下來問題是,我們如何運用

要培養「科學素養」?對於一般不

科學素養?如何將科學態度與精神

是科學家的,科學素養就是對科學

在社會與生活中實踐?若是一般民

方法有基本的認識,學習科學精神

眾,不是科學家,為何需要科學素

Descartes, 1596~1650)承生理實驗

與態度。更重要的,我們人生、工

養?因為面對科技變遷所引發的新

學之父哈維(William Harvey)的開

作其實也是一種科學實驗、也是一

問題,我們不能只依賴科學家提供

創實驗法後,集其大成所建立的。

種選擇,我們常遇到各種問題,要

解決方法,這部分我們留到文末來

他提出知識懷疑論來實踐獲得科學

知道如何分析,嘗試不同的方法解

討論。另一方面更糟的是,科學、

知識的過程,利用事事懷疑的態

決,用錯了方法要修正,然後選擇

科技在進步,沒有提高科學家的地

度,並以科學方法找到接近真理的

做出決定。我們在各個領域都在做

位,現今反倒形成了一個不信任科

須秉持的懷疑論思考原則。科學方 法論與懷疑論是由笛卡爾(René


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二○二一 年三月十五日

重磅快評

21

學家(專家)、不需要科學素養的

除了應盡可能多針對高中或大學學

益,忽視了整體的長遠利益。還有

時代!不只臺灣,君不見現在世界

生進行「網路媒體識讀」的訓練,

一個重要問題,在於科學家與公眾

是處於一個「去專業化」的時代。

也應強調用科學方法「找資料」這

之間缺乏溝通橋樑,大眾若不了解

不相信?其實從最近許多書都是討

件事情。另外如果科學家、專家想

科學成果的社會效應,難以發揮應

論這個議題可見端倪,比如,《專

要抨擊這些網路謠言讓學子們明白

有的監督作用。

業之死》、《反智》等書都在探討

正確的資訊,最好的方法就是好好

近年「網路鄉民意見更勝過專家」

地寫一篇科普文章迎戰!

科普三境界

的狀況。清華大學生命科學系助

接著從科學家端與人文社會責

綜合上述,大眾與年輕學子的基

理教授黃貞祥經營的「GENE思書

任之關係來看。科學家的天職,是

本科學素養,需要足夠的終身科普

齋」都有專文介紹這些書籍,歡迎

發現問題、並利用創新方法來解決

學習與學生的科學教育。有關「科

去看看〔註〕。因此,我認為在這樣

問題,同時探索新知以造福人類。

普」,想借用《萬萬沒想到:用理

的時代,我們更應該學習以科學方

除此之外,也教育我們的下一代如

工科思維理解世界》作者、科學作

法找到接近真理的知識,就知道該

何解決問題,去探索新知識,以面

家萬維鋼老師的科普文章三境界來

相信誰。

對未來傳染病醫療與環境氣候變遷

說明。

而對學校學生端而言,這是一個

問題的嚴峻挑戰。而科學家的社會

第一境界是科學知識。的確,有

長期的教育扎根才能改善的議題。

責任,不能只著眼於局部和暫時利

些科學知識可以破除迷信,有些科


22 二○二一年三月十五日

科技報導

重磅快評

學知識在日常生活中非常有用,比如某種物質致癌。但這

就有力量了,也就是所謂「知識就是力量」,知識

些科學知識純屬基本敘述資料,比如說太陽系到底有九大

產生力量的意思。一個人如果掌握很多科學思想,

行星還是八大行星、望遠鏡是誰發明的等。不過,這些知

他就對這個世界有個正確的看法態度,就知道什麼

識內容都不值得專門寫文章,透過網路搜尋引擎就能輕鬆

東西值得追求。所以,要讀「懂」一篇科學論文,

找到答案,它們只適合給文章做素材,否則你只是在寫維

絕對不是只讀一篇而已,還要了解這個科學作者之

基百科而已。這類的科普文章讀起來就沒什麼意思,不是

前的研究脈絡與在整個領域的角色與地位。

我們的目標。

第三境界是科學本身。現代科學越來越專業化,

第二境界是科學思想與態度。有知識不等於有思想,知

科學家距離大眾越來越遠,這對雙方都不好。因為

識只是一些分散的點,而思想則是包含點與點之間的前因

面對新問題,當問題本身就是科學技術時,不能只

後果、來龍去脈,是一個故事,還可以是一套方法論。比

依賴科學家提供解決方法,科學家認為轉殖基因食

如說,你告訴我致癌基因會致癌,有myc 、有ras,這只是

品無害,大眾就能相信轉殖基因食品無害嗎?科

一個知識,但如果你告訴我這些致癌基因的發現歷程、致

學家說自己的研究有多重要,大眾就願意政府將納

癌機制、與其他癌症治療方法的關係,那這篇文章就很有

稅人的錢撥給你嗎?想要取得大眾認同、理解與支

意思了。讀者從文章中得到的就不僅僅是知識而已,更是

持,必須嘗試把科學本身的邏輯解釋清楚,用淺白

整個思維的樂趣,再變成價值觀。而且思想可以借用、可

易懂的語言,讓一般人能夠了解、能獨立思考,自

以類比、可以跟別的思想組合、可以作為工具和武器,這

己做判斷。現在國內兩個學術單位,中研院的「研 之有物」與國衛院的「衛普ㄒㄧㄢ知」科普媒體, 都在嘗試扮演科學傳播的橋樑角色。 最後,以《反智》這本鍛煉批判性思考的書作結, 希望科學思維素養能激出我們實事求是的精神,能破 解媒體和網路上一堆謬誤,不懶惰地隨波逐流。否則 若我們做一個不理智地思考的人類,與「不理性的 猿」何異?

本文改寫增補自「李岳倫癌症/科學素養研究室」 臉書專頁之〈科學素養系列之三--我們為何需要科 學素養?如何將科學態度在社會與生活中實踐?〉

〔註〕「GENE 思書齋」中關於《反智》一書的書評文〈反智的猿〉:

https://skygene.blogspot.com/2021/02/the-irrational-ape.html; 關 於《專業之死》一書的書評文〈專家專業之死〉:https://skygene.

blogspot.com/2018/12/the-death-of-expertise.html。 延伸閱讀

1. 李岳倫癌症/科學素養研究室:https://www.facebook.com/Dr.alanylee 2. 國家衛生研究院「衛普ㄒㄧㄢ知」:https://science.nhri.edu.tw


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科技人文

二○二一 年三月十五日

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科學家為電磁波辭窮? 先釐清可能、風險與福祉 林基興

科學月刊社董事與清華大學通識教育中心兼任助理教授

2007年,世界衛生組織(World

如,電磁波可能致癌。這類說辭彈

才稱有定論嗎?即使在今天,科技

Health Organization, WHO)電

性十足,反正,結果不論是否傷

先進的美國仍有個「地球是平的」

磁計畫(The International EMF

人,均沒講錯話,因「可能」容許

組織,罔顧包括太空船拍照「黑色

Project)前主席雷帕喬利(Michael

各種結局。其次,這些情況往往

宇宙中一顆藍色星球」等不勝枚舉

Repacholi)與國際非游離輻射防護

無法釐清或定量,例如,風險的程

的證據,反對地球是圓的,堅持宣

委員會(International Commission

度、劑量與致病的關係。

稱地球是平的。諸如此例,要等到

on Non-Ionizing Radiation Protection,

美國哈佛大學物理學家威爾森

ICNIRP)主席威克雅(Paolo

(Richard Wilson)解析「可能」的

由科學哲學的角度,多數人採認

Vecchia)等人來臺,認為臺灣反電

意思:若說有隻狗在紐約鬧區第五

科學為可否證的(falsifiable),要

街奔跑,你會認為這是可能的;若

求「有定論」實為不解科學本質。

磁波的情況屬全球最劇烈。遭殃的 是我國電力設施、基地台、氣象雷

何時才能無異議而稱定論呢?

換成獅子,你雖很懷疑但還認為這

針對電磁波的生物效應的研究

是可能的;若換成恐龍,你會嗤之

已經持續七十年了,相關單位諸如

反電磁波最後的結果,其實可

以鼻,認為太離譜了,但在某觀點

國際非游離輻射防護委員會和電機

說是「適得其反」。例如,抗爭將

而言,還是可能的,只是可能性低

電子工程師學會。WHO成立國際

基地台趕遠或拆除,除了浪費資源

到不足以信。

電磁場計畫(WHO EMF Project,

達站等,平均每年損失以億元計。

外,只是使得附近的手機用者受到 更強的電磁波,因基地臺愈遠,手 機要發出 強的電磁波,才可通訊。 為何反對呢?主因是不瞭解。 因此,相關科學家需要出面教育與 溝通。科學自有一套嚴謹邏輯,例 如,科學無法證明(絕對) 無害, 但民眾若要求保證無害,科學家能 用庶民語言見招拆招嗎?

「可能」的意義 許多反對者常說「可能」,例

除了以「可能」質疑科技,反對

1996-2007),關注直流電靜電磁

者也常將「無定論」搬出來。1997

場、極低頻的電力、中頻的手機

年,美國國家科學院(United States

基地台、稍高頻的雷達、加上電

National Academy of Sciences, NAS)

磁過敏對人體的影響。從1999年

的報告《暴露於住宅區電磁場的

第226號文件〈雷達與人體健康〉

可能健康效應》(Possible Health

(Electromagnetic Fields and Public

Effects of Exposure to Residential

Health Radars and Human Health),

Electrical and Magnetic Fields)提

到2014年的第193號文件〈手機〉

到,即使抽菸致癌可說已鐵證如

(Electromagnetic fields and public

山,但還是有人反對;旁觀者能因

health: mobile phones);加上最新

此說,抽菸是否致癌「無定論」

2020年的聲明,這些研究均顯示

嗎?需要到社會每人均同意某事,

「在國際規範下,電磁波無害健


24 二○二一年三月十五日

科技報導

科技人文

康」,可說是鐵證如山。雖說當然

「抓大放小」是上策,否則如何平

地台,在通訊的重要性極高,甚至

還是有「可能」被後來的證據推翻

心過日?

可說是救人無數。

或否證,但機率太低。加上美國國

安全是無止境的連續概念,層層

家科學院等全球科技單位與政府部

投資的防護有助於更安全,但成本

會的聲明,要推翻這麼證據權重的

效益呢?值得嗎?

結論,實在太難了。因此,在實用 上應該要已經夠了。

人生的一些風險是可忽略的、 或甚至是應當負擔的。例如,1977

難以證明的(絕對)無害 在另外角度來看,要求定論如同 要求證明(絕對)無害。證明是否 安全為嚴謹的科學問題。

生物物理學家另可回應民眾最關

年諾貝爾生醫獎得主,專長為放射

首先,科學可證明有害,只要

注的罹癌問題:上述這些電磁波的

免疫的耶洛(Rosalyn Yalow)就指

拿出有害個案即可。用庶民語言來

能量,均無法游離電子,怎能致癌

出,美國婦女因怕輻射而不敢做乳

說,證明有錢,只要拿出錢來;但

呢?例如,比起室內光,通訊電磁

癌篩檢,結果,乳癌為婦女癌死首

要證明我沒錢很難,因要窮盡所有

波強度約僅五十萬分之一,能量太

因。其實檢查劑量在安全規範下,

地方,搜尋我口袋、床下、銀行、

低,不可能傷人。

是可忽略的風險。

海外親友等,沒完沒了。

最後,除了考慮風險,也應納入

其次,軼事或例證均非證明,

福祉做考量。討論諸如高壓電纜、

亦即,不能只看單一(或少數)個

人生風險超多,包括浴室跌倒、

手機基地台、氣象雷達等應用,往

案,而需相當數量的樣本,經隨機

空氣汙染、流感與新冠病毒、車

往著重其產生的、科學至今聲明無

取樣與統計檢定等方法驗證。

禍、火災。每人資源與心力有限,

害的電磁波風險;實務上手機與基

人生充滿風險

第三,時間確為重要因素。是

電磁頻譜:從左方低頻電力的電磁波,向右到較高頻電信微波等的稱非游離輻射。光的右方為游離輻射。(作者自製)


SciTech Reports

科技人文

二○二一 年三月十五日

25

World)中提到:鑑於「無法證明為 負」(negativity,例如無害),第2 組分類已成流行病學垃圾場。

手機與基地台的困惑 2019年5月,嘉義大學為平撫鄰 居民雄農工抗爭基地台,而在網站 公佈「衛生福利部國民健康署電磁 波宣導專區」:電磁波到底會不會 對人體的健康帶來負面的影響,國 內外之科學界至今仍無確切定論, 人生的風險超多,資源心力有限只能「抓大放小」。(123RF)

尚需進一步做長期的追蹤與探討。 其實,如前面所述,包括WHO等的 全球公信力聲明,多年來不可勝數

有可能時間久了才出現問題,包括

「不確定致癌」、以及第4類「可能

致癌(通常)需要多年時間。但在

不致癌」。

地多。國健署未察讓國立大學引述 徒增疑慮與抗爭。

另一角度,這種疑慮豈不將「所有

IARC分類所依據是風險的證據

藥物,甚至食品、器物」全擱置架

強度,並非風險的程度。某個能增

上,堆放幾十和百千年再說?則哪

加十倍罹癌風險的東西,有可能和

來研究發展、改進呢?新建房子或

輻射防護委員會:科學證據漸漸驗

某個只稍微增加一點罹癌風險的東

證成人使用行動電話導致腦瘤的假

西,分到同一等級。此一分類並未

說」,其下的結論是:即便還有許

傳達某樣事物可能有多危險。用庶

多關聯性尚未確定,但逐漸累積的

相較於電磁波,生活中,處處存

民語言比喻:香蕉皮會導致事故,

科學證據漸漸驗證成人使用行動電

在已知更高的風險,例如,廚房瓦

實際上很少發生。但照IARC分類

話導致腦瘤的假說。

斯與菜刀絕對安全嗎?走路與行車

法,香蕉皮與汽車分在同一類,即

呢?其風險均遠大於電磁波的。

經查,上文譯自國際非游離輻射

均導致事故。癥結在於該署分類

防護委員會,2011年7月1日刊登於

時,並不評估風險(機率)強度本

《環境衛生觀點》(Environmental

身,而是根據證據強度。

health prespectives)之文〈行動電

橋樑等人造物沒等十年或五十年驗 證牢固則不能住或使用嗎?

「可能致癌」嗎?

接著,國健署在「國外機構立 場聲明」項下,放置「國際非游離

國際癌症研究署(International

其分類方式弄得「怨聲載道」,

話、腦瘤與國際電話研究:現況〉

Agency for Research on Cancer,

例如,英國生物物理學家與2014

(Mobile Phones, Brain Tumours and

IARC)是WHO的下屬單位,其工

年「挺身維護科學獎」得主葛萊

the Interphone Study: Where Are We

作之一是人類致癌物的分類:第1

斯(David Grimes)在近著《反

Now?)摘要結論的正確翻譯是:

類「確認致癌」、第2A類「可能

智》(The Irrational Ape:Why

「雖然仍有些不確定,累積中的證

(probable)致癌」、第2B類「稍

Flawed Logic Puts us all at Risk and

據趨勢更加駁斥『使用行動電話會

可能(possible)致癌」、第3類

How Critical Thinking Can Save the

導致成人腦瘤的假說』」亦即,國


26 二○二一年三月十五日

建署的中譯與原文意思相反。 由上可知,國健署的資訊不正 確,使得嘉義大學由此以訛傳訛。

科技報導

科技人文 沒採用「雙盲」方式、「回憶」之

家所能做的最大限度與最明確的聲

前電磁波暴露情況、不知如何界定

明。但民眾大抵不知WHO的聲明,

「高」與「低」電磁波。

因只公布於網站,不像其下屬IARC 召開記者會廣傳,而「致癌」之聲

至於我國另一個部會,環保署

環保署引述WHO322號文件,卻

「非屬原子游離輻射管制網」有關

沒引述到其關鍵字句:「權衡整體

「電磁波知識」的頁面則提到:

的證據,不足以證明兒童白血病與

「 …… W H O 於 第 3 2 2 號 文 件 中 指

極低頻電磁波相關聯。」因為科學

出,短期曝露於高強度極低頻電

無法證明無害,這是IARC的上司

磁場造成之健康危害已獲科學證

WHO所能做出的最明顯澄清聲明。

「知」的權利。例如,2016年,臺

實……」。其實,文件中已證實的

目前對於電磁波是否會致癌,深

灣電磁輻射公害防治協會抗議台電

「高強度極低頻電磁場造成之健康

具公信力的國際組織,包括美國國

變電所電磁波會致癌,但無告示。

危害」只是電刺激,而且是在日常

家科學院(1997年)、國際非游離

其實,人體自產電流,如心電圖與

生活環境所遭遇的千倍或萬倍以上

輻射防護委員會(2001年)、美國

腦波圖所示;與外界高壓電線引發

才可能發生。

國家衛生研究院(2002年)、英國

的感應電流相比,人自身產生的約

國家輻射防護署(2004)、美國物

高千倍。因此,若要標示電力設施

理學會(1995年與2005年),均聲

電磁波有害,則人人應先標示自己

後文並提及,IARC於2002年發

明缺乏相關證據。另外,美加等國

才對。

表人類致癌風險評量專題論文集

不制定極低頻電磁波的安全規範,

同年,美國加州柏克萊市

〈靜態與極低頻電磁場〉,依照彙

因其風險太低,沒必要管制。若再

(Berkeley)立法「手機知情權」

整分析可信研究的結果,將極低頻

考慮電力設施的好處,則福祉遠遠

條例,業者需警告「手機若聯

磁場歸類為2B級。2B級指「稍可能

大於風險。

網……你暴露於輻射可能超過國家

電磁波「致癌」?

聳動催淚;難怪,世人只知恐慌。

知情權與標示? 反對者要求標示,因民眾有

(possible)致癌物」,則民眾可能

2011年5月,IARC聲明,手機與

因而害怕極低頻電磁場(通常是電

基地台的電磁波,歸類為稍可能致

其實,核准上市的手機,使用時

力相關)。但WHO第322號文件中

癌物(2B)。結果,全球哀鴻遍

其釋出電磁波值遠低於國家標準。

提到的可能致癌,只有「流行病學

野,畢竟,幾乎人手一機、處處可

另外,光的能量遠超過手機與基地

研究,顯示住宅平均磁場強度超過

見基地台。

台,則依知情權法規,應先標示自

0.3至0.4微特斯拉,兒童罹患白血病 的風險增為兩倍」。

反對者喜歡引述此聲明藉以抗

標準」。

家的照明燈泡。

爭;例如,基地台需絕對無害,否

標示具警告性質,會使民眾誤以

全球擔心電力電磁波致癌的「始

則要拆台。但該署的上司WHO,一

為危險,就像香菸標示尼古丁值。

作俑者」,是1979年美國公衛學者

個月內(2011年6月)隨即發布第

WHO文件聲明,在國際規範內,

威海莫(Nancy Wertheimer)等人

193號文件聲明,至今無證據顯示手

電力電信與雷達電磁波並不傷人,

的論文,宣稱住屋在高電磁波的兒

機與基地台的電磁波有害。因科學

哪需標示?主張知情權者,應多花

童,罹患白血病的機率是住屋在低

無法證明(絕對)無害,不能否定

心力瞭解電磁波的科學、研讀WHO

電磁波的一至三倍;但該研究有嚴

「可能有害」,科學家只能年復一

等公信力單位的聲明;那才是真正

重缺陷,包括缺乏「隨機取樣」、

年地聲明(至今)無害,這是科學

「知情」權,而非影射「知情權」


SciTech Reports

科技人文

二○二一 年三月十五日

27

等於「標示這裡有電磁波」等於

對「難解」科技不安之因應在源自

律。目前,急需成立具有公信力與

「看到標示就要抗爭或拒用」。

不解。

公權力的組織,以力挽狂瀾。

自由的社會,人人可發言,但證

相關的科學家需走出象牙塔,與

據的強度如何呢?證據權重決定可

庶民溝通。本文論述包含小市民心

信任度,通常這和專業程度習習相

聲與科學哲學,應可助益釐清「詭

子:基改食品是否安全?英國皇家

關。筆者接觸許多反對者,體查他

辯」質疑的難題。

醫學會、美國醫學會、美國國家科

們欠缺應具的科學素養,常無力分

學院、歐洲科學院與食品安全署、

辨科研的良窳,又從一般媒體學習

WHO等均聲明安全。深具公信力

電磁波,現買現賣,也許動機是正

的美國公益皮優(Pew)研究中

義感或過度的風險觀;引述的資訊

心,2015年民調顯示,88%的科學

來源,往往不是WHO或國家科學院

家認為安全、37%民眾認為安全。

之類深具公信力的單位。

專業的程度、證據的權重 舉個專業知識「很要緊」的例

可知,基改專業(WHO專家等)

電磁波的健康效應,需要相當的

均認為基改食品安全;美國科學界

心力與時間瞭解,此「門檻」導致

八成八(也許非基改專業者有疑

許多誤解與抗爭,傷害社會甚鉅。

慮?);大眾則只三成七。因此,

科學教育需及早與普及;媒體需自

〔註一〕本文電磁波(場)指電磁頻譜的「非 游離輻射」部分。其健康效應可參閱 WHO:

https://www.who.int/peh-emf/publications/ factsheets/en/ 〔註二〕感謝電機電子工程師學會(IEEE)電 磁安全主席周重光博士校稿。


28 二○二一年三月十五日

書適圈

科技報導

J 粒子的發現-《科學的人文》

我第一次見到丁肇中博士是1967年在史丹佛大學的

家議論紛紛,很熱鬧。

高能物理學會舉辦的國際電子光子會議(Electron and

緊接下來的演講者居然是一位華裔教授!在當時,丁

Photon International Conference)上。當時我在加州柏

肇中(Samuel Chao Chung Ting)這個名字幾乎沒有人知

克萊大學攻讀博士,即將完成博士論文,特地來參加會

道。他身材高大魁梧,眼睛炯炯有神。他一上臺,目光

議。而丁肇中是那次會議的主講者之一。

掃視全場,會場漸漸安靜了下來。他開始不疾不徐地說

開會前,我在《物理學快報》上看到一則消息:康

話,句句鏗鏘有力,將他的小組的實驗結果一一列舉,

乃爾大學研究組的報告宣稱,物理上最基本的量子電

一步一步地證實,他們的實驗結果與量子力學的結果預

動力學(Quantum Electrodynamics,簡稱QED)已被推

測完全符合。而且實驗結果比史丹佛和康乃爾兩所大學

翻。這對科學界的震撼和影響非常之大,比李政道和楊

的實驗結果都要精確。也就是說,他證明了前兩所大學

振寧推翻弱作用力(Weak Interaction) 中的對等性定律

的實驗都是錯誤的!

(Parity Violatio)的影響更驚人。因為量子電動力學是

丁肇中演講一結束,立即引起全場再一次騷動。大

最基本的科學,是電動力學的一種,符合相對論的量子

家對這位華裔科學家的研究佩服萬分。日後丁肇中經常

領域理論。

說:「會議後,史丹佛小組想要撤回他們推翻量子電動

量子電動力學用數學描述所有光與電的交互作用,及 帶電粒子間通過光子或電子交換的交互作用現象。量子

力學實驗證據的論文,但被會議主席拒絕了,因為學會 嚴格規定,凡是已經提交的論文,一概不准撤回。」

電動力學被稱作「物理學的瑰寶」,因為它能非常精確

我費了九牛二虎之力,才得到丁肇中的演講報告,帶

地預測所有低能量或大距離的現象。有如電子與μ輕子

回柏克萊大學。在接下來的幾天裡,我都抽出時間在校

(Muon)的異性磁矩(Magnetic moment)的大小及氫

園裡細心研讀,仔細思索,為什麼丁肇中的實驗既精確

原子能級的藍姆位移(Lamb Shift)。

又可靠呢? 我逐漸悟出一個道理,丁肇中實驗用的一

量子電動力學是理查.費曼(Richard P. Feynman)、

套儀器,是水平雙臂質譜儀。這套儀器運作簡單,信號

施溫格(Julian Seymour Schwinger)和日本科學家朝永

強,背景弱,與其他兩所學校的儀器相比,確實有很多

振一郎(Sin-Itiro Tomonaga,〔註〕)研究出來的理論。

優點。但我也發現這個儀器有些地方還可加以改進,這

由於他們研究量子電動力學的貢獻,於1965年共同獲得

奠定了我日後設計儀器以發現J粒子的基本構想。於是

諾貝爾獎。如果他們的量子電動力學被推翻,那在高能

我寫信給丁肇中,表示對他的崇敬,並表示願意加入小

物理領域就幾乎不存在理論物理了。

組,共同合作。

所以我饒有興趣地參加了這次大會。在大會上,美國

丁肇中遂約我在史丹佛大學會面,這是我們第二次見

東西兩所名校史丹佛和康乃爾的研究實驗皆證實量子電

面。這次他帶來一位德國學生貝克(Utrich Becker)。

動力學被推翻之後,整個大會廳頓時變得異常嘈雜,大

他們倆問我:「你對我們的將來會有什麼貢獻?」


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書適圈

我回答:「你們所用的儀器固然非常優秀,但是有缺 點,我有信心能夠設計出一套更精準的儀器。」 顯然我自信的回答成功地說服了他們。當時急於趕回 德國漢堡實驗室的丁肇中當場表示,很高興與我合作, 希望我參與他們的研究工作。 就這樣,1968年底,我完成加州柏克萊大學的博士論 文答辯和考試,並獲得博士學位之後,我和妻子世善帶 著剛出生三個月的欣宇,便動身途經紐約趕往漢堡實驗 室。

二○二一 年三月十五日

29

大學的老同學丘君盛情款待我們。那時英國劍橋大學的 宿舍內沒有暖氣,只有一個小電爐,我蓋了六床毛毯還 是凍得發抖。 終於可以飛德國了!美國物理學家比爾(William Bertram)親自來機場接我,並安排我們一家住在德國 電子同步加速器實驗室裡的招待所(Deutche Electronen Synchrotron,簡稱DESY)。 比爾是丁肇中實驗室的第二負責人。他大概三十歲左 右,身材高瘦,褐髮褐眼,眼睛閃閃發亮,皮膚蒼白,

不料德國對持中華民國護照者辦理簽證的進度極端緩

聲音柔和,充滿幽默感,散發智慧之光。他菸癮很大,

慢,儘管麻省理工學院出具了書面證明書,漢堡實驗室

不時抽著煙斗。接下來的幾天裡,比爾專程駕著一輛法

也出具了邀請函,可是德國仍遲遲不發簽證給我。我在

國雪鐵龍雙馬車(CITROEN Deux Chevaux,法語意雙

紐約足足等了一個月,又在英國劍橋大學等了幾個星期

馬)接待我們。這輛法國洋鐵皮汽車有極軟的彈簧、帆

後,才得到德國大使館的簽證通知。我從溫暖的加州到

布天窗,由薄薄的洋鐵皮製成,帆布椅子由簡單的金屬

冰天雪地的英國,凍得渾身發抖,記得當時我很無奈地

管架固定在車板上。這是我有生以來第一次看到如此獨

買了平生第一件羊毛大衣。在劍橋大學時,我在柏克萊

一無二的汽車,真像坐馬車似的。


30 二○二一年三月十五日

書適圈

科技報導

比爾駕駛著這輛別緻的汽車帶我們全家參觀漢堡各處

儘管我和丁肇中都來自臺灣,擁有共同的母語,然

的景點,飽覽了植物園和花園(Planten Und Blomen)

而,丁教授只說英語,他從未對我說過中國話。他的父

的奇花異草,對漢堡庭園藝術化的燈光設計讚不絕口。

親是著名的土木工程學家丁觀海,和妻子王雋英在美國

五顏六色的噴泉配合古典音樂飛旋舞蹈,當時在電子操

進行學術訪問時,生下了丁肇中。他出生後不久就隨父

縱器發明之前,能有如此精確的機械操控,實在令人佩

母回到中國,卻遇上中國戰亂,十二歲時隨父親到了臺

服。漢堡是德國最大的港口,二次世界大戰期間被聯軍

灣。我們都是就讀臺北的建國中學,他是我的學長。畢

轟炸,整個城市變成一個大火爐,大多數街道的柏油燃

業後,丁肇中想報考他父親任教的臺灣大學。大學聯考

燒,使得漢堡處處斷壁殘垣,到處可見戰爭的傷痕。我

放榜時,他和同學一起在收音機前聽結果,當他得知沒

們實驗室的外面即是一大片的廢墟。

考上第一志願臺灣大學時,以拳頭猛擊桌子,差點把收

我們的招待所是一棟五層樓的建築,正式的名稱為居 住機(Wohnetron)。作為加速器(tron)預算與財政的 一部分,這樣的「招待所」更容易得到政府的批准與資 助。公寓麻雀雖小,五臟俱全,一切陳設設計精緻,每 一種家具都可以做多種用途, 居家相當舒適。庭院四周 花木扶疏,有蓊蓊鬱鬱的樹林和闊大的草坪,還有魚池 及小溪流水。從公寓僅僅幾分鐘即可走到辦公室、自助 餐廳和同步加速器實驗室。 當時我的月薪大約是七百美元,比我妻子在加州帝國 醫院當助理統計員的薪水還要低許多,但是可豁免美國 的所得稅,加上當時一塊美元可兌換五個馬克或者瑞士 法郎(現在一塊美元兌換不到一塊瑞士法郎),所以我 們在德國的生活過得還頗為寬裕。抵達漢堡不久,我就 買了一輛德國製的嬰兒車,設計精巧、輕便又具多種功 能,既可當嬰兒車,又可買菜用。我的太太世善經常推 著兒子欣宇在附近露天市場買菜。有一天,我們一家三

音機打翻了。同學大為吃驚,沒料到他的反應竟會如此 激烈。他考中臺灣省立工學院機械工程系,也就是現在 的臺南成功大學。在成功大學讀完一年級後,他就懷揣 一百美金回到出生地美國,在密西根大學繼續讀大學與 研究生,獲得數學和物理學碩士學位,又在密西根大學 物理研究所獲得博士學位。 我們組裡包括合作項目,全部師生總共十二位:阿 爾文斯萊本(H. Alvensleben)、貝克(U. Becker)、 威廉.貝特拉姆(William K. Bertram)、柯恩(K. C o h e n ) 、 納 賽 爾 ( T. M . K n a s e l ) 、 馬 歇 爾 ( R . Marshal)、昆因(D.J. Quinn)、羅德(M. Rohde)、 桑德斯(G.H. Sanders)、丁教授和我。 柯恩比我早幾個月加入研究組,負責向量媒介子生產 強子的實驗資料分析。有一天,他手上拿著一份六寸厚 的電腦列印程式,向我訴說他最近情緒低落,因為他已 經找了好幾個禮拜,卻怎麼也找不到錯誤在哪裡。

口走到實驗室大門的時候,突然一輛賓士S280停在我們

我問了他幾個問題,瞭解程式結構以後,用幾分鐘就

旁邊。丁肇中教授從車裡出來,顯然是剛從國外回來。

精確找到「錯誤」。在動量傳遞(momentum transfer)

他看見我兒子,既羡慕又妒嫉。據說,他一直渴望有個

定義錯了一個符號,這樣程式立即可以再操作。

男孩傳宗接代,卻未能如願。 他當時說:「好物理學家生不出兒子!」半是開玩 笑,半是無奈的自嘲。丁肇中的妻子凱.路易絲.庫恩

柯恩驚訝極了,他跟大家布宣布這個「奇蹟」。從此 之後,大家即稱我為「福爾摩斯偵探」,也都公認海底 撈針是我的拿手絕活。

尼(Kay Luise Kuhne)是美國人,性格非常溫柔親切,

每次丁教授從國外旅行回來後都會立即召開小組會

她很支援長期在外工作的丁教授,放棄了自己的建築師

議,還嚴厲地批評大家的工作,特別是針對第二負責人

事業。他們育有兩個像洋娃娃一樣美麗可愛的女兒:珍

比爾的職責及其研究,毫不含糊地顯示他才是真正的頂

妮和艾美。

頭上司。面對如此嚴厲的攻擊和嘲諷,比爾總是有風度


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地保持微笑,淡定地吸著煙斗,溫和的性格和幽默感依 然一絲不變。至少從未表示出半點不滿或者焦慮不安。 我們在DESY實驗室的控制系統和控制室皆井然有 序、組織緊密。每一條電線的兩個末端都清楚標上它的

二○二一 年三月十五日

31

尋找科學上的新發現,全世界的競爭十分激烈。相似 的實驗在英國、康乃爾和史丹佛線性加速器(Stanford Linear Accelerator Collider,簡稱SLAC)也同時進行。 丁教授常說:「在高能物理領域裡,沒有亞軍。」 並以此為座右銘。意思是只准成功,不准失敗。我們的

作用,電子設備亦如此。 控制區域裡嚴禁食物和飲料。各個極小的細節都要求

每項研究計畫必須由兩位物理學家分開、並同時獨立進

非常嚴格,譬如規定在資料本做記錄時,應該如何寫1

行,然後整個小組來對照比較結果,過程幾乎與法庭上

和7,以避免誤會。尤其規定如何避免在德國和非德國

的盤問相似。誠然,這劇烈的競爭也加諸在每個物理學

物理學家之間的溝通不暢。為了當機立斷、及時處理剛

家身上,大家都有無法形容的巨大壓力。

剛收集到的實驗資料,組裡買了一個簡單卻笨重、在當

針對信號對噪音的比率,我提議改變目標靶,從碳改

時比較先進的算術計算器,花費一萬美元(幾年後減少

變為鋇,使信號對噪音的比率增加二倍,這一改進,明

到一百元美元,到目前大概十塊美元的計算器都比它

顯增進了資料的準確性。

好)。凡事都經過仔細周密的計畫和專心策劃,以達到 預期的研究目標。

丁肇中非常認同我對實驗組的貢獻。他屢次向我承 諾:「只要你努力工作,一定會得到獎勵。只要你努力

在如此高度嚴格控制的環境下,我們研究一系列向量

工作,不用自我宣傳,我一定會大力地幫你宣傳。你一

媒介子的特性,包括它們與光子的耦合常數(Coupling

定要相信我,我幫你宣傳比你自己宣傳更有效……」如

constant)以及它們互相之間的干擾角度。大家一致認為

是云云。

比爾是組裡最聰明、經驗最豐富、技術最熟練的,他負 責資料收集系統及每天的操作和三組輪班名單的排定, 儘管工作繁重,他始終親切溫和有耐心地對待組裡的研

〔註〕朝永振一郎(ともなが しんいちろう,1906~1979),日本理論物 理學家,量子電動力學的奠基人之一。他也因為這項貢獻與美國物理學家 理察.費曼及朱利安.施溫格共同獲得 1965 年的諾貝爾物理學獎。

究員們。

本書的題目是《科學的人文》, 而不是《科學與人文》,「科學 與人文」的科學與人文是兩個平等的題目, 「科學的人文」是人 文中適合科學的特殊部分。 本書收錄作者五十餘年來在美國求學、從事科學研究的科普散文, 以及2014∼2019年間作者在美國麻省理工學院、中國浙江大學、 電子科技大學與澳門大學、臺灣東海大學、清華大學等地演講的內 書 名∣《科學的人文:一位物 理學家的人文之旅》 作 者|陳敏

容,記錄他以物理學家的科學專業背景推動人文教育紮根。 全書涵蓋作者的科學研究經歷,對中國哲學、詩詞與科學關係的研

出版社|商周出版

究與反思、旅遊雜文,完整記錄他一生遊走在科學與人文之間的所

出版日| 2021 年 1 月 28 日

做所見所感所思。


32 二○二一年三月十五日

科技報導

動態時報

新研究指出, 擁有抗體可降低感染COVID-19的風險 編譯|陳亭瑋

去(2020)年席捲全球的「2019

這項研究的主要目的,是為了

段,因此復原者核酸檢測結果呈陽

冠狀病毒疾病」(COVID-19),有

瞭解如果檢測到抗體,是否代表了

性的期間可長達三個月。研究人員

許多研究仍在進行中。如能透過血

人們可以免受感染。美國國家癌症

檢視血清抗體陽性者檢測90天後的

清檢驗,判斷感染後痊癒的患者或

研究所與醫療資訊分析公司Health

核酸檢測結果,只有約 0.3%有陽性

已施打疫苗的民眾是否已經免疫,

Verity以及Aetion合作,匯總分析

反應,大約是血清抗體檢測陰性者

將成為防疫策略的助力。

許多來源的病人資訊,包括五個商

的十分之一。

美國國家癌症研究所(National

業實驗室、電子病例與私人保險公

這樣的統計結果,支持了有抗

Cancer Institute, NCI)新發表於

司。做法上顧及保護個人健康隱私

體者,無論是來自疫苗或過去的感

JAMA Internal Medicine期刊的研究

訊息,並且符合相關的患者隱私法

染,皆有機會能夠免於未來的感

指出,檢驗對象的血清如有驗出

律規定。

染。但研究團隊亦特別說明了此研

SARS-CoV-2的抗體,至少在幾個月

研究人員最終獲得了2020年1月

究方法有一定的侷限,由於數據源

內能免於再次感染。這個發現或許

1日至8月23日之間,300萬筆血清

自現實已有的檢驗結果,有可能隱

能解釋,目前已經觀察到痊癒者再

抗體檢測的結果,此數據代表了近

含臨床測試能控制而避免的偏差。

次感染的情況相對稀少。此結果在

半數在美國進行的商業血清抗體檢

除此之外,目前尚無法得知血清抗

公衛策略上也具備極重要的意義,

測,其中將近12%抗體檢測呈陽

體會在人體內持續存在多久,需要

將影響許多決定,包括回歸工作空

性。這些資料中,約有11%的陽性

長時間的追蹤,才能更了解其保護

間、學校出席的期程,疫苗分配的

者與9.5%陰性者後續又接受了核酸

效力是否隨時間減退。

優先順序等。

檢測──其陽性結果代表了驗出病

「美國國家癌症研究所的主要

毒片段,多被視為受感染。研究人

焦點仍是癌症研究與癌症照顧,期

員以兩個檢測進行的時間為區間進

望藉由提供血清科學的專業知識,

行檢視:0∼30天,31∼60天,61∼

協助應對全球疫情大流行。」美

90天,以及大於90天。

國國家癌症研究所主任夏普勒斯

團隊發現,在每個時間區間中,

(Norman E. Sharpless),亦是發

陰性者均有約 3∼4%的陽性核酸

表的共同作者,於發布新聞稿中說

檢測結果;陽性者的核酸檢測結果

明:「我們希望這個結果結合其他

陽性的比例則隨時間減少。因為有

的研究,可以提供未來的公衛工作

些人從感染中復原後,雖然已無傳

訊息,並且有助於制定政策。」

染性,但仍可能帶有病毒的核酸片

新聞來源

1. Raymond A.Harvey, et al., Association of SARS-CoV-2 Seropositive Antibody Test With Risk of Future Infection, JAMA Internal Medicine, 2021. 2. People with SARS-CoV-2 antibodies may have low risk of future infection, study finds, Science News, 2021/2/24. 3. NCI study finds that people with SARS-CoV-2 antibodies may have a low risk of future infection, NIH NCI Press Release, 2021/2/24.


SciTech Reports

二○二一 年三月十五日

動態時報

33

哪家新冠疫苗好?短期恐怕沒有答案 編譯|李依庭

「我們應該在非洲施打效果較

必須評估並試圖做出決定,哪一

非參與疫苗試驗的2000人中,則發

差的疫苗嗎?還是應該尋找加強低

種為最有效的方法能結束這場造

現牛津疫苗無法抵擋輕度或中度

溫運送的方法?」位於奈及利亞的

成將近250萬人死亡的災難。目前

COVID-19的侵襲。

非營利組織——非洲國際衛生青年

已有多種疫苗於多個不同國家施打

面對此結果,南非政府於今

領袖的研究主任阿德比西(Yusuff

的臨床數據,最新的研究結果中顯

(2021)年2月7日宣布,暫停推出

Adebayo Adebisi)於接受Nature期

示,美國輝瑞(Pfizer)和莫德納

牛津疫苗,國際醫療非營利組織健

刊採訪時問道。

(Moderna)所製造的疫苗效力約

康伴侶(Partners In Health)的首席

其實,阿德比西心裡很清楚,提

95%,英國劍橋和牛津大學與阿斯

醫療官穆克吉(Joia Mukherjee)表

供一種針對COVID-19能達到70%

利康(AstraZeneca)合作製造的疫

示,如果疫苗不能對付南非變種病

保護效力的疫苗是抵抗現今疫情大

苗效力約70%。

毒,便不得不改變戰術。然而,內

流行的寶貴工具,尤其是此疫苗價

但憑這些臨床結果並無法直接

羅畢大學(University of Nairobi)傳

格便宜並且不需保存在極低的溫度

比較疫苗的有效性,賓州立大學

染病學家阿吉安(Loice Achieng)

中。但是,如果另一種不管是價格

(Pennsylvania State University)的

卻認為,非洲某些地區尚未完全被

或儲存方式都更為昂貴的疫苗,但

肯尼迪(David Kennedy)表示,

變種病毒入侵,且牛津疫苗仍可預

具有較高的保護效力(95%),那

每種疫苗都會帶來一定程度的不確

該如何選擇?

定性,且不同試驗的標準定義也會

防嚴重COVID-19,不應該完全停止 施打。 由於病毒變異瞬息萬變,巴西奧

在有限的供應與需求限制下,疫

有所不同,如輕度、中度或嚴重副

苗有效性和運送物流設備、成本等

作用的相對性。尤其是全球陸續出

都會影響疫苗的選擇,孟加拉達卡

現多種新型冠狀病毒變異株之下,

Cruz Foundation)的公共衛生研究

大學(University of Dhaka)的衛生

在不同國家、不同時間所進行的研

人員波薩斯(Cristina Possas)表

經濟學家史慕(Shafiun Shimul)

究,都只能初步顯示針對當時或所

表示,如果想有效控制疫情,就不

在地區主要優勢病毒株的保護性,

應只是考慮疫苗的效力,而是要進

無法完整轉化成具備1或2年的疫苗

行多方考量,評估保存與運送可行

保護力。

性,找出最符合施打效益的疫苗。

去(2020)年12月,南非首次

如果政府為了建立冷鏈設備而推遲

發現501Y.V2或B.1.351的變種病毒

疫苗接種數月,可能會帶來更大的

株,此病毒株不僅成為現今感染的

風險。

COVID-19主因,更在世界各國中

這是現在全球研究人員和政府

陸續被發現。儘管臨床數據顯示,

領導人所面臨的問題,因為他們

大多數疫苗仍存在保護力,但在南

斯瓦爾多克魯茲基金會(Oswaldo

示,在數據有限的情況下,目前 無法準確比較這些疫苗。首爾國際 疫苗研究所金(Jerome Kim)也表 示,就目前而言,對於在哪種環境 下使用哪種疫苗的策略性施打相關 數據根本不存在。因為,或許在幾 天、幾個月後,病毒又將發生令人 意想不到的變化。 新聞來源

Heidi Ledford, Why COVID vaccines are so difficult to compare, Nature, 2021/2/23.


34 二○二一年三月十五日

科技報導

動態時報

新冠疫苗陸續在全球接種,那兒童呢? 編譯|李依庭

COVID-19疫情在全球已持續超

2200名12∼15歲的志願者,而莫德

疫苗的功效不太可能在青少年中顯

過一年,儘管藥廠已開發出成人用

納也正在計畫招募3000名相似年齡

著下降,因為兩者的免疫反應相

的COVID-19疫苗,且也嘗試根據成

的志願者,預計於今(2021)年夏

似。而且,依照過往經驗,發現不

人施打疫苗所收集的數據,進行兒

天年取得試驗結果。另外,由英國

論是6個月大的嬰兒或60歲成年人皆

童疫苗的臨床研究,但目前仍沒有

阿斯利康(AstraZeneca)和牛津大

接種相同劑量的流感疫苗,甚至兒

供兒童或青少年使用的COVID-19疫

學所研發的COVID-19疫苗,則宣布

童接種白喉(diphtheria)和百日咳

苗上市。

將開始在300名6-17歲的英國兒童中

(pertussis)疫苗的劑量比成人更

測試。

高。

在美國,年輕人占COVID-19總 死亡人數50萬名中約250例。雖然比

他們為青少年接種與成年人相同

不論是增加或降低劑量,科學家

起成年或老年人,青少年或兒童在

劑量的疫苗,預計將在第二劑疫苗

皆認為需盡快研發出COVID-19兒童

感染COVID-19後發展成重症或死亡

接種後1個月檢測體內中和抗體,以

疫苗,因為即使老師或家長竭盡全

的可能性較低,不過,研究發現仍

觀察他們是否能激發出與成年人相

力在兒童之間加強社交距離,他們

有超過2000名兒童和青少年感染後

近的抗體數量。同時,輝瑞也宣布

在嬉戲遊玩時仍會像磁鐵緊緊黏在

產生嚴重的發炎,甚至造成器官損

將在近期幾個月內對5∼11歲的孩子

一起,唯有兒童疫苗的上市才能保

害。

進行試驗,甚至在下半年開始對5歲

護他們免於病毒的侵襲。

此外,有些報告更指出COVID-19 會在他們身上產生揮之不去的症

以下的兒童進行試驗,且可能會嘗 試不同的劑量。

狀,例如強烈的疲勞感,類似於

在近期的預防接種諮詢委員會

在成年人身上出現的「新冠長期症

(Advisory Committee on Immunization

狀」(long COVID)現象。所以,

Practices, ACIP)會議上,美國國

科學家與醫生認為不只是成人,兒

家過敏和傳染病研究所(National

童或青少年的COVID-19疫苗接種

Institute of Allergy and Infectious

也至關重要。因此,各藥廠開始針

Diseases)的傳染病專家艾伯丁

對兒童疫苗展開研究,主要測試疫

(Emily Erbelding)建議,嬰幼兒可

苗的安全性與對COVID-19的免疫

以嘗試二分之一或四分之一劑量。

反應。

儘管疫苗劑量的多寡在兒童或

已獲得核准施打在成人的美國疫

青少年身上充滿不確定性,但史

苗公司——輝瑞(Pfizer)和莫德納

丹佛兒童醫院(Stanford Children’ s

(Moderna),目前正在進行青少

Health)專精於小兒感染的李教授

年的臨床試驗。輝瑞已經招募超過

(Grace Lee)則認為,COVID-19

新聞來源

Jennifer Couzin-Frankel, As trials ramp up, doctors stress need to vaccinate kids against COVID-19, Science, 2021/2/23.


SciTech Reports

二○二一 年三月十五日

動態時報

35

打破過去認知!大腦也受免疫系統監控? 編譯|劉姿婷

過去認為,中樞神經系統與免

樞神經系統內部發生的事,此重大

抗原呈現細胞(antigen-presenting

疫系統各司其職,功能互不干涉。

發現發表在《細胞》(Cell)期刊 。

cell)捕捉,進一步呈現給巡邏的T

中樞神經系統在血腦屏障(blood-

研究團隊先前已證實腦脊髓液

brain barrier, BBB)的屏蔽之下,一

的流動,可將中樞神經系統中的

此發現闡述了免疫系統如何監

直被認為是一個免疫豁免(immune

抗原物質帶到硬腦膜。在此篇研

控中樞神經系統,其中突顯了硬腦

privilege)的區域,意指不受免疫

究中,藉由單細胞RNA定序技術

膜竇作為神經免疫交界處的重要角

(single-cell RNA sequencing),分

色。此外,多發性硬化症疾病動物

別繪製出年輕與老化的腦實質組織

模式的結果顯示,這種T細胞累積

(parenchyma)與硬腦膜(dura)

於硬腦膜竇的反應會明顯增強。有

的細胞與分子圖譜。結果指出,兩

鑑於此,研究團隊推測,硬腦膜竇

系統管轄,抗原無法被免疫細胞 辨識,因而無法啟動免疫反應。然 而,許多神經與精神疾病,如阿茲 海默症、多發性硬化症、自閉症、 思覺失調症等,都與中樞神經系統 的發炎反應有關,也有越來越多研 究指出,免疫系統在中樞神經的發 育與功能上扮演著重要角色。不 過,周邊的免疫細胞如何偵測到中 樞神經的發炎訊號,一直是個謎。 華盛頓大學基普尼斯(Jonathan Kipnis)的研究團隊,於2015年首 度以影像技術證實了腦膜淋巴管 (meningeal lymphatics)的存在, 它可將管腔中的淋巴液引流至頸 部淋巴結,使淋巴液中的抗原得

者無論在細胞類型或基因表現的 層次上,都有著很大的差異。硬

細胞。

可能是此類自體免應疾病產生的起 始點。

腦膜內皮細胞缺乏緊密連接(tight

基普尼斯表示,若體內某處產

junction)相關蛋白的表現,此特性

生腫瘤或發炎反應,都會被免疫系

有利於液體濾出與物質通透,另外

統偵測到,進而啟動免疫反應,但

還有表現細胞黏附分子(adhesion

過去的觀念一直認為,腦是唯一不

molecules),此特性有利於免疫細

受免疫系統監控的器官,然而,此

胞的附著。 研究團隊進一步透過異種共生 技術(parabiosis)結合活體影像 技術,證實在體內循環的T細胞,

以被淋巴細胞,如T細胞所辨識,

藉由硬腦膜竇的構造,可附著

因而啟動後天免疫反應(adaptive

(adhere)且浸潤(infiltrate)硬

immunity)。腦膜淋巴管的存在,

腦膜,且此現象在老化時會更為明

暗示著中樞神經系統可能透過此構

顯。單細胞RNA定序技術的結果

造與免疫系統產生聯繫,此發現挑

也指出,幾乎所有的硬腦膜基質細

戰了中樞神經系統為免疫豁免區的

胞均有表現趨化因子CXCL12,可

傳統理論。而今(2021)年,基普

吸引T細胞表面受體CXCR4,此有

尼斯的研究團隊證實免疫系統藉由

利於吸引T細胞至硬腦膜附著與滯

硬腦膜竇(dura sinus,分布於硬腦

留。而隨著腦脊髓液流動到硬腦膜

膜的靜脈匯流處),持續監控著中

的抗原物質,可被位於硬腦膜竇的

篇研究證實了體內每個器官都受到 免疫系統的監控。許多神經退化性 疾病的產生與發炎反應有關,例如 多發性硬化症,可能肇因於大量的 免疫細胞在硬腦膜竇累積與活化, 大量的免疫反應將促使神經細胞死 亡與細胞水腫,這對中樞神經系統 而言是傷害性的反應。此篇研究成 果,將免疫系統的調節應用於神經 疾病治療的構想,開闢了許多新的 可能性。 新聞來源

Justin, R. et al., Functional characterization of the dural sinuses as a neuroimmune interface, Cell, Vol. 184(4):1000-1016.e27, 2021.


36 二○二一年三月十五日

科技報導

動態時報

兩立方衛星順利發射 中央大學成功解碼「飛鼠」 整理報導|李依庭

今(2021)年1月24日晚間 11時,由臺灣所開發的「玉 山 」 ( Y U S AT ) 和 「 飛 鼠 」 (IDEASSAT)立方衛星,在美國太 空探索公司(SpaceX)獵鷹九號火 箭(Falcon-9)的搭載下,順利於 美國佛羅里達州卡納維爾角空軍基

圖一:飛鼠衛星彈射後的飛行示意圖。(張起維提供)

地發射升空。時隔一週,也就是2月 1日晚間9時,由中央大學地面接收

著全球各地業餘無線電站協同接收

於電波發射功率較小,儘管各站也

站順利接收到飛鼠衛星訊號,並於

衛星下傳的訊號,國外地面站陸續

陸續收到玉山衛星的訊號,但因訊

11時34分解譯出飛鼠衛星的訊息。

傳來收到兩衛星發射的訊號,顯示

號微弱,不易解碼。不過,日本友

衛星持續運行於軌道中。

站仍於1月25及29日成功解譯玉山衛

去年12月,2顆立方衛星運送至 美國佛羅里達州卡納維爾角空軍基

臺灣第一筆接收及成功解譯飛

星下傳的部分訊號,顯示玉山衛星

地,隨即進行各項整測、檢查工作

鼠的衛星資料,是由羅東高中退休

持續運作中。目前,國研院太空中

及與火箭的接合測試。順利由獵鷹

老師莊煜亮於1月29日21時31分收

心地面站則嘗試使用較大的天線組

九號火箭搭載發射升空後59分鐘,

到,並於1月30日解譯。另外,中

和訊號放大器,以減少雜訊對衛星

兩立方衛星依序與火箭脫離,進入

央大學地面站經軟硬體檢修後,於2

訊號的影響,期望近期就能接收玉

高度525公里、傾角約97.5度的暫

月1日晚間9時成功收到飛鼠衛星訊

山衛星完整訊號並加以解譯。

駐軌道,以圓形太陽同步軌道繞行

號,並使用自行開發的軟體,成功

除了飛鼠與玉山外,還有一顆由

地球。繞行地球一圈的時間約96分

於11時34分解譯該訊號,顯示飛鼠

虎尾科技大學研發的堅果衛星,預

鐘,且每天上午及晚上的8∼10時各

衛星的健康狀態良好,有足夠的電

計於今年年中發射。若想進一步了

會經過臺灣附近上空1∼2次。

力、電波發射功率及良好的衛星姿

解三顆臺灣自製立方衛星,可參閱

臺灣地面站原先預計於臺灣時間

態控制。接下來,中央大學地面站

《科學月刊》2020年10月號(610

1月25日上午10時左右與兩顆立方

將發射指令至飛鼠衛星,設定為任

期)「發射吧!立方衛星」專輯。

衛星進行首次通聯,然而,在剛開

務操作模式,開始進行電離層量測

始的前幾天,國研院太空中心地面

實驗,藉此研究電離層對衛星通訊

新聞來源

站(玉山)及中央大學地面站(飛

的影響。

國家實驗研究院,〈中央大學順利接收「飛鼠」

鼠)均未收到衛星訊號。但是,隨

立方衛星訊號並解碼成功 「玉山」立方衛星持

而另一顆立方衛星——玉山,由

續努力中〉,2021年2月2日。


SciTech Reports

二○二一 年三月十五日

動態時報

37

乳癌增生與轉移 DSG2表現量為關鍵 整理報導|李依庭

乳癌為臺灣女性好發癌症的首 位,且根據衛福部統計,近年來女 性十大癌症死因中,乳癌也名列前 茅,是許多女性的夢靨。儘管隨著 醫療進步,在早期發現、早期治療 之下,乳癌患者的五年存活率已有 90%。然而,一旦發生癌症轉移, 存活率便會陡降至30%以下。所 以,如何避免癌細胞的擴散,是現 今乳癌治療的重點之一。 近期,由中央研究院基因體研

(123RF)

究中心的研究團隊發現,DSG2 基因轉譯出的蛋白質Desmoglein2

腫瘤就越大,且血液中和轉移至肺

群的方式從腫瘤邊緣剝落進入血液

(DSG2)會隨著腫瘤微環境中的氧

臟的癌細胞也較多。不過,進一步

中,再加上DSG2的幫助使癌細胞能

氣含量增減,進一步改變乳癌的增

觀察發現,其實DSG2並不是一直大

在血液中成團移動。比起單一癌細

生與轉移。

量表現,而是會在癌症不同階段中

胞,成群的癌細胞更能在循環系統

有不同的表現。

內存活下來,甚至是附著在其他組

在人體中,DSG2是一種在表皮

織並落地生根。

細胞和心肌細胞中高度表現的蛋

助研究員黃雯華表示,一開始

白質,主要負責細胞之間的黏附

癌細胞會在乳房中大量生長,且藉

黃雯華表示,不只是乳癌,許多

(adheretion)。不過,研究團隊在

由DSG2的黏附能力使腫瘤不斷增

數據也顯示子宮頸癌、頭頸癌和肺

分析乳癌轉移相關數據時,意外發

大。而當腫瘤的微環境開始出現缺

癌等癌症皆會出現大量DSG2,影響

現DSG2蛋白質表現量高。進一步比

氧狀態時,缺氧誘導因子HIF-1α蛋

預後情形。此研究為首次觀察到癌

對乳癌病患的檢體切片後也發現,

白質便會啟動進而抑制DSG2,使癌

症蛋白質的動態變化進而影響癌症

癌細胞中含有DSG2的病患存活率

細胞失去黏附力,開始脫離原生腫

病程,不過,研究團隊也強調,相

明顯偏低,並有較高的復發機率。

瘤、流入血液且隨著循環系統傳播

關臨床診斷與治療策略,仍須考量

不僅如此,國外研究中發現除了乳

到體內其他部位,形成癌轉移。

DSG2在癌症不同階段中的表現量及

癌,其他癌種也有同樣的現象。

除此之外,團隊也發現在大量表

因此,研究團隊將乳癌細胞植

現DSG2的小鼠體內,會增加血液中

入小鼠乳腺中,發現乳癌細胞中的

的腫瘤細胞群聚移動。因此,黃雯

DSG2基因表現量越高,小鼠的乳癌

華推測,帶有DSG2的癌細胞能以成

功能,才能進一步應用在臨床上。 新聞來源 〈乳癌為何增生、又為何移轉?蛋白質DSG2含 量是要角〉,中央研究院,2021年2月4日。


38 二○二一年三月十五日

科技報導

動態時報

生物材料新突破, 以3D列印誘導神經細胞生長 編譯|陳亭瑋

未來再生醫學有機會在體外培養

植策略潛在可能性。

神經細胞,再將其植入受損的神經系

「這是我們將2018年報告的分子

統中嗎?近期新發表的分子材料,

改組(molecular reshuffling)應用於

為這樣的未來開啟了一線曙光。

再生醫學的第一個案例。」斯圖普

西北大學(Northwestern

在西北大學發布的新聞稿中表示:

University)的研究團隊發展出可用

「也可運用新材料建構,協助發現

於 3D列印的分子材料,關鍵成分中

療法與了解病理。」

含有能控制自組合(self-assemble)

斯圖普最著名的研究之一,

步驟的分子,使研究人員得以調控

就是雙極性胜肽分子(peptide

其功能與結構,由奈米層級至肉眼

amphiphiles),自組裝奈米纖維,

可見的範圍。材料中再嵌入生物訊

於再生醫學有重要貢獻;並且在超

號則能誘導神經細胞生長,進一步

分子化學、奈米以及有機電子材料

膠(hydrogel),受到特定的壓迫

發展或有模仿大腦組織的潛力,未

技術領域也有著傑出的研究成果。

剪力會破壞其結構而得以流動,爾

來或可用於再生醫學。

新發表的材料主要由兩種液體

(123RF)

後在短時間內自行連結成束,因此

2018年,西北大學材料科學

混合快速硬化而成,雙極性胜肽分

可應用於3D列印,甚至可以維持形

化學及醫學董事會教授,斯圖

子與寡核苷酸(oligonucleotides)

狀與分層樣式。除此之外,此材料

普(Samuel I. Stupp)於《科學》

共軛結合,組成電性互補的胜

的分子形成超級結構的過程中,會

(Science)發表了一種特殊的分

肽鍊。雙極性胜肽分子上的β環

留有一部分的孔隙,非常適合生物

子材料,此類分子可經設計編碼,

糊精(β cyclodextrin)以及金剛

細胞的滲透、整合為生物材料。

移動一定的距離後再自組為奈米纖

烷(adamantane)兩者的動態交

研究團隊嘗試在新材料中加入生

維,並組成具有空隙的「超級結

換與主客分子作用(host-guest

物訊號,以驗證此材料是否可應用

構」(suberstructure)。

interaction),使超結構成為成束的

於神經細胞的培養。

斯圖普領導的研究團隊最新發

奈米纖維。這些分子會互相覆蓋、

中樞神經系統中,有種被稱為腦

表的成果,則在此超級結構中嵌入

結合在一起,成為大型的超級結

源性神經營養物質(brain- derived

適當的生物訊號,誘發神經生長。

構。在微觀尺度上,這樣的移動造

neurotrophic factor, BDNF)的蛋白

對於治療神經退化性疾病,如帕金

成結構上的變化,看起來就像由乾

質,會刺激神經元生長、促進突觸

森氏症、阿茲海默症,或是脊隨損

麵條變成繩索狀。

連結、使其更具彈性、協助生存。

傷,這樣的成果提供了像是神經移

這樣的材料屬於相對堅固的水凝

BDNF有機會作為神經退化疾病或


SciTech Reports

科學月刊

二○二一 年三月十五日

39


40 二○二一年三月十五日

科技報導

動態時報

是脊髓損傷的重要療法,但這類蛋

「在受傷或心臟病發後,軟骨與

白質生產成本昂貴,且在體內代謝

心肌組織很難再生。這樣的平台可

快速,尚難以作為藥品使用。

以協助體外製備這樣的組織。」斯

廣告索引 錫昌.......................... 3

新材料中嵌有分子模擬 BDNF,

圖普說:「這些組織可以移植以協

能夠刺激神經元上的BDNF受器。

助回覆失去的功能。除了這些療法

日龍.......................... 7

存在此模擬信號時,神經元會活化

以外,這個材料也可以協助建構器

尚偉................. 9, 13, 17, 40

穿透孔洞,填充進生物材料中。除

官以研究療程,或甚至直接植入組

了可用於培養神經,也可創造讓幹

織中協助再生,因為這是可生物分

細胞成熟分化的環境,未來有應用

解的材料。」

於移植的潛力。

雙鷹.......................... 5

益弘......................... 11 勵眾生活..................... 19 矽新......................... 21 牟博科技..................... 22 龍躍......................... 27 昭地......................... 29

本次的發表已證明應用於神經元 的概念可行,未來如可加入不同的 化學訊號,將突破更多種再生醫學 上的應用。生物材料可透過簡單的 更換不同的化學訊號,提供適合不 同種組織的不同訊號。

新聞來源

1. Alexandra N. Edelbrock, et al., Superstructured Biomaterials Formed by Exchange Dynamics and Host– Guest Interactions in Supramolecular Polymers, Advanced Science, 2021. 2. 'Walking' molecule superstructures could help create neurons for regenerative medicine, Science Daily, 2021/2/23. 3. Superstructures formed by ‘walking’ molecules could help create neurons for regenerative medicine, NORTHWESTERN NOW, 2021/2/23.

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科技報導3月號 471期  

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科技報導3月號 471期  

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