科技報導11月號 503期

科學月刊姊妹刊物

2023年1 1 月1 5 日

創刊於1982年

科技 報導 S c i Te c h R e p o r t s No.

2023

503 全 科

方 技

11月號 每月15號出刊

位 人

視 關

野 懷

scimonth.com.tw

02 焦點話題

人文社會領域如何利用 AI 協助 教學？開發人社課程專用的指 令集

（Adobe Stock）

當生成式AI走入教育現場， 對學生將帶來危機或轉機？ ChatGPT於去（2022）年底問世，這類文字生成的大型語言模型（large

language models, LLM）對人文社會領域的各個層面都帶來新的影響。儘管目 前生成式AI的應用仍有諸多限制，但它具有的無窮潛力依舊可以使人文社會領 域產生許多新突破。生成式AI如何應用於課程、教育現場？應用時有哪些需注 意的地方？（2版）

從一場悲劇中誕生的 FDA 藥物法規

果 美國與臺灣新近的發展

《藥物獵人》

另類實驗動物選項：利用臺灣

解開人類大腦的奧祕：歷史上最大

16 懷念科月人

27 動態時報

12 生醫資訊

獼猴進行醫學研究？

與《科學月刊》共苦同甘的江 建勳

25 動態時報

的大腦細胞地圖

二���轉�率達 100％！中山大 學研發能以奈米結構減碳的光觸媒

39

11

版

20 書適圈

月號【鼓起勇氣來看牙！】上市！

讓大眾取用政府資助的研究成

悠遊生物奧祕與人文影像的科普人

科學月刊

09 資訊生活

18 懷念科月人

當期介紹請見

（Adobe Stock）

2

焦點話題

人文社會領域如何利用AI協助教學？ 開發人社課程專用的指令集

科技報導

林文源／清華大學通識教育中心教授，兼人文社會AI應用與發展研究中心 主任。

創刊於公元1982年1月

甘偵蓉／科技民主與社會研究中心研究員，兼清大人文社會AI應用與發展

中華郵政北台字第1461號 執照登記為雜誌交寄 行政院新聞局登記局版台誌字第3034號 單

本：100元

訂

閱：全年12期1000元

劃

撥：50464967 基金會 辦：台北市科學出版事業基金會

出版者：科技報導雜誌社

自從ChatGPT於去（2022）年底問世以來，這類文字生成的大型語言模 型（large language models, LLM）對人文社會領域各個層面都帶來新的 影響。以語言互動的指令（prompt）溝通方式，讓這些生成式人工智慧

發行人：張之傑

（artificial intelligence, AI）的應用更迅速普及，也讓過去不太需要寫程式

執行總監：趙軒翎

的人社領域，在AI應用方面出現了全新的可能。

總編輯：林翰佐 副總編輯：趙軒翎

王道維／清華大學物理系教授，兼諮商中心主任、人文社會AI應用與發展 研究中心副主任。

財團法人台北市科學出版事業 主

研究中心客座研究員。

李依庭

編輯委員：王文竹

王伯昌

曲建仲

李志昌

李精益

阮明淑

周鑑恆

林秀玉

林宮玄

從全球到臺灣，生成式AI帶來的挑戰

邱韻如

金升光

金必耀

雖然生成式AI在當前的應用上仍有許多限制，但成品的潛在影響卻不可忽

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

正理解溝通的內容，因此很難避免

陳彥榮

陳鎮東

單維彰

景鴻鑫

曾耀寰

程一駿

有「幻覺」（hallucination）〔註〕

〔註〕在 AI 的領域，「幻覺」代表了一

程樹德

黃正球

黃相輔

的問題。其次，因為LLM強調互

楊正澤

葉李華

廖英凱

動性，很容易在使用者的文字提示

或無意義，因此不可信賴。目前所有以

管永恕

劉宗平

蔡兆陽

蔡孟利

蔡振家

鄭宇君

鄭運鴻

韓德生

嚴如玉

嚴宏洋

蘇逸平

主

略。首先，由於生成式AI是以資料的關聯性高低作為回應的依據，而非真

下，出現「一本正經胡說八道」的 狀況，甚至捏造不實資料以求讓使

此外，生成式AI也已經被發現用

美術編輯：黃琳琇

來生產、傳播與教導違反一般倫

財務顧問：江旻壕 專案經理：林品婕

沙珮琦

營運專員：廖本翔

理或法律的內容。儘管相關開發 公司持續以人類回饋的強化學習

社

址：臺北市羅斯福路三段77號7樓

電

話：(02)2363-4910

（reinforcement learning from human

傳

真：(02)2363-5999

feedback, RLHF）來訓練或加強它

E - mail：scimonth@scimonth.one 印

刷：赫偉有限公司

大型語言模型為基礎設計的生成式 AI，

不論是文本生成的 GPT 系列還是圖像 生成 AI，其實全都有幻覺問題。

用者滿意。

編：羅億庭

特約編輯：陳亭瑋

個 AI 所生成的文本內容有誤、不存在

內建的倫理模式。但生成式資訊逐 漸氾濫，有心人士或國家利用生成

廣告索引 錫昌.......................... 3 雙鷹.......................... 5 日龍.......................... 7 玉山生醫...................... 8 益弘......................... 10 昭地......................... 11 大華高科..................... 15 牟博科技..................... 22 人事廣告..................... 23

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焦點話題

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焦點話題

科技報導

式AI操弄輿論風向、散布謠言操控社會認知等作為，

百花齊放：專長於小學數位與偏鄉教育的貓老師唐宇

已經是當前全球民主國家所關注的潛在危機。

新完整規劃AI入班實作課程，著重中學教育的均一教

最後，生成式AI的發展引起對於人文社會領域未來發 展的擔憂，許多報導提及AI工具能夠自動彙整與生成 文字，有可能取代人文社會領域的分析與研究專業。

育平臺也推出了英語口說學習工具「Jutor」。清華大 學物理系也開發了AI虛擬助教「小TAI」，協助學生在 普通物理課程的學習等。

另外，若有大量AI生成的內容充斥網際網路，將掩沒 既有的正確訊息，而這些生成內容若再回饋至AI，甚

專為人社領域研發的指令，讓生成式AI應

至可能導致AI模型崩潰。

用於課程

在臺灣的脈絡下，我們也觀察到幾個特有的問題需要

相較於前述教育場域應用AI的趨勢發展，人文社會領

面對，這包括現有繁體中文與臺灣脈絡的生成式AI訓

域應用生成式AI的方式則顯然有些不同，在訓練時主

練資料不足，因此對於本地問題的回應錯誤與幻覺比

要是學習各種價值取向下的視野與分析方法。人文社

例更高；現有各大學對於生成式AI的指引多聚焦在防

會領域的訓練過程，並非以資料關聯性作為最重要的

弊面向，較少積極鼓勵學生嘗試，恐怕會讓學生錯失

依據，因此單純彙整、回應或模擬的生成式AI，並不

或提早探索這種強大工具的機會。

足以應用於對於文字精準性或思辨性要求較高的人文 社會領域學習。此外，目前少有經過更具人社專業所

在教育領域利用生成式AI的案例 對於人文社會領域而言，儘管有上述危險，但生成式 AI的潛力無限，仍然有許多機會可以有所突破。以 教育領域為例，史丹佛大學（Stanford University）的 人本AI中心（Human-Centered Artificial Intelligence,

參與資料標註及回饋訓練的AI，可能無法產出較深 入的文本來協助學生作思想上的突破。雖然坊間已經 出版供許多領域應用的指令書籍或課程，但是整體而 言卻主要只是藉由精確的指令，一次性達到所要的結 果，反而難有思辯過程的訓練。

HAI）在今（2023）年5月召開的「AI與教育」高峰會

為了協助人社領域師生儘早探索AI的可能性，清大人

提到AI帶來的潛在機會包括：強化對教師的個人化教

文社會AI應用與發展研究中心在推動「公共化AI」計

學支持、改變學習重點、讓學生更勇於探索與提問、

畫的過程中，於今年6月正式啟動「生成式AI指令工程

改進學習成效的評估。但也有許多潛在問題，包括：

培訓計畫」。此計畫開發一系列人社課程用的指令，

生成式AI現有的回應無法反應文化多元性、AI直接提

以引導主動學習的「思考陪練者」的角度，希望拋磚

供答案無法引導學生進一步思考、AI有可能提供一本

引玉、引起更多人文社會學者的參與和討論，期待為

正經的錯誤答案等。最後，面對看似無所不知的AI，

人社研究與教學帶來另一個全新的機會。

有弱化學生學習動機的風險。

「生成式AI指令工程培訓計畫」分成兩部分：首先，

而當前在高等教育界，也已經推出許多生成式AI的正

以最易上手的自然語言方式，開發協助人文社會課程

面應用，包括如哈佛大學（Harvard University）的程式

教師教學引導的LLM指令，建立「人文社會課程之

設計課程CS50正式推出AI程式家教小鴨除錯器（duck

生成式AI指令集範例」做為種子，藉此提供人社領域

debugger），幫助學生偵錯與釐清思路。可汗學院

的教師同仁參考。目前第一階段成果已經公布，包括

（Khan Academy）也與Open AI合作推出Khanmigo作

「人社課程用生成式AI指令範例：通用版」、「人社

為線上與實體教育課程引導等，引入AI助教協助學習

課程用生成式AI指令範例：邏輯與論證示誤版」，以

的模式已經開始逐漸實現。在臺灣相近的應用也開始

及「人社課程用生成式AI指令範例：科技與社會」。

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焦點話題

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在今年9月13日公布後，一週內就有近6000次瀏覽，也

式AI有兩個最大的問題與擔憂。一是使用者的被動與

在許多社群平臺持續受到分享與肯定，顯示這些生成

依賴，只提出問題而仰賴AI的答案。其次是無法或疏

式AI與指令集受到人社學界的廣泛需求與重視，也顯

於辨識答案的問題，既有以大型語言模型訓練出來的

示第一階段策略的成功。

對話型生成式AI，本質上就有提供錯誤或編造資訊的

在目前的階段，「生成式AI指令工程培訓計畫」以

可能。這兩者的加乘效應可能更容易讓學生盲信且受

ChatGPT作為主要的指令測試對象，不過因為是使用自

到假訊息蒙蔽，進而損害社會互信與溝通的公共性。

然語言為指令，也很容易微調後使用在其他的大型語

因此為加強AI的公共性，「生成式AI指令工程培訓計

言模型中（例如Bard、Bing AI、Claude等）。在下一

畫」指令工程開發方式與策略是「培養主動性」，而

個階段，當臺灣原生繁體中文資料所訓練的生成式AI

非養成「被動依賴性」。這些指令集並不複雜，使用

（例如目前開發中的TAIDE）問世後，也一定能在相

簡單的指令模式能夠方便老師開發與學生應用，且這

通的原理下繼續應用，使這些指令集無縫接軌，藉由

些指令設計的初衷都是朝向提升與AI協作中的互動與

本土的資料集發揮更大功效。

求知動機。尤其針對以繁體中文與現有的文本生成式 AI如何進行協助，開發方向是以「教師引導」、「搭

培養主動性與提問技巧，利用生成式AI進

配課程討論」，以及「同步培養查證」為重點，並以

行人社課程

學習小幫手來定位生成式AI。除此之外，前述理念也

將生成式AI用於學習場域，必須反覆一再提醒，生成

放在三本指令集的項目編排上，刻意以學生在學習過

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焦點話題

科技報導

程中可能遇到的問題來編列，然後提供能對應問題的

令，以具體案例來學習的示範指令、師生角色扮演的

參考指令示範。

示範指令、要求ChatGPT提供案例來對自己提問以刺激

此外，在開發過程中我們發現，指令的提問方式如果 以學科在教學過程中常運用到的提問方式，且AI所

思考的示範指令、評估個人創意思考或案例提供適當 性的示範指令等。

生成的文本內容能與學生當下學習的文本脈絡互相呼

舉例來說，STS原本課程設計就強調分組合作討論與分

應，對於才剛在建立各專業學科學習鷹架的大學生來

析，加入ChatGPT指令集教學協作後更可以如虎添翼。

說，可能至關重要。因為這樣就能將生成式AI完全嵌

這麼一來，不論課前課後白天黑夜，教師能鼓勵學生

入教師的教學與提問過程中，學生不需要透過模擬或

參考討論指令，以ChatGPT刺激學習與思考，可免除有

類比，而是直接就以指令集所提供的示範指令，依樣

些學生害怕詢問教師或辭不達意而惹惱老師的擔憂。

畫葫蘆的提問、回答或直接套用在學習當下所需，或

此外也可以減少開啟提問與對話過程的暖場步驟，讓

許這對於長期被認為較缺乏主動思考與提問能力的華

師生互動聚焦在進階的討論與解惑，引導學生做進一

人學生，更有助益。這是為何我們結合跨領域團隊成

步的查證與分析。

員與學生專長，先嘗試開發能分別應用在「科技與社 會」（science-techology-society, STS）課程與通用思辨 課程的指令集。

善用生成式AI的缺陷進行教與學 在教學脈絡下，除了須留意生成式AI一般被認為常出現

人社領域課程目標常強調培養對話與分析能力，而 ChatGPT設計目的就是對話，正可利用來作為學生分組 討論或腦力激盪的好工具。其實早在遠古的蘇格拉底 （Socrates）在希臘廣場上對於年輕人提問，或是孔子 對於學生的因材施教對話，都說明了透過討論與對話 有助於學習。所以我們特定設想學生可能想找人討論 的六種方式或情境，開發了六大類型示範指令，除了 國內外都很熱門的多種指令集；包括：蘇格拉底式問 答指令外，以引導而非直接給答案的方式互動；還開 發了對於特定主體的討論可兼具深度與廣度的示範指

生成錯誤或假資訊（幻覺），也需留意這些不準確的敘 述，往往包裝在看起來頭頭是道的文本中。此外，在鼓 勵學生借助生成式AI學習時，也須提醒學生能時刻保 持警覺它所生成的文本極可能存在有錯誤、不精確與誤 導的可能。不少人都誤以為只有數學或程式才有正確答 案，文本敘述並沒有，事實上以自然語言所表達的邏輯 式子或論證，同樣也有符合邏輯推論規則與否，或有無 犯了語意上的非形式謬誤推論、不符合演繹、歸納、逆 推（abduction）等推論形式問題。ChatGPT的文本生成 原理就是在串連字、詞、段落彼此之間的關聯性，並不 是真的懂運用邏輯推論規則或特定論證形式來做自然語 言的表達，所以利用ChatGPT來表達邏輯式子或論證文 本，可想而知將錯誤百出，而那些邏輯錯誤當然也同樣 會出現在人類寫作上。 面對ChatGPT生成資訊有錯誤或雖沒錯但敘述不準確 的缺陷，展示它們並指出正確資訊，對學生來說將更 具教育意義。因此在「生成式AI指令工程培訓計畫」 的「邏輯與論證示誤版」中，「精選」出那些表面看

（Adobe Stock）

來沒有推論錯誤或錯誤很少的ChatGPT對話紀錄，然後 再委請多年來在清華大學通識課程教授邏輯的趙之振

焦點話題

SciTech Reports

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老師協助從中挑錯，並詳細解釋為何錯誤。在「邏輯

讓學生透過練習提問來學習。又面對目前的生成式AI

與論證示誤版」中展現了ChatGPT對每一回提問的回

無可避免會生成錯誤文本的缺陷，前述有標註錯誤之

覆，幾乎都有敘述上的錯誤、不精確甚至概念誤導，

處的示誤版，還依據學習階段進行分級供學生或老師

而它們往往就藏在看似整段敘述正確的某一、二句話

選用，則是一種AI協作的專題導向學習（project based

當中。此時與其說它在一本正經的胡說八道，倒不如

learning）。

說它是在邏輯與論證這項專業知識中學藝不精的偽專 家。而這種偽專家，當然不適合尚處於相關領域入門 級的學生使用，因為還沒能力分辨真偽。但由引導式 教學角度，這些資料則可以讓進階級的學生練功，學 習糾錯並指出正確陳述為何。教師也可從中辨識學生 究竟有無正確掌握邏輯規則或是概念意涵，進而引導 學生正確的學習。

在面對生成式AI這類強大但又帶有致命缺陷的教學 利器，或可積極因應推出建議的教學行動方案。但面 對生成式AI在教育領域來勢洶洶的重大衝擊，教師究 竟該如何正確利用指令在教學現場來幫助學生學習， 學生又該如何正確利用指令來提升自己的學習品質與 效率，相關答案的追求以及嫻熟、發掘符合個人所需 的指令，終究倚賴每位教師與學生個人的持續探索。

此組為人社課程開發使用生成式AI指令，提供了在

這就是為何「生成式AI指令工程培訓計畫」網頁上

一般或特定專業課程學習情境詢問ChatGPT的示範指

特別指出，目前提供的指令集只是種子範例，而這

令，可視為一種生成式AI的問題導向學習（problem

或許有機會成為生成式AI時代轉型為現象導向學習

based learning），目的不在於借助AI獲得答案，而是

（phenomenon-based learning）的契機。

焦點話題

科技報導

結論：適當科技

同時，這也是一個開放的平臺，讓人們可以分享彼此

國際組織如聯合國（United Nations, UN）與世界銀行

的經驗與知識，共同學習與成長，促進技術的普及與

（World Bank）等早已倡議，永續發展目標的解決方案

民主化，避免科技發展造成的社會差距擴大。透過讓

應採取「適當科技」，以特定社群的文化價值觀、經

更多人參與AI技術的研究與應用，我們可以確保科技

濟資源和環境等條件來設計和發展可促進永續發展目

的發展符合廣大民眾的利益，並且能夠為社會帶來更

標的技術。藉由簡單的生成式AI指令集來落實知識的

多的福祉與便利。

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擴散，我們希望讓公共化AI這項目標也能透過適當科 技與在地落實實踐。 任何人都可以用適合的方式參與這場生成式AI的共同實 踐與在地實驗，這是呼應公共化AI的知識公共化精神 與推動一環。我們以拋磚引玉的態度發表這些成果，也 期待透過這種方式，能夠吸引更多人在不受程式語言的

延伸閱讀

1. Chen, C. (2023 March 9). AI will transform teaching and learning.

Let's get it right. Stanford University AI+ Education Summit. https:// reurl.cc/5ObmRy

阻礙下，逐漸熟稔AI這項科技的長處與限制，減緩受

2. 國立清華大學人文社會AI應用與發展研究中心。「人文社會課程之生成

到AI加深與加寬的數位鴻溝。最終學習自我定義AI如

3. High-Level Political Forum on Sustainable Development. (2021 July

何在生活、學習與工作上協助自己，而不是任憑科技巨 頭、政府、學校或私人企業來決定。

式AI指令集」種子範例 。國立清華大學。https://reurl.cc/blNvN6

12). A Comprehensive Framework on Appropriate Technology Choice for Sustainable Development－ An Overall Perspective of Technology in Post- Pandemic Society. United Nations. https://reurl.cc/Y0kxDL

SciTech Reports

讓大眾取用政府資助的研究成果 美國與臺灣新近的發展

資訊生活

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莊庭瑞／中央研究院資訊科學研究所副研究員

美國白宮「科學與技術政策辦公室」（Office of Science and Technology Policy, OSTP）在去（2022）年8月，由 當時的主任尼爾森（Adlondra Nelson）簽署並發布了 一份備忘錄〈確保聯邦資助的研究可被自由、立即、 且公平取用〉（Ensuring Free, Immediate, and Equitable Access to Federally Funded Research）。此份文件也被 稱為「尼爾森備忘錄」，要求受聯邦政府資助的研究論 文與相關的研究資料應在出版當下，讓公眾自由且免費 取用。尼爾森備忘錄要求聯邦各機構最遲需在2025年 底前實現論文與資料的「自由與公眾釋出」（free and public release）。美國OSTP設定今（2023）年為「開放 科學年」（Year of Open Science），聯邦政府各部門發

NSF公眾取用方案2.0

〈NSF公眾取用方案2.0〉特別表示，必須正視過度仰 賴以「論文處理費」（article processing charge）方式 達成論文開放取用時連帶的公平性議題。欠缺經費的 研究人員有可能無力負擔高昂的論文出版費用，而且 這也關聯到學術出版界的商業生態。NSF認為在資料基 礎設施與訓練方面需要持續投資，讓開放取用的好處 能夠嘉惠公眾，尤其是本地和弱勢群體。而開放科學 的機制設計也涉及研究文化與誘因的轉移，所以計畫 補助單位無論在實務或是策略上，都應提供研究人員 明確與同等的支持。

展開放科學策略，並要求各機構在8月底前更新他們的

在科學資料的公眾取用方面，NSF過去已長期投資在各

「公眾取用方案」（Public Access Plan），以回應去年

學科領域的「資料儲存庫」（data repository），並跨

8月的備忘錄。今年7月，美國的「國家科學基金會」

站索引各儲存庫裡的資料集的後設資料，整體呈現於

（National Science Foundation, NSF）也在網站公布了

「國家科學基金會公眾取用儲存庫」（NSF-PAR）入

〈NSF公眾取用方案2.0〉。

口網站。以聯盟方式經營資料儲存庫，讓資料集靠近

本文將概述美國的公眾取用方案細節，以及臺灣新近 的發展。對於政府資助的科研產出，在知識普及和公 眾近用層面的政策發展以及實施方法，美國或可為臺

NSF所屬領域的研究社群並由它管理是其中一項優點， 但這也表示NSF要能持續資助各學科領域的研究資料儲 存庫，並有領域專家參與管理。

灣借鏡。NSF的方案首先肯認研究論文與資料的開放和

去年5月美國白宮「國家科學與技術委員會」（National

公平傳播，與促進科學進步密切相關。但也需要考慮

Science and Technology Council）發布一份指引文件〈受

實施公眾取用的同時，對資源短缺的研究機構將造成

聯邦資助研究的資料儲存庫的理想特徵〉（Desirable

的公平性議題。

Characteristics of Data Repositories for Federally Funded

10

資訊生活

科技報導

Research），NSF也參與了這項指引的發展。在指引文

NSF同時也認為，提供研究資料供公眾取用，將現有資

件中提到，資料儲存庫的理想特徵包括：自由與容易

料清理、文件整理，或是軟體與資料庫開發等工作需要

取用、清楚的使用指引、風險管理、保存政策、組織

進行。因此這些資料發布的成本和論文出版費用一樣，

永續性、持續識別碼、後設資料、在資料蒐集和品質

可同時提列於計畫書中申請經費補助。

上的確保、資料的普遍再次使用、共通格式，以及溯 源資訊等。這些理想特徵有助於研究人員選取適合的 資料儲存庫，也可做為資料儲存庫的自我評估指標。 〈NSF公眾取用方案2.0〉強調「資料管理方案」（data managment plan, DMP）的重要性。目前NSF已要求研 究計畫申請書中需檢附不超過兩頁的DMP，詳述計畫 執行期間將蒐集產出的資料、樣本、軟體、教案與其他 材料，以及這些資料將採用的（後設）資料標準，和在 資料取用與分享的規畫。為了強調應同時考慮資料的長 期保存與公眾取用，例如在資料儲存庫的選用等面向，

臺灣國科會對研究資料管理的支持與要求

在臺灣，去年11月國家科學及技術委員會（簡稱國科 會）發布了有關永續發展整合研究的計畫書徵求說明 文件，為促進研究計畫的科學資料產製品管、資料 保存及研究成果資料分享，鼓勵研究計畫申請書中納 入DMP。通過DMP審核的計畫，將獲經費支持研究 資料管理（整合型計畫以核定額度總數的十分之一為 限），此說明文件的立意與作法與美國NSF雷同。

NSF把這份必備的申請文件重新命名為「資料管理與共

此外，國科會自然科學及永續研究發展處（以下簡稱

享方案」（Data Managment and Sharing Plan, DMSP）。

自然處）今年8月也召開會議，針對所補助的核心設施

資訊生活 11

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建置的資料庫，訂立〈資料庫計畫資料管理規範〉， 要求核心設施計畫於提交計畫書的同時也提出DMP， 並定期更新。此管理規範並將研究資料分為開放資料 及非開放資料兩類，由各計畫依資料屬性分類，且需 於資料管理方案中說明。無法立即開放的資料，應 註明原因並訂定開放方式與時程。至於開放資料的定 義，與〈行政院及所屬各級機關政府資料開放作業原

（Adobe Stock）

則〉的定義一致，概指「以開放格式提供，採無償且 不限制使用目的、地區及期間，並不可撤回之方式授 權利用」之資料。國科會自然處這項管理規範，對於 公眾取用政府資助研究所產出的資料集，將有示範性 的作用。 然而，相較於美國，臺灣政府目前尚未有類似尼爾森 備忘錄的高階政策指示與全面實施時程。國科會的措 施已踏出第一步，但「開放科學」在臺灣的前景，仍 多有可期待之處。

延伸閱讀

1. 何明諠、莊庭瑞。（2022）。美國政府資助的研究發表被要求立即 開放取用，公共取用推廣歷史性的勝利。科技報導 ，492，9-12。

https://www.scimonth.com.tw/archives/6175

2. National Science Foundation.(2023). NSF Public Access Plan 2.0: Ensuring Open, Immediate and Equitable Access to National Science Foundation Funded Research. https://www.nsf.gov/pubs/2023/ nsf23104/nsf23104.pdf

3. 國家科學及技術委員會自然科學及永續研究發展處。（2023）。

〈資料庫計畫資料管理規範〉。 https://www.nstc.gov.tw/nstc/ attachments/3537c098-726f-4236-ae2e-5eb4db2a41be

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生醫先鋒

另類實驗動物選項： 利用臺灣獼猴進行醫學研究？

科技報導

邱國平／玉山生醫科技股份有限公司董事長

在這病毒、細菌肆虐、百病橫生的時代，人類仰賴多種

機。考量到未來的醫學研究需求，是否有機會善用既存

實驗動物輔助新藥測試與疫苗開發。在進入臨床人體

的獼猴資源於醫學研究、保障國人健康，是一個值得思

試驗之前，經常需經過非人類靈長類動物（non-human

考的議題。本文接下來將提供最近國際上在這方面的發

primate, NHP）試驗，獼猴就是其中一種實驗動物。獼

展現況，提供給科學界、企業界與政府相關部門，作為

猴在人類疾病的研究上有不容忽視的重要地位，例如美

討論與修法的參考。

國作為醫學研究最為先進的國家，就有七個靈長類研 究中心分散於數州，所使用的獼猴為數不少。最近數 十年臺灣動物保育有一定程度的進展，使得臺灣獼猴 （Macaca cyclopis，圖一）的數量激增，較無生存的危

圖一：臺灣獼猴。（作者提供）

非人類靈長類實驗動物的重要性

藥物的動物試驗主要目的在確定它的安全、不含過敏

生醫先鋒 13

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原，且不會改變基因與遺傳等。在未經動物試驗之 前，新藥都不被允許使用在人體上。最常使用的實驗 動物是大鼠、小鼠，但NHP在許多方面更接近人類， 更適合作為人類疾病的實驗動物，目前全世界每年至

以臺灣獼猴為實驗動物有那些優點？

就臺灣本島而言，只有臺灣獼猴與人類同屬靈長類， 是為最接近人類的動物。目前有幾個重要的因素，使 得此時成為開發臺灣獼猴做為實驗動物的最佳時機。

少有十萬隻猿或猴用於醫學研究。雖然小鼠與大鼠在 飼養管理、法律規範與實驗操作上都遠比獼猴方便許 多，然而猴子與人類在基因體、生理、身體結構、免 疫、行為等各方面都極為類似，比起小鼠或大鼠有明 顯的優越性。作為NHP的獼猴，在人類疾病的研究上 確實有牠無法取代的獨特地位。

近幾十年來保育有成，野生獼猴數量普遍增加，因此 建立實驗用圈養猴群，應不致影響野生族群的存續。 未來對於獼猴作為實驗動物的需求只會增加，臺灣必 須預先做好準備，以應對未來內需或外銷的需求。在 外銷方面，此時美國實驗用的獼猴價格昂貴，每隻達 到6萬美元（相當於180萬臺幣），因此若能穩定供應

獼猴與人類遺傳序列的相似度大約是93%。雖然比起跟 人類人類最像的黑猩猩（96%）在演化上與的距離稍遠 了一些，但獼猴在某些疾病上反而更適合、也更常作為 研究對象，例如愛滋病、肺結核、登革熱與猴痘就是明 顯的例子。因獼猴與人類在演化上的關係，在消化系統 內微生物相關研究中也是一種相對理想的實驗動物。獼 猴做為實驗動物的應用不只在藥物與疫苗上，在傳染病 的控制與健康研究上也深具價值。 現階段常以獼猴作為模式動物的實驗，包括人體測試

有機會成為外匯收入來源。 基因圖譜是實驗動物研究必備的條件，筆者研究團隊近 期剛完成臺灣獼猴的基因體定序，可做為研究基因表達 與調控的基礎，確立臺灣獼猴做為實驗動物的價值。

臺灣獼猴研究新進展： 全基因體定序，完成！

近期，筆者團隊發表了臺灣獼猴全基因體DNA定序

前的新藥毒性試驗，尤其是對人類有專一性（對鼠狗

的研究報告。這是繼2015年所發表的臺灣獼猴粒線體

沒有藥性作用）的新藥，一般常見包括抗體、短核苷

DNA的定序 （mitochondrial genome sequencing）之

酸分子、受體（receptor）、基因療法等。另外，疫苗

後，有關臺灣獼猴的連續性研究報告。

開發的臨床前試驗，以及其他輸血、器官移植、神經

基因體定序的目的，在於解讀該物種基因體內每個染

系統或免疫系統相關的研究也常用到獼猴。

色體的遺傳密碼序列，做為未來針對該物種所做科學

光是在2017年，美國就使用了7萬4498隻猴子於實驗

研究的參考與對照的基礎（圖二）。定序後，還會標

中，可見猴子的需求量之大。但由於國際局勢的改

示每個基因、調控基因表達的各種因子、以及與基因

變，近年來相關實驗動物的供給量正在急遽下降。印

體結構相關的鹼基序列，做為未來遺傳序列與功能對

度與中國相繼禁銷獼猴，情況漸趨嚴重，現在國際

應到基因體的關連性的參考，這樣的基因體圖譜為未

上普遍缺乏實驗猴，相關的儲備競賽逐漸展開。在

來的各種相關研究提供極大的方便性。因此，臺灣獼

今（2023）年5月22日《紐約時報》（The New York

猴的全基因體DNA定序將可望成為開發臺灣獼猴為實

Times）的報導〈中國限制出口影響 「實驗猴」3年漲

驗動物重要的基礎。

價15倍 美商或需延遲新藥開發〉中，即可看出獼猴在

透過前述定序的成果，我們也發現比起作為實驗動物

疾病控制、新藥開發與醫學研究上有極為關鍵的重要

歷史悠久、常用的恆河猴（Macaca mulatta）與長尾

性，臺灣最近幾年在實驗上也只能使用同為獼猴屬的

猴，臺灣獼猴的基因體受到反轉錄病毒猴免疫缺陷病

長尾猴（Macaca fascicularis，又稱食蟹猴）。

毒（Simian immunodeficiency virus, SIV）的汙染更

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生醫先鋒

科技報導

圖二：基因體定序的目

的在為未來針對該物種 所做的科學研究建立一 套圖譜。

輕微，所以更適合用於相關的實驗研究。這差異可能

去（2022）年9月30日公告將臺灣獼猴列入「指定禁止

主要由於地緣關係所造成。臺灣是太平洋上的一個獨

飼養或輸入之動物」明文規定禁止飼養、輸入或輸出。

立島嶼，與歐亞大陸距離將近200公里，中間的臺灣 海峽阻絕了臺灣島上獼猴與大陸獼猴交配的可能性， 所以地處海峽兩岸的獼猴的遺傳物質無法橫向交流 （horizontal transfer），也因此限制了SIV反轉錄病毒 「化石基因」的進一步擴散，臺灣獼猴的基因體也因 此更為單純，更適合做為醫學研究用途。

法律的限制與挑戰

由於保育有成。臺灣獼猴數量已顯著增加，對農作物 的危害也開始受到普遍的關注，從2019年1月9日開 始，臺灣獼猴由「其他應予保育野生動物」改為「一 般類野生動物」，因此開啟了相關專家學者對於是否 能開放臺灣獼猴作為實驗動物的計畫的討論。 不過，考慮到降級後出現私養臺灣獼猴情況，農業部於

而如果要開發臺灣獼猴做為實驗動物，就需要考慮修 法放寬相關限制，或提供以國營或民營方式將臺灣獼 猴應用於醫學研究的申請辦法。而後續如何從圈養或 野外取得獼猴個體逐步飼養擴大種群，也是一個必須 考慮的問題。依據《野生動物保護法》，禁止使用陷 阱活捉臺灣獼猴。使用捕獸鋏是一種殘忍的手段，容 易造成傷殘，當然不得使用。另外，容許野捕的數量 又是多少呢？這都是必須討論的議題。 開發臺灣獼猴做為實驗動物，將是一條漫漫長路。但 基於時勢演變與人民健康的考量，改革是求進步的必 經之路。公視報導〈臺灣獼猴等級降 動物實驗新目 標〉提及國科會正在進行靈長類實驗中心的評估，預 估今年底會有結論。我們期待臺灣科學研究的的領頭 羊國科會在年底的評估結果。

生醫先鋒 15

SciTech Reports

展望NHP試驗的未來

動物實驗長期以來受到不少爭議與反對，因此發展臺 灣獼猴作為實驗動物也不會例外。但世界上幾乎每件 事都有利有弊，利的方面是可以增進人民健康甚至救 人，弊的方面則有犧牲動物的疑慮，令我們經常不得 不在兩者之間有所抉擇。展望未來的實驗需求，目前

技，對於疫苗、新藥或各種技術的開發會有很大的幫 助。臺灣適值生物科技產業的起步階段，而我們的研 究團隊也剛完成臺灣獼猴的基因體定序，直接提供了 相關研究所需的遺傳序列資訊。加上原產國都禁止出 口獼猴，現在應該是考慮開放臺灣獼猴做為實驗動物 的適當時機。

多數的原產國都已不出口實驗用獼猴，著眼長遠生 醫研究的發展，我們應該考慮利用臺灣獼猴的優勢， 開啟臺灣獼猴做為實驗動物的這扇窗，為人類健康 謀福利。如能在臺灣成功建立臺灣獼猴SPF（specific pathogen free） 的整套系統，一方面可以避免在實驗材 料的來源上受制於人，另一方面更可以促進新藥與疫 苗的研發，以促進國人甚至其他動物的健康。

延伸閱讀

1. Chiu, K. P, et al. (2023). Genome sequencing and application of Taiwanese macaque Macaca cyclopis. Scientific Reports, 13(1), 11545.

2. Haigwood, N. L., & Walker, C. M. (2011). Commissioned paper:

Comparison of immunity to pathogens in humans, chimpanzees,

臺灣獼猴就在我們身邊無須遠求，可以充分掌握資源

and macaques. In Chimpanzees in biomedical and behavioral

永續性。發展臺灣獼猴為實驗動物，不但可以增進國

3. 陳姝君，黃守銘。（2011年8月2日）。臺灣獼猴等級降 動物實驗新目

人的健康與醫療品質，另一方面也可以扶植生物科

research: Assessing the necessity. National Academies Press (US).

標。公視新聞網 。https://news.pts.org.tw/article/67094

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懷念科月人

與《科學月刊》共苦同甘的江建勳

科技報導

劉源俊／臺北市科學出版事業基金會董事長

今（2023）年10月11日，我參加在甘肅省張掖市舉辦

1976年1月，石資民辭去雜誌社社長，我不得已接任社

的「第十六屆海峽兩岸科普論壇」，13日正登上萬

長，當時雜誌社的帳目歸零。1977年2月，社址遷到臺

里長城第一關的「嘉峪關」時，突然接到曾惠中兄傳

北市雲和街一處的四樓。3月的董事會會議中決定設社

來的訊息：江建勳兄方於11日中午辭世。當時不勝唏

務委員會，每月開會一次，由社長召集，決定經營方

噓，即刻轉告科學月刊社的同仁。

針並為社長的諮詢機構。我一開始就邀請張一蕃、茅

回想初識建勳兄，是在1973年。當年5月，我從王亢沛 兄手中接下《科學月刊》的總編輯任務，誠惶誠恐。 是時科學月刊社位於八德路，正面臨財務與稿件都缺

聲燾、曾惠中、江建勳四位當社務委員（江因不便公 開，用了用江逸民的化名），到翌年才又增加了六位 社務委員。

乏的窘境。某日，經國科會科學教育組任職的郭允文

建勳兄在社務委員會先是襄贊我，1979年7月起幫助盧

引介，會見當時在國防醫學院預防醫學研究所服務的

志遠社長，1982年1月起又幫助周成功社長。1981年在

曾惠中（郭的夫婿）、江建勳與吳惠國。三位都對科

醞釀創辦《科技報導》的過程中，他都有參與，不必

學教育有興趣，因此即刻邀他們來協助編輯工作，建

在此細述。1983年，他出國進修。

勳兄就從那時起陪伴著科學月刊。

1989年2月，科學月刊社改為以社團方式運作，社務委 員會由選舉產生，張昭鼎當選社長，我被任命為副社 長，建勳兄開始參加編輯委員會。1993年4月張昭鼎不 幸辭世，6月我繼任社長。 在這期間不斷有改革科學月刊社的討論。1995年2月的 「科學月刊冬令營」談話會裡，11日討論「科學月刊 社的展望」及「科學月刊社未來一年的工作重點」， 12日於擎天崗草地上作總結，建勳兄都一直在場。這 次談話會決定：「改以學會方式運作，社長改為理事 長，社務委員會改為理事會」。 1995年8月起第一屆理事長由我擔任，1996年8月由周 延鑫繼任。之後理事會的選舉及任期辦法又經修改， 不必在此細述。總之，建勳兄自2002年7月起又開始擔 任理事，一直到2012年6月，期間襄贊過洪裕宏、林 基興兩位理事長。之後，他就一直擔任編輯委員到今 年。此外，他曾於1998年1月與張之傑兩位一起被補選

張昭鼎紀念研討會上的江建勳。（作者提供）

為基金會第四屆董事會董事，任期至1999年6月。

懷念科月人 17

SciTech Reports

科學月刊社是一鬆散的組織，參與者自由來 往，並無約束。但我曾與建勳兄討論過：以各 種身分持續參與科學月刊社而時間最長的人， 除我外，就要屬劉廣定、江建勳、張之傑幾位 了。他當然參加了2019年12月27日下午四點在 臺灣大學思亮館，臺北市科學出版事業基金會 將《科學月刊》50年來的內容電子檔的使用權 及早期檔案贈送給臺灣大學的儀式，也參加了 28日傍晚在曉鹿鳴樓舉行的「科學月刊50周年 餐會」。 建勳兄不多話，但總一直在默默幫助別人，守 護著《科學月刊》。還值得一提的是，他曾於 2007年7月促成世新大學通識教育四年計畫與科 學月刊社合作，撥給科學月刊社經費十萬元。 如今他已安息，僅以此文誌念他對科學月刊社 的長期貢獻。

《科學月刊》五十周年贈送儀式。（作者提供）

江建勳娶媳婦。（作者提供）

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懷念科月人

悠遊生物奧祕與人文影像的科普人

科技報導

曾惠中／東吳大學退休教授，曾任科月編輯、社委、總編輯。 老江走了。

學、組織學及神經生物學，三年後返臺進入衛生署藥

突聞噩耗，心頭愴然，為何他會遭此磨難？

檢局主管生物製劑安全檢驗，直至2000年退休；這期

今年初疫情稍歇時見到了第一次攝護腺手術後的建勳 兄，氣色還是挺好的，他訴說術後的病況不佳，因防 疫的阻延，治療一直不順，很可能要再度手術。老江

間也在東吳微生物系開課，講授「實驗動物學」，為 國內生醫科系獨有的科目。惠國兄也至美國深造，三 人於是分散。

期待康復後能再到中國自由攝影，一如他漫遊過的雲

老江酷愛攝影，尤其推崇黑白攝影，認為黑白影像最

貴紅土高原、甘南草原等地，拍攝風土民情，帶著他

能顯露風景人物的精髓，其實是多采多姿的。他雲

心愛的名牌Hasselblad相機。

遊倫敦、愛爾蘭、中歐、土耳其、越南、寮國、柬

如今一切皆已落幕，老江雖不情願但脫離了病痛，仙 逝而去。

埔寨、中國及臺灣各地，30多年來出版了《倫敦切 片》、《綿長的記憶—波西米亞》、《土耳其的人與 土地 》等13本攝影集。我保有他贈送的《吳哥窟黑

與老江結緣是在1970年代，我們是國防醫學院一個研 究單位的同事，他談吐詼諧、愛開小玩笑，很快就和 另一位年紀相若的吳惠國因為對生物學的熱愛彼此成 為好朋友。那時我在科月幫忙兼任編輯，也把江吳引 入，與朱維鈞、杜興江、徐義鎮、穆美華等大家成為 忘年的伙伴，一起為創立不到十年的科月打拼，為編 務與經營貢獻創意與時間。1974年，我們提議出版部

白講》一冊，翻開瀏覽，盡是吳哥窟古蹟獨有的美感 及柬國鄉土風情，非一般打卡式流俗鏡頭所能比擬。 他在《老英倫》中有言：「有景物（鬥牛、音樂、遊 湖、建築、悠閒、墓碑，還有一隻大頭鵝聒聒聒）以 及我一向認為攝影裡不可或缺的「人」元素」，好一 個自在的老江。

編寫自然叢書《真菌》、《昆蟲》等六冊及彩色世界

退休後，老江全心投入科普工作，除了在輔仁大學及世

叢書《花》等，分頭籌劃執行，盡心盡力。1977年，

新大學開設通識課程：「生物醫學」、「人體疾病與生

曾吳加入編委會，曾江也成為社委，參與科月的正式

態」、「心理、生理與病理」外，同時筆耕不綴，先後

團隊。我們也曾在《幼獅少年》雜誌以曾國勳筆名聯

著有《新聞裡的生物學》：此書集合新聞焦點如複製動

合撰寫科學專欄，並協助新學友書局的「哥白尼21少

物、愛滋病、狂牛症、超級細菌等，為非生物專業的普

年兒童科學」雜誌引介許多科月編委加入顧問群，這

通讀者解析；《漸成基因與遺傳設計》：此書針對漸成

些早期的熱情誠如老科月人張之傑兄所評述的，是科

基因（又稱表觀遺傳學，epigenetics）的興起，介紹該

月參與者帶給其他臺灣綜合科普刊物「外溢」的正面

領域的研究與應用如何挑戰演化論，對大腦科學及精

的影響。

神疾病的遺傳機制有深入淺出的闡述；以及《創傷之

1980年，我轉任東吳大學教職，同年接任科月總編輯 直到1984年。在負責編務期間，每期封面的構思設 計選定製作等流程總是亟費苦心的，老江常以攝影的

源起》等三冊科普讀物。也為商務書局主編：《生物 醫學》、《愛滋病肆虐三十載》、《生生不息的科學 （上）－複製與生殖的起始》等。

品味提供專業的意見，也加入執行。1983年後，老江

一位悠遊於生物奧祕與人文影像的科普工作者凋謝

赴倫敦大學解剖及發生生物學研究所進修，主攻胚胎

了，願老江安息。

SciTech Reports

江建勳在英國念書時拍的照片編了《老英

倫》、《倫敦步調》、《倫敦切片》、《倫 敦記憶》四本書，吳哥窟旅遊時的照片編

了《吳哥窟黑白講》及《黑白吳哥》，到 香港旅遊時的照片則編了《老香港》，前

前後後出版嘞 31 本攝影集。圖為江建勳 於 2019 年 6 月 19 日舉辦個人攝影展中

的作品。（吳靜然提供）

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書適圈

從一場悲劇中誕生的FDA藥物法規 《藥物獵人》

科技報導

百浪多息是第一種廣效性抗生素，可治療各種鏈球菌屬

損失慘重。氨苯磺胺是化學家幾十年來都在使用的常

（Streptococci bacteria）引起的疑難雜症，包括血液感

見化合物，因此無法取得專利。在巴斯德研究院於

染、皮膚感染與產褥熱。但這種藥令人疑惑──只對活

一九三六年發表氨苯磺胺報告的隔天，全球各地的化

的動物與活人有效。它無法殺死試管中的細菌。拜耳公

學廠商醒來，發現他們手中握有神奇的藥物，誰都可

司覺得這是新的謎團：為什麼百浪多息能根除體內的病

以合法製造與銷售。

原體，但若病原體在人體之外，抗生素就沒輒？

在短短幾年內，好幾百間公司紛紛推出自家的氨苯磺

這藥理學的謎團最後終於由巴斯德研究院解開了。

胺，國際間湧現一股「磺胺熱潮」。在林林總總的新

研究團隊發現，百浪多息經過肝臟代謝後，會被分

磺胺製劑中，美國田納西州的製藥廠馬森吉爾（S. E.

解成許多較小的化合物，其中一種是稱為氨苯磺胺

Massengill Company）推出了一種「磺胺酏劑」（Elixir

（sulfanilamide）的無色分子。他們指出，百浪多息的

sulfanilamide）。這家公司是由薩謬爾．伊凡斯．馬森

大分子對於病菌沒有任何影響。相對地，較小的氨苯

吉爾（Samuel Evans Massengill）在一八九八年的田納

磺胺分子才能真正對抗病菌，消滅住在活體動物與培

西州布里斯托（Bristol）成立。馬森吉爾是納什維爾

養皿中的病菌。百浪多息無法殺死體外的病菌，是因

大學（University of Nashville）醫學院畢業生，他的

為尚未分解成活性成分。

公司在這之前曾生產過鎮痛藥、軟膏等，產品名稱都

拜爾製造出第一種廣效型抗生素，固然是了不起的豐 功偉業，卻和灑爾佛散一樣，是依據錯誤的假設而 來：誤以為有毒染料選中了目標病菌。其實這只是純

有老闆姓氏的影子，例如安納吉爾（Anagill）、德瑪 吉爾（Dermagill）、吉亞吉爾（Giagill）、雷薩吉爾 （Resagill）與薩洛吉爾（Salogill）。

粹的生化機率，哺乳動物的生理機轉把紅色的百浪多

馬森吉爾的氨苯磺胺製作方式很簡單。他依照藥廠首

息染料變成全新的化合物，順利治療了感染。不過這

席藥理學家哈洛德．威金斯（Harold Watkins）提出的

發現讓拜耳在科學上只是有點難堪而已，財務上則是

配方，先將氨苯磺胺以二甘醇（diethylene glycol）溶

SciTech Reports

書適圈 21

解，再加入蔓越莓口味的調味劑。雖然威金斯是化學科

胱炎，這是種疼痛無比的泌尿道感染。卡霍恩醫師開

班出身，但他顯然沒發現帶甜味的二甘醇含有劇毒。

了磺胺酏劑的處方，這在當時仍是安全且相當有效的

（今天，二甘醇是煞車油與壁紙清除器的成分。）

膀胱炎用藥。伯德去附近藥房，憑醫師處方領藥，於

到了一九三○年代，動物測試在製藥界已相當普遍， 但威金斯為了趕著讓磺胺酏劑上市，因此未進行活體

是藥師給了他一瓶馬森吉爾藥廠的磺胺酏劑（卡霍恩 醫師也開了磺胺酏劑給其他五個人）。

生物測試。這種看似過分的疏忽並不違法，畢竟當時

在服用了醫師指定劑量之後，伯德便前往諾克斯維爾

法律並未規定藥物上市前需先測試。雖然國會在一九

（Knoxville）參加牧師會議。隔天，伯德「感到頻

○六年已成立FDA，但這機構基本上沒什麼公權力，

尿」，但「尿排不太出來」。幾天之後，伯德仍排尿

主要目標是禁絕偽藥或標示錯誤的產品，而非強力執

困難，因此住進諾克斯維爾的醫院，診斷出嚴重腎衰

行藥品安全。

竭。院方緊急進行生理食鹽水與葡萄糖的靜脈注射，

一九三七年九月，磺胺酏劑在全國藥局上市。密西 西比州橄欖山（Mount Olive）的牧師詹姆斯．愛德

設法刺激他的腎臟功能，卻不見效果。伯德在痛苦中 病逝，妻子莉歐娜（Leona）與兩名兒子隨侍在側。

華．伯德（James Edward Byrd）很快買了一瓶。伯德

後來，兩名芝加哥大學的醫師在《美國醫學會期刊》

是六十五歲的浸信會牧師，長期在密西西比浸信會主

（Journal of the American Medical Association）上發表

日學校擔任祕書長。十月十一日，他去找好友阿奇伯

文章，認為伯德之死是肇因於二甘醇，這種化合物會

德．卡霍恩醫師（Dr. Archibald Calhoun），想治療膀

破壞腎臟。博德的醫師卡霍恩十分沮喪。他上書給富

（Adobe Stock）

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書適圈

科技報導

蘭克林．羅斯福總統（Franklin D. Roosevelt，小羅

所質疑，指出磺胺酏劑已造成愈來愈多人死亡，這時馬森

斯福總統）：

吉爾與公司首席化學家威金斯承認，他們並未進行毒性測

任何行醫超過四分之一個世紀的人，必定

試。不過他們也說，死亡案例可能是同時服用其他藥劑，

亡（全是我的病人，其中一人更是我的摯

至喝下些許磺胺酏劑，且「很榮幸報告，我沒有任何不良

見過不少死亡。但若發現，其中六人的死

才造成此等遺憾。威金斯為了展現對自己產品的信心，甚

友）是我無意開出的藥方所造成，並發現

反應」。

我開的新藥（正如田納西州一家有聲望的 大藥廠所稱）忽然成為新的致命毒藥，必 然使我日日夜夜飽受理智與精神上的折

磨。我不相信有誰承受這種痛苦，還能活 得下去。

威金斯雖然進行了自我試驗並沾沾自喜，但兩週後公司態 度突然大轉彎。一九三七年十月二十日，馬森吉爾醫生發 了簡短的電報給美國醫學會：「請透過西聯公司發電報， 建議我方磺胺酏劑如何解毒與治療。」美國醫學會的回答 也一樣簡潔：「解藥未知，藥物只能舒緩症狀。」換言

馬森吉爾的磺胺配方在全美造成百餘人喪命，其中

之，沒有任何方式能彌補這藥劑對腎臟的嚴重傷害。

許多是孩子。他們喉嚨痛求診，醫師便開立這種酏

FDA竭盡所能，運用有限的資源處理危機，派員視察馬森

劑。奧克拉荷馬州土爾沙市的梅絲．尼迪芙勒女士 （Maise Nidiffler），便是受害病童的母親。她也寫 信給小羅斯福總統： 我第一次帶著瓊恩（Joan）去看醫師，醫

師開了磺胺酏劑。後來，我們只能照料她 的小墳……看著她幼小的身軀痛苦打滾， 以稚嫩的聲音吶喊，幾乎讓我發瘋……懇

請採取進一步措施，禁止此藥販售，以免 再奪走幼小生命，留下無盡的傷痛與無望 的未來，正如我今晚的感受。

一九三○年代，聯邦政府似乎把藥物看得和迴紋針 或長褲差不多，也沒有制定任何安全規範。美國醫 學會也不參與藥物核准。這個專業醫藥組織，只負 責分享藥廠或醫師自動提出的藥物資訊。馬森吉爾 並未公布任何關於磺胺酏劑的資訊，因此美國醫學 會絲毫無從掌握起。 後來，美國醫學會得知病患服用磺胺酏劑死亡，於 是發電報給馬森吉爾本人，要求他說明公司藥物的 成分。馬森吉爾承認藥中含有二甘醇，但堅持這項 資訊必須嚴格保密。他並非認為這溶液有毒，只是 擔心其他廠商可能會盜用配方。美國醫學會當然有

吉爾藥廠位於田納西州布里斯托的總部。視察員抵達時， 得知公司已發電報給銷售人員、藥師與醫師，要求回收剩

書適圈 23

SciTech Reports

下的磺胺酏劑。不過，這電報看不出事態緊急：「回

頓．辛克萊（Upton Sinclair, 1878∼1968，美國知名記

收磺胺酏劑，請立即退回未開封使用的存貨。」FDA

者與作家，曾獲普立茲獎）揭發肉品加工業黑幕的小

視察員堅持，馬森吉爾必須發出強制回收通知，於是

說《魔鬼的叢林》（The Jungle）可比擬。馬森吉爾

他在十月十九日又發另一則訊息：「務必立即回收所

被問及他在醜聞中的責任時，他宣稱「藥物致命，我

有外流的磺胺酏劑。產品可能危及性命。退回所有存

的化學家與我深感遺憾。但此藥品的生產過程並無過 失。我方向來提供合法的專業需求，從來沒有一次能

貨，我方付費。」

預知憾事。我不認為我方有任何責任。」 這是美國第一次對藥害危機有所回應。在這次事件中， FDA的兩百三十九名現場視察員幾乎全員出動，回收有 毒藥物。這是很令人欽佩的行動，畢竟藥物安全當時並 非歸FDA管轄。視察員不辭勞苦，尋訪每一位開過磺胺 酏劑的醫師、每間販售磺胺酏劑的藥房，以及曾服用磺

從法律上來看，馬森吉爾說的沒錯。根據當時的法令， 他公司沒有任何行為可視為重罪。田納西州格林維爾 （Greeneville）聯邦法院判決馬森吉爾公司違反一九 ○六年的《純食物與藥物法》的規定，將不含酒精的 製劑標示為「酏劑」（elixir）。這不是什麼大不了的

胺酏劑的病人。這藥物總共售出兩百四十加侖，而他們

違法行為，因此公司只需支付一百七十項標示不實，

回收兩百三十四加侖又一品脫。然而那流出的六加侖已

每項一百五十美元的罰鍰，總共兩萬六千美元。不過

造成逾百人死亡。

一百二十一名受害者家屬，卻沒有得到任何賠償。

媒體大肆抨擊這家公司，砲火之猛烈，恐怕只有厄普

但是調製這項製劑配方的化學家威金斯，不像他老闆

中央研究院分子生物研究所誠徵 研究人員 本所擬延攬獨立研究人員一名（含助研究員、副研究員、研究員各等級， 相當於各大學院校之助理教授、副教授、教授）。歡迎從事分子細胞生物所 有相關領域研究之學者，加入分生所的研究團隊。應徵者必須具有博士或相當之學 歷，並有適當博士後研究之經歷。獲本所延攬之新進人員將獲得多年期的研究補助和支援。 中央研究院分子生物研究所（http://www.imb.sinica.edu.tw/ch/）是一個積極進取且具國際競爭 力的研究單位，擁有優良的研究風氣，一流的研究設備，充足且長期的研究經費。近年來研究 成果已刊登上國際頂尖雜誌。所內並有極高水準的核心設施支援各項實驗（如：imaging, Next Generation Sequencing, RNAi, electrophysiology, FACS, biophysics, bioinformatics, transgenic core, and animal facility等）。此外，本所目前有兩個與大學合作的博士班學程（國防醫學院生命科 學研究所、國際研究生「分子與細胞生物學」學程）。英語是在各種學術演講及所內教學學程 中所使用的主要語言。 有意願加入本所行列者，請於112年12月1日前，將您的履歷、歷年研究成果、未來研究興趣 以及三封推薦信以電子檔（PDF）寄至：程淮榮所長, c/o 蔣佳雯小姐（vivi@imb.sinica.edu.tw）. 如需任何其他相關訊息請洽蔣佳雯小姐（vivi@imb.sinica.edu.tw）。

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書適圈

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那麼無所謂。他逃不過良心譴責，在等待聯邦判決 期間，便朝腦袋開槍，飲彈自盡。另一方面，馬森 吉爾繼續當藥廠老闆。他是藥廠唯一的老闆，不可能 下臺。馬森吉爾公司仍是私人藥廠，持續營運多年， 直到一九七一年由美占集團（Beecham, plc）收購。 一九八九年，美占與另一家藥廠合併，成為史克美占 （SmithKline），二○○○年再與其他公司合併成葛蘭 素史克（GlaxoSmithKline）。因此，馬森吉爾公司的後

「是強迫你證明自己不是壞蛋」。 FDA在核准人體測試之前，會審查藥廠實驗室的試管 和動物安全測試結果。藥廠必須將測試資料做成完整 檔案，送交FDA審查。經FDA核淮，廠商便會在FDA 的監督下進行人體測試。唯有FDA裁定藥物具安全 性，且能產生其所聲稱的效果，才會核准這項藥物上 市。即使藥物上市之後，FDA仍持續監督，追查這藥 物是否有測試期間沒有發現到的意外或罕見反應。

嗣今天依然存在，每年銷售總值達數十億美元的藥物。 一九三七年，在磺胺藥物熱潮的全盛時期，FDA前身 磺胺酏劑中毒事件引起公憤，受害者家屬寫給小羅斯 福總統的信件廣為人知，促成國會在一九三八年通過 《聯邦食品、藥品與化妝品法案》（Food, Drug and Cosmetic Act），規範藥物的銷售與宣傳。這法案也 促成現代FDA的成立。如今藥物從一開始研發到人體 測試，都受到FDA的規範。若藥物研究最後可能發

的現場稽查員與化學家共有兩百三十九名。到了二○ 一三年，FDA有逾九千名員工，年度預算超過十二點 五億美元。從病患與消費者的觀點來看，我認為任何 可能對大眾造成危害的產業（例如製藥業），都必須 受法律規範。真正的問題在於，如何在政府規範與創 新自由之間，拿捏適當的平衡？

展成商業藥品，都必須遵照「優良實驗室操作規範」 （Good Laboratory Practice）。一名在氰胺大藥廠任職 的高層主管曾告訴我，優良實驗室操作規範的設計，

書

名｜藥物獵人：不是毒的毒 × 不是藥的藥，從巫師、植物學家、化學家到 藥廠，一段不可思議的新藥發現史 作 者｜唐諾﹒克希（Donald R. Kirsch）、奧吉﹒歐格斯（Ogi Ogas） 譯 者｜呂奕欣 出版社｜臉譜 出版日期｜ 2023 年 8 月

開發一種新藥的可能性是3×10的62次方，原來救人一命比登陸月球還難。

從古至今藥物的發現歷程中，有著許多乍看迷信、不科學、充滿奇蹟的試藥經歷，例如鄉間藥房的草藥 學、中世紀作坊裡的鍊金術、工業革命的化學染料工廠，後來都成為二十一世紀實驗室化學、細菌論和 藥理學的基礎。身處藥廠四十年的藥物獵人唐諾﹒克希博士回顧製藥業的前世今生，探索藥學與科技、 商業發展之間的關聯，訴說這群藥物獵人與細菌、病毒、人體生理祕密無止盡奮鬥的奇聞軼事，並揭示 藥學在社會演進中扮演的角色。在人類大歷史中，少不得藥物獵人這塊被忽略卻關鍵的拼圖。

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解開人類大腦的奧祕： 歷史上最大的大腦細胞地圖

動態時報 25

編譯｜陳亭瑋

人類大腦是最複雜的器官之一，仍有許多奧祕吸引著

於理解大腦的功能和潛在問題。BICCN聯合發表了多

科學家們的好奇心。隨著近年來分子生物學技術的進

達21篇的論文，分別在《科學》（Science）、《科

展，大腦細胞的轉錄、表觀遺傳學（epigenetics）、功

學進展》（Science Advances）和《科學轉化醫學》

能等研究取得了巨大的突破。近期，美國國家衛生研

（Science Translational Medicine）等期刊中刊登。

究院（National Institutes of Health, NIH）的大腦神經元 細胞普查網絡（BRAIN Initiative Cell Census Network, BICCN），和數百名科學家共同參與的合作項目，發 表了有史以來最大的「人類大腦細胞地圖」。研究中 詳細記錄了多達3000種細胞與它們的特性，這將有助

技術革新：發現3000種細胞類型大腦地圖

傳統上對於人類大腦的研究主要依賴例如磁共振成像 （magnetic resonance imaging, MRI）等技術。儘管MRI

（Adobe Stock）

26

動態時報

科技報導

提供了對大腦結構與活動的重要資訊，但無法深入到

研究人員還發現到某些大腦細胞的類型與神經精神疾病

細胞層面，揭示細胞之間的複雜互動。然而，NIH的

存在一定的關聯，包括躁鬱症（bipolar disorder）、憂

「人類大腦細胞地圖」計畫已經改變了這一切。該計

鬱症（depression）和思覺失調症（schizophrenia）。這

畫的目的在於創建人類大腦的全面細胞地圖，將每個

些發現使科學家能夠測試特定基因或有缺陷的開關是

細胞的特性記錄下來，以全面理解大腦的功能和潛在

否直接導致疾病的發病。這將為未來研究和疾病治療

問題。

提供更多的可能性。

在荷蘭烏特勒支大學醫學中心（University Medical Center Utrecht）的研究人員使用了單細胞RNA定序技 術，為人類大腦細胞地圖的研究建立了基礎，這種技 術使他們能夠一次分析大量的單細胞，了解各別細胞 的基因表達和功能。

未來展望：深入研究大腦的下一步

儘管取得了令人興奮的成就，但對於人類複雜大腦的了 解，目前的進度僅僅只是研究的開始。下一步研究人員 計劃對大腦各個區域特有的細胞類型進行更詳細的分

研究過程中，團隊發現了令人驚訝的結果。傳統上，人 們認為大腦中的細胞類型相對不多，但新的研究發現 了超過461種腦細胞類別，且可再細分為3000種細胞亞 型，其中有許多種在科學界未曾見過。這些細胞分布在 大腦的不同部位，存在著各種不同的功能和發展歷程。

析，並研究大腦在不同人群和年齡的變化。這一領域的 進展有望徹底改變我們對大腦的理解，並為神經疾病的 治療開創新的可能性。人類大腦一直是科學界的一個謎 團，但隨著新技術的不斷發展，我們正逐漸解開這個複 雜器官的奧祕。建立歷史上最大的大腦細胞地圖是一項

此外，這些研究還發現大腦的不同區域包含不同類型

重大成就，它為科學家提供了深入研究大腦內部運作的

的細胞，且有些細胞僅存在於特定位置。尤其是相較

機會，並為未來的研究和醫學治療開創了新的可能性。

於大腦和脊髓來說較少被研究的區域——腦幹，包含

通過持續的探索，我們有望了解大腦的更多奧祕，並為

多種前所未見的神經元類型，是令人眼睛為之一亮的

神經科學和醫學做出更多貢獻。

發現。

基因調控的奧秘與疾病機制的理解

除了發現新的細胞類型，研究人員還以表觀遺傳學的 方法，分析了大腦細胞中超過50萬個可以打開或關閉 基因的化學標記，深入研究腦部細胞基因的調控和表 達機制。這項研究使研究人員能夠識別近200種大腦細 胞類型，並且發現即使是相同類型的細胞，相同基因 在不同的部位也可能具有明顯不同表現。 這些發現為疾病診斷和個性化治療提供了重要工具。 通過找到啟動或阻止大腦細胞基因表達的開關，未來 我們將有機會可以更了解神經疾病的發病機制，並開

新聞來源

發相應的治療方法。如果能精確地找出哪些基因是否

Conroy, G. (2023 October 12). This is the largest map of the human

有正確的表達，也能協助醫師診斷神經疾病。

03192-2.

brain ever made. Nature. https://www.nature.com/articles/d41586-023-

動態時報 27

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二氧化碳轉化率達100％！ 中山大學研發能以奈米結構減碳的光觸媒 整理報導｜陳亭瑋

由中山大學光電工程學系助理教授李炫錫所領導的研

化銅錫奈米粒子複合材料結合後，則會形成奈米結構材

究團隊，最近在國際知名期刊《應用催化B：環境》

料。這種材料的一氧化碳生產率達到每小時每克18.2 μ

（Applied Catalysis B: Environmental）上發表了一項突

莫耳數，而在波長為500 奈米（nm）的光照下，表觀

破性研究。該研究首度成功開發了利用奈米結構光觸

量子產率（apparent quantum yield, AQY）達到2.2％，

媒，將二氧化碳高效轉化為一氧化碳的技術。這一發

為已知的石墨氮化碳

現有助於減少碳排放，有望為未來綠色能源和永續發

最高的生產效率。

展做出巨大貢獻。

三元金屬硫化物光觸媒材料中

這項研究的獨特之處在於，新型光觸媒從二氧化碳轉化

在過往光觸媒研究歷程中，硫化錫（SnS）和石墨氮化

為一氧化碳的選擇性產率〔註〕達100％，並以環保且簡

碳（g-C 3 N 4 ）的組合一直都被認為很有潛力。然而，

單的方式實現了高效的二氧化碳轉化。奈米結構光觸媒

傳統的光觸媒存在穩定性和效能的限制，難以長期使

的優點在於具有高度的穩定性，長時間內能穩定轉化二

用。因此近40年來如何設計出高效、具選擇性與長期

氧化碳，同時也具有高度的回收性。此技術的應用前景

穩定的光觸媒，仍是一項艱難的挑戰。有鑑於此，由

廣泛，若能被工業和相關產業廣泛應用，將對減少碳排

李炫錫率領的研究團隊積極探索新的結構設計和材料

放有很大的幫助，協助實現永續環境的目標。

組合，期望能提高光觸媒的效能，並實現更高的二氧 化碳轉化率。研究團隊在過程中持續改良合成技術， 並改善光觸媒的物理特性，以確保材料在不同條件下 都能保持穩定的性能。 早在今（2023）年3月發表的研究中，李炫錫就曾使用

〔註〕選擇性產率：一個化學反應有可能同時會生成多

種產物，其中希望獲得的產物的產率即為此反應的選 擇性產率。此處光觸媒將二氧化碳轉化為一氧化碳的 選擇性產率為 100％，也代表沒有其他副產物的生成。

硫化錫和石墨氮化碳的奈米結構作為光觸媒，將二氧化 碳轉化為甲烷（CH4），並取得了重大進展，此研究成

李炫錫表示，他們將繼續深入研究新材料和結構設計，

果同樣刊登於《應用催化B：環境》期刊中。這項研究

不斷改良光觸媒系統的效能。這項研究不僅為全球氣候

不僅加深了相關領域對奈米結構光觸媒的理解，還對高

變化問題和環境保護提供了一個具有潛力的解決方案，

效率二氧化碳轉化反應系統提供了寶貴資訊。

同時也有望成為未來永續綠色能源的關鍵技術。

本次最新發表的關鍵貢獻在於使用了石墨氮化碳和三 元金屬硫化物硫化銅錫（Cu 2 SnS 3 ）的奈米結構光觸 媒，並利用碳銅（Cu-C）和氮銅（Cu-N）雙鍵結的協 同作用，將二氧化碳高效轉化為一氧化碳。通過熱注 法，研究團隊成功合成了超薄石墨氮化碳粉末，與硫

新聞來源

中山新聞。（2023年9月28日）。全球首發現！ 中山大學研究：奈米結

構光觸媒可減碳 。中山新聞。https://news.nsysu.edu.tw/p/406-1120317160,r2910.php?Lang=zh-tw

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陽明交大與安立璽榮生醫產學合作 開發頭頸癌蛋白新藥

科技報導

整理報導｜羅億庭

頭頸癌是一種出現於人體頭頸部等區域的癌症病變， 可分為口腔癌、鼻咽癌、口咽癌、下咽癌、喉癌等。 近期，陽明交通大學先進治療研發中心與專注於開發 免疫治療新藥的安立璽榮生醫研發團隊合作，結合 巨噬細胞標靶抗體與白介素（interleukin），開發出 一款針對頭頸癌量身打造的融合蛋白新藥，且在動物 實驗中證實此藥物能有效縮小腫瘤。研究成果已於今 （2023）年8月刊登於《細胞報導醫學》（Cell Reports Medicine）期刊中。

（Adobe Stock）

免疫療法以患者自身的免疫系統對抗疾病，透過「免 疫檢查點抑制劑」增強患者的免疫細胞功能並產生對 癌細胞的毒殺力，可說是近年來癌症治療上的重大突

胞標靶抗體「CSF-1R」與白介素－10（interleukin 10,

破。但即使免疫療法已廣泛應用於許多癌症治療中，

IL-10）的融合蛋白。這項新設計的藥物不僅能調控腫

對於特定癌症的治療反應仍不足，需要開發更有效的 新型免疫治療藥物。

瘤微環境內的巨噬細胞，還能直接活化腫瘤內的T細 胞，達到雙重加成的治療效果。服務於陽明交大腫瘤 惡化卓越研究中心的研究員張耀文在新聞稿中提到，

團隊成員之一的陽明交通大學臨床醫學研究所教授楊慕 華在新聞稿中進一步說明，癌細胞會向周圍環境釋放各 種因子，打造一個適合自己生長的環境。這類腫瘤微環 境（tumor microenvironment）在近年來被認為是導致癌 症惡化、腫瘤轉移的重要關鍵，而被廣泛研究。如何

團隊在動物實驗中驗證這種巨噬細胞標靶的藥物設計 方式，能夠將藥物精準運送到腫瘤微環境中，增加腫 瘤內T細胞的活性，也可以避免在其他組織中發生脫靶 效應。此外，這款藥物也可以進一步搭配現有的免疫 治療抗體，加強治療效果。

克服各種癌症中不同腫瘤微環境對T細胞的反應限制， 也成為目前腫瘤免疫治療的重要課題。在頭頸癌的腫 瘤微環境中，免疫系統中的巨噬細胞常會受到癌細胞 「招降」，成為叛變、倒戈的對象。原本應該清除癌

藉由本次陽明交大與安立璽榮生醫的產學合作，期望能 加強學術界探索新藥、輔導創新藥物療法進入臨床開 發，也期待未來能有更多臺灣的新藥研發成果誕生。

細胞的巨噬細胞不僅無法發揮正常功用，更抑制了免 疫系統的作用，造成免疫治療上的一大阻礙。 為了解決此難題，先進治療研發中心使用安立璽榮生 醫的雙功能抗體開發平臺，設計出一款結合了巨噬細

新聞來源

國立陽明交通大學新聞網（2023年10月2日）。腫瘤巨噬細胞靶向抗體

＋白介素 融合蛋白新藥具癌症治療潛力 。國立陽明交通大學新聞網， https://www.nycu.edu.tw/news/5252/。

動態時報 29

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工研院打造「氫能示範驗證平台」 期望藉此帶動臺灣氫能產業蓬勃發展 整理報導｜羅億庭

隨著國際間的2050淨零碳排趨勢，再生能源日漸成為

已吸引11家廠商在此進行研發、驗證合作，根據工研

各國的能源發展重點，國際能源總署（International

院發布的新聞稿指出，目前已有半導體矽廢棄物處理

Energy Agency, IEA）也預估全球的再生能源占比將在

業者透過餘氫發電技術，將處理含矽廢棄物時產生的

2027年達到40％。為此，今（2023）年TIE臺灣創新技

氫氣副產物轉換為電能，打造完整矽廢棄物循環經濟

術博覽會以永續綠能為主題的「永續發展館」，便展

模式，並取得綠電憑證。

示了有關創能、儲能、節能與系統整合等創新低碳科 技的跨部會成果。而由工研院打造並展出的「氫能示 範驗證平台」，則提供了一條龍式的氫能技術與驗證 解決方案，目前已協助國內公司推動餘氫發電。衍生 自該平臺的「氫豐綠能科技公司」新創公司，也期望 能透過技術移轉幫助臺灣發展氫能發電的關鍵技術、 培養運維能力及累積運轉經驗，藉此帶動臺灣氫能產 業蓬勃發展，幫助產業搶攻新能源商機。

除了氫能示範驗證平台之外，工研院也展出其他32項 與氫能有關的技術，涵蓋創能、儲能、節能等不同面 向。在創能方面，「穿隧氧化層鈍化接觸（TOPCon） 太陽電池」以超薄氧化層及多晶矽層作為太陽能電池 背面的鈍化堆疊層，可說是目前商品化中最具競爭力 的高效率太陽電池之一，這項技術也已技轉給國內太 陽能大廠，期望該電池及模組可以有更大的產能。 儲能的部分則有可搭配太陽能、風能等再生能源系

現階段工研院已規劃「臺灣2050氫應用發展技術藍

統的「釩液流電池暨關鍵組件技術」，可以安全儲

圖」，內容涵蓋臺灣未來30年在氫氣供應、發電、工

能並解決再生能源並非隨時都能穩定發電的間歇性

業、載具上的應用，以及法規標準、基礎設施等氫應

（intermittency）問題，目前此技術也已技轉給中油公

用發展等面向，可預想氫能將會是臺灣未來積極發展

司。最後在節能領域中，工研院研發的「創新低碳節

的重要能源之一。工研院本次展出的「氫能示範驗證

能吊扇」是臺灣唯一具完整碳足跡分析、低碳又節電

平台」，整合再生能源電解產氫、氫氣純化與高壓儲

的創新吊扇，現已實際使用於中小學中，此吊扇在相

存、發電應用技術，打造完整的氫能產業鏈。此平臺

同風量條件下，平均用電量只有傳統吊扇的1/3、減碳 效率達60％以上。 針對未來的綠能科技發展，工研院在永續環境領域也 已規劃「2035技術策略與藍圖」，後續將積極推動跨 業整合，形成具全球競爭力的綠能產業生態系，創造 出環境永續的未來。 新聞來源

（Adobe Stock）

工業技術研究院（2023年10月13日）。工研院打造一條龍氫能發展平台

以創新科技 助產業搶攻新能源商機 。工業技術研究院最新新聞，https:// reurl.cc/GKG6VW。

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動態時報

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臺灣跨國團隊開發「機器智慧學習細胞晶 片整合平台」有望加速未來的周邊神經細 胞研究 整理報導｜羅億庭

近期，由中興大學化學系教授賴秉杉、逢甲大學化工 系副教授李亦宸、清大醫環系副教授李亦淇，以及美 國馬里蘭大學（University of Maryland）化學與生物 分子工程系教授陳柏彥的跨國合作團隊，共同開發了 一種「機器智慧學習細胞晶片整合平台」。此平臺能 協助使用者快速評估與預測生醫材料介面、電刺激效 應等參數，以及這些刺激對周邊神經系統中許旺細胞 （Schwann cell）活性的影響。該成果已於今（2023）

（Adobe Stock）

年9月發表於《美國化學學會應用材料與界面》（ACS Applied Materials＆Interfaces）期刊。 全球每年因創傷事件、疾病而導致的周邊神經系統損

時用到的特定參數與刺激，並在評估許旺細胞的活性

傷案例就有數千例，而在神經系統中受傷的神經元

後將結果輸入人工神經網路以訓練模型。最後再透過

通常需要在軸突再生、延伸後，才能達到適當的神經

模型的預測能力，根據給定的生物界面

支配並恢復原先的功能。若要使嚴重損傷的周邊神經

數，預測許旺細胞的活性。

系統神經元再生，就需要許旺細胞的幫忙。賴秉杉在

陳柏彥在新聞稿中說明，團隊本次建構的「機器智慧學

新聞稿中說明，過往研究已發現可以使用低頻的電刺

習細胞晶片整合平台」，結合電刺激生物界面製造、

激，有效誘導神經元和周圍神經細胞（包括許旺細

機器學習演算法、數據分析，並透過多維度平臺建立

胞）的共同生長。不過結合具有電刺激的生物介面究

細胞層面的臨床前預測模型，未來有望能加速周邊神

竟會如何影響許旺細胞活性？兩者之間的相關性十分

經細胞層面的各項研究。除此之外，此平臺也可以減

複雜且難以預測，因此現階段研究團隊大多以嘗試後

少生醫材料、降低藥物開發過程中試錯的機率，進一

發現錯誤（trail and error，簡稱試錯）的方式，調整電

步減少臨床前動物實驗次數的使用，達到實驗動物3R

刺激生物介面的各項參數。但這種做法往往需要耗費

（即replacement、reduction、refinement，替代、減少、

大量的人力、時間，使得研發成本提高。

精緻化）增進福祉。

為了解決此問題，賴秉杉與李亦宸團隊開發出具有不 同導電能力的水凝膠陣列，除了能做為培養許旺細胞 的電刺激生物介面之外，也可以引入不同的電壓與頻 率作為電刺激條件。在研究中，團隊也收集製造過程

電刺激參

新聞來源

國立中興大學秘書室（2023年10月13日）。興大跨國團隊開發機器智慧

學習細胞晶片整合平台 登國際期刊 。國立中興大學，https://secret.nchu. edu.tw/2023/10/13/22084/。

動態時報 31

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中研院院區開放日精彩落幕 主題演講結 合生成式AI穿越時空與歷史名人對談 整理報導｜羅億庭

中央研究院「OPEN HOUSE院區開放活動」（簡稱

研究成果，透過平易近人的互動和小遊戲傳達給參與

開放日）自1998年起開始舉辦，今（2023）年已邁

的民眾，讓民眾能從體驗中學習。

入第26屆，今年分別在10月的兩個周末舉辦「兒童 科普日」及「院區開放日」。本屆開放日透過科普演 講、實驗室導覽、海報成果、展覽等多元的形式展現 科學，更吸引了許多對科普領域有興趣的民眾前往參 與，活動廣受好評。

在開放日活動中，中研院生態時代館於今年結合豐富 的館藏內容及研究，推出「生物多樣性特展」。展場 內除了展出大型的漂泊信天翁（Diomedea exulans）標 本，更有深海鯊魚、蝴蝶等數百件動植物標本。而在 中研院植物暨微生物學研究所也擠滿人潮，許多民眾

今年院區開放日的主題演講與民眾分享了從去（2022）

好奇地觀看顯微鏡下的植物、學習細胞分裂的原理，

年底開始帶起風潮的生成式人工智慧（artificial

離開時還可帶著繽紛的水生植物做為紀念品。

intelligence, AI），透過AI圖像及影音生成技術邀請 三位歷史名人——AI版的莫札特（Wolfgang Amadeus M o z a r t ）、 居 禮 （ M a r i e C u r i e ）， 以 及 蘇 格 拉 底 （Socrates）穿越時空與中研院院長廖俊智互動，並 帶出三位中研院學者的精彩演講。第一位講者為中研 院資訊科學研究所副研究員蘇黎，他的研究結合自己 熱愛的古典音樂與AI領域的專業，利用AI譜出動人

你知道量子電腦長什麼樣子嗎？今年開放日也開箱了 物理所的量子元件實驗室，令民眾得以一窺量子電腦 本尊。在基因體研究中心內，研究團隊也展示了執行 超高速藥物篩選的機械手臂；地球所推出「光纖地震 儀」以及「地心探險」活動；天文所則是透過模擬黑 洞、尋找小行星等遊戲裝置，吸引大批民眾簇擁了解 當中的原理。

的古典爵士樂曲。第二位講者是同樣來自中研院資訊 科學研究所的研究員古倫維，她利用AI語言模型結合

自1998年開辦至今，開放日一直都是學生、民眾引

國寶文物，研發可以自動生成藝術品說明的展覽軟體

頸期盼的科普嘉年華，近年來除了舉辦開放日之外，

「Omiyage」，令民眾在觀展時可親自體驗文物對自己

中研院還會到各縣市舉辦的「中研講堂」分享科學知

「解說歷史」。最後登場的講者則是中研院中國文哲研

識。未來，中研院也將持續與社會議題連結，紮根科

究所研究員兼所長黃冠閔，他分享了在當今生活中，我

學教育，並培養大眾探索的好奇心，期望能有更多當

們需要不斷問自己「希望過怎樣的生活」並與AI合作，

地民眾共同參與。

在民眾反思人類是否會被AI取代的同時，也探討了AI 時代的倫理問題。 除了主題演講外，各研究單位規劃的活動也是開放日 的亮點之一。為了迎接「兒童科普日」、「院區開放 日」，中研院各研究單位絞盡腦汁、悉心規劃了總計 超過250場演講與科普活動，期望將艱深的科學知識與

新聞來源

中央研究院（2023年10月21日）。穿越時空 翻玩AI！中研院院區開放邀

歷史名人共襄盛舉 。中央研究院新聞訊息，https://www.sinica.edu.tw/ News_Content/55/1858。

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動態時報

美國耗資70億美元打造氫能中心 潔淨能源的未來將如何發展？

科技報導

編譯｜羅億庭

上（10）月13日，美國拜登政府宣布將提供70億美元

漏的甲烷同時也是造成全球暖化的溫室氣體之一。麥

的資金補助打造七個氫能中心（hydrogen hubs），期

克納馬拉也擔心政府對於藍氫的補貼可能會促進化石

望能以更潔淨的方式生產氫。當今產氫的方式是在高

燃料的開採，並進一步對全球氣候造成影響。

壓下以蒸汽加熱甲烷，但過程中會產生極高的碳足跡 （carbon footprint）。為了改變這種氫氣生產方式， 美國能源部（Department of Energy, DOE）也將資助企 業改變他們的產氫模式，協助他們透過建造氫氣儲存 罐、管道，以及其他基礎設施促進氫能的產製。

根據麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）能源研究學者根塞爾（Gençer）團 隊在去（2022）年的一項研究，目前的產品生命週期 評估（life-cycle analyses）顯示，若甲烷供應鏈不會發 生洩漏問題，搭配碳捕捉與碳封存的藍氫生產將為氣

位於太平洋西北地區的一座氫能中心將專注於生產

候變遷帶來正面效益。因此在最理想的情況下，藍氫

「綠氫」，也就是利用太陽能、風力發電等再生能源

和綠氫對氣候變遷的影響沒有太大差異。

將水分解為氫、氧的方式產氫。該座氫能中心也預計 與加州的另一座中心合作，在美國西部開發氫燃料網 路，提供港口區域大型卡車運輸業者氫氣等潔淨能 源，解決目前的大型卡車由於電池重量太重、充電速 度較慢、無法即時提供電力，因此難以轉型使用潔淨 能源的問題。此外，使用氫燃料的卡車不僅可以減低 碳排放，也能降低其他種類的空氣汙染、改善該區域 的空氣品質。 除了綠氫之外，也有些工廠透過核電廠產生的電力

除了政府提供的資金補助之外，去年於美國國會通過 的《降低通膨法案》（Inflation Reduction Act）中對於 稅收的減免，預計也將使氫能等潔淨能源產業受益， 特別是專注於生產綠氫的廠商。根塞爾說明，此法案 頒布後，綠氫的製造成本有機會低於每公斤一美元， 比起傳統藍氫的製造成本更為便宜。藉由提供氫能中 心資金補助，未來美國政府也期望能增加潔淨能源產 業的就業機會、改善空氣品質，並提升企業碳捕捉與 碳封存技術的應用。

驅動電解槽以產氫，這類型的氫氣又被稱為「粉紅 氫 」 ； 也 有 些 工 廠 關 注 「 藍 氫 」 —— 以 甲 烷 （ 天 然 氣）製造氫氣，所排放的二氧化碳再經捕捉並重新利 用或儲存。然而，部分環保倡議團體卻擔憂藍氫的生 產方式將進一步鞏固化石燃料產業，即便在生產藍氫 的同時成功進行碳捕獲和封存，製造藍氫的前驅物 （天然氣）也是一個問題。美國NGO組織憂思科學家 聯盟（Union of Concerned Scientists, UCS）氣候與能源 計畫副政策主任麥克納馬拉（Julie McNamara）說明， 天然氣田與輸送甲烷的管線洩漏率相當高，而這些洩

新聞來源

Bourzac K. (13 October 2023). U.S. hands out $7 billion for hydrogen

hubs. Science, https://www.science.org/content/article/u-s-hands-out7-billion-hydrogen-hubs.

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能自我糾正的量子電腦即將誕生？

動態時報 33

編譯｜羅億庭

量子電腦（quantum computer）擁有當今超級電腦 （supercomputer）也無法比擬的極快運轉速度與效 率，然而此技術到目前為止仍無法被大規模的推廣和 商業化，其中的一大原因來自於它無法「自我糾正」 （self-correct）。與傳統電腦不同，量子電腦沒辦法 透過一遍又一遍的複製程式碼資料糾正自身錯誤，因 此科學家勢必得找出解決此問題的方法。近期刊登於 《自然》（Nature）期刊的一篇研究，說明了哈佛量子 運算平臺（Harvard quantum computing platform）解決 了量子電腦難以自我糾正的潛力。 在過去幾年間，哈佛量子運算平臺建立在一組極冷且 由雷射光捕捉的銣（rubidium, Ru）原子陣列上，陣列 中的每一顆原子都作為位元（或稱量子位元）存在， （Adobe Stock）

具有執行極快速運算的能力。該團隊的創新之處在於 他們的「中性原子陣列」（neutral atom array）配置， 使原子在計算過程中能透過移動與連接其他原子的方 式，動態地改變該陣列中的原子布局，而此動作在物 理學領域中又被稱作糾纏（entangling）。

哈佛大學（Harvard University）團隊成員之一的博士生 埃弗里德（Simon Evered）說明，目前團隊已經確定此 平臺的物理錯誤率極低，也就是說如果將一群原子全部

針對兩糾纏原子的操作則被稱為雙量子位元邏輯閘

聚集到邏輯量子位元中，這些經過自我校正的邏輯量子

（two-qubit logic gates），同時也是量子電腦計算能力

位元錯誤率，可能比單個原子的錯誤率還要低。團隊目

的單位。在量子電腦執行一個複雜運算時，通常會需

前已基於這款運算平臺進行了其他相關研究，此進展也

要搭配許多閘操作，但這些閘操作卻十分容易出現錯

將為量子錯誤的運算糾正和大規模量子計算奠定基礎，

誤，而錯誤的累積將會使得運算無效。哈佛團隊本次

未來也期望能開拓量子運算領域的無窮潛力。

在研究中，則展現了錯誤率極低（少於0.5％）的雙量 子位元纏繞閘。過往也有一些其他類型的量子計算平 臺，例如超導量子位元（superconducting qubits）和離 子捕捉量子位元（trapped-ion qubits）。然而，歸功於 哈佛量子運算平臺的龐大系統尺寸、高效的量子位元 控制，以及能夠動態性重新配置原子布局的能力，該 團隊開發出的自我糾錯方法相較於競爭對手來說仍具 有優勢。

新聞來源

1. Manning A. (11 October 2023). Self-correcting quantum computers within reach? The Harvard Gazette. https://news.harvard.edu/ gazette/story/2023/10/self-correcting-quantum-computers-withinreach-error-correction-entanglement/

2. Evered S., et al. (2023). High-fidelity parallel entangling gates on a neutral-atom quantum computer. Nature, 622 (7982): 268.

34

動態時報

科技報導

在不斷膨脹的宇宙中，黑洞可能會成對存 在嗎？ 編譯｜羅億庭

來自英國南安普敦大學（University of Southampton）、 劍橋大學（University of Cambridge）以及西班牙巴塞 隆納大學（University of Barcelona）的研究團隊，近 期以理論證明一對黑洞可以透過宇宙力（cosmological force）保持完美平衡，並在觀測時呈現看似只有單一 黑洞的狀況。 黑洞是一種擁有大質量、強大引力、密度極高的天體， 任何物體——甚至是光，都無法自黑洞中逃脫，更可以 將地球質量壓縮進僅有一顆豌豆大小的空間。基於理論

（Photo by Aman Pal on Unsplash）

物理學家愛因斯坦（Albert Einstein）提出的廣義相對 論，傳統的黑洞理論解釋了靜止或自轉的黑洞如何在宇 宙中獨立存在，而成對存在的黑洞最終則會被引力吸引

常數相關的膨脹抵銷，因此它們可以處於平衡狀態。

並碰撞在一起。不過此假設的前提是在宇宙處於靜止不

即使在不斷擴張的宇宙中，成對的黑洞仍然會保持固

動的情況下才成立，而實際上，在當今的宇宙被認為仍

定距離。儘管宇宙的膨脹會將兩個黑洞拉開，但引力

在不斷膨脹。那麼，成對的黑洞是否可以在其中和諧共

卻能彌補這種拉力。迪亞斯表示，若從遠處觀測一對

存，或是有可能以單一個黑洞的方式出現？

黑洞，它們之間的吸引力被宇宙膨脹所抵銷，因此看

南安普敦大學天文物理與重力（Southampton Theory Astrophysics and Gravity, STAG）研究中心的教授迪

起來就像是單一個黑洞，很難判別觀測到的究竟是一 個或一對黑洞。

亞斯（Oscar Dias）在新聞稿中說明，在標準的宇宙

劍橋大學理論物理學教授桑托斯（Jorge Santos）則

學模型中假設宇宙起源自大爆炸（Big Bang），且在

提到，目前團隊提出的理論已經適用於一對靜止的黑

約98億年前被一種稱為「暗能量」（dark energy）的

洞，但他們認為此理論也可能適用於自轉的黑洞上，

力量所控制，使得宇宙以恆定的速度加速膨脹，科學

甚至可能對三、四個黑洞共存的系統也有效，有望開

家又稱此神祕的力量為「宇宙常數」（cosmological

創未來黑洞相關研究的其他可能性。

constant）。根據愛因斯坦以宇宙常數解釋宇宙的理 論，黑洞存在於正在加速膨脹的宇宙背景裡，此擴張 影響了黑洞之間的相互作用方式，進而改變了我們對 於不同黑洞如何共存的理論基礎。 本次研究團隊發表的理論透過複雜的數值模擬，說明 兩個靜態（不自轉）黑洞彼此之間的引力將會被宇宙

新聞來源

1. University of Southampton (19 October 2023). Black holes could come in ‘perfect pairs’ in an ever expanding Universe. University of

Southampton. https://www.southampton.ac.uk/news/2023/10/blackholes.page.

2. Dias O., et al. (2023). Static Black Binaries in de Sitter Space. Physical Review Letters, 131 (13).

動態時報 35

SciTech Reports

形似「握力器」的新型DNA奈米引擎 具疾病診斷治療應用潛力 編譯｜羅億庭

美國亞利桑那州立大學（Arizona State University）、密

列，當RNA聚合酶接觸到此區域，就會放開DNA、停

西根大學（University of Michigan），以及德國波恩大

止轉錄。彈簧在轉錄停止後，可以再次被放鬆、分開

學（University of Bonn）的跨國研究團隊，近期共同

兩端手柄，DNA序列中的轉錄起始序列也會因此接近

開發出一種由DNA製成的新型奈米引擎，它能以巧妙

RNA聚合酶，使這臺「分子影印機」可以開始一段新

的機制執行快速、瞬間性的運動或震動（又稱脈衝運

的轉錄。透過重複此循環，DNA奈米引擎便可以產生

動，pulsing movement）。團隊現階段預計再加裝一個

脈衝等快速、瞬間性的運動或震動。

連接器於其中，希望能作為此DNA奈米引擎的驅動裝 置，本篇研究目前已發表於《自然奈米技術》（Nature

至於驅動DNA奈米引擎進行轉錄的能量，則是來自核 苷酸中的三磷酸（triphosphate）。當DNA奈米引擎

Nanotechnology）。

運作時，RNA聚合酶為了將新的核苷酸加入DNA序

亞利桑那州立大學的助理教授舒爾克（Petr Šulc）使用

列中，會去掉三磷酸中的其中兩個磷酸基團，使能量

電腦建模工具，分析DNA奈米引擎中板片彈簧（leaf-

被釋放提供給DNA奈米引擎使用，將核苷酸連接在一

spring）的設計和運作，此結構由近1萬4000個核苷酸

起，以進行引擎後續的運行。

所組成，而這些核苷酸則是形成DNA的基本單元結

奈米級物體的機械運動對於仿生技術、建構奈米機器

構。團隊建構出的DNA奈米引擎外觀類似於能夠增強

而言相當重要，可以用來執行如泵送（pumping）、轉

握力的握力器，兩端的手柄以一個V型結構的彈簧相

換或感知分子與訊號、運輸（或任何涉及運動的傳送

連，但尺寸約比正常握力器小了100萬倍。

過程）等任務。因此團隊未來也希望能結合這款DNA

來自波恩大學的教授法穆洛克（Michael Famulok）在

奈米引擎與其他不同的結構，並將這項技術應用於疾

新聞稿中說明，當我們使用握力器時會握緊彈簧兩端

病的診斷、治療，或是新材料的建構等領域中。

的手柄、對抗來自彈簧的阻力，DNA奈米引擎也採用 了相似的原理，但差別在於手柄不是被緊壓在一起， 而是被「拉」在一起。研究團隊設計時把一段RNA聚 合酶（RNA polymerase）連接到DNA奈米引擎其中一 邊的手柄上，並將一條DNA單股拉伸在兩個手柄之 間。當RNA聚合酶抓住DNA單股時便會開始複製DNA 上的遺傳訊息（即為轉錄），隨著複製的進行，RNA 聚合酶會不斷地向前移動，DNA上的未轉錄區則會變 得愈來愈短，導致第二個手柄逐漸接近第一個手柄， 同時也壓縮兩個手柄之間的彈簧結構。最後，在兩個 手柄間的DNA序列結尾前包含了一段讓轉錄終止的序

新聞來源

1. Arizona State University (19 October 2023). International team develops novel DNA nano-engine. ASU News, https://reurl.cc/jv64QL.

2. Centola M., et al. (2023). A rhythmically pulsing leaf-spring DNA-

origami nanoengine that drives a passive follower. Nature Nanotechnology.

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動態時報

使用AI能加速藥物開發的進程嗎？

科技報導

編譯｜羅億庭

過去數十年來，科學家不斷地尋找加速新藥發現與進

生物標靶開始，這些可能包含DNA、RNA、蛋白質受

展的捷徑，然而此過程卻變得愈來愈緩慢，且風險與

體或酵素，而後再篩選可能與上述分子進行互動的分

成本也愈來愈高。以正常的新藥開發流程為例，一款

子。此部分被稱為「發現」階段，由於大多數藥物的候

新藥從研發計畫的啟動到被國家藥物監管機構批准上

選分子皆為小分子，因此藥物化學家通常會致力於改

市，大約需要12∼15年的時間，而進入臨床試驗的

善它們的活性並減少任何相關問題。如果藥物的研發

藥物約有九成最終未獲得批准上市的許可。若將成功

在此階段取得成功，研究人員便會發展先導分子（lead

和失敗的成本一同估計，將一款藥物推向市場大概需

molecule）並進入下一階段——臨床前測試。這個階段

要花費25億美元。儘管製藥公司在創新方面遭遇到難

有助於使科學家了解藥物的候選分子如何在動物體內被

題，但也有人聲稱從去（2022）年底開始崛起的生成

運輸、分解、排泄，同時也有助於回答安全性、劑量等

式人工智慧（generative artificial intelligence, GAI）正

問題，而後此藥物才會獲准進行臨床試驗。

在大幅縮短臨床試驗之前的研發時間，也就是可以有 更多藥物快速達標至人體中測試的階段，GAI是否真的 能加速新藥開發？ 一款藥物的開發包括許多步驟，通常以識別導致疾病的

平均來說，新藥的發現、臨床前測試階段大約需要花 費六年。而在去（2022）年2月，來自美國波士頓顧 問公司（Boston Consulting Group, BCG）的研究人員 報告了2010∼2021年間，針對20家相對來說較新的AI

（Photo by Glenn Carstens-Peters on Unsplash）

動態時報 37

SciTech Reports

密集型製藥公司所使用的研究管道進行調查。透過公

333款藥物候選物。儘管這些關於新藥候選分子的資

開可用的數據，BCG團隊確認其中約有15個藥物候選

訊都來自於各家公司的公開資訊，但直到藥物真的通

已達到臨床試驗階段。然後，他們重建了其中八款藥

過各項臨床試驗之前仍需要採取謹慎的態度。除此之

物的開發時間軸，發現這八款藥物的候選分子都在十

外，以AI設計藥物還有可能產生其他挑戰，由於GAI系

年內達到了臨床試驗階段，其中五款藥物的開發時間

統通常透過它從資料庫中學習到的模式來生成具有相

比歷史平均時間更短。在另一份由BCG和惠康基金會

似特徵的新數據，GAI在新藥研發過程中可能建議使用

（Wellcome Trust）共同撰寫的報告中，則聲稱AI可以

者製造實際上不可能做得出的物質。最後，為了使AI

為藥物發現到臨床前階段節省至少25∼50％的時間和

系統學習與改進，還需要人類製造、測試AI建議的分

開發成本。

子，並將結果回饋到AI系統中。

總部設於紐約與香港的製藥公司Insilico Medicine，在

讓AI加入藥物研發過程，雖然減少了化合物通過臨床

去年2月宣布該公司由AI設計的候選藥物已經進入了

前測試需要耗費的許多時間與成本，但即使有了AI的

第一期臨床試驗。此款藥物候選分子針對名為特發性

輔助，還是無法改變藥物的發現過程相當需要依靠運

肺纖維化（idiopathic pulmonary fibrosis）的疾病，該

氣的事實，大多數候選藥物依然會在藥物研發的後期

疾病將導致無法痊癒的肺纖維化（lung scarring）。在

階段失敗。儘管如此，學界與業界仍對以AI進行藥物

僅僅30個月內，這款藥物的發現和臨床前階段就已完

研發抱持著希望，期待能結合機器與人類研究團隊的

成，該公司於今年6月開始第二期臨床試驗，將進一步

優勢發揮AI的最佳結果。

研究此候選藥物的詳細作用方式。 雖然使用AI進行藥物開發是相對來說較新的技術，不 過根據BCG去年的分析報告，在這20家AI密集型公司 中，已經有158個藥物候選分子處於發現和臨床前開發 階段；而全球收入排名前20家的大型製藥公司，共有

新聞來源

Editorial (10 October 2023). AI's potential to accelerate drug discovery

needs a reality check. Nature 622, 217, https://www.nature.com/articles/ d41586-023-03172-6.

《科技報導》稿約

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。寫作時請依照稿約：

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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。 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發，由第一作者代表簽收）。

稿件請寄至scimonth@scimonth.one，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」。

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編輯室報告

科技報導

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