在不疑處有疑 陳鎮東現身說法

(台北內科週報第678期/2025年4月21日-2025年4月27日)

【產學政研連線】台灣海洋大學於4月15日舉辦藍海講座,特邀中央研究院陳鎮東院士蒞校演講;他深耕海洋碳化學與全球變遷研究多年,在去年底公布的全球前2%頂尖科學家中,終身科學影響力於海洋學(Oceanography)領域排名全球第5。

陳鎮東院士以講題:「常識與知識並重:在不疑處有疑」,以各種提問啟發學生跳脫框架、獨立思考,吸引逾百位師生聆聽,現場多次引發笑聲與熱烈掌聲,顯然可見講得很精彩!

▲在海大的藍海講座演說中,陳鎮東院士以自身經歷啟發學子跳脫框架、獨立思考(照片係台灣海洋大學提供)。

由許泰文校長親自主持開場,他表示,陳鎮東院士是全球碳循環與生態研究先趨之1,陳院士自台大化工系畢業後即赴美深造,取得博士學位後,曾於美國任教7年,1984年受中山大學延攬回台,多年來領導許多大型海洋相關研究計畫,於2022年榮膺美國地球物理聯盟會會士,為台灣海洋科學領域第1人,當年度也獲得國際整合海洋生物圈研究計畫會士榮耀,更於去年當選中央研究院第34屆院士。

在這場講座中,陳院士強調,從課堂學到的知識非常有限,常識是知識的活用。他以水的結構來啟發學生的思辨,同樣的兩杯水,放入相同體積的彈珠跟鹽巴,為何彈珠那杯會溢出而鹽巴那杯不會?因為水中有單獨的水分子跟水分子團存在,當鹽加入了水中,會破壞水分子團的連結,所以體積變小不會溢出,但密度就變大了。

▲陳鎮東院士(左)與現場師生精彩互動,全場笑聲不斷(照片係台灣海洋大學提供)。

進一步的,他分享著說,自己在求學階段就登上了《Nature》期刊的論文,並指出湖泊中具有營養鹽,在研究時不能把湖水當成純水,這是1個觀念上的錯誤,而他第1篇登上《Science》期刊的文章,則是揭開其他研究採用純水的計算方程、去計算海底熱泉的原始溫度的問題,這是當時多數人未曾察覺的錯誤觀念。

隨後,陳院士表示,做科學有很多地方都有可能會出錯,並舉例解釋科學上的系統性誤差。他更分享在研究台灣海峽水文時,從化學信號得知到冬季應為向南流動,但過去多數文獻卻紀錄1年到頭都是往北流。經他深入分析後發現,因東北季風強勁,海洋科學船在冬季難以出航,實際觀測多集中東北季風減弱、吹南風的時候,所以實際船測都是往北流。總之,他在埋首研究的這條漫長路上,時常提出與眾不同的想法,但往往能以數據說服原先反對新想法的同行。


海大跨國合作 為錨形紋葉珊瑚解密

(台北內科週報第642期/2024年8月5日-2024年8月11日)

【ESG促進平台】近年全球珊瑚數量的減少,引發國際間對於珊瑚的基礎研究、培育及養殖以及海洋保育活動的關注度不斷提升,而基因體,素有生命的設計圖之稱,包含生物體生長和運作所需的資料,若能詳細解開基因體的資訊,就能更加深入瞭解珊瑚的生物學特徵,進而優化養殖技術,並提高保育復育活動的效率。

基於珊瑚礁生態系,孕育著豐富的海洋資源,對於維護生物多樣性十分重要,台灣海洋大學海洋環境與生態研究所所長識名信也教授近期與東京大學(UTokyo)大氣海洋研究所新里宙也(Chuya Shinzato)副教授及沖繩科學技術大學院大學(OIST)佐藤矩之(Noriyuki Satoh)教授合作,成功解開1種石珊瑚-錨形紋葉珊瑚(Fimbriaphyllia ancora)的基因體,將能更有效地養殖珊瑚與推進復育,相關研究成果並發表在《Nature》的子期刊《Communications Biology》(通訊生物學)。

▲海大識名信也教授與研究團隊研討的情景(照片係台灣海洋大學提供)。

識名教授表示:「透過運用研究的基因體資訊,不僅能改進此珊瑚的養殖技術,也能更有效地推進保育復育活動。」

由於石珊瑚是珊瑚礁生態系的主要建構者,而錨形紋葉珊瑚為1種廣泛分布於印太地區的石珊瑚,不僅在觀賞水族珊瑚市場上具有較高的經濟價值,近年來也成為研究珊瑚有性生殖的重要模式物種。識名教授自2018年起,與新里宙也副教授及佐藤矩之教授(OIST)共同開始此珊瑚的基因體解析工作。此外,該研究團隊更在研究中發現珊瑚的不同組織各自擁有不同的基因群,扮演著珊瑚生理功能的多樣角色,這也是全球性的創舉!

▲識名教授表示,透過運用研究的基因體資訊,將能更有效地推進珊瑚保育與復育(照片係台灣海洋大學提供)。

隨著全球氣候變遷、海水酸化與溫度上升,珊瑚面臨著嚴峻的生存挑戰,美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)日前也對外公布,全球正在經歷第4次大規模珊瑚白化。透過珊瑚基因體分析所揭示的種群結構和遺傳多樣性,將有助於準確理解不同珊瑚物種的環境需求,並推進珊瑚的保護與復育活動。識名教授表示,今後將持續與國內外研究機構和大學合作,為台灣的珊瑚研究發展作出貢獻。論文連結:https://www.nature.com/articles/s42003-024-06544-4


工研院催動 生醫產業關鍵趨勢

(台北內科週報第570期/2023年3月20日-2023年3月26日)

【產學研連線】蛋白降解藥成為新藥開發的主流之1,藥物傳輸技術更是兵家必爭;再生醫療雙法則進入立法階段,國際研發趨勢也轉向異體細胞治療,off-the-shelf(立即可用)、自動化生產成為產業新動能。另外,神經與認知疾病治療已成為智慧醫材新商機。工研院於3月21日發表2023生醫產業關鍵趨勢,分別從「精準藥物」、「再生醫學」、「智慧醫材」等面向切入,並建議業者,宜透過早期參與研究機構的研發,深化自身技術能量。同時,也建議善用機構場域進行驗證,及積極參與產業聯盟,以利推出更全面的生醫解方,進而帶動台灣生醫產值持續提升。

關鍵趨勢1:蛋白降解藥熱潮延續

近年來,傳統小分子藥物的發展已趨成熟,其中,以蛋白質降解藥物(Protein degrader)備受各界期待,可藉由去除與疾病相關的蛋白質,治療過去難以標靶或容易出現抗藥性的疾病(如癌症、神經退化性疾病及老化),被國際頂級學術期刊《Nature》列為新一代明星療法。

針對蛋白質降解新藥,工研院鎖定前列腺癌投入研發,有別於傳統放療、化療等方式,工研院開發「口服AR-V7 PROTAC-148藥物」是第1個具口服藥效之AR-V7蛋白質降解藥物,能解決患者對目前臨床藥的抗藥性問題,該藥物源自於ITRI-PROTAC技術平臺,具備近百種的結構組合,還可應用於其他變異蛋白相關的癌症及罕病,目前正尋找業者技轉中。

▲工研院發表2023生醫產業關鍵趨勢,涵蓋精準藥物、再生醫學、智慧醫材3大面向;圖左至右依序是工研院產科國際所張慈映副所長、生醫與醫材研究所沈欣欣副所長、生醫與醫材研究所林啟萬所長、生醫與醫材研究所呂瑞梅副所長(照片係工業技術研究院提供)。

關鍵趨勢2:大廠競逐藥物傳輸技術

不同於傳統大小分子,核酸藥物其1是針對目標mRNA進行轉錄調控,近年由於技術突破,核酸藥物帶來精準治療潛力,吸引大廠投資或與新興廠商結成策略結盟。

看準核酸藥物熱潮,工研院投入開發「脂質奈米粒子技術(Lipid nanoparticles;LNP)」,這種球型包覆結構可保護核酸藥物安全,並精準地送達病灶進行治療,目前鎖定傳輸核酸藥物之「載體、配方」開發當中,未來可應用於疫苗製造,癌症、罕病、基因治療等,現正徵求核酸藥物廠商先期參與、共同投入開發。

關鍵趨勢3:細胞治療由個人化轉向off-the-shelf(立即可用)

行政院已將再生醫療雙法送立法院審查,再生醫學商機看漲!由於細胞治療(Cell Therapy)可達到傳統藥物無法達到之組織再生效果,隨著癌症及心血管病變等慢性疾病的人口逐漸上升、以及全球高齡化人口激增,直接驅動市場需求。

著眼於異體細胞治療市場潛力,且國內尚未有上市產品,工研院打造1座產量可達數萬劑的「異體MSC骨髓幹細胞原料庫」,將可應用於心肌、難癒合之傷口/骨折、自體免疫疾病(異位性皮膚炎、紅斑性狼瘡)…等治療。

▲工研院開發出的台灣第1座MIT貼附型細胞自動化生產系統,結合機械手臂,可客製化搭配不同模組打造出專屬設備(照片係工業技術研究院提供)。

關鍵趨勢4:公私協力聚焦再生與生物製劑量產技術

根據Research and Markets的預估,全球再生醫療市場2020至2030年之年均複合成長率將達到13.99%,市場規模成長至870.3億美元。衝刺細胞治療量產,國際也出現公私聯盟合作,以加快再生與生物製劑量產技術。

鎖定大規模細胞培養的量產需求,工研院開發出台灣第1座MIT貼附型細胞自動化生產系統,也是全球整合最完整的系統模組,結合機械手臂,可客製化搭配不同模組打造出專屬設備,可生產「貼附型幹細胞、體細胞」作為生物製劑或生物藥品,應用範圍廣泛。

關鍵趨勢5:複合影像、擴增實境沉浸體驗科技進入手術應用

隨著全球高齡化及智慧醫療技術逐漸成熟,複合影像、擴增實境沉浸體驗科技已進入實際手術應用階段,手術影像導引技術已進入多種科別手術。目前,布局手術影像導引領域,工研院開發出「智慧腫瘤射頻熱消融系統」,是全球第1台單機整合超音波影像、微創手術、演算法的射頻熱消融系統,已技轉仁寶電腦,今年將協助業者送台灣、美國之醫材認證審查,並取得上市許可。在骨科手術方面,工研院打造首座「TIBIC生醫產業跨域整合實驗場域」,且建置手術導航機械臂整合與驗證技術,正協助醫材製造商鐿鈦科技子公司「瑞鈦醫材」將其導航系統,導入廣明光電旗下子公司「達明機器人」之機械臂,升級機械臂符合醫療安規,提升臨床精準度。

▲工研院開發的「智慧腫瘤射頻熱消融系統」,是全球第1台單機整合超音波影像、微創手術、演算法的射頻熱消融系統,已完成技術移轉(照片係工業技術研究院提供)。

關鍵趨勢6:數位治療轉向神經與認知疾病治療

由於神經性疾病與慢性疼痛患者增加,2022年全球神經調節裝置市場規模為66.0億美元,預估至2026年成長至83.8億美元,年複合成長率為6.2%。看準市場龐大的疼痛治療市場,數位治療逐漸轉向神經與認知疾病治療。而帕金森氏症是1種慢性神經退化疾病,台灣每年持續成長約兩千多人,照護成本負擔不小。針對目前主流治療方法「深腦刺激術」,工研院正在開發1套全球首見的「微創式OCT術中輔助導引監控系統」,應用「光學同調斷層掃描(Optical Coherence Tomography;OCT)」技術,並將進一步結合AI人工智慧,可在開刀時提供顱內斷層影像及組織辨識,協助醫師改善現有臨床技術限制,進而提高手術成功率,預計今年將送件人體試驗。