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
#458 2020.2月號
S c i Te c h R e p o r t s
每 月 15 號 出 刊
10 特別報導
2019新型冠狀病毒 最新研究解析
關 於 2019 新 型 冠 狀 病 毒( 武 漢肺炎),我們目前知道什麼? 14 特別報導 NEJM 論文證實了中國隱匿新冠 肺炎疫情? 17 特別報導 臺灣分離出新型冠狀病毒株了, 然後呢? 18 精選好讀 與「鼠疫」的防治角力 不為人所知的上古疾病與預防策略
23 重磅快評 要被接受, 需有不被合理質疑的證據 去(2019)年12月底,中國爆發不明原因肺炎。一開始的消息指出, 患者多為湖北武漢華南海鮮市場的經營者與採購人員,而當時許多媒 體也暫時以「武漢肺炎」來稱呼這個疾病。直到今(2020)年1月7 日,中國疾病預防控制中心才確認病原體為一種新型冠狀病毒,並得
從科學與蔡博士學位事件討論起
27 實況基地 國衛院研究發現改變體內琥珀 酸濃度 能抑制癌細胞生長
到它的全基因組序列,而世界衛生組織(WHO)也在隨後幾日,把 它正式命名為「2019新型冠狀病毒(2019-nCoV)」。 目前全球已出現多起案例,科學家也不斷與時間賽跑,盼能從極其有 限的資訊海中對新型態病毒理出一些頭緒。2019-nCoV到底是怎麼來 的,真的與海鮮市場有直接關聯嗎?它的傳染能力、途徑、潛伏期與 症狀等又是如何?中國是否在第一時間隱瞞病毒可人傳人的消息?而 包含臺灣在內,已分離出病毒株的科學家,又將面臨什麼挑戰? (更多內容請見第10~17頁2019新型冠狀病毒最前線特別報導) (圖片來源:By Original author: Pharexia, New York Times, CNBC, CC BY-SA 4.0, Wikimedia; Centers for Disease Control and Prevention)
科學月刊2月號 【100%中「鼠」】上市! 當期介紹請見38版
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二○二○年二月十五日
科技報導
動態時報 Timeline
使用阻燃電解液 增加鉀離子電池安全性 【本刊訊】澳洲臥龍崗大學
解液,但卻發現若要長期維持穩定
中華郵政北台字第1461號
(University of Wollongong)研究
運作得使用到非常高濃度的溶液,
執照登記為雜誌交寄
團隊,日前開發一款不可燃電解
並造成生產成本增加,因此沒有被
行政院新聞局登記局版台誌字第3034號
質(nonflammable electrolyte),不
採納。
創刊於公元1982年1月
訂 閱:全年12期1000元 劃 撥:0018482-3 科學月刊社
僅提升鉀離子電池(potassium-ion
而製造鉀離子電池時,磷酸三
主 辦:台北市科學出版事業基金會
battery)的安全性,也讓人們有機會
乙酯與鉀鹽混合製作電解液只需使
以低成本做出大規模的儲能應用。
用約0.9~2 mol/L的濃度即可順利
出版者:科技報導雜誌社 發行人:張之傑
常見的3C產品,舉凡手機、平
運作,所需濃度較製作鋰離子電池
板電腦及筆記型電腦等,都是以鋰
來得低,大幅減少電解液的生產成
編輯委員:王文竹 王伯昌 曲建仲
離子電池作為電力驅動的來源。然
本。研究人員表示,未來將持續尋
江建勳 李武炎 李志昌
而近來鋰原料面臨短缺且環保爭議
找更多不易燃的電解液材料,提升
不斷,因此,許多科學家試圖以其
鉀離子電池使用的安全性,盼未來
金必耀 門立中 紀延平
它元素製作電池,其中最具潛力的
能取代現行的充電電池。
范賢娟 倪簡白 高啟明
就是鉀。與鋰離子電池相比,鉀離
執行總監:趙軒翎 總編輯:林翰佐 副總編輯:趙軒翎 蔡政修
李精益 周鑑恆 林秀玉 林宮玄 邱韻如 金升光
高憲章 張大釗 張敏娟 陳妙嫻 陳彥榮 陳鎮東
子電池的生產成本較低,且鉀離子
單維彰 景鴻鑫 曾耀寰
的產量也較為充足。不過,鉀離子
程一駿 程樹德 黃正球
電池也面臨跟鋰離子電池類似的問
黃相輔 楊正澤 葉李華 廖達珊 管永恕 劉宗平
題:過去研究的鉀離子電池中,使
蔡兆陽 蔡孟利 蔡振家
用的電解液與鋰離子電池同樣具有
鄭宇君 鄭運鴻 韓德生
可燃性,因此科學家必須克服安全
嚴如玉 嚴宏洋 蘇逸平 主 編:郭家銘
性問題,才有機會使鉀離子電池大
編 輯:謝育哲
量生產。
美 編:黃琳琇 業務經理:李金穗
此次研究中,團隊以磷酸三乙
業務助理:廖本翔
酯(triethyl phosphate)作為鉀離
社 址:臺北市羅斯福路三段77號7樓
子電池內部的電解液溶液。磷酸三
電 話:(02)2363-4910 傳 真:(02)2363-5999
乙酯是一種無色的液體,主要用途
E - mail:scimonth@gmail.com
是作為工業用催化劑,不易燃燒的
印 刷:赫偉有限公司
《本刊長期徵稿,請見32版稿約》
特性也讓它可作為阻燃劑(flame retardant)用。過去曾有研究團隊 試圖將磷酸三乙酯作為鋰電池的電
(Photo by Andreas Haslinger on Unsplash) 新聞來源
Sailin Liu et al., An Intrinsically Non-flammable Electrolyte for High-Performance Potassium Batteries, Angewandte Chemie International Edition, 2020.
SciTech Reports
特別報導 Special Report
二○二○年二月十五日
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二○二○年二月十五日
科技報導
動態時報 Timeline
印出薄100倍、奈米級的觸控螢幕材料 【本刊訊】澳洲墨爾本皇家理工
質量的ITO也需在真空室(vacuum
收0.7%的光(標準導電玻璃則會吸
大學(RMIT)日前打造出新的奈米
chamber)內進行沉積,製程緩慢、
收5~10%的光),透明度更高;若
超薄導電板,能輕易地與現有電子
耗能又昂貴。
要讓它更具導電性,也只需多添加
技術兼容外,高度的韌性也使它能
而新開發的方法,不需使用到昂
被撓曲成管狀,可像報紙一樣以滾
貴或專業的設備,甚至還可以在家
根據SciTech Daily報導,該項技
對軸加工(roll-to-roll, R2R)的過
中完成。研究人員利用低溫液態金
術所製成的觸控螢幕材料比現有技
程處理、製造,預計將用在未來的
屬印刷技術(low-temperature liquid
術薄了100倍,且能消耗更少的手機
觸控螢幕上。
metal printing technique)將銦錫合
電量並延長約10%的電池壽命,甚
目前觸控螢幕所使用的透明薄
金加熱到200℃,使單層或雙層的
至還能用在太陽能電池與智能窗戶
膜材料多由氧化銦錫(indium-tin
ITO能沉積於作業表面,最終打印出
等光電領域,前景相當看好。
oxide, ITO)製成,雖說導電性佳,
奈米級的薄板。成品的化學組成與
但一直以來都有本體相當脆弱的問
標準ITO相同,唯晶體結構相異,
題,很難使用在韌性需求較高的電
讓它們擁有不同的機械與光學特性
子產品上。而從製作面來看,高
──不僅更柔韌、可撓,且只會吸
幾層ITO即可。
新聞來源
Robi S. Datta et al., Flexible two-dimensional indium tin oxide fabricated using a liquid metal printing technique, Nature Electron, 2020.
SciTech Reports
二○二○年二月十五日
動態時報
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Timeline
科學家直擊金屬鍵斷裂、鍵結過程 【本刊訊】金屬鍵(metallic bonds)
散。除了成像的用途外,由於該電
P5KS8)研究人員觀察到,當原子彼
相當重要、卻是人們瞭解最少的一
子束會傳遞部分能量給原子,所產
此間的距離越近時,鍵的數量就會
種化學鍵。近日,科學家利用穿透
生的反應也會使原子處於跳動而非
越多,在最接近的情況下原子間會
式電子顯微鏡捕捉到兩個金屬原子
靜止的狀態。
產生四個鍵使它們被束縛在一起。
相互結合、分裂並再次聚集的影像,
而後,透過原子級動力實時成像
該成像方法被視為研究原子級金
揭露兩原子間金屬鍵數量及鍵序
(real-time imaging of the atomic-scale
屬鍵動力學的強大分析工具,德國
(bond order)隨時間變化的方式。
dynamics),研究人員可直接測量單
烏爾姆大學(Ulm University)物理
個錸分子的鍵長。不過在一次偶然
學家凱瑟(Ute Kaiser)表示驚奇,
原子結合在一起形成分子,並置
下,其中一個分子脫離了這個空間
雖說先前的研究也曾誘使兩個原子
於作為「微型試管」的奈米碳管
限制並遁入兩奈米碳管間的縫隙,
結合過,但從未嘗試過直接觀察金
(carbon nanotubes)進行觀察裡。
研究人員進而發現當原子分開的距
屬鍵的數量變化,相當具突破性。
過程中所使用的穿透式電子顯微鏡
離較大時,原子間的鍵結會發生
新聞來源
可於低電壓下運作,如此一來電子
斷裂,但很快便會重新形成鍵結。
束便不會損壞奈米碳管或使原子飛
透過影片(http://scimonth.piee.pw/
研究人員將兩個金屬錸(rhenium)
Kecheng Cao et al., Imaging an unsupported metal–metal bond in dirhenium molecules at the atomic scale, Science Advances, 2020.
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二○二○年二月十五日
科技報導
動態時報 Timeline
新科技重現古人之聲 【本刊訊】由於古代並無錄音設
(Nesyamun),生活於3000年前的
相關的研究,有朝一日或許能完整
備,因此現代人始終無法得知過去
古埃及。由於此木乃伊的聲道保存
呈現內斯亞蒙的聲音,並實現他寫
人們的說話聲音。不過透過現代科
較為完整,同時內斯亞蒙的棺木上
在棺木上的願望,將他的聲音流傳
技的協助,或許未來能一探究竟某
的文字顯示,他希望能將自己的聲
於世。另外,研究團隊後續也會與
些古人的聲音。近日來自英國皇家
音與話語流傳後世,因此研究人員
利茲城市博物館合作,透過木乃伊
哈洛威學院(University of London
選擇內斯亞蒙作為研究目標。過程
自身的聲音作為導覽系統的旁白,
in Egham)等大學的共同研究團
中,研究人員首先利用電腦斷層掃
讓參觀者更能沉浸於當代的歷史之
隊,與利茲城市博物館(Leeds City
描內斯亞蒙的聲道尺寸與構造,再
中,也增添導覽的趣味性。
Museum)合作,對一具埃及祭司木
將分析結果以3D列印技術製作出聲
乃伊進行電腦斷層掃描(computed
道的複製品,最後將此聲道配合電
tomography, CT),並以3D列印技術
腦演算模擬,成功發出介於英文單
重建木乃伊的聲道,成功模擬出該
字「床(bed)」與「壞(bad)」
具木乃伊的聲音。
的聲音。
該具祭司木乃伊名為內斯亞蒙
研究人員表示,未來將會持續
新聞來源
D.M. Howard et al., Synthesis of a vocal sound from the 3,000 year old mummy, Nesyamun ‘True of Voice’ , Scientific Reports, 2020.
SciTech Reports
動態時報
二○二○年二月十五日
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Timeline
科技解開達文西繪畫之謎 【本刊訊】達文西(Leonardo da Vinci)的畫作《救世主》(Salvator Mundi)藏著一道長期困擾史學家與科學家的難題。畫作中,耶穌的左手握著 一個透明玻璃球體,由於耶穌的袍子在光線穿透球體後並未產生變形等現象, 因此學界對於玻璃球體是否為實心結構仍爭論不休。 有學者認為球體為實心,但實心的球體在光線透射後會產生變形或放大等 效果,因此他們認為達文西是故意以超現實的繪畫風格呈現畫作。而另外一派 則認為球體為空心結構,才符合畫作的呈現。 為了釐清謎團的真相,美國加州大學爾灣分校(University of California Irvine)的研究人員,以電腦繪圖技術對畫作進行分析,將二維平面的畫作轉 為三維的立體場景,推測耶穌手中的玻璃球應為空心設計,同時也計算出球體 的半徑約為6.8公分,且玻璃厚度不超過1.3公分。研究人員表示,此研究不只 解開這長期以來的爭論,也顯示達文西或許對光學有一定程度的瞭解。 新聞來源
Marco Liang, Michael T. Goodrich and Shuang Zhao, On the Optical Accuracy of the Salvator Mundi, arXiv, 2019.
(Leonardo da Vinci, Public Domain, Wikipedia)
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二○二○年二月十五日
科技報導
動態時報 Timeline
太陽能電池也能在夜晚發電? 【本刊訊】太陽能電池是相對較
陽光發電,而本次研究團隊新設計
射,或是將電池指向相反於太陽的
為環保的發電選擇,由於太陽光取
的光伏打電池(photovoltaic cell),
位置也可持續發電。或許未來的太
之不盡,只要在合宜的地點,透過
發電的原理則相反。一般來說,一
陽能電池不論晝夜都能持續發電,
光伏效應(photovoltaic effect)將
物體的溫度如果較周遭高,此物體
進而成為良好的綠能選項。
太陽光轉成電能,便能取得源源不
便會輻射出紅外線。而在夜間時
絕的電能。太陽能發電看似方便,
段,由於太空的溫度非常低,因此
但在夜間時段卻無用武之地。為
將光伏打電池指向天空,該電池會
了解決太陽能電池的限制,美國加
輻射出紅外線,形成與傳統太陽能
州大學戴維斯分校(University of
電池相反的電壓與電流移動方向,
California, Davis)的研究人員,近日
同時也能產生電能。
打造出一款新型的太陽能電池,在
研究人員穆戴(Jeremy Munday)
理想的環境之下,夜間的發電量為
表示,此種電池在夜間產生的電
每平方公尺產生50瓦的功率。
能約為傳統太陽能電池的25%。此
傳統的太陽能電池是透過吸收太
外,白天時只需透過阻擋太陽光直
新聞來源
Tristan Deppe and Jeremy N. Munday, Nighttime Photovoltaic Cells: Electrical Power Generation by Optically Coupling with Deep Space, ACS Photonics, 2019.
SciTech Reports
實況基地 Technology Industry
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10 二○二○年二月十五日
科技報導
特別報導 Special Report
2019新型冠狀病毒最前線
關於2019新型冠狀病毒(武漢肺炎), 我們目前知道什麼? 廖英凱/非典型的不務正業者,對資訊與真相有詭異的渴望與執著,夢想能做出鋼鐵人或心靈史學。 雷雅淇/PanSci總編輯。之前是主編,代號是(y.),是會在每年4、7、10、1月密切追新番的那種宅。 羅佩琪/非典型的人生迷茫組,對衛生福利相關資訊整理有詭異的渴望與執著。 陳亭瑋/據說一生科科的生科中人,不務正業嗜好以書櫃堆滿房間,努力養活雙貓為近期的主要人生目標。
去(2019)年12月,不明原因肺
傳播動力學〉(Early Transmission
道:到今年1月1日前發病的大多數
炎在中國武漢出現,在今(2020)
Dynamics in Wuhan, China, of Novel
病例(55%)與華南海鮮批發市場
年1月初經過全基因組定序確認為新
Coronavirus–Infected Pneumonia,以
有關,之後的病例則只有8.6%有
型冠狀病毒,世界衛生組織命名為
下簡稱為NEJM研究),是目前統
關,並推估2019年12月中在親密接
2019新型冠狀病毒(2019-nCoV),
計最多確診病例並發表的研究。
觸者之間就已經有人傳人的現象。
俗稱武漢肺炎。關於2019-nCoV的
在這425名確診病例中,中位年
而在公開資訊中我們所知的第
相關臨床統計、病理研究與傳播模
齡為59歲(範圍為15~89歲),男
一例人傳人案例公告於1月20日晚
式的學術研究,以及與疾病管制科
性佔56%(240人),沒有15歲以下
間,為廣東珠海衛健委通報,一對
學有關的評論近期陸續發表。
兒童。而根據中國疾病預防控制中
父母從武漢到珠海女兒家探親,一
這次,讓我們從7個關於2019-
心統計截至1月27日的數據,4515
家三口後都確診感染新型冠狀病
nCoV的問題切入,來看看我們對於
例確診案例中男女比為2:1,年齡
毒,為第一例「人傳人」案例。
這個疾病又多瞭解了哪些事呢?
中位數為48歲(範圍為9個月~96 歲),15歲以下病例僅佔總病例的
病毒感染了哪些人? 一篇由數個中國各省疾控中心 與位於香港大學的世衛傳染病流行 病學及控制合作中心的研究團隊, 分析截至今年1月22日止在武漢首
0.6%。雖然數據上中高齡男性比例 較高,但難以就此下結論病毒較不 易感染兒童及女性,亦有可能是中 高齡男性有較多機會接觸病原體, 所以依照目前資料並不能斷定中高 齡男性即是較易感染的族群。
批感染的425例確診病例。此研究
潛伏期是幾天? 依據1月27日WHO的疫情報告7 (截至2月4日尚無更新),目前估 算為2~10天;美國疾管署則比較保 守,估算潛伏期約為2~14天;中 國衛健委則認為一般潛伏期為3~7 天,最長不超過14天。 而在NEJM研究中,統計了10例
成果於1月29日發表《新英格蘭醫 學雜誌》(New England Journal
人傳人何時發生?
確診病例的暴露數據,估算出潛伏
of Medicine, NEJM):〈新型冠狀
與海鮮市場有關嗎?
期平均為5.2天,分布的第95個百分
病毒肺炎感染在中國武漢初期的
而從NEJM的研究我們可以知
位數為12.5天。但因疫情進展中,
SciTech Reports
特別報導
二○二○年二月十五日
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Special Report
該研究團隊也強調這個數字仍只是
2020),是最早被文獻報導的無症
不精確的估算,但為現在接觸病原
狀案例。該家庭因旅遊而受到感
體後隔離14天的規定提供支持。
染,但其家庭成員中有一名10歲的
由於病毒具有潛伏期,且無症
孩童,並沒有任何發燒咳嗽等外顯
狀個案情況會增加醫師臨床判斷的
的身體不適症狀,但經放射線檢查
困難,也會使海關或公共場所等利
一樣發現肺部出現病變。該研究也
用體溫檢疫的公衛措施無法發揮成
發現有兩位患者,在醫院初次就醫
效。因此,疾病管制的政策上,一
時,並沒有發燒的症狀。
傳染的狀況。
傳染力如何? 基本傳染數(basic reproductive number, R0)是評估傳染病擴散程 度的重要量化指標。當傳染病疫情 出現時,常有大量研究團隊,利用 疫情數據與不同統計模型來計算
定會考量流行病學的條件,如要求
雖然在SARS和MERS的無症狀患
曾接觸患者、曾至疫情嚴重區域旅
R0。其意義是指,1個病人在易感
者既罕見也少有傳播能力,但在武漢
染的人群中,平均能感染的人數。
遊者必須自主隔離並定時回報身體
肺炎的情況則需要收集更多的資料加
R0 = 2 代表平均1個病人會再感染到
以確認。德國慕尼黑大學(Ludwig-
2人。如果能透過措施使R0小於1,
也因此,現行衛福部疾管署對於
Maximilians-Universität München)
也就是平均1個病人會再感染不到1
具二級流行地區旅遊史、小三通入
醫學中心(Rothe et al., 2020)於
個人,則該疾病就能被撲滅。
境者的處置,皆需要居家檢疫滿14
2020年1月30日發表在NEJM的一則
世界各團隊針對2019-nCoV,在
天;而對於中港澳入境的學生及教
通訊評論(correspondence),則描
今年1月下旬以前(可視為疫情爆發
職員工,亦建議在家休息14天。
述了一名感染2019-nCoV的德國患
的早期階段)的R0的計算,平均值
者,他除了在無症狀期間就能傳染
多為2~3之間,信賴區間內的R0則
什麼是「無症狀患者」?
給他人外,較特異的是該患者可能
為1.5~3.9。這意味著在1月份時,
具有傳染力嗎?
在受到感染後一至兩天內就具有傳
2019-nCoV的患者仍持續增長,並
染能力,因此,該評論建議可能需
未顯露出減緩趨勢。
狀況。
無症狀(asymptomatic)患者, 顧名思義是沒有出現明顯發燒、肺
要重新評估2019-nCoV的傳染能力
炎等症狀卻帶有該病毒的患者。過
(Rothe et al., 2020)。
若與令國人印象深刻的SARS相 比,由加拿大貴湖大學(University
去嚴重急性呼吸道症候群(Severe
Science期刊的特約記者,訪談
of Guelph)應用數學系兼任教授鮑
Acute Respiratory Syndrome,
了對上述評論不同意的科學家,有
契(Chris Bauch)等人於2005年針
SARS)與中東呼吸症候群(Middle
科學家直接向該位中國病患查證,
對SARS的一篇回顧性論文指出,
East respiratory syndrome, MERS)
她表示自己在德國時其實已經出現
不同研究團隊針對各地SARS疫情
的回顧研究來看,無症狀的患者非
症狀。
的研究中,多認為SARS的R0平均
常罕見,在無症狀期間,也極不容
世 界 衛 生 組 織 ( Wo r l d H e a l t h
易發生傳染(Che et al., 2006; 衛生
Organization, WHO)在今年2月1日
福利部疾病管制署,2013)。
的疫情報告中提到,無症狀病患不
因此,目前可以相信2019-nCoV
那本次的武漢肺炎是否有無症
是病毒傳染的主要來源,不過也意
的傳染力與SARS相當,或微幅低
狀患者呢?有的,香港大學深圳醫
識到患者在出現症狀前,仍會有傳
於SARS,且尚未顯露疫情減緩趨
院發表於The Lancet上的一份針對
染給他人的可能性,因此正在了解
勢,須強化公衛措施,並留意過去
一個深圳家庭的研究(Chan et al.,
病患的詳細接觸史,以確認無症狀
SARS期間的院內感染或社區超級
值為2~3之間,在少數個案如臺灣 的院內感染中,R0可上升到4.2。
12 二○二○年二月十五日
科技報導
特別報導 Special Report
傳播者個案發生。
及心血管疾病)。
究文獻中並沒有詳述其原因,可能
所有患者均觀察到肺炎症狀。其
會對醫師的臨床判斷與公共場所的
重症患者輪廓?
它常見症狀則有:發燒37.3℃以上
體溫篩檢產生矛盾,也有可能是因
他們確診前又有哪些症狀?
(83%)、咳嗽(82%)、呼吸困
為有近兩成的患者,體溫介於37.3至
根據武漢金銀潭醫院統計99位
難(31%)、肌肉痠痛(11%)、
38℃之間,因此有必要針對此疫情
中重症患者的臨床症狀的研究 〔註
昏迷(9%)、頭痛(8%)、喉嚨
特別下修體溫標準。目前在中國大
一〕:99名患者平均年齡為55歲(範
痛(5%),大部分的人都有多個症
陸的機場、捷運站等公共場所的體
圍 為 2 1 ∼ 8 2 ), 男 女 比 約 為 2 : 1
狀(90%)。
溫篩檢,即是以37.3℃作為判准。
(67:32),在這之中有50名患者
此處的發燒判准為37.3℃,略低
有慢性病(包含糖尿病、高血壓以
於一般以38℃作為發燒的定義。研
死亡率是多少?
2019新型冠狀病毒基本傳染數(R0)估算值整理 R0(信賴區間內) 2.6(1.5~3.5)
估算區間
~2020/01/18
1.4~2.5
資料來源
最後更新日期
備註
Report 3: Transmissibility of 2019-nCoV
2020/01/22
倫敦帝國理工學 院MRC全球傳染 病分析中心
Statement on the meeting of the International Health Regulations (2005) Emergency Committee regarding the outbreak of novel coronavirus (2019-nCoV)
2020/01/23
WHO
2.2(1.4~3.8)
~2020/01/23
Pattern Of Early Human-To-Human Transmission Of Wuhan 2019-nCoV
2020/01/24
無同儕審查
2.92(2.28~3.67)
~2020/01/23
Transmission dynamics of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV)
2020/01/26
無同儕審查
2.5(2.0~3.1)
~2020/01/26
Early Transmissibility Assessment of a Novel Coronavirus in Wuhan, China
2020/01/27
3.11(2.39~4.13)
~2020/01/22
Novel coronavirus 2019-nCoV: early estimation of epidemiological parameters and epidemic predictions
2020/01/28
2.2(1.4~3.9)
~ 2020/01/04
Early Transmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus–Infected Pneumonia
2020/01/29
~ 2020/01/25
Nowcasting and forecasting the potential domestic and international spread of the 2019nCoV outbreak originating in Wuhan, China: a modelling study
2020/01/31
2.68(2.47~2.86)
無同儕審查 1/23估計為3.8, 1/28下修為3.11
SciTech Reports
二○二○年二月十五日
特別報導
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Special Report
截至今年2月3日中午,確診案例
化,仍有待繼續追蹤。
為17389例,死亡人數為262人,但 卻不能直接相除算出死亡率。為什 麼呢?因為在這個階段,我們所能 掌握的資料還不足以能對於死亡率 下判斷。 由於疫情還在繼續蔓延,仍有數 千名患者在接受治療,也還有許多 還未被發現和通報的輕度及無症狀 患者,因此現在就要斷定死亡率仍 言之過早。
與傳言,不要讓自己迷失在其中, 多去想想:眼前的資訊從哪兒來、
結語 這是我們目前所知道的事,但有 看過《進擊的巨人》或《冰與火之 歌》你就會知道:當故事還在進行、 疫情還在發生之際,很多事情都難 以輕易下結論。面對這些研究,我 們也要保持著開放,甚至批判的態
為何會到我們的面前、它想傳遞怎 樣的資訊?然後老話一句「別輕信 謠言,保持關注也別太過焦慮。」 本文資料蒐集至2020年2月4日, 仍有許多與2019-nCoV相關的研究 正在進行,目前發表的研究並非最 終結果。
度去看待我們所知道的資訊。 2020年1月31日發表於The Lancet
那為何會看到有研究算出了死亡
的研究〈對源自中國武漢的2019-
率?這些資料來源可能來自於The
〔 註 一 〕 此 研 究 成 果 於 2020 年 1 月 29 日 發
nCoV爆發的潛在國內與國際傳播預
表 於
Lancet今年1月24日及2020年1月
測:一項模型研究〉(Nowcasting
characteristics of 99 cases of 2019 novel
29日延伸24日研究所發表的研究。
and forecasting the potential domestic
這份研究是針對疫情初期確診的
descriptive study,分析內容包含上一篇 1 月
and international spread of the 2019-
24 日發表的研究 Clinical features of patients
「中度以上患者(皆已有肺炎)」
nCoV outbreak originating in Wuhan,
infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan,
所統計的死亡率,所以這個死亡率
China: a modelling study )中的評論
是「重症患者的死亡率」而不是新
有提到, 若沒有立即採取大量公共
型冠狀病毒肺炎的死亡率。研究統
衛生干預措施的話,2019-nCoV可
計在這99例患者中,有11人死亡,
能會成為全球流行病。而控制疾病
死亡率約為11%,但這些患者仍有
傳播的方式例如嚴格的限制人口流
些在治療中,因此實際死亡率有可
動,例如:取消群眾集會、暫緩開
能更高。
學、以及居家遠端工作等。不過確
而到底2019-nCoV實際的致死率
切來說,各地要做的事情高度因地
是多少呢?目前比較大規模的監測
制宜,沒有任何一種措施能夠一體
數據顯示,致死率大約是維持在
適用於所有的情況。
3%。這個數字是否會再隨時間變
因此,面對鋪天蓋地的各種資訊
The Lancet:Epidemiological and clinical
coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a
China。
延伸閱讀
1. Chan et al., A familial cluster of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: A study of a family cluster, The Lancet, 2020. 2. Rothe et al., Transmission of 2019-ncov infection from an asymptomatic contact in germany, New England Journal of Medicine, 2020. 3. 寒波,〈病毒不是源於武漢的海鮮市場?從 分子演化學角度看2019新型冠狀病毒(武漢 肺炎)的起源與傳播〉,泛科學, 2020 年 1 月30日。
本文及下一篇文章〈NEJM論文證實了中國隱匿新冠肺炎疫情?〉轉載自PanSci泛科學。 PanSci泛科學,是臺灣最大的科學網站及社群,於2011年成立,起初為臺灣數位文化協會育成的計畫,2014年已獨立成 立泛科知識股份有限公司。PanSci泛科學邀請臺灣科學研究者、教育者、愛好者、以及所有受科學影響的人們,共同暢談科 學、將高深龐雜的科學發展重新放置回臺灣公共論壇中,並且用理性思考社會議題中的科學面向,致力於提供科學討論的最 佳場合,包括線上與線下。
14 二○二○年二月十五日
科技報導
特別報導 Special Report
2019新型冠狀病毒最前線
NEJM論文證實了中國隱匿新冠肺炎疫情? 廖英凱、雷雅淇、羅佩琪、陳亭瑋。 隨著新一波2019-nCoV相關研
看,現行的2019新型冠狀病毒(武
回報的資訊品質亦參差不齊,此外
究發布,一篇發表於《新英格蘭
漢肺炎)出現的症狀如肺炎、發
各省分對此系統的使用成效,也不
醫學雜誌》(New England Journal
燒、肌痛等,其實與流感或SARS、
一致。這導致不明原因肺炎的監管
of Medicine, NEJM):〈新型冠狀
MERS等並沒有太大的差異,這意
機制,並沒有被充分利用。
病毒肺炎感染在中國武漢初期的
味著若有類似症狀的新興疾病出現
傳播動力學〉(Early Transmission
時,醫師在臨床治療上自然會先判
隨時間改變的病例定義,
Dynamics in Wuhan, China, of Novel
定為已知的疾病。
反應對疫情的進一步瞭解
Coronavirus-Infected Pneumonia,以
基於2003年SARS與禽流感的肆
Li et al. (2020) 在1月29日發表
下簡稱為NEJM 研究),分析截至
虐,2004年起中國疾病預防控制中
於NEJM的研究中,也提到了本次
今(2020)年1月22日止在武漢首批
心(China CDC),開始建置了未
2019-nCoV 所造成疫情中,即是透
感染的425例確診病例,是目前統計
知病因性肺炎的監管機制,這個監
過該監管機制察覺異常,且隨著對
最多確診病例並發表的研究。
管機制要求醫療院所必須線上呈報
病毒與疫情的理解而改變病例的定
上篇簡單的整理了這份研究的流
未明確診斷出病因,且符合以下四
義。我們可以試著從病例定義的改
行病學統計,而這篇就讓我們來聊
個臨床特徵的患者:1. 發燒;2. 肺
變,來推敲中國大陸當局在不同時
聊該研究被部份學者指出證實了中
部放射線檢查異常;3. 白血球或淋
間點對疫情的瞭解:
國隱瞞資料的情況,這是真的嗎?
巴細胞偏低;4. 曾進行常規臨床抗 菌治療三天,但症狀無減輕。
新興疾病怎麼被發現的? 「不明原因肺炎監管機制」
中國疾病預防控制中心學者向 妮娟(NJ Xiang)等人於2013年 的研究中,則進一步介紹因2013
要討論這一點,就需要稍微回
年A型流感(H7N9)的出現後,
過頭去看看當面臨「新興疾病」
PUE的監測機制開始要求對不明原
時,我們是如何發現與通報,以及
因肺炎的檢體以聚合酶連鎖反應
在此過程中對於疾病的瞭解如何影
(polymerase chain reaction, PCR)
響相關的判斷評估。在本次起源
的方式即時檢驗基因片段,來與禽
於中國武漢的疫情中,初始病例的
流感、季節性流感、A型與B型流感
通報,是透過一個「不明原因肺炎
做比對,比對失敗的再與SARS和
(pneumonia of unknown etiology,
MERS比對。然而,該研究發現雖
PUE)的監管機制」被回報的。
然有監管系統,但由於額外的行政
從今日世界各國的發病症狀來
負擔使醫師參與的意願低落,參與
1.疫情出現:去年12月初~12月29日 疫情的起始,未知原因的肺炎開 始在醫院出現,在此階段由於人 們還未察覺新病毒的出現,導致 醫生不可能做出正確的診斷與治 療。在此階段,仰賴的是不明原 因肺炎的臨床標準:a. 發燒;b. 肺部放射線檢查異常;c. 白血球 或淋巴細胞偏低;d. 曾進行常規 臨床抗菌治療三天,但症狀無減 輕。(此時通報標準為滿足其中 三個以上) 2.去年12月29日~今年1月10日 12月29日,當時統計的前四位病
SciTech Reports
二○二○年二月十五日
特別報導
15
Special Report
人均與華南海鮮批發市場有關。
然而,執政當局與
新增流行病學標準:曾涉足華南
部分醫師,對防範未知
海鮮批發市場或接觸其他症狀類
傳染病的態度卻不足。
似的患者。
例如去年12月底疫情未
3.今年1月10日 ~1月18日 由於1月3日完成2019-nCoV基因 序列、1月10日完成檢驗病毒基 因的PCR試劑,因此新增確診條 件為呼吸道檢體中:a. 分離出病 毒2019-nCoV;b. RT-PCR試劑檢 驗為陽性;c. 檢體中有與2019nCoV吻合的基因序列。 4.今年1月18日以後 因武漢市場已關閉,且疫情擴大 至武漢全市,故將流行病學標準 擴大為:發病前14天曾到武漢旅 遊或與武漢類似症狀患者接觸。
擴大時,有八名醫師在 網路上示警有「疑似 SARS病例」而被警方 以造謠約談,其中一名 醫師在12月底診治病患 時,檢驗公司報告卻誤
圖一:Li et al. (2020) 在 1 月 29 日發表的 NEJM 論文圖一,
判病患感染SARS。
初期 425 名確診 2019 新型冠狀病毒肺炎患者出現症狀的時 間與人數圖表。(擷取自 NEJM 論文)
事後諸葛來看,警方 對網路言論的「維穩」文化,明顯
個案,實槌證實2019-nCoV可人傳
不利於本次疫情的防範,早已引發
人;但直至1月10日武漢市衛健委仍
諸多批評。但更需要留意的是,如
對外聲明未發現人傳人證據,1月14
果2004年建立起的「不明原因肺炎監
日稱不排除有限人傳人,拖延至1月
管機制」能充分發揮效用,則醫師
20日才經國家衛健委組長鍾南山公
與醫事檢驗公司或許就有機會更早
開證實人傳人。
發覺這些病患並不是SARS而是未知 基於這個時間序列,可藉此推敲 中國政府當局在本次疫情的表現:
因應新興病原體的反應速度 自第一例病例發生起,進入既有
的傳染病。
在這裡我們有必要進一步端詳 NEJM論文的這張圖一,圖標題
因此,縱使疾病管制體制健全且
用的是「病人出現症狀(Onset of
研究實力堅強,但不明原因肺炎的
Illness)」的人數與日期,而非
監管機制,在本次疫情的應用仍可
「病人被通報確診」的人數與日期。
能不夠落實。
「病人出現症狀的日期」與「病 人被通報確診的日期」不同,前者
不明肺炎監測機制,在一個月內釐 清流行病學標準、完成與分享基因
關於「NEJM論文實槌證明新
通常是病人就診時,醫生詢問病
序列,並成功製造病毒檢驗試劑。
冠病毒人傳人證據被隱瞞」
人,病人回憶後自述出現症狀的日
雖無法與其它疾病有平等的比較基 準,但其速度被WHO總幹事譚德塞 (Tedros Adhanom Ghebreyesus)肯 定與讚許。 因此,值得肯定中國疾病管制機 制,在本次疫情的迅速反應。
因應未知傳染病的反應態度
接下來讓我們來看看相關爭議:
期;後者則是經過實際採檢、RT-
隨著新一波2019-nCoV相關研究
PCR檢驗等方式確診通報衛生機關
發布,浙江大學生命科學研究院教 授王立銘在個人微博提出質疑(原
的日期。兩個日期通常存在時間 差,可能原因包含:
文已刪),表示由2020年1月29日發
1.病人出現症狀後,因覺得症狀輕
布的NEJM論文(圖一)可看出早
微或其他原因,沒有立即就診。
在2019年12月即出現、2020年1月初
2.就診後因醫療端量能不足或其它
已累積大量與華南海鮮市場無關的
因素干擾,無法立即診斷。
16 二○二○年二月十五日
科技報導
特別報導 Special Report
圖二:WHO 2020 年 2 月 1 日疫情報告,可比較中國以外的案例在「病人出現症狀日」(左)與「病人通報確診日」(右)的時間差距。
3.病人就診後已取樣檢驗,但檢驗
備「實槌」的證據力。
字稿;只是,其記者會每日有框定
結果尚未出爐(以臺灣來說約須 1~2天)等〔註一〕。
如果我們相信開放透明的力
以臺灣最近第十個個案為例,依
量,就要握著它戰勝黑暗
疾管署公布資料,他的「出現症狀
在那之前,若希望與親友分享低
日期」是1月21日,其後雖有就醫但
估/瞞報疫情的訊息,利用在地實
因當時病例條件較寬,診斷為一般
例報導,或許是更有力的:
感冒,至其太太發病後,1月30日採
.《財經》雜誌〈統計數字之外的人:
檢,最終「病人被通報確診日期」 是1月31日──有約10天的時間差。 另個具體表現時間差的例子,可 參酌WHO 2020年2月1日疫情報告 P5(圖二),統計了「中國以外」 的2019-nCoV感染案例 〔註二〕 。左 邊的Figure 3,標題是「病人出現症 狀日(Date of symptom onset)」, 右邊的Figure 4則是「病人通報確診 日(Date of report)」,從時間分 布上亦可看出有明顯時間差。
中國衛健委召開記者會並均公開逐
他們死於"普通肺炎"?〉 .端傳媒〈確診名單外的死亡患者〉 .BBC中文網〈武漢肺炎:父親的
限制討論主題,並有較嚴格的提問 數限制等,資訊揭露程度仍有相當 大的進步空間。 若將疫調資料更即時透明公開, 應能更有助該國國內大眾與各國提 早因應,做好更充足準備面對此波 嚴峻的疫情。 〔註一〕2020 年 1 月 8 日中國方確認並宣布疫情 病原體為新型冠狀病毒,在此之前病人僅能被確
屍體就在眼前 男子在醫院哭不成
診為「符合不明原因的病毒性肺炎診斷患者」;
聲〉和〈武漢肺炎:渴望病床的肺
2020 年 1 月 11 日起 PCR 檢驗試劑方發放至武漢,
炎患者與期盼回應的英國僑民〉等 兩支影片。
在此之前病人僅能透過臨床及流行病學條件診 斷。 〔註二〕此圖未包含臺灣資料,因 WHO situation
最後,暫且不論單一NEJM論
report 將臺灣個案以「Taiwan, China」方式列
文,綜觀本次2019-nCoV與中方相
示。對此,我國外交部於 2020 年 1 月 23 日新
關的各公開研究,在研究中釋出的
聞稿表示已指示駐日內瓦辦事處向 WHO 幹事 長 Tedros 表達嚴正抗議,外交部吳釗燮部長亦
疫情調查資料量確實遠大於中國官
於 2020 年 2 月 2 日國際記者會公開呼籲 WHO
方釋出的疫情資訊(尤其在疫情爆
應改正其對臺灣的嚴重錯誤。截至 2020 年 2 月
因此,若要以此份NEJM論文證
發初期)。中國大陸官方對2019-
明疫情瞞報,可能尚須取得感染案
nCoV的疫情資訊公布,隨著疫情擴
例「病人被通報確診日」資料,方
散有些許變化:從不定期僅有武漢
能確認衛生單位掌握疫情時間;又
市單點疫情通報,今年1月21日起改
或者,提出症狀日與通報確診日時
為中國衛健委每日固定統計全國疫
間差導因於外力介入的資訊,較具
情報告,並自今年1月26日起每日由
2 日,WHO 並未修改對臺灣案例的呈現方式。
延伸閱讀
1. Xiang et al., Use of national pneumonia surveillance to describe influenza A(H7N9) virus epidemiology, China, 2004-2013, Emerging infectious diseases, 19(11):17841790, 2020.
SciTech Reports
二○二○年二月十五日
特別報導
17
Special Report
臺灣分離出新型冠狀病毒株了,然後呢? 林翰佐/銘傳大學生物科技學系副教授,本刊總編輯。
今(2020)年2月1日衛生福利部 宣布了令人振奮的消息:臺灣某研 究團隊已從患者檢體當中成功的分 離出「2019新型冠狀病毒」的病毒 株,成為世界上第四個成功分離出 病毒株的國家。聽起來好棒棒,但 是,具有病毒株,到底對疫病的防 治有什麼貢獻呢?
好了!假設我有很多病毒
科學界的確會就現有的藥物,先
了,然後呢?
進行治療的可行性評估。不過一般
瞭解病毒的各項機轉,是尋求應 對策略的重要情報。但是,疫情緊 急的狀況下,多數科學家會同意發 展疫苗或許是較為即時的救急方法。 疫苗是什麼呢?簡單的說,疫 苗的作用是為身體的免疫系統舉行
解鈴仍需繫鈴人,病毒株
「防空演習」,讓免疫系統能對未
大眾請不要效法神農嘗百草,除了 浪費醫療資源之外,也容易促使病 毒的變異。如果大家還記得,正規 的醫療院所對「克流感」的處方開 立是十分謹慎的,一般感冒患者不 會使用,就是怕濫用藥物造成病毒 變異,對克流感產生抗藥性就不靈 了,是吧!
來可能的病源預做防範練習,以
是解答一切問題的關鍵。
便在真實的感染狀況下能夠有更
生物學研究需要有「對象」,所以
快的反應時間。事實上,疫苗是人
想要瞭解冠狀病毒,就先要有冠狀
類對抗病毒性疾病中最重要的防治
病毒,是吧!在疫病的研究當中,
手段,人類曾用疫苗接種來消滅天
原則上是的,但2019新型冠狀
需要成功的從患者的檢體中分離這
花病毒等頑強的疾病。疫苗的製備
病毒(2019-nCoV)是具高度傳染
些病毒株,才能繼續後面的研究。
原則上就是把我們手頭所生產的病
力、對人類有致死疑慮的病原,所
毒,用藥物給予減毒或是殺滅的方
以依法相關實驗必須在生物安全等
式,使病毒失去再感染的能力才製
級3(Biosafety Level-3, BSL 3),
成疫苗,然後施打到我們的身體。
又稱為P3這種最高防護等級的實驗
疫苗防治有風險,也並不是所有的
室中進行,並不是所有有熱血的研
事情並沒有那麼簡單喔!從檢體
病毒性疾病都有良好的疫苗可使用
究工作者都可以立即投入相關的研
當中分離出的病毒株相當有限,必
(例如非洲豬瘟),但在時效上應
究喔!
須能夠成功地進行增殖,才能進行
該是能最快進入疫病戰場上的一種
相關研究或成為製作疫苗的材料。
策略。
有病毒株就可以開始研究 療法?
如何把病毒變多是一門學問,目前 來說,一般做法是利用動物細胞培 養的方法,讓病毒感染這些動物細 胞,使病毒增殖,然後透過超高速
更多的科學家投入, 是否會加快科研的進行?
不知道這樣的說明,大家對於為 何病毒株分離成功是一件好棒棒的 事情,有比較清楚的瞭解了嗎?
能開發特效藥或用「克流 感」來試試嗎?
離心的方式濃縮這些病毒。病毒對
藥物開發的時程一向比想像中
細胞是有選擇性的,所以尋找適合
久很多,所以在大流行之際,進
的配對需要一些時間跟運氣。
行特效藥的開發往往緩不濟急。
18 二○二○年二月十五日
科技報導
精選好讀 Focus
與「鼠疫」的防治角力 不為人所知的上古疾病與預防策略 陳淵銓/美國加州大學柏克萊分校生物化學博士。
什麼是鼠疫?
(pneumonic plague)及敗血性鼠
成約2500~5000萬人死亡,估計當
它是如何發生的?
疫(septicemic plague)三類(表
時共導致超過7500萬人死亡,為最
鼠疫是一種人畜共通(zoonotic)
一)。受到鼠疫桿菌感染的哺乳動
嚴重的一次,有世紀黑死病(black
的傳染性疾病,是由革蘭氏陰性鼠
物通常會表現出明顯症狀,如果不
death)之稱。第三次則是在19世紀
疫桿菌(Yersinia pestis)感染所引
及時治療,則可能會導致繼發淋巴
末至20世紀初的東亞及印度,造成
起,最先反應處是媒介昆蟲(insect
腺發炎、肺炎及敗血病。直接吸入
約1200萬人死亡。
vector,通常是跳蚤)咬傷的部位;
霧化的鼠疫桿菌會導致極度致命性
進入21世紀後雖不曾發生鼠
症狀通常在接觸後1~7天開始發
的原發性肺炎,潛伏期短的肺鼠疫
疫的大流行,但根據世界衛生組
作,初期徵候包括發燒、頭痛、寒
死亡率尤其高。
織(World Health Organization, WHO)統計,2010~2015年期間,
顫、不適、虛弱及白血球增多。鼠 疫桿菌的生命週期始於媒介昆蟲, 然後傳播至哺乳動物宿主,通常是 囓齒類動物(如家鼠、野鼠及土撥
鼠疫流行簡史 這樣的疾病已影響人類數千年, 在歷史上曾有三起大流行。
全世界每年仍有約600個鼠疫病例 發生,例如2015年美國有4人因鼠 疫死亡;2017年,馬達加斯加島
鼠等),再藉由與媒介昆蟲的直接
鼠疫首次發生於6世紀,起源於埃
經歷鼠疫大暴發,總共有2348個
接觸傳播給人類,或經由飛沫在人
及的西奈半島(Sinai Peninsula),
確診病例,其中202人死亡;而去
與人間傳播。
後波及到歐洲所有國家,死亡近
(2019)年,蒙古及中國亦有零星
而由鼠疫桿菌所引發的人類疾
2500萬人。第二次發生於14世
案例發生。
病,根據主要的臨床症狀又可分成
紀,起源於中東的美索不達米亞
由於公共衛生的改善,鼠疫在已
腺鼠疫(bubonic plague)、肺鼠疫
(Mesopotamia),僅在歐洲就造
開發國家已被認為是上古疾病,但
表一:三種主要的鼠疫類型。 類型
腺鼠疫
肺鼠疫
敗血性鼠疫
主要症狀
淋巴腺發炎
肺部發炎
發高燒、臉部腫脹及全身長滿黑斑
發生部位
大多是鼠蹊部,少數在腋下或頸部
潛伏期
3~7天
1~3天
1天
傳播方式
直接與囓齒動物或媒介昆蟲接觸
人與人間飛沫傳播
直接與囓齒動物或媒介昆蟲接觸
致死率
50-60%
95%
95%
頭部疼痛、雙眼充血、咳嗽及身 體有怠倦感
皮膚出現血斑
SciTech Reports
精選好讀
二○二○年二月十五日
19
Focus
不可否認,鼠疫在全球廣大地區仍
深具威脅性
為生物武器,直到冷戰結束後才成
零星存在,對低開發國家及貧困人
並有潛力發展為生物武器
為禁忌。雖說國際間對生物武器的
口的影響仍不可忽視。雖說鼠疫的
美國政府於1999年根據引發疾病
活躍程度不及其它較為人所知的傳
的威脅性,將病原體分成A、B及
染病,如愛滋病、瘧疾、流行性感
C級三類;其中,A級危害程度較
冒、結核病、登革熱及抗藥性細菌
大,B及C級的危害程度較輕,而鼠
所引起的疾病,但它畢竟曾是最嚴
疫桿菌正被歸類為六種須優先應變
重公共衛生問題之一,歷史上的大
處理的A級病原體之一(表二):
研發管制甚嚴,但世界各國祕密研 究的事實仍時有耳聞。
鼠疫疫苗的研發 雖然拜現代醫藥發達之賜,目前 已有多種可有效治療鼠疫的抗生素
流行亦曾改寫了人類的文明發展,
基於鼠疫的高傳染性、高致命性
出現,如慶大黴素(gentamicin)、
因此大家對這個疾病的關注程度不
及無有效預防疫苗等特性,鼠疫桿
去氧羥四環素(doxycycline)、氯
應降級,對未來鼠疫可能爆發的持
菌被認為具潛在的生物威脅性,且
黴素(chloramphenicol)、胺基糖
續擔憂更是不可免除。如今,研究
有被恐怖主義份子用作生物武器的
苷類抗生素(aminoglycosides)、
人員發現可能已有具抗生素抗性
可能性。在上世紀美蘇冷戰期間,
四環黴素(tetracycline)及慶大黴
(antibiotic resistance)的鼠疫桿菌
美國疾病管制與預防中心(Centers
素和氟喹諾酮類(fluoroquinolone)
出現,使得鼠疫在國際上也被認為
for Disease Control and Prevention,
的結合等,而美國食品藥物監
是正在重新出現的疾病。
CDC)曾研發可霧化的鼠疫桿菌作
督管理局(U.S. Food and Drug
20 二○二○年二月十五日
科技報導
精選好讀 Focus
表二:A級病原體的特性。 病原體 鼠疫桿菌 (Yersinia pestis) 炭疽桿菌 (Bacillus anthracis) 兔熱氏桿菌 (Francisella tularensis) 天花病毒 (Variola virus)
引發疾病
潛伏期
主要傳染途徑
預防
治療
致死率
鼠疫(plague)
1~8天
跳蚤叮咬
病媒防治
抗生素
大於50%
炭疽病(anthrax)
1~5天
接觸傳染
疫苗
抗生素
50%
兔熱病(Tularemia)
3~14天
蝨子叮咬
病媒防治
抗生素
30~60%
天花(Smallpox)
7~10天
接觸傳染
疫苗
無
30%
2~21天
動物媒介
無
無
50~90%
6小時~14天
消化道攝入
無
抗生素
3~50%
出血熱病毒
病毒出血熱
(Hemorrhagic fever virus)
(Hemorrhagic fever)
肉毒桿菌毒素
肉毒桿菌中毒
(Botulinum Toxin)
(Botox poisoning)
註:出血熱病毒主要包括伊波拉病毒(Ebola virus)、馬堡病毒(Marburg virus)、拉薩病毒(Lassa virus)及馬秋波病毒(Machupo virus)等。
Administration, FDA)最近又批准了
(capsule)產生過程中被送到細菌
由「負載F1抗原和V抗原的聚酸
左氧氟沙星(levofloxacin)。
表面,V抗原(LcrV蛋白)則是由
酐奈米粒子(F1-V antigen-loaded
然而,對於暴露於鼠疫(特別
第三型分泌系統(type III secretion
polyanhydride nanoparticles)」
是肺鼠疫)威脅的高危險族群而
system)分泌的毒性因子(virulence
和「環狀二核苷酸佐劑(cyclic
言,仍有接種疫苗的需要。目前已
factor),兩者均可促進體液免疫
dinucleotide adjuvant)」結合的奈
研發出多種鼠疫候選疫苗,但市場
作用(humoral immunity)和細
米疫苗(nanovaccine),並對接種
上仍無已獲許可的產品(licensed
胞介導免疫作用(cell-mediated
這種疫苗的小鼠血清進行分析。
product),基於接種疫苗是長期 保護的有效策略,持續開發一種安 全、有效的疫苗是有必要的。在這 裡,筆者將探討近(2018~2019) 年間鼠疫疫苗開發的最新進展,評 估可能的預防疫苗。
奈米疫苗-長期免疫成為可能 首先要給讀者一個前情提要。 鼠疫桿菌的F1抗原(含蛋白次單 位的高分子量聚合物)會在夾膜
immunity),被認為是引發抗鼠疫
分析結果發現,接種疫苗後的血
免疫力的主要抗原。脂質體是一
清產生與多種F1和V線性表位抗原
種脂質雙層(lipid biolayer)的奈
(linear epitope)結合的血清抗體,
米粒子(nanoparticle),具備雙極
且血清抗體對F1和V的線性表位抗
性(amphiphilicity)、生物相容性
原表現出高度親和力,可同時啟動
(biocompatibility)、生物降解性
F1抗原與V抗原兩種免疫反應。另
(biodegradability)、低毒性、特
外也發現,小鼠骨髓中存在維持高
異性、捕獲親水性/親脂性藥物的
含量的「抗原特異性血清免疫球蛋
能力及易於進行表面修飾等特性,
白IgG」和有助於更多的B細胞熟成
可作為將藥物的活性分子傳遞至作
以產生更大量抗體的「F1-V抗原特
用部位的載體(carrier)。
異性漿細胞(plasma cell)」。這些
因此,美國科學家設計了一種
結果顯示,F1-V抗原的聚酸酐奈米
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二○二○年二月十五日
21
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顆粒和環狀二核苷酸結合的奈米疫
更好的預防肺鼠疫的次單位疫苗。
苗能快速誘導長期免疫反應,是很 有前景的下一代鼠疫疫苗。
具,將製備的F1抗原負載的脂質體
臺灣開發- 可用微針貼片遞送的疫苗
疫苗對鼠疫的保護作用 也相當重要
(microneedle patch)作為傳遞工
雖說臺灣已很久沒被捲入鼠疫 的戰爭,但防患未然的心總是要有
(F1-liposome)經由皮膚接種疫苗 (skin vaccination)於具有免疫勝 任能力(immunocompetent)的小 鼠,使其產生免疫反應(圖一)。
另外,美國研究人員也設計一款
的。因此,臺灣研究人員使用引發
實驗期間,研究人員每隔7天定
含鋁膠(Alhydrogel)及重組F1和
抗鼠疫免疫力的主要抗原──鼠疫
期抽取這些免疫小鼠的血液(共45
V(rF1-V)抗原的鼠疫疫苗,是為
桿菌F1蛋白作為模型抗原,建立
天),使用酵素連接的免疫吸附測
候選次單位疫苗(candidate subunit
高效抗體誘導技術平台。他們使用
定(enzyme-linked immunosorbent
vaccine),可產生由強烈T輔助細
專利配方,製備了有F1抗原負載
assay, ELISA)評估抗F1抗原免疫抗
胞2(T helper cell-2, Th2)控制的
的脂質體(F1-liposome),並以磷
體IgG的效價(anti-F1 IgG titer)。
體液免疫作用和由適度T輔助細胞1
酸食鹽水緩衝液(phosphate buffer
此外,為確認免疫反應,在接種後
(T helper cell-1, Th1)控制的細胞
saline, PBS)作為溶劑,使用Biuret
35天測定細胞激素(cytokine)的
介導免疫作用。
蛋白質濃度分析法(bicinchoninic
含量,如白介素-4(interleukin-4,
若要針對鼠疫桿菌產生保護性
acid assay)分別對該脂質體進
IL-4)、干擾素-γ(interferon-γ,
的抗體,則需要Th2體液免疫作
行體外與含量測定。最後,他
IFN-γ)及腫瘤壞死因子-α
用和Th1細胞介導免疫作用,因
們利用已商業化生產的微針貼片
(tumor necrosis factor, TNF-α)。
此他們重新設計rF1-V次單位疫 苗,使它包含強大的免疫檢查點 分子「SA-4-1BBL佐劑」和有效的 Th1誘導劑(inducer)以提高效力 (efficacy)。評估rF1-V次單位疫 苗對肺鼠疫的保護效果後,發現用 SA-4-1BBL重新配製的次單位疫苗 誘發了很強的Th2體液反應及Th1細 胞介導反應;雖然同時產生了高水 平(high level)的兩種免疫反應, 但用佐劑重新配製的rF1-V次單位疫 苗的初級-加強免疫(prime-boost immunization)導致鼠疫候選次單 位疫苗失去對肺鼠疫的保護作用。 儘管出乎研究人員意料,但這些發 現證明,產生保護作用所需的免疫 機制十分複雜,這將有助於開發出
圖一:F1 抗原負載的脂質體的製備及利用微針貼片進行皮膚免疫接種。
22 二○二○年二月十五日
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比較實驗組(F1-liposome)與
行管理等。對於治療性疫苗的要求
遠離老鼠出沒的地區,切勿接觸活
對照組(PBS和F1-Alugel)在動物
和考慮因素則包括:在接種第一劑
的或死的齧齒類動物,並防止被跳
實驗的結果,包括F1 IgG抗體效價
疫苗後可迅速產生保護性免疫力、
蚤叮咬。
測定(antibody titer assay)、細胞
保護鼠疫發生區域的個體以阻斷傳
激素反應測試(cytokine response
播鏈。最近許多研究結果顯示,
test)和動物挑戰測試(animal
疫苗的效力與設計方式及接種途
challenge test),用以評估小鼠的免
徑有很大關聯性,而異源初級-加
疫反應及受鼠疫桿菌感染後的存活
強免疫(heterologous prime-boost
率。結果發現,F1-liposome讓小鼠
immunization)可能比同源初級-
表現出最強的免疫力,顯示用微針
加強免疫(homologous prime-boost
貼片作為遞送工具開發有效的F1抗
immunizations)〔註一〕更具免疫誘
原負載脂質體鼠疫疫苗相當可行。
導性。因此,不同疫苗形式的組 合,如包含次單位、活性減毒及利
國際組織對疫苗產品的期待 WHO在2018年國際鼠疫疫苗
用活載體的結合型鼠疫疫苗可克服 目前的限制,並有效地預防鼠疫的 發生。
〔註一〕「異源初級-加強免疫」指的是使用 兩種不同的物質,即同時投予可表現專一性抗
研討會上規劃了目標產品的輪廓
原的載體(vector)及抗原蛋白誘發相對應抗
(target product profile, TPP)的範
體產生,用以強化初始的免疫效力(efficacy)
疇,此範疇中至少有17種鼠疫疫苗
合格鼠疫疫苗尚未問世
候選產品正在研發,包括次單位疫
仍須謹慎應對
苗(如包含F1抗原和/或V抗原及
雖然臺灣自1953年起即未發生
佐劑)、利用細菌載體(如沙門氏
過鼠疫的病例,但因鼠疫在世界
桿菌)的疫苗、利用病毒載體(如
上許多國家仍有零星病例發生,
Ad5、Chad病毒)的疫苗、利用大
所以大家還是要提高警覺。眾所
腸桿菌T4噬菌體的疫苗及表達一種
皆知,疾病的預防重於治療,由於
或多種鼠疫桿菌主要抗原(如F1抗
迄今無合格鼠疫疫苗產品上市,故
原、LcrV抗原、YscF抗原和/或
防治策略首重病媒防治,如杜絕齧
鼠疫素凝固酶)的活性減毒(live
齒類動物的食物來源和堵塞其藏匿
attenuated)疫苗,並已在不同的動
處、保持周圍環境清潔避免堆積雜
物模式中進行了測試。其中,已有
物、定期檢查居家內外以防止齧齒
兩個已經完成了第二期臨床試驗,
類動物繁殖等。人員防護方面建議
還有幾個在去年已進入臨床試驗。
穿著長袖衣物及長褲,必要時在
而該範疇對於鼠疫疫苗的要求
外露的皮膚及衣服上塗抹含避蚊
和考慮因素包括:可誘發持久免疫
胺(diethyltoluamide)成分的驅蟲
力、對生活在流行地區/參與鼠疫
劑。外出旅遊則應避免到疫區停
發生調查或監視的衛生工作者可進
留,如要到訪鼠疫的流行地區,應
和保護時效(duration),這種載體和抗原的 組合可同時增加抗體和 T 細胞的免疫誘導性 (immunogenicity);「同源初級-加強免疫」 則是使用一種物質,即只投予可表現專一性抗原 的載體或抗原蛋白其中之一來誘發相對應抗體的 產生,用以強化初始的免疫效力和保護時效。
延伸閱讀
1. Wagner DA et al., Single-dose combination nanovaccine induces both rapid and longlived protection against pneumonic plague, Acta Biomater, 2019. 2. Bowen W et al., Robust Th1 cellular and humoral responses generated by the Yersinia pestis rF1-V subunit vaccine formulated to contain an agonist of the CD137 pathway do not translate into increased protection against pneumonic plague, Vaccine, 2019. 3. Chen YC et al., Development of Yersinia pestis F1 Antigen-loaded liposome vaccine against plague using microneedles as a delivery system, Journal of Drug Delivery Science and Technology, 2019. 4. Sun W and Singh AK, Plague vaccine: recent progress and prospects, NPJ Vaccines, 2019.
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要被接受,需有不被合理質疑的證據 從科學與蔡博士學位事件討論起 賴昭正/前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊。
去(2019)年5月20日,臺灣大
量只是在表達其疑點,無法「證
學家的計算錯誤)」嗎?不能!因
學法律學系名譽教授賀德芬召開名
明」出任何結論,因此只是在製造
為這一質疑事實上是非常正面、健
為「對蔡英文總統的呼籲」記者
新聞,以增加報章雜誌讀者數量而
康的!科學家的計算哪裡錯了呢?
會,稱在蔡英文母校倫敦政治經濟
已。筆者覺得這是對科學方法錯誤
這不是質疑者「有義務」要回答的
學院(London School of Economy
的認知,因此想在這裡談談缺乏證
問題。質疑者只要確定他的質疑是
and Political Science , LSE)查不到
據的「合理質疑」是健康的、必要
合理的、符合大家所公認的邏輯即
她的論文後,蔡英文的博士學位真
的,在挖掘真相或科學發展過程中
可!解鈴還需繫鈴人,解決疑點的
偽開始慢慢受到關注、燃燒與發
佔有非常重要的地位。
責任應落在這些計算科學家身上:
紅。同年9月4日,蔡英文委任律師 控告賀德芬與林環牆涉嫌妨害名 譽。10月8日,蔡英文母校以「倫
什麼地方計算錯了?什麼因素沒考
合理質疑的重要性
慮進去?萬有引力理論可能錯嗎?
英國赫謝爾(W. Herschel)爵士
計算科學家終於在1846年9月23日
於1781年無意中發現了天王星(他
回答了這一質疑:原來他們沒有考
(LSE statement on PhD of Dr Tsai
誤以為是彗星)。65年後,當科學
慮到當時未被發現的海王星(〈暗
Ing-wen)」為題發出新聞稿,確認
家開始用牛頓萬有引力計算週期為
物質與暗能量〉,《科學月刊》,
蔡英文在1984年被授予法律博士學
84年的天王星軌跡時,發現與實際
2014年6月)!
位。
觀察到的不合。如果有人謂其它的
許多人在教科書裡會學到行星以
筆者以為這兩件事後,湖面應
行星軌跡都沒問題,牛頓萬有引力
橢圓軌跡繞日(〈你真的知道夏天
該慢慢平靜下來才對,但事實上好
已有200多年的正確歷史,因此質疑
為什麼比冬天熱嗎?兼談邏輯與分
像正好相反,質疑還是不斷。相信
這些科學家的計算,我們能譴責他
析的重要性〉,泛科學,2019年9月
很多人(可能是大部分的人)都會
們「所提出的論點充其量只是表達
26日);但由於行星間的相互作用,
認為,這些質疑所提出的論點充其
其疑點,無法證明出任何結論(科
這些橢圓事實上都是慢慢在旋轉的,
敦政經學院關於蔡英文博士的聲明
24 二○二○年二月十五日
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稱為「旋進(precession)」。除了
再來看看一個大家熟悉的歷史。
據」,但要「合理」。在邏輯上,有
最靠近太陽的水星外,其它行星的
1956年在美國紐約州羅契斯特舉行
旋進率均與由牛頓力學計算出來的
的 國 際 會 議 主 要 討 論 的 是「θ-τ
在〈時間的方向性〉(《科學
結果相符。為了解釋為何水星的旋
蛻變之謎」,但未能得到任何滿意
月刊》,2016年2月)一文裡,筆
進率比計算值大得多,法國科學家
的解答;因此,某些與會者在沒有
者也談到奧地利物理學家波茲曼
勒維耶(U. Le Verrier)於1859年
任何證據可以證明「宇稱性不滅定
(Ludwig Boltzmann)於1872年
再次提出了其它行星存在的假設:
律」不對的情況下,還是開始合理
提出了H理論後,立即被許多人質
他認為在水星附近有一圍小行星
地質疑「宇稱性不滅定律」的可靠
疑;質疑人雖然不知道錯誤在哪
(asteroid)。但他這次運氣沒那麼
性——儘管物理大師保利(Wolfgang
裡,也沒有「證據」(如有證據就
好,天文學家始終沒發現這一群小
P u a l i)非常不贊同。這促使楊振
立即推翻它了,不需質疑),但總
行星!經過半個世紀後,雖然沒有
寧與李政道做進一步的探討,終於
(合理地、符合邏輯地)覺得力學
證據,但如果有科學家大膽地正式
在實驗物理學家的幫助下找到「證
具時間的鏡像對稱,H理論怎可能
質疑牛頓萬有引力的正確性應當是
據」證明宇稱性可滅(詳見《量子
用它導出具有時間單方向性的熱力
合理的!果然,1915年愛因斯坦的
的故事》一書)。當然,一旦有證
學呢?被(許多人)「合理質疑」
廣義相對論終於證明了牛頓萬有引
據就不再是質疑!但這一事件充分
的理論是不會被接受的!
力僅是一近似理論而已!
地說明了:「質疑」時不需要有「證
證據就不再是質疑,不是嗎?
愛因斯坦雖然沒有任何證據,只
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憑其客觀世界必須存在的信仰,一
的皮包。經過數天的法庭辯論後,
喜歡屈權附勢、偏向政府 〔註三〕,
直在質疑量子力學的完整性(〈愛
陪審團便進入審議階段。首先,陪
我本來還不想選他當陪審員的!」
因斯坦的最後一搏-EPR悖論〉,
審團選出一位領班後,立即做第一
《科學月刊》,2016年5月)!沒有
次無記名投票表決:十位陪審員認
任何科學家說他是譁眾取寵,事實
為有罪,只有一位白人女士及筆者
上大部分科學家還認為他那盲目信
認為有待商榷;意見不一致,當然
仰是合理的!
只好進入辯論階段舉證說服對方。
蔡博士學位的可信度 在進入分析前,必須澄清刑事定 罪與博士學位有無的不同。在刑事 上,美國法律認為被告是無罪的,
「質疑」不需要任何證據,但
那位白人女士似乎只是「直覺地」
證明被告有罪是檢察官的責任;相
要「合理」;相反地,任何事物要
覺得沒辦法定罪,因此整個舉證的
反地,在博士學位上,應該認為人
被接受,則需要有不被合理質疑的
任務全落在筆者一個人身上。經過
人都沒有博士學位,證明有博士學
「證據」,而合理質疑越多時,該
兩天的辯論後,筆者終於在週末有
位是當事人的責任,否則人人都可
事物的可接受性便越低。自然科學
系統地整理出「許多疑點」。
以說自己有博士學位,但證書被學
上如此,社會科學也應該是如此,
筆者沒有辦法、也沒有任何證
蔡英文學位的爭議不也應該如此嗎
據(比如嫌疑犯當時在外地)證明
蔡博士學位被質疑的一項是:
〔註一〕 ?在此就用筆者一個實際的
「白人指認」錯誤,只能合理地質
1983年時蔡在「政大法學評論」上
人生經驗(社會科學)來說明「任
疑:在被搶的環境下認錯搶者的
發表的兩篇論文就已以「政經法學
何事物要被接受,需要有不被合理
頭髮顏色是非常可能的,完全可
博士」自稱,為什麼需要在1985年
質疑的證據」。
以理解;在被搶的環境下認錯搶者
申請升等為副教授呢?1983年時筆
的身高是非常可能的,也完全可以
者是清華大學化學系系主任,那時
理解;可是,同時認錯五個特點,
只要有博士學位,就可以直接當副
美國對犯罪的裁決一般是在一位
可能嗎?當然還是可能,只是其指
教授,蔡英文會輕易放棄嗎?她任
法官的主持下,由陪審團決定的。
認便非常值得懷疑!當然有陪審員
何解釋的可信度大概都不會超過
檢察官和辯護律師在上百人的隨機
會提出質問:「那你如何解釋警察
50%的!我們就假設其解釋的合理
民眾中,選出12位組成陪審團。定
在被告家中搜出白人的皮包? 〔註
性為50%吧,而蔡英文也只有5項被
罪的標準是:12位陪審人都必須認
二〕」筆者的回答是:「我很不想
為證據的正確性「在合理懷疑範圍
臆測,但或許我電影看得太多,警
外(beyond reasonable doubt)」;
察不會裁臟嗎?」他們沒辦法說
只要有一位陪審員不同意(例如認
服筆者,因此只好再表決,希望
為某一證據值得「合理地懷疑」)
筆者是孤單的;沒想到這次竟是8
便不能定罪。筆者不知道是前世犯
票對4票!法官看這樣下去大概不
了什麼罪,常常被抽到百人的隨機
會有結論,因此只好宣布「誤判
民眾中,兩次被選入陪審團。
(mistrial)」,解散陪審團。
不被合理質疑的證據
校丟了。
質疑的地方,那蔡英文有博士學位 的可信度應只有3%左右而已(0.50 的5次方)!如果合理質疑點超過5 項呢?可信度將趨近於零!
不合理的質疑 什麼是合理的質疑呢?那就要靠 讀者自己用邏輯去判斷了!
其中一個案件是:一位白人被
事後辯護律師與我們交談,那位
筆者在學術界多年,對它有特別
搶,嫌疑犯是該白人指認的墨西哥
白人女士推崇全是筆者的功勞;辯
的感情,愛之深責之切,因此想在
人,警察也在後者的家中搜出白人
護律師謂:「因為一般中國人都較
這裡提一下什麼算是「不合理」的
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「蔡英文是世界政壇名人(國家
可信度呢(法庭上常用的一種合理
L S E 在 1 0 月 8 公 開 出 面 作 證 〔註
元首),哪個學校不想將她列為校
質疑策略)?筆者讀過的報章雜誌
四〕 ,就這一公開支持事件本身來
友?」這是基於主觀偏見的質疑,
裡,那些質疑都在「合理的懷疑範
看(不計與以前矛盾的地方),我
筆者認為不是「合理的」邏輯質
圍」內:如果是刑事,我們只能判
們 還 質 疑 什 麼 〔註三〕? 這 相 當 於
疑!在美國的法院,檢察官或辯護
嫌疑犯無罪;但用在有無博士學位
陪審員的質問「那你如何解釋警察
律師可以因為這樣的偏見(如因吃
的問題上,只能結論說當事人提出
在被告家中搜出白人的皮包?」筆
過一次罰單而對警察沒有好感),
的證據不足,判沒有博士學位。
者在這裡也只能「以小人之心度君
名正言順的不要筆者當陪審員!
質疑。
子之腹」地臆測。筆者過去(小時 候?)一向非常敬重象牙堂的學
結論
府;但在許多文章裡,筆者已經慢
筆者在〈愛因斯坦相信的上帝,
慢顯示出對現在學府的失望,例如
是你以為的那位「上帝」嗎?〉
在〈一手遮天的高科技大騙案:
(泛科學,2018年3月30日)一文裡
Theranos之興衰〉(泛科學,2018年
提到了:要證明上帝的存在是很困
10月31日)的結論裡,筆者就謂:
難的,但要證明上帝不存在更加困
哈佛大學及史丹佛大學分置 於美國東西兩岸,是家喻戶曉的 兩大世界名校。史丹佛大學之勞 伯森(Channing Robertson)的 表現很讓人失望:竟然會認為19 歲學生福爾摩斯(Elizabeth Anne Holmes)是可與牛頓、愛因斯 坦、莫扎特、或達文西相提並論
〔註一〕筆者不喜成黨結派,從未參加過任何 黨派,既不是國民黨,也不是民進黨。筆者沒 有任何政治動機來評論蔡英文。 〔註二〕筆者是不會將受害者的皮包留在家裡
難!在這裡要證明有博士學位應該
的!
是非常簡單的,但要我們證明你沒
〔註三〕筆者的一位朋友(以前的學生)大概
有博士學位,則將與證明上帝不存
算是屬於這一型。他的論點是:蔡總統說你們 找不到我的論文,我自己來找;倫敦大學說蔡
在一樣困難:即使我們找遍全世界
總統拿到學位,臺灣人真囉嗦!
所有的地方,都沒發現你的論文或
〔註四〕倫敦政經學院因與利比亞政府及其
證書,我們還是不能「證明」你沒
殘 酷 獨 裁 者 穆 安 瑪 爾. 格 達 費(Muammar
Gaddafi)間的金錢關係,出過一次大醜聞。院
有博士學位的,而只能「合理的質
長(Director)戴維斯(Howard
疑」。這是我們在蔡英文有沒有博
因建議接受卡扎菲基金會的捐款及決定擔任利
Davies)爵士
比亞政府的財務顧問兩項錯誤判斷,而於 2011
的天才,鼓勵只學過化學一年的
士學位的爭議上,所必須認清的科
史丹佛大學輟學生創立化學醫療
學態度!這也應該是一「日常生活
人兒子賽義夫.格達費(Saif
大革命之業(他後來的顧問費是
中的邏輯」(〈心誠則靈、命中注
位的論文,在醜聞爆發期間被指控是偷竊和他
年薪50萬)!但哈佛大學 〔註五〕
定、花小錢賺大錢有影無?日常生
的醫學院似乎也好不到哪裡:竟
活中的邏輯〉,泛科學,2019年1月
然在外行報紙的報導後,盲目地
14日)!
邀請(名人)福爾摩斯加入享有 盛名的院士委員會!華爾街日報 揭露療診公司(Theranos)黑幕 那天,福爾摩斯正在該院士委員 會裡開會,不知福爾摩斯在「教 導」院士們什麼?
蔡英文是不是真地如LSE及她自 己所說的於1984年獲得博士學位,
年 3 月 3 日宣布辭職。2008 年授予利比亞領導
Gaddafi)博士學
人代寫的。 〔註五〕哈佛大學化學系及生化系系主任利伯 (Charles
Lieber)教授於元月 28 日在辦公室
被捕:被控在 2011 年與武漢科技大學秘密簽署 了一份合同以及加入中國政府的「千人計劃」, 並隱瞞了他從中國政府獲得的報酬(月薪美金 五萬,年生活費美金 150,000)。
除了蔡英文本人外,我們可能將永 遠不會知道!但蔡英文如果於1983 年即敢以博士自稱(有「白紙黑 字」的證據),她的其它話有多少
延伸閱讀 賴昭正:「量子的故事」(第 2 版, 2005 年, 新竹市凡異出版社)。
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實況基地
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Technology Industry
國衛院研究: 改變琥珀酸濃度可抑癌 李依庭/《科學月刊》主編。
琥珀酸(succinate),又稱丁二
打造適合自己生長的環境。此外,
鼠模型進行研究,發現癌細胞所釋
酸,是一種從琥珀中萃取出的化
由於在腫瘤微環境中的巨噬細胞
放的琥珀酸會透過活化癌細胞膜上
合物,主要用於治療風濕類與尿
(macrophage)為主要細胞群,所
的琥珀酸受體(SUCNR1)及下游
道炎等病症,在人體血液中也可
以也經常成為癌細胞鎖定或改變的
PI3K/HIF-1α途徑傳遞信號,將
以發現它的存在。近期,由國家
對象。舉例來說,癌細胞可以透過
巨噬細胞極化(polarization)成腫
衛生研究院細胞及系統醫學研究
釋放自身的致癌因子,讓原本應該
瘤相關巨噬細胞,進而助長癌細胞
所副研究員郭呈欽所帶領研究團
為對抗癌細胞的巨噬細胞,反倒變
生長與轉移(圖一)。
隊利用比較代謝醫學(comparative
成有助於腫瘤或癌細胞生長的腫
不僅如此,研究團隊也注射琥
metabolomics)分析發現,人體血
瘤相關巨噬細胞(tumor-associated
珀酸至小鼠中,發現琥珀酸會增加
液內含有的琥珀酸多寡,是影響癌
macrophages, TAM)。
腫瘤微環境中的腫瘤相關巨噬細
症中腫瘤微環境的關鍵,且若能阻
為了改變癌細胞在腫瘤微環境
胞,並使癌細胞的轉移現象更為明
斷其中的作用機制,更能有助於癌
下的優勢,研究團隊利用比較代謝
顯。因此,研究團隊注射琥珀酸
症的治療。
體學進行分析不同癌細胞株的培養
單株抗體至帶有腫瘤的小鼠體內,
癌症,名列臺灣十大死因之一,
液,發現在肺癌、乳癌、前列腺癌
在為期八週的觀察中,發現與控
也是現代人經常面對的疾病,更是
和大腸癌中的癌細胞皆會釋放琥珀
制組相比,不論是注射低劑量(1
醫療產業中的重要課題。癌症之所
酸至腫瘤微環境中。不僅如此,更
mg/kg)或高劑量(5 mg/kg)的
以難以治療,原因就在於癌細胞不
進一步利用人類癌細胞株及腫瘤小
抗體皆能降低腫瘤相關巨噬細胞的
正常增生後,具有破壞周圍組織及 改變周圍細胞生長環境的能力,打 造出適合癌細胞生存的微環境,進 而幫助癌細胞生長與轉移。 而癌細胞所存在的周圍環境 又被稱為「腫瘤微環境(tumor microenvironment)」,包含周圍 的血管、免疫細胞、各種信號分子 和細胞外基質(extracellular matrix, ECM)等。在一般情況下,癌細 胞會在腫瘤微環境中釋放可溶性分 子,來影響周圍的免疫細胞,試圖
圖一:腫瘤分泌的琥珀酸活化 SUCNR1 及下游 PI3K ∕ HIF-1α 途徑傳遞信號,增進癌細胞 的轉移與侵襲以及將免疫巨噬細胞極化成腫瘤相關巨噬細胞,進而促進腫瘤轉移。
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實況基地
科技報導
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數量、降低腫瘤轉移,進一步提高腫瘤小鼠的存活率。 而在臨床上,研究團隊也與三軍總醫院醫師黃才旺 和許育瑞合作,針對非小細胞肺癌(Non-small cell lung cancer, NSCLC)患者檢體進行檢測,發現患者血液中 琥珀酸濃度比起正常人高出1.8倍,表示琥珀酸濃度與 非小細胞肺癌的腫瘤發展具高度正相關。不僅顯示血中 琥珀酸濃度將可作為診斷肺癌發展進程的生物分子標記 (biomarker),未來期望能提供癌症治療在臨床策略 與新藥研發的新方向。 這項研究成果於今(2020)年1月刊登於國際權威期 刊《分子細胞》(Molecular Cell)中,並且以(serum succinate as cancer diagnostic biomarker and anti-succinate monoclonal antibodies for cancer treatment)為題申請相 關專利。
圖二:研究團隊於記者會上合影,左起為三軍總醫院醫師許育瑞、 黃才旺;國衛院主秘吳秀英、國衛院細研所所長林秀芳、副研究 員郭呈欽與吳京穎博士。(李依庭攝影)
圖三:郭呈欽於記者會上發表研究團隊的研究成果。(李依庭攝影)
SciTech Reports
二○二○年二月十五日
動態時報
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Timeline
藥物合併治療 逆轉大鼠骨關節炎 【本刊訊】對骨關節炎(osteoarthritis,
它分解。然而,這些成分僅能在該
OA)病人來說,現有的治療方案不
疾病的動物模型裡中度抑制骨關節
雖說實驗結果無法用於解釋藥
是止痛藥就是關節置換手術,選擇
炎,因此,研究第一作者貝勒蒙特
物如何影響膝關節,但研究第一
相當受限。近日《蛋白質與細胞》
(Juan Carlos Izpisua Belmonte)與
作者馬丁涅茲-雷東多(Paloma
(Protein & Cell)期刊研究指出,
團隊便想,若將這兩種藥物做綜合
Martinez-Redondo)認為,至少對
將兩種實驗藥物結合在一起做使
使用,效果會不會比較好呢?
患者來說,這也許能成為一個有
用,可逆轉實驗大鼠及人類軟骨細
有關的分子都增加了。
於是,研究人員在患有骨關節炎
效的治療選項。至於可否在不透
的年輕大鼠身上,透過腺病毒攜帶
過腺病毒系統的協助下直接攝取
美國科學促進會(American
含有能製造αKLOTHO和TGFβR2
αKLOTHO和TGFβR2蛋白的可溶
Association for the Advancement of
的DNA序列相關系統。在治療六
性分子,以及藥物的合併使用能否
Science, AAAS)新聞網站EurekAlert
週後,牠們的軟骨開始變厚、細胞
預防骨關節炎症狀形成,則有待日
報導指出,骨關節炎是美國最常見
凋亡的情況減少並開始增生,疾病
後研究。
的關節疾病,近3000萬個成年人為
階段也從第2級改善為第1級(輕度
其所苦,且由於人口老化與肥胖率
骨關節炎)且未觀察到不良的副作
胞中骨關節炎的細胞和分子型態。
上升等因素,骨關節炎的發病率在 未來幾年恐會持續上升。該疾病是 由軟骨的變化引起,隨著老化與反
用。相較於對照組的大鼠,膝關節 的骨關節炎卻更加嚴重,疾病階段 也從第2級進到第4級。
覆壓迫,關節軟骨細胞中的分子和 基因發生改變,使得軟骨破裂及下 層骨過度生長,進而導致慢性疼痛
不只大鼠,人體軟骨也有效
和僵硬的問題。根據骨刺的生長、
進一步的實驗則顯示,與對照組
軟骨的損壞與所造成的疼痛,骨關
相比,經治療過的大鼠軟骨細胞中
節炎由輕至重由可分為0~4級。
有136個活性較高的基因和18個活性 較低的基因;其中,有些基因與發
單用效果普普
炎及免疫反應有關,這意味著合併
加在一起更好
治療(combination treatment)的某
先前的研究顯示,α-KLOTHO
些途徑是有發揮效用的。
和TGFβR2這兩個分子具有作
另外,為測試該藥物組合對人
為治療骨關節炎藥物的潛力:
類的適用性,團隊再從人體分離
αKLOTHO作用於關節軟骨細胞周
出軟骨細胞並施以αKLOTHO
圍的分子網格(mesh),可防止
和TGFβR2。結果發現,與細胞
這種細胞外基質降解;TGFβR2則
增生、細胞外基質(extracellular
更可直接刺激軟骨細胞增殖並阻止
matrix, ECM)形成和軟骨細胞特性
新聞來源
Paloma Martinez-Redondo, Isabel GuillenGuillen and Juan Carlos Izpisua Belmonte, αKLOTHO and sTGFβR2 treatment counteract the osteoarthritic phenotype developed in a rat model, Protein & Cell, 2020.
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動態時報 News Focus
科技報導
SciTech Reports
科學月刊 Science Monthly
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科技報導
動態時報 Timeline
隨時保濕的隱形眼鏡
廣告索引 錫昌.......................... 3
【本刊訊】對於配戴隱形眼鏡的
料表面上施加電壓讓電滲流促使周
使用者而言,眼睛感到乾澀是最主
遭液體流動,進而滋潤眼睛。根據
雙鷹.......................... 5
要的困擾與缺點,尤其是長時間配
Science Alert報導,研究人員表示,
科光.......................... 6
戴後,容易引起乾眼症等眼睛不適
此隱形眼鏡的表面在施加電壓後,
的症狀。為了解決此問題,日本東
能使配戴者眼瞼後方的眼淚流至眼
益弘.......................... 9
北大學(Tohoku University)的研究
球表面,以此維持雙眼保濕。
睿嘉......................... 19
牟博科技...................... 4
日龍.......................... 7 矽新.......................... 8
勵眾生活..................... 24
團隊設計出一款特殊的隱形眼鏡,
後續,團隊將研發可裝配於該隱
能自主為隱形眼鏡補充水分,並持
形眼鏡的生物電池(biobattery),
龍躍......................... 30
續為眼睛表面保持濕潤。
不但可自我供電,同時能使眼鏡在
人事廣告..................... 32
研究團隊當時使用帶電的水凝
較小的電流下運作,也試圖強化此
膠(hydrogel)製作隱形眼鏡,眼
隱形眼鏡的強韌度。或許,未來的
鏡表面利用電滲流(electroosmotic
隱形眼鏡使用者不用再擔心眼睛乾
flow, EOF),也就是在帶電的材
澀的問題了。
川富......................... 28
新聞來源
Shinya Kusama et al., Self‐Moisturizing Smart Contact Lens Employing Electroosmosis, Advanced Materials Technologies, 2019.
國立陽明大學徵求生命科學院院長 啟事 一、本校生命科學院公開誠徵新院長。院長職在引領具卓越內涵之生命科學教育,同時建構跨領域之生命科學研究團隊, 以提升本校生命科學及相關領域之國際聲譽與社會貢獻。 二、院長候選人應具備下列條件: (一)生命科學相關專業背景。
(四)卓越學術成就。
(二)具教授資格。
(五)具團隊領導與跨領域協調溝通能力。
(三)具生命科學教育理念與興趣。 三、院長候選人推薦辦法: (一)他人推薦:請利用「候選人推薦書」提供受推薦人基本資料並簽署推薦,受推薦人需簽署同意函並說明對學院未來 規劃與願景。 (二)自我推薦:候選人自我推薦請提出學歷、經歷、學術著作及發明目錄、學術獎勵、榮譽事蹟、對學院未來規劃與願 景及推(自)薦函等資料。 四、院長候選人登記時間、資料寄件地點: 請將推(自)薦等相關資料,於109年3月20日前擇一方式送達: (一)掛號郵件(以郵戳為憑)或親送:11221台北市北投區立農街二段155號生命科學院辦公室(圖資大樓五樓511室) 「國立陽明大學生命科學院院長遴選委員會收」。 (二)電子郵件:請寄到mhyang2@ym.edu.tw「國立陽明大學生命科學院院長遴選委員會收」。 (三)如有任何疑問,請洽本校生命科學院院長遴選委員會承辦人楊小姐 (E-mail:yfyang@ym.edu.tw,聯絡電話:(02)2826-7200)。 五、相關訊息請連結本院網址:https://sls.ym.edu.tw/bin/home.php
國立陽明大學生命科學院院長遴選委員會 敬啟