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中研院為生技業打前鋒

多位院士級大師帶領完整的生物科技團隊, 積極在尋找基因的功能上衝刺,落後二十年,中研院能否帶領台灣開創生命科學一片天?

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二十一世紀第一個春季的陽光,灑在胡適故居的紅磚牆上,長年的潮溼與寒風,已讓「胡適紀念館」五個大字顯得些許斑駁;紀念館周遭,是典雅的近史所與民族所,踱著緩步沈思的研究員,仍保有二十世紀舊時代的歷史感。
跨過橋,走到中研院另一半院區,望去的建築物與之前迥異:鋼筋水泥撐起的挑高樓層,多角形、隨時可接收日照的天窗,陳設具現代感的公共討論空間。研究員小跑步在這兒穿梭,不時以英語討論實驗成果。
從古早味到後現代,從古冊典籍到新穎的科學設備,中研院的研究重心在傳承,也在轉移,生命科學是二十一世紀的重頭戲。
如果說,台灣半導體的發展像一齣戲,主角是工研院電子所,那麼,挑起台灣生物科學大樑的,或許就是中研院的生命科學團隊。
連續兩個月來,中研院生科團隊接收各界注目的眼光。
從推動國家科技發展的國科會,到生物技術產業中游的財團法人生物技術中心、下游的生技業者與創投公司,都頻繁進出中研院。
基因圖譜拉開新戰線
總統陳水扁在二月十四日,也驅車趕至台北盆地東端的盡頭,直奔中研院生命科學組的幾個所。
生物醫學科學所副研究員白果能穿著白袍,向陳水扁介紹自己發明的高密度分子微陣列(Molecular Microarray),將數萬個人類基因放在膜片上,以獨創的顯色方法,在幾分鐘內完成基因檢測。目前,這項技術已成功移轉給下游廠商,技轉費用接近台幣一千萬元。
這只是中研院生科組六個所(分子生物、生醫、生化、生物農業科學、植物、動物)、一千多位研究員的重要研究成果之一。
生科團隊的亮眼成績,從中研院三年來科技移轉案件的表現可知一二,生技佔所有移轉技術的七成五,移轉金額達一億六千萬台幣。
人類生命之書的開啟,讓生命科學成了顯學。
隨著人類基因圖譜計劃(Human Genome Project)報告出爐,人類基因序列一覽無遺,掌握人類生命的遺傳密碼︱︱三萬個基因,成為本世紀科學家最關心的議題。
「目前為止,我們已知有五千多種和基因有關的先天性疾病,如果再把其他遺傳性的慢性病,如癌症和心臟病包括在內,大部份人都是因為與生俱來的基因所引發的疾病而死,」英國倫敦大學學院遺傳學教授瓊斯(Steve Johnes)所著的《命運之舞︱︱基因的故事》一書中,道出基因與人類的關係,也說出基因圖譜現形對全球六十億人口的影響。
「以前有座山在前面阻擋我們的路,現在,這座山沒了,有機會走出去了,」中研院院長李遠哲認為,序列的公布,讓台灣在基因密碼解讀、基因治療及轉殖異種基因領域上,與全球科學家競爭。
在基因定序中缺席的台灣,沒有想到,基因圖譜的公布竟拉開一條全新戰線,讓台灣有機會加入戰局。
二十年前,中研院生科團隊就開始為這個世紀的大科學默默佈局,雖然比起一九七○年代即發展分子生物學的美、英等國的腳步來得慢,但是,中研院還是國內最早意識到遺傳工程重要性的學術單位。
一批完整的生命科學團隊
台灣的生物技術教育在一九九五年開啟,清華、陽明、交通、東華與中山大學陸續成立生命科學或生物科技系,有系統地發展生命科學教育。
台灣生技教育慢了國外二十年。
中研院則在一九八○年初,積極向海外借將,延攬院士級的王倬、黃周汝吉、吳成文等回國成立分生所、生醫所,加上原有的植物、動物與化學所轉向基因相關研究,建立台灣第一批完整的生科團隊。
除了預知生命科學的重要,平均一位研究員每年有兩百萬的研究經費(六個所每年可支配的預算約有十億元),加上不必負擔教學工作,都有助於研究員的創新研究。
去年九月,台大醫學院副院長許世明分析台灣主要生物醫學單位的研究品質,發現中研院研究員發表論文的期刊,排名平均在該領域的前25∼30%,研究結果被引用的影響係數(impact factor)在三左右,較台大、陽明、榮總等論文影響係數一,足足高出兩倍(因臨床醫學的影響系數較低)。
國際上,生命科學團隊也有突出表現,受到國際專業媒體的重視。
分子生物所副研究員李鴻,率先成功地在小老鼠身上,建立人類脊髓肌肉萎縮症的疾病模式,了解致病的分子機制,使台灣首度躍上美國期刊《自然遺傳學》(Nature Genetics);去年,《科學》月刊(Science)也專文介紹分生所團隊的表現。
國際級專家 國際化水準
研究要與國際同步,是生科團隊這幾年立下的不成文目標。
從海外聘任國際級大師回國擔任所長,是建立國際化水準的主因。
分生所所長、中研院院士沈哲鯤七年前回到台灣,每年都邀請國外專家來台,為所內研究員進行論文評鑑。
由於沈哲鯤個人與分生所這幾年的表現十分優異,近來李遠哲與企業家及生技相關單位主事者談論中研院生命科學發展時,他總是代表團隊發言的不二人選。最近為院所的發展,沈哲鯤疲於奔命,不抵氣候的多變而重感冒,但抱病接受採訪時,他仍盡力保持最佳狀態,在談到分生所的表現時,更是精神抖擻地說是「水到渠成」。
生醫所在前所長吳成文帶領下,吸引許多年輕研究員的加入,研究員平日私下以英文進行討論。吳成文接任國家衛生研究院院長後,由李德章與李旭東先後接任代所長。為了延續生醫所的文化,李遠哲多次親自飛往美國,延聘遺傳學專家陳垣崇回國接任所長。前陣子,李遠哲被立委抨擊未前往立法院備詢預算相關事宜,當時李遠哲就正好在拜訪陳垣崇的路上。
而生農所主任楊寧蓀,三年多前卸下美國威斯康辛大學醫學院教授頭銜回國,隨時看起來都眉開眼笑、熱力十足。他說回來的理由很簡單:「想和台灣的生技產業一起成長。」
國際級的專家,培養一個具國際視野的研究群。
「生科團隊所累積的人力與實力,是其他單位很難比擬的,」李遠哲充滿自信,他們有能力引導台灣生物基因科技走向國際。
基礎研究活化生技產業
除了做好研究,中研院下一步,是活化台灣生技產業,用新科技提升台灣經濟的發展,中研院副院長陳長謙精準道出未來目標。
早在一九八二年,政府將生物技術列為八大重點科技之一,但中研院院士陳定信不諱言:「十多年來,台灣生技產業做得並不理想。」
去年年底前,新竹與台南科學工業園區三百多家廠商,生技公司僅只二十家,營業額十二億元,約佔六大產業(積體電路、光電、通訊、精密機械、電腦周邊與生物技術)總營收九千五百億台幣的1%。
「生技產業的產值簡直是其他產業的小數點,」國科會副主委薛香川不由得搖頭感慨。
生技上游研發成果與智慧財產權的不足,是生技下游產業無以為繼的主因。
和IC產業相比,生技產業的研發時程與製程長,動輒一、二十年,但只要拿到應用性高的技術就有可觀的商業價值,中研院技轉中心主任梁啟銘分析生技產業的特色。
生技產業符合了知識經濟時代追求新穎、進步與應用的要件,中研院做為國家最基礎的研究單位,自然成了眾人矚目的焦點。
「台灣最有潛力建立生物技術平台的是中研院,」中華開發工業銀行技術部林衛理博士認為,中研院應學習美國國家衛生研究院,將基礎研究發展具商業價值的產品。
國科會技術移轉案件,證明生技基礎研究的商業潛力。
生物與醫藥技術移轉,是技轉單價最高的項目,在國科會成功移轉的三十二個生物醫藥案件中,最高的移轉費有六百五十萬元。
工研院長史欽泰認為,IC產業之後,技術不再是制勝條件,除非有上游學術機構的創新研究與智慧財產權,才有機會與國外競爭。
外界的期待、自我的期許,中研院準備透過基因體研究的突破,活絡生技產業。
基因定序的暖身,就像一本厚厚的電話簿,有電話與住址,卻沒有個人姓名,而未來三十年,科學家就是要取得電話簿的姓名,了解各個位置上的基因產生的功能。
取得基因祕笈
有能力閱讀基因所傳遞的遺傳信息後,科學家將分析這些基因如何透過複雜網絡,指揮製造出蛋白質。一旦找出基因與特定蛋白質間的關係,即可針對基因與疾病間的關係,開發藥品與抗體。
因此,全世界包括中研院在內的科學家,將傾全力找出各種動、植物蛋白質的結構與功能。
「希望我們的老鼠愈來愈值錢,」分生所研究員鍾邦柱,向四十位有興趣投資生物技術的扶輪社會員,解釋如何建立人類疾病的動物模式時,說出中研院未來將大規模從老鼠身上,尋找與人類疾病相關的有用基因。
例如,透過老鼠,得知人類脊髓肌肉萎縮症的主因,是第五號染色體某項基因製造出的蛋白質不足,造成運動神經元出現問題。或是在老鼠身上,發現肥胖基因,剔除肥胖基因後,老鼠自然變得苗條。這兩個例子是分生所成功建立的動物模式,有助於發現疾病與基因間的關係。
除了以動物模式找出新藥與治療方式外,農作物基因轉殖,是科學家在本世紀的另一項重要工作。
以全球人口成長的速度來看,公元二○五○年時,人口將增加至一百億以上,以傳統育種方法增加糧食生產,已緩不濟急。瑞士等國家就以基因工程,快速、大量製造出具維他命A與β胡蘿蔔素的黃金米,解決第三世界糧食不足的問題。
而分生所、生農所、植物所,近來也努力篩選植物中具抗病、抗蟲等特殊功能的基因,利用轉殖技術,將其放回農作物的染色體中,提高作物的抗病與抗蟲性,或是增加作物的品質與營養成份。
尋找功能性基因體(Functional Genome)的戰局已經開打,這也是為什麼,李遠哲近來的發言,語氣總是十分迫切。
「如果不成立基因體研究中心,台灣會淪為二流國家,」李遠哲說,他在午夜夢迴,還會起身想起這件對學術與產業影響深遠的決定。
佔地四千二百多坪,容納五十個實驗室、兩百位科技人才,是基因體研究中心的規模。
但是,台灣一年的研發總經費跟一家IBM公司差不多,薛香川不客氣地點出台灣最大的弱點。
究竟,中研院團隊有沒有機會打贏這場基因聖戰?
明知以小搏大,中研院團隊們這三個月來,還是卯足勁地為基因體研究中心打拚。
六所所長除了在每兩個月一次的全院大會商談基因體中心的計劃外,私下更頻繁聚會。
資源整合,國際競合
每次見面,他們總帶著所內研究員滿滿的合作構想前來,熱烈地討論,團體合作的氣氛濃烈。
研究員們期待基因體中心的成立不在話下,但研究資源的不足,讓不少人私下形容,這場基因聖戰是一場「不實際的戰役」。
事實上,基因體研究做為未來生物技術發展的重點,不只是中研院一頭熱,就連國科會和不少業者也有火燒屁股的焦慮。
薛香川指出,根據第六次全國科技會議的共識,國科會準備在原有四個國家型計劃中,加入第五項「基因體」國家型計劃,而該計劃有可能交由中研院主導。
陳水扁總統以行動與口頭承諾支持該計劃。企業界,包括大陸工程公司總經理殷琪、宏集團董事長施振榮、永豐餘董事長何壽川,都有意投資支持基因體中心的成立。
雖然,國家與民間資源有可能大筆投注中研院,但更重要的是,中研院能否整合資源。
過往,一位科學家窮畢生之力鑽研一個基因的方式,無法應付未來大量基因科技資料的處理。基因體研究需要眾多實驗室合作,從上游動物疾病系統的建立,中游運用蛋白質晶片與基因晶片進行高速篩選與處理,到下游找出藥品與療法、進行臨床實驗,都需要相關人力與自動化儀器操作。(見表)
如果自己埋頭做,絕不可能成功,負責基因體中心規劃的陳長謙指出,中研院第一步將整合內部資源,除了生命科學原有的六個所,還要加入化學、物理、資訊、統計、經濟所,朝向「科際整合」。
此外,中研院還要與美國、日本等學術單位與藥廠合作。
遺傳密碼的公布,讓全球生命科學的發展有重新洗牌的機會。
親身感受大科學時代來臨的中研院團隊,掩不住科學家的興奮與熱情,他們頭一次腳步一致地走出實驗室,走出中研院,走到國際,氣勢如虹地宣示加入這場決定學術地位與商業契機的戰局。
成功整合資源,並與國際競合,將是中研院能否成功的關鍵。

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