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科學人觀點

時間的女兒:是科學邊緣人或先行者?

2021-08-01 曾志朗
你們積日累月埋首實驗室,雖然障礙重重,挫折不斷,但你們沒有豎起白旗投降,始終堅信自己的研究。

Bengt Nyman, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=45490780/Dr. Katalin Kariko/達志影像

7月入暑,進入一年中最熱的三伏天,未到中午,體感溫度就逼近40℃,加上欲雨還休的濕氣,真是氣悶難當。因新冠疫情而空空盪盪的校園,這會兒熱到連平日熟悉的鳥叫聲都聽不到了。學校放暑假,大多數教師都待在家裡,大樓更顯得冷清。往年7、8月,是國內外各學術研討會舉辦的熱門時間,但這兩年無論國內國外會議,一律採用視訊,可線上聽講,總有隔靴搔癢之感,語音不清楚,圖檔也模模糊糊;問答時間,不同視窗七嘴八舌的發言更難聚焦,討論的熱情很容易就消磨掉了。


但最讓人心急如焚的是,以人做為受試者的實驗全都無法進行,我們所有靠實驗運作來驗證行為理論的研究者,只能期待疫情盡快終結,早已安排就緒的實驗可以速速進行。雖然計畫擱淺,但我們不會放棄,而且由英國、德國、美國研發,經國際認證有效的疫苗接連問世,接種後的免疫成效也不錯,相信不久實驗室就能重新開張!無獨有偶,11日凌晨由英國傳來溫布頓網球錦標賽的好消息,台灣網球選手謝淑薇再次用手中的球拍演繹傳奇,和新搭擋比利時的梅丹斯,以2比1逆轉擊敗俄羅斯組合,拿下第三座溫網女雙后座!我心情好到涼爽極了。咦,怎麼不熱了?


逆轉勝!謝淑薇打贏的不但是這場全世界矚目的大賽,最重要的是她走過了台灣體壇爭議不斷的坎坷路,靠自己的堅持和不放棄,打出奇蹟!溫布頓網球錦標賽的光芒,在這一年半鎖國封城的嚴峻疫情中,顯得特別明亮,尤其開幕那天,數千觀眾在解封後第一場賽事起立致敬的對象,不是進場的選手,而是一位穿紅衣外套的女士。當播報員介紹受邀觀賽來賓是研發牛津大學/阿斯特捷利康(AZ)疫苗、成功抑止疫情的科學家時,全場響起了一分多鐘如雷的掌聲,吉爾伯特(Sarah Gilbert)教授驚訝和靦腆的表情交錯,成為看台上最吸睛的一幕(右頁下圖)。


群眾讚揚的這位沉默寡言但性格剛毅的鞋匠之女,也是三胞胎母親的科學家,臨危受命擔起開發新冠疫苗的任務。在此之前,她研製瘧疾疫苗,也領導伊波拉疫苗實驗,中東呼吸症候群爆發時,她前往沙烏地阿拉伯研發疫苗。當新冠疫情蔓延,她利用這些經驗設計疫苗,每天凌晨四點就到實驗室,晚上才回家,她說因為這是在跟病毒賽跑!而為了在最短時間內搶救最多人命,提供連窮國也能負擔的疫苗,吉爾伯特與牛津大學決定和阿斯特捷利康合作,並協議在大流行期間以成本價出售至少30億劑疫苗。「我們是大學,不是用疫苗來掙錢的!」AZ疫苗的研發,讓我們看到科學家的韌性和寬大心胸,以及大學學術理想的彰顯!


同樣的理念和更艱難的奮鬥與堅持,表現在mRNA疫苗的研發過程上,那就是在匈牙利小鎮肉鋪裡長大的卡里科(Katalin Kariko)的傳奇故事。父親是屠夫,但卡里科從小的志願就是當科學家,30歲時,她和先生帶著兩歲女兒,賣掉汽車,換得900英鎊,藏在女兒的泰迪熊布偶裡,飄洋過海到美國追逐她的科學夢(右頁右上圖)。這不是灰姑娘的童話,沒有神力和魔法。因為今年66歲的卡里科,一生浸蘊在mRNA研究中,簡直到了執迷不悔的地步,40年間即使經費無著,研究主題被主流學界否定,連在大學任教的職位都遭降級侮辱,先生簽證卡關,自己可能罹癌,也都沒有讓她放棄研究mRNA。


是什麼樣的科學信念,使她在種種身心煎熬下仍不撤退,明知是眾人眼中的科學邊緣人與板凳研究員,也要在充滿荊棘和障礙的研究路上匍匐前進?對了!就是為了研發製造mRNA的方法,把病毒的基因序列編入mRNA的訊息中,再把合成的mRNA植入人體細胞裡,一方面讓細胞認清病毒的面貌,一方面也指示細胞提升免疫力,以消滅入侵的病毒。這個一石二鳥的創見,確實有點異想天開,尤其在沒人知道如何製造mRNA的年代。但卡里科堅信,mRNA可以治癒所有疾病。她初期想用mRNA治療中風和囊腫性纖維化的遺傳疾病,但學界對她提出的計畫不屑一顧,甚至告訴她:「mRNA不可能是好療法,不要浪費生命了!」卡里科提到這段研究生涯的低谷時期,有個令人動容的描述:「Every night I was working: grant, grant, grant, and it came back always no, no, no.」


拿不到經費,卡里科的學術發展岌岌可危。為了繼續研究,她一個實驗室換過另一個實驗室,靠著資深研究員的收留,領取年收入不到六萬美元的薪水。在邊緣求生,卻也疊積了研製mRNA的實力,從不同動物的實驗中,練就一身技能。直到1998年,她在校內影印機前巧遇正在研發愛滋疫苗的衛斯曼,毛遂自薦:「我是一個RNA科學家,我可以用mRNA做出任何東西!」衛斯曼被她的點子吸引,感受到她眼神間的熱切,於是點頭答應合作。這個點頭,也開啟了輝瑞/BioNTech和莫德納(Moderna)兩支新冠疫苗的契機!但儘管卡里科說得胸有成竹,重啟的老鼠實驗卻非一帆風順,因為免疫系統把植入的mRNA當成入侵者,引起發炎反應,研究陷入了困境。他們後來發現,關鍵是植入的mRNA缺少了假尿嘧啶核?,便嘗試在植入小鼠體內的mRNA加入這個修飾核?,結果不僅免疫系統放行,細胞甚至製造出所需要的蛋白質有10倍之多!


兩人取得研究上的重大突破,論文發表卻很不順遂,專利甚至被大學賣掉。加拿大幹細胞生物學家羅西(Derrick Rossi)和德籍土耳其裔沙辛(Ugur Sahin)兩位科學家注意到了這個研究。羅西看中mRNA技術用於胚胎幹細胞的潛力,以mode RNA為名,成立莫德納;而致力以免疫療法治療癌症的沙辛,則創辦了BioNTech。2020年底,當卡里科得知輝瑞/BioNTech疫苗的三期實驗結果,興奮的大叫:「我就知道!」她懷疑過自己的能力不足,也擔心無法活到看見mRNA研究獲得肯定的一天,然而她慶祝成功的方式非常樸實,就是吃光一整包最愛的Goobers巧克力花生!


從吉爾伯特到卡里科,凸顯的是科學進展的核心,始終在服務社會、增進人類福祉,而非賺大錢!而多虧科學家一棒接一棒,也才能迅速開發出有效疫苗,挽救無數性命、恢復世界秩序。其實見證兩位女性科學家逆境突圍的研究過程,也讓我想起諾貝爾生醫獎得主屠呦呦(左上圖)。她領導研究小組發現有效治療瘧疾的青蒿素,並由中醫古籍得到啟發,研製新型抗瘧藥物,挽救了全球(特別是發展中國家)數百萬人的生命。但這位號稱「三無」(無博士學位、無留學經歷、無院士頭銜)的女性科學家,在研究路上的辛酸,又是另一種型態。她因為「不善交際,不會拍馬屁,贊同之事不吝肯定,不贊同則直言相諫」,加上青蒿素是集體努力或個人成果的爭議不斷,使她在中國學界備受批評,即使獲得拉斯克臨床醫學獎和學界至高的諾貝爾獎,外界對她的貢獻仍冷眼以對。


科學新知的開創本就不容易,平凡無奇、附和主流的研究比較會獲得青睞受到支助,但科學真正的進展往往來自風險較高的非主流思維。感謝這三位先行者,為科學開啟新的曙光,量子化學家、德國總理梅克爾說得好,你們積日累月埋首實驗室,雖然障礙重重,挫折不斷,但「你們沒有豎白旗投降,始終堅信自己的研究!」


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