0

1
0

文字

分享

0
1
0

唐獎永續發展獎 頒給能源效率教父羅森費爾德

趙軒翎
・2016/06/18 ・2551字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 552 ・八年級

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

media_32494429938a73456691e30fb81ae9eb
圖/唐獎基金會新聞稿。

第二屆唐獎永續發展獎得主——

亞瑟.羅森費爾德(Arthur H. Rosenfeld)

羅森費爾德原本是名粒子物理學者,但遇上了 1970 年代的石油危機,毅然決然投入能源研究,不僅研發一系列創新的能源科技,還實際參與能源政策的改革,被譽為能源效率教父。

美國國家科學院 2001 年研究發現,羅森費爾德教授的能源創新與政策,為人們省下 300 億美元的花費。估計至 2030 年,可為全球省下 1.8 兆美元的能源支出,並消除 70 億噸的二氧化碳排放,等於 15 億輛汽車每年的總碳排放。

來看看他到底怎麼做到的!

將屋頂刷白,變身涼爽屋頂

153067064_2e8fd6f61e_o
圖/Chris Dick@flickr

羅森費爾德花多年研究「白色屋頂」,這件事可能讓你非常困惑,究竟屋頂顏色百百種,白色的屋頂有什麼特別好研究的。

在他的研究中,他發現將屋頂漆成白色後,因為白色會將太陽光和熱反射回去,因此可以降低我們生活環境的溫度,也減少我們開冷氣降溫的需求。而這項研究的結果讓「涼爽屋頂」的概念在 2005 年就被美國加州建構房屋的標準,必須在屋頂漆上白色的反光漆。根據他的估算,如果未來20年,所有都市建築物屋頂都漆成白色,就可以幫地球減少 24 兆噸的碳排放。

智慧窗戶和省電燈具

1974 年之後,他就開始投入能源使用效率的研究上。他在羅倫斯柏克萊國家研究室成立建築科學中心(Center for Building Science),致力於開發節能、省電的建築科技,也可算是綠色建築科技的先驅。

這個中心確實也開發出非常多令人驚豔的技術,其中一個就是「智慧型窗戶」(low-emissivity smart windows)。這種窗戶使用雙層玻璃,中間隔著惰性氣體如氬氣,而內層玻璃表面有一層薄薄的塗布,在冬天能將熱保留在室內,在夏天可將外界的熱隔絕在室外,但不影響光線的穿透。這樣的窗戶設計,能幫助室內達到冬暖夏涼,也減少冷氣、暖氣的使用。

Summer and Winter
智慧窗的概念圖。圖/arch.ttu.edu

螢光燈中藏著另一個羅森費爾德在這個中心研發的技術,那就高頻電子安定器(high-frequency electronic ballasts)。這種裝置不但能提高燈的使用效率到 10~15%,也能減少燈亮時產生的嗡嗡聲。在這個裝置正式推行到市面上之前,他們曾在舊金山的一棟摩天大樓中測試,發現在安裝具有新的高頻電子安定器的燈之後,與之前使用舊型安定器的燈具時相比,節省了 30% 的用電。後來這樣的技術,也成為現在市面上使用的緊湊型節能螢光燈所需要的器材之一了。

羅森費爾德效應、羅森費爾德單位

羅森費爾德效應,聽起來像是一個新的科學名詞,像是溫室效應、破窗效應、蝴蝶效應、星際效應等,但實際上這並不是一個科學現象。這是用來讚揚羅森費爾德,投身能源效率政策的改革,使得美國加州度過能源危機,且成為省電的模範。

在 1970 年至今,美國的人均用電量增加了 50%,但加州這個省分卻異於其他省分,人均用電量幾乎沒有成長。這歸功於羅森費爾德將「提升用電效率來省電」的概念大力推廣,鼓勵大家更換用電效率高的新電器來汰換舊電器,達到省電的功效,而非建立更多的火力發電廠。他成功地說服加州政府制定能源效率標準,加強冰箱和冷氣機等耗能家電的能源效率,而這些新標準也讓往後的 25 年中,冰箱的耗電率下降到之前的 1/4。

遠在 1970 年代就開始推行這樣的省電概念,直到現在都還是走在時代的尖端啊!他促成加州推行這些省電政策,也幫助了加州度過了兩次的電力嚴重短缺的危機。能源效率界因此就將這個現象稱為「羅森費爾德效應」。

除此之外,「羅森費爾德」這幾個字還成為了一種新的單位。2010 年,52 位能源效率科學家,為了表彰羅森費爾德在省電上的貢獻,他們將「羅森費爾德」制定為一個新的單位測量節省能源,一個單位的「羅森費爾德」就等同於節省 30 億度電。

得獎無數,但他最難忘的獎是…

列印
圖/唐獎基金會新聞稿

羅森費爾德今(2016)年已經是 90 歲高齡,他也是在 90 歲生日派對上向親友們公布他獲得唐獎的消息。

他為了節能科技和政策推行上奉獻了多年的心力,除了唐獎永續發展獎之外,一路上他獲獎無數,包含美國國家科技獎(National Medal of Technology)、全球能源獎(Global Energy Prize (Russia))、卡諾獎能源效率獎(Carnot Award for Energy Efficiency)、西拉德獎(Szilard Award for Physics in the Public Interest)等。

但他曾說他最感到驕傲的是他在 2006 年獲得的費米獎(Enrico Fermi Award)。這個費米獎對他的意義非常大。羅森費爾德在美國芝加哥大學攻讀物理學博士學位時,他的指導教授就是諾貝爾獎費米(Enrico Fermi),而他也是費米最後一個指導的學生。獲得這個以恩師名字為名的獎項,或許就好像是自己的老師對他這多年來投入心血的肯定一般,也是對他最大的鼓勵。

  • 唐獎永續發展獎公布記者會影片

 

參考資料

文章難易度
趙軒翎
17 篇文章 ・ 3 位粉絲
在「一日生科,終身科科」的年代,即使鬧家庭革命都堅持要念生科,卻在畢業之際決定走出實驗室找尋新的出路。因緣際會就這麼踏入了科學傳播領域,雖然一路跌跌撞撞,但仍相信自己可以用知識改變這個世界。聯繫方式:scimonth.chao@gmail.com

0

1
0

文字

分享

0
1
0
推動亞太立憲的領航者——唐獎法治獎授予澳學者雪柔.頌德絲
PanSci_96
・2022/06/21 ・1818字 ・閱讀時間約 3 分鐘

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

唐獎法治獎召集人、台灣大學講座教授葉俊榮今(21)日宣布,2022 年唐獎法治獎頒發給雪柔.頌德絲 (Cheryl Saunders) 教授。頌德絲教授以深厚的學養,引領亞太地區許多國家在極為嚴峻的環境中訂立立憲方針,推動立憲工程,數十年來,與國內外學者及政治工作者的積極交流、對話、合作,不斷拓展比較憲法的疆界。

推動亞太最重要的憲法研究交流中心

獲頒唐獎,頌德絲教授深感榮幸,也對歷屆法治獎得主在法治領域影響深遠的貢獻表達欽佩之意。頌德絲教授致力於亞太國家的立憲工程,她表示「比較憲法可以為我們目前的世界做出很多貢獻,它有助於相互理解,有助於發現改變和改善治理體系的機會和可能性。」

頌德絲教授曾走訪過許多亞太國家,但她並不是將西方國家的憲法原則注入這些國家,而是與當地人切磋琢磨,透過傾聽、溝通及相互理解,了解彼此的治理體系、人民需求,然後因地制宜,提供符合當地狀況的建議,協助這些國家思考最佳的運作模式。

頌德絲教授說,自己多年來一直在研究這些方法,也取得進展,更謙虛的說,「在與當地人民互動的過程中,自己的收穫不亞於付出」。

張文貞教授。

台大法律學院張文貞教授介紹得主時指出,過往整個國際學術社群的重心多放在歐美國家,但頌德絲教授 2003 年至 2007 年擔任國際憲法學會主席時,將比較憲法的網絡延伸到亞太地區,協助亞太地區學者成立亞洲憲法論壇,2009 年第三屆論壇就在台灣舉辦。

在她的努力下,亞洲憲法論壇已經成為亞太學者最重要的一個憲法研究的網絡及經驗傳遞交換的中心;而她在各國立憲工程最重要的影響之一,就是啟發當地的學者,即使她離開了,這些討論與互動也留下豐碩成果,讓當地的學者及非政府組織也有能力繼續耕耘憲改工程。

將年輕學者一起帶入立憲推動

曾參與其間的葉俊榮教授也分享自己親身觀察的頌德絲教授。他表示,亞太國家包括台灣在內,在憲政發展及相關議題的學術討論較西方國家落後,頌德絲教授與各地學者交流,其中不乏年輕學者,而教授貫徹「帶年輕人起來」的想法,帶領亞太地區學者,包括他自己也曾是頌德絲教授帶過的年輕人,對她在亞太地區推行立憲工程的努力,深刻感受到「我們可以做的事情比想像中的還要多」。

葉俊榮教授也強調,台灣過去多借鏡其他國家的法律制定的經驗,受到頌德絲教授的啟發,台灣如今也逐漸能夠扮演回饋的角色,將民主憲政的經驗分享給其他亞太國家。

葉俊榮教授。

唐獎教育基金會執行長陳振川表示,唐獎提倡法律應兼顧正當程序與實體正義,為和平、人權、永續發展而奮鬥,以追求人類及自然之共同福祉為最高目標。基金會很榮幸設置了唐獎法治獎,一個世界上具有聲譽的獎項,來獎勵對法治理念或實踐有創新,進而對法治之實現貢獻卓著之個人或機構,並且激勵世人共同努力。

自 2014 年以來,唐獎法治獎頒給了在不同領域,以不同身分,共同為社會、人權及永續發展奮鬥不懈,追求人類與自然共同福祉的得主們,歷屆得主從政治運動家到法官,從學者到組織,遍布各大洲,包括奧比.薩克思、路易絲.阿爾布爾、約瑟夫.拉茲,以及設立於孟加拉的孟加拉環境法律人協會、設立於哥倫比亞的實現正義: 法律、正義暨社會中心 以及設立於黎巴嫩的法律實踐進程組織三個非政府組織,都在不同層面對法治的推動有卓越貢獻。

關於唐獎

有感於全球化的進展,人類在享受文明與科技帶來便利的同時,亦面臨氣候變遷、新傳染疫病、貧富差距、社會道德式微⋯⋯等種種考驗,尹衍樑博士於 2012 年 12 月成立唐獎,設立永續發展、生技醫藥、漢學及法治四大獎項,每兩年由專業獨立評選委員會(邀聘國際著名專家學者,含多名諾貝爾獎得主),不分種族、國籍、性別,遴選出對世界具有創新實質貢獻及影響力的得主。每獎項提供 5 千萬獎金,其中含 1 千萬支持相關研究教育計畫,以鼓勵專業人才投入探索 21 世紀人類所需,以頂尖的創新研究成果及社會實踐引領全人類發展。

0

1
0

文字

分享

0
1
0
唐獎永續發展獎 頒給能源效率教父羅森費爾德
趙軒翎
・2016/06/18 ・2551字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 552 ・八年級

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

media_32494429938a73456691e30fb81ae9eb
圖/唐獎基金會新聞稿。

第二屆唐獎永續發展獎得主——

亞瑟.羅森費爾德(Arthur H. Rosenfeld)

羅森費爾德原本是名粒子物理學者,但遇上了 1970 年代的石油危機,毅然決然投入能源研究,不僅研發一系列創新的能源科技,還實際參與能源政策的改革,被譽為能源效率教父。

美國國家科學院 2001 年研究發現,羅森費爾德教授的能源創新與政策,為人們省下 300 億美元的花費。估計至 2030 年,可為全球省下 1.8 兆美元的能源支出,並消除 70 億噸的二氧化碳排放,等於 15 億輛汽車每年的總碳排放。

來看看他到底怎麼做到的!

將屋頂刷白,變身涼爽屋頂

153067064_2e8fd6f61e_o
圖/Chris Dick@flickr

羅森費爾德花多年研究「白色屋頂」,這件事可能讓你非常困惑,究竟屋頂顏色百百種,白色的屋頂有什麼特別好研究的。

在他的研究中,他發現將屋頂漆成白色後,因為白色會將太陽光和熱反射回去,因此可以降低我們生活環境的溫度,也減少我們開冷氣降溫的需求。而這項研究的結果讓「涼爽屋頂」的概念在 2005 年就被美國加州建構房屋的標準,必須在屋頂漆上白色的反光漆。根據他的估算,如果未來20年,所有都市建築物屋頂都漆成白色,就可以幫地球減少 24 兆噸的碳排放。

智慧窗戶和省電燈具

1974 年之後,他就開始投入能源使用效率的研究上。他在羅倫斯柏克萊國家研究室成立建築科學中心(Center for Building Science),致力於開發節能、省電的建築科技,也可算是綠色建築科技的先驅。

這個中心確實也開發出非常多令人驚豔的技術,其中一個就是「智慧型窗戶」(low-emissivity smart windows)。這種窗戶使用雙層玻璃,中間隔著惰性氣體如氬氣,而內層玻璃表面有一層薄薄的塗布,在冬天能將熱保留在室內,在夏天可將外界的熱隔絕在室外,但不影響光線的穿透。這樣的窗戶設計,能幫助室內達到冬暖夏涼,也減少冷氣、暖氣的使用。

Summer and Winter
智慧窗的概念圖。圖/arch.ttu.edu

螢光燈中藏著另一個羅森費爾德在這個中心研發的技術,那就高頻電子安定器(high-frequency electronic ballasts)。這種裝置不但能提高燈的使用效率到 10~15%,也能減少燈亮時產生的嗡嗡聲。在這個裝置正式推行到市面上之前,他們曾在舊金山的一棟摩天大樓中測試,發現在安裝具有新的高頻電子安定器的燈之後,與之前使用舊型安定器的燈具時相比,節省了 30% 的用電。後來這樣的技術,也成為現在市面上使用的緊湊型節能螢光燈所需要的器材之一了。

羅森費爾德效應、羅森費爾德單位

羅森費爾德效應,聽起來像是一個新的科學名詞,像是溫室效應、破窗效應、蝴蝶效應、星際效應等,但實際上這並不是一個科學現象。這是用來讚揚羅森費爾德,投身能源效率政策的改革,使得美國加州度過能源危機,且成為省電的模範。

在 1970 年至今,美國的人均用電量增加了 50%,但加州這個省分卻異於其他省分,人均用電量幾乎沒有成長。這歸功於羅森費爾德將「提升用電效率來省電」的概念大力推廣,鼓勵大家更換用電效率高的新電器來汰換舊電器,達到省電的功效,而非建立更多的火力發電廠。他成功地說服加州政府制定能源效率標準,加強冰箱和冷氣機等耗能家電的能源效率,而這些新標準也讓往後的 25 年中,冰箱的耗電率下降到之前的 1/4。

遠在 1970 年代就開始推行這樣的省電概念,直到現在都還是走在時代的尖端啊!他促成加州推行這些省電政策,也幫助了加州度過了兩次的電力嚴重短缺的危機。能源效率界因此就將這個現象稱為「羅森費爾德效應」。

除此之外,「羅森費爾德」這幾個字還成為了一種新的單位。2010 年,52 位能源效率科學家,為了表彰羅森費爾德在省電上的貢獻,他們將「羅森費爾德」制定為一個新的單位測量節省能源,一個單位的「羅森費爾德」就等同於節省 30 億度電。

得獎無數,但他最難忘的獎是…

列印
圖/唐獎基金會新聞稿

羅森費爾德今(2016)年已經是 90 歲高齡,他也是在 90 歲生日派對上向親友們公布他獲得唐獎的消息。

他為了節能科技和政策推行上奉獻了多年的心力,除了唐獎永續發展獎之外,一路上他獲獎無數,包含美國國家科技獎(National Medal of Technology)、全球能源獎(Global Energy Prize (Russia))、卡諾獎能源效率獎(Carnot Award for Energy Efficiency)、西拉德獎(Szilard Award for Physics in the Public Interest)等。

但他曾說他最感到驕傲的是他在 2006 年獲得的費米獎(Enrico Fermi Award)。這個費米獎對他的意義非常大。羅森費爾德在美國芝加哥大學攻讀物理學博士學位時,他的指導教授就是諾貝爾獎費米(Enrico Fermi),而他也是費米最後一個指導的學生。獲得這個以恩師名字為名的獎項,或許就好像是自己的老師對他這多年來投入心血的肯定一般,也是對他最大的鼓勵。

  • 唐獎永續發展獎公布記者會影片

 

參考資料

文章難易度
趙軒翎
17 篇文章 ・ 3 位粉絲
在「一日生科,終身科科」的年代,即使鬧家庭革命都堅持要念生科,卻在畢業之際決定走出實驗室找尋新的出路。因緣際會就這麼踏入了科學傳播領域,雖然一路跌跌撞撞,但仍相信自己可以用知識改變這個世界。聯繫方式:scimonth.chao@gmail.com

1

1
0

文字

分享

1
1
0
2022 唐獎漢學獎:中西貫通,為無聲之物發聲——潔西卡‧羅森
PanSci_96
・2022/06/21 ・2433字 ・閱讀時間約 5 分鐘

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

2022 年唐獎漢學獎授予潔西卡‧羅森(Jessica Rawson)教授,以表彰其精研中國藝術文物之成就。羅森教授視野宏闊,見解精準,為無聲之物發聲,再現人之所未見;審美觀物,傳承薪火,賦予華夏古典嶄新意義。

潔西卡‧羅森教授獲得唐獎漢學獎。圖/唐獎

不同以往得獎者多集中在文學、歷史與思想史領域,著重文字書寫,羅森教授則以藝術史與物質文化研究見長,關注考古出土的器物,使人們看見藝術品所承載的歷史文化,豐富漢學內涵,展現唐獎漢學獎作為世界大獎的開闊格局及視野。

器物上蘊藏的視覺系統

羅森教授為牛津大學中國藝術與考古教授,專研中國青銅器、玉器,關注層面尤其著重中國與中亞鄰國的交流。她近年的研究從馬匹貿易切入,考察沿著絲路與歐亞草原諸族的馬匹貿易。羅森教授指出,歐亞大陸上各個族群都有一套談論器物的傳統,其中蘊藏著所謂視覺系統(visual systems),使人們得以依據社會、信仰或其他層面上的概念、慣例或預設,將器物分門別類。因此也意味著其器物的材質、形式與裝飾具有特定的組合模式。

編按:在電影《孟買女帝》中,出現將茶杯裡的茶倒入下方茶杯碟中,再用茶杯碟喝茶的一幕。

對現代人來說,茶杯碟只是用來墊茶杯,但過去茶杯碟的用法是將茶倒出來,增加茶接觸空氣的表面積,達到快速冷卻的效果,而人們也是用茶杯碟直接喝放涼的茶。

現今茶杯碟已經失去了放涼的功能,但杯子與碟子的特定組合,仍成為了辨識「喝茶器具」的關鍵而被沿用至今,像上述杯子與碟子的組合,我們就稱它為「視覺系統」。

每個社會的傳統與視覺系統都是獨特的,需經過學習才得以熟悉,也深深地影響人們如何看待與解讀所見之物。這樣的視覺系統一旦進入新的脈絡,它們先前所承載的意義將慢慢淡去,進而與不同文化產生新的聯結。藉由視覺系統的研究,能夠釐清西方古典建築的裝飾是如何傳播到西亞,接著沿著絲路來到中國,最終體現在佛教石窟的造型上。這些交流為中國的藝術掀開了全新的一頁,而後隨著蒙古西征,中國藝術的樣貌也反過來傳播到西方世界。

藉由研究釐清西方古典建築的裝飾是如何傳播到西亞,接著沿著絲路來到中國,最終體現在佛教石窟的造型上。中國洛陽龍門石窟。圖/wikipedia

陵墓代表著墓主的微縮宇宙

羅森教授的研究亦對中國古代墓葬文化有深刻的洞見。古代墓葬為其墓主提供了一個完備的死後世界。商周的豎穴土坑墓以青銅器和玉器陪葬,這些器物不但為墓主提供了禮儀及身份所需的物品,也提供戰爭所需的兵器和馬車。

秦代以來的墓葬發生了許多大變化,其中以兵馬俑的出現最為突出。秦始皇陵不僅僅有軍隊,墓中的車馬廄、朝臣、百戲、官員、嬪妃,以及天地星辰的圖像,都為秦始皇的死後世界而創造,陵墓成為墓主的微縮宇宙。

羅森教授的貢獻不僅止於開創性的學術研究。她致力於促進東西方藝術、文化與學術的交流及認識,更在學術範疇之外,向普羅大眾推廣中國文明之博大精深。因其博物館任職經歷,羅森教授身兼學者與實務執行者兩種身分,她策劃展覽所帶來的影響力早已有目共睹。

即便離開大英博物館轉任牛津教授,她仍繼續為大眾展現中國多元的樣貌。如 2005 年末至 2006 年初,在英國皇家藝術學院舉辦的「盛世華章─康、雍、乾三代帝王」(China: The Three Emperors, 1962-1795)特展,即是由羅森教授策劃,向西方社會鮮活重現古老東方文物豐富的藝術內涵。

主持跨國研究計畫促成文化交流

羅森教授出生英國倫敦,畢業於劍橋大學及倫敦大學亞非學院,曾任大英博物館東方文物部主任、牛津大學莫頓學院首位女院長,亦曾出任牛津大學副校長。羅森教授身為一位執行者,主持大型研究計畫,大大地提升了英國與歐洲學界對中國研究的重視。2011 年至 2016 年,跨國研究計畫「中國與內亞:改變了中國的文化交流(西元前 1000 年至西元前 200 年)」(“China and Inner Asia: Interactions Which Changed China (1000-200 BC)”)獲英國最大的學術研究資助單位利華休姆基金會(Leverhulme Trust)獎助。羅森教授與中國學者共同主持,聯合多國專家一同檢視中國、伊拉克、伊朗、中亞的出土文物,與各地博物館的藏品,試圖回溯物質文化的傳播。

而在校園之內,羅森教授促成各國學者至牛津大學進行學術交流,且不遺餘力地支持並培養世界各地的學生,其中有多位如今已成中國藝術與考古領域中的重要學者。羅森教授亦為牛津大學爭取到利華休姆基金會以十年為期的獎助計畫,以支持校內當代中國研究的發展。此計畫獎助了四個學術職位,實質地擴大中國研究的規模,也間接促成了隨後 2008 年牛津大學中國中心(University of Oxford China Centre)的成立。

羅森教授於 1990 年榮膺為英國國家學術院院士(British Academy),2002 年因其在東方研究的貢獻獲英國女王授勳封爵(DBE),2012 年獲選為美國藝術與科學院(American Academy of Arts and Sciences)外籍名譽院士,2017 年獲頒弗瑞爾獎章(Charles Lang Freer Medal)。2022 年唐獎漢學獎授予羅森教授,肯定其在中國藝術與考古領域的成就,不僅為該領域開創了嶄新局面,更加深了人們對中國文明的認識。

【關於唐獎】

有感於全球化的進展,人類在享受文明與科技帶來便利的同時,亦面臨氣候變遷、新傳染疫病、貧富差距、社會道德式微..等種種考驗,尹衍樑博士於 2012 年 12 月成立唐獎,設立永續發展、生技醫藥、漢學及法治四大獎項,每兩年由專業獨立評選委員會(邀聘國際著名專家學者,含多名諾貝爾獎得主),不分種族、國籍、性別,遴選出對世界具有創新實質貢獻及影響力的得主。每獎項提供 5 千萬獎金,其中含 1 千萬支持相關研究教育計畫,以鼓勵專業人才投入探索 21 世紀人類所需,以頂尖的創新研究成果及社會實踐引領全人類發展。

所有討論 1

0

1
1

文字

分享

0
1
1
2022 唐獎「生技醫藥獎」頒給開發 mRNA 療法(疫苗)關鍵技術的三科學家
PanSci_96
・2022/06/20 ・4486字 ・閱讀時間約 9 分鐘

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

開創 RNA 療法的醫學新時代

19 日上午,由唐獎生技醫藥獎評選委員會召集人張文昌院士正式公佈第五屆「生技醫藥獎」得獎名單,將獎項授予成功開發新型冠狀病毒(SARS-COV-2)mRNA 疫苗的三位關鍵科學家:卡塔林.卡里科(Katalin Kariko)、德魯.魏斯曼(Drew Weissman)和彼得.庫利斯(Pieter Cullis),以表彰其發現關鍵的疫苗學觀念和方法,進而成功開發對抗新冠肺炎(COVID-19)之 mRNA 疫苗。

唐獎教育基金會執行長陳振川表示,唐獎於 2012 年由尹衍樑博士創立,所頒發奬項包括永續發展、生技醫藥、漢學及法治,皆是人類面對廿一世紀所面臨重大的課題。當今全球人類正承受傳染性疾病及癌症等嚴重影響,科學家們也不斷積極尋找遏制病毒並治癒疾病的解決方案。這個危機正彰顯生技醫藥科技在我們生活世代的重要性。唐獎教育基金會很榮幸以此主題設置一個具有國際聲譽的獎項,以獎勵具有創新及貢獻的個人或組織,並且激勵世人共同努力。

唐獎教育基金會執行長陳振川表示,頒發奬項包括永續發展、生技醫藥、漢學及法治,皆是人類面對廿一世紀所面臨重大的課題。圖/唐獎

自 2019 年 11 月起至今 2 年多,COVID-19 打亂了全世界的腳步,造成人類生命、健康的重大危機,也重創全球經濟。根據世界衛生組織(WHO)數據顯示,截至目前,全球 COVID-19 確診數超過5億3千萬人, 630 萬人更因此死亡。而 BioNTech 和 Moderna 僅用不到 12 個月,就成功開發了 SARS-COV-2 的疫苗,在全球各地挽救了數以百萬人的生命,可歸功於三位得主的開創性貢獻。其中,卡塔林·卡里科及德魯·魏斯曼發明了降低 mRNA 免疫原性[註1]的方法、彼得·庫利斯開發了脂質奈米顆粒系統,用以傳送 mRNA 疫苗。

利用 mRNA 誘發適應性免疫反應以獲得免疫力

中研院副院長劉扶東院士表示,新冠肺炎 mRNA 疫苗是注入含有 SARS-CoV-2 棘蛋白序列的人造 mRNA,利用自身細胞做出不會致病的病毒蛋白,去誘發一連串適應性免疫反應,如:B 細胞產生特定的中和抗體、T 細胞辨認攻擊被病毒感染的細胞,藉此,我們就能獲得對抗新冠肺炎的免疫力。1961 年,科學家發現 mRNA 的存在,mRNA 的相關研究就此展開,然而往後二十年,幾乎所有致力於疫苗開發的科學家都放棄了這項概念簡單、卻難以實行的技術。因為三位得獎人堅持不懈的研究成果,奠定 mRNA 疫苗開發的基石,他們為對抗本次疫情的突襲磨好利刃,挽救了世界各地數百萬人的生命。他們開發的新技術平台不僅徹底改變了疫苗學,更開創了以 RNA 為療法的新時代。

他們開發的新技術平台不僅徹底改變了疫苗學,更開創了以 RNA 為療法的新時代。圖/pixabay

中央研究院轉譯醫學專題中心執行長陶秘華則分享台灣 mRNA 疫苗的進展,此新的疫苗技術包含疫苗學、mRNA 技術及脂質顆粒技術,台灣各有些研究團隊進行這些基礎科學的研究,但沒有共同開發 mRNA 疫苗。從去年開始,台灣開始急起直追,因這三位得主清楚地證明此技術對於重大傳染疾病非常重要,對未來的生技製藥也是全新的平台,因此中研院、國衛院,甚至廠商都有興趣共同開發。召集人張文昌院士也補充,台灣政府也把 mRNA 的技術應用列為重要的生技開發領域,因此一些法人單位如生物技術開發中心、工研院等也積極投入。

將免疫力送進人體的挑戰

要將 RNA 送進人體有兩大挑戰,首先,RNA 會觸發先天性免疫反應;其次,RNA 在人體內極易降解,難以送達標的細胞或器官。三位得主開發的新平台使用經過核苷[註2]修飾,可逃脫免疫系統的 mRNA,克服了合成 mRNA 會被先天性免疫系統辨識而引發嚴重發炎反應的問題,並藉由脂質奈米顆粒的包裹保護,將 mRNA 有效送入人體細胞,由其自行產生病毒的棘蛋白,進而誘發 B 細胞產生中和抗體、訓練 T 細胞攻擊受感染的細胞等一系列適應性免疫反應。

三位得主的突破性發現與創新技術,是 SARS-COV-2 疫苗能被快速開發的關鍵。且這些技術不僅徹底改變了疫苗學,更是蛋白質療法的典範轉移,正式宣告以 RNA 為療法的醫學新時代來臨。有別於前者開發時間久、製造經費高,mRNA 技術讓細胞成為生產所需抗原或治療性分子蛋白的工廠,不但可大量生產且價格相對便宜,未來還可應用在其他病毒疫苗、個人化精準癌症疫苗、人類免疫缺陷病毒、甚至過敏病…等多重疾病的治療領域。

三位得主的突破性發現與創新技術,是 SARS-COV-2 疫苗能被快速開發的關鍵。圖/唐獎

為開發疫苗奠定基礎

卡塔林·卡里科博士在匈牙利接受教育,並於 1985 年移居美國,專門研究 RNA 及其化學合成,使能在體外/體內的細胞中有效生產蛋白質。她有系統且嚴謹地解決了將 RNA 使用在疫苗學和治療中的許多問題。在 1990 年代,作為賓夕法尼亞大學的研究副教授,卡里科博士全心投入開發用於蛋白質療法中的體外轉錄信使 RNA(mRNA),並試圖了解 RNA 媒介免疫反應的機制。她與她的同事德魯·魏斯曼博士一起證明了 mRNA 會被類鐸受體(TLRs)[註3]辨識,從而參與先天性免疫反應。若將 mRNA 注射到動物體內,會導致嚴重的發炎反應。但若 mRNA 的核苷經過修飾,如同一些自然存在的 RNA,就不會引發這些反應,最終,他們成功找出了重要的核苷修飾,並創造了不會引起發炎的隱形 (stealth) RNA。卡里科博士從 2013 年開始與 BioNTech RNA Pharmaceuticals 藥廠合作,一路從副總到 2019 年升為資深副總,並參與了 BNT 疫苗的開發。

德魯·魏斯曼博士是賓夕法尼亞大學疫苗研究的羅伯茨家族教授,他於 1997 年在該大學開設了他的實驗室,專門研究開發 HIV 疫苗,,也曾在美國國家衛生院從事 HIV 相關研究。與卡里科博士合作之後,他開始投入以 RNA 作為疫苗的研究。他們倆在 2005 年發表了經過核苷修飾的 RNA 是非免疫原性的重要發現之後,魏斯曼博士一直積極投入於將該技術應用於開發能抵禦 HIV 和 Zika 病毒等病毒感染之 RNA 疫苗。身為免疫學專家,魏斯曼博士和卡里科博士的合作促成了這些重要發現,他們共同擁有非免疫原性、經核苷修飾的 RNA 應用之美國專利,更為 BNT 及 Moderna 疫苗奠定了基礎。

物理學博士的彼得·庫利斯是脂質奈米顆粒的開發先鋒,也是英屬哥倫比亞大學的教授,更是從分子層面研究膜結構和功能以開發有效治療藥劑的領導者。他製造由PH值調控的陽離子化非對稱性雙層脂質,能包覆帶陰離子的大分子如 DNA、 RNA,並透過調控 PH 值使核酸藥物被包裹、儲存或釋放至人體細胞。這對於開發RNA疫苗至關重要,因為 RNA 非常不穩定,且難以有效地傳送到細胞中。他透過使用模型膜系統來研究脂質在膜中的作用,該系統促成了工程脂質體奈米顆粒(LN 或 LNP)系統,能傳送常規與核酸基底的藥物。庫利斯博士的經典論文每篇都被引用超過 2000 次,且大部分 FDA 獲准或用於緊急醫療用途的脂質奈米顆粒都依賴於他的技術。庫利斯博士的新技術使他成為 11 家公司的創辦人。2014 年,他開始與魏斯曼博士合作,當時其正在和 BioNTech 合作開發 RNA 疫苗,他們需要庫利斯博士在傳送系統方面的專業知識。

唐獎生技醫藥獎凸顯了「基因剪刀」的鋒利

卡塔林·卡里科(Katalin Kariko)接獲此獎項後表示,得知我與魏斯曼合庫利斯博士一起獲得了這個獎項,我感到非常榮幸和謙卑。想到在我之前獲得此獎的人,讓我深感謙卑。我希望這個獎項永遠存在。這樣未來,很多偉大的科學家也能榮獲此獎,我也希望唐獎將有一百週年的年慶。當未來得獎的人回望我們時,他們同樣會為自己獲得這個獎項而感到自豪,就如同我們因為知道前屆得主是誰,因而為自己能獲頒此獎而感到自豪。

卡塔林·卡里科(Katalin Kariko)接獲此獎項後發表感言。圖/唐獎

德魯.魏斯曼(Drew Weissman)說,我認為這是一個極高的榮譽。凱蒂(卡塔林·卡里科博士)和我獲能獲得如此重要的獎,我認為這是莫大的榮譽。我要感謝很多人,像是安東尼·佛奇博士,我在做博士後的研究計畫時和他一起工作,我從他那裡學得了和愛滋病毒相關的知識,他教了我關於艾滋病毒的免疫學。我還必須感謝我的博士研究指導老師,安·馬沙克 (Ann Marshak-Rothstein),以及一直以來和我一起進行研究的許多其他人,他們教了我很多。

彼得.庫利斯(Pieter Cullis)說,我上唐獎官網瀏覽了之前獲獎者的資料。能和這群非常優秀的科學家相提並論,這真是不簡單的一件事情,這真的是一個了不起的榮譽。能獲獎我覺得很高興,不僅僅是因為我所獲得的殊榮,也是因為它同時認可了我多年來與之共事的所有人的努力,所以這個獎事實上是頒給在過去的40年裡,我有幸與之共事的數百人的工作成果。

過去四屆評選出來的唐獎生技醫藥獎得獎人均為各界翹楚。2014 第一屆頒給了癌症「免疫檢查點」療法的詹姆斯.艾利森(James P. Allison)與本庶 佑(Tasuku Honjo)。這兩位科學家於2018年再諾貝爾生理醫學獎的殊榮、肯定了唐獎得獎人於世界的地位。第二屆頒發給席捲全世界的CRISPR基因編輯技術的開發者,伊曼紐.夏彭提耶(Emmanuelle Charpentier), 珍妮佛.道納(Jennifer Doudna)及張鋒,接連不斷的研究應用凸顯了此把「基因剪刀」之鋒利,Charpentier 和 Doudna 博士亦在2020年榮獲諾貝爾化學獎。第三屆頒給癌症標靶療法的領航者,東尼.杭特(Tony Hunter)、布萊恩.德魯克爾(Brian Druker)及約翰.曼德森(John Mendelsohn)。第四屆則頒給促成細胞激素成為生物製劑之作用標的,拯救廣大受發炎性疾病所苦人口的查爾斯.迪納雷羅(Charles Dinarello), 馬克.費爾德曼(Marc Feldmann)和岸本忠三Tadamitsu Kishimoto)。

註解

  1. 免疫原性是指某抗原或其表位能作用於 T 細胞、B 細胞的抗原識別受體,進而誘導機體產生體液和/或細胞介導免疫應答的特性;此抗原則可稱為免疫原。
  2. 核苷(英語:Nucleoside)是一類醣甘胺(glycosylamine)分子,組成物是鹼基加上戊醣(環狀核糖去氧核糖),依戊醣的結構不同,分為兩大類:核糖核苷去氧核糖核苷。這些核苷加上一個磷酸基團就是核苷酸,為DNARNA的組成單位。
  3. 類鐸受體是單次跨膜蛋白,識別侵入體內的微生物進而活化免疫細胞的反應,在先天性免疫系統中起關鍵作用。

【關於唐獎】

有感於全球化的進展,人類在享受文明與科技帶來便利的同時,亦面臨氣候變遷、新傳染疫病、貧富差距、社會道德式微..等種種考驗,尹衍樑博士於 2012 年 12 月成立唐獎,設立永續發展、生技醫藥、漢學及法治四大獎項,每兩年由專業獨立評選委員會(邀聘國際著名專家學者,含多名諾貝爾獎得主),不分種族、國籍、性別,遴選出對世界具有創新實質貢獻及影響力的得主。每獎項提供 5 千萬獎金,其中含 1 千萬支持相關研究教育計畫,以鼓勵專業人才投入探索 21 世紀人類所需,以頂尖的創新研究成果及社會實踐引領全人類發展。

PanSci_96
1011 篇文章 ・ 1141 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。