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法蘭西絲.歐德姆.凱爾西──擇善固執的藥品守門員

科學大抖宅_96
・2016/07/24 ・7793字 ・閱讀時間約 16 分鐘 ・SR值 511 ・六年級

1962年,白宮的玫瑰花園裡,凱爾西博士/醫師笑容可掬地從美國總統約翰‧甘迺迪手中接下傑出聯邦公民總統獎[1]。二十世紀最惡名昭彰的藥物災難剛結束,卻仍餘波蕩漾。

凱爾西從甘迺迪手中接下獎項。有趣的是,甘迺迪的夫人賈桂琳,在凱爾西力擋沙利竇邁的期間,也正好懷孕,成了潛在的受益人(圖片來源)
凱爾西從甘迺迪手中接下獎項。有趣的是,甘迺迪的夫人賈桂琳,在凱爾西力擋沙利竇邁的期間,也正好懷孕,成了潛在的受益人(圖片來源

一切均起因於兩年前,剛到任食品藥品監督管理局(Food and Drug Administration)的凱爾西,所接到的小案子。當時,沙利竇邁(Thalidomide)這個已在歐洲風行三年的「必備良藥」,終於要引進美國了;它不但是安眠藥,其具備的安寧鎮靜作用,也可以降低孕婦在懷孕期的不適,獲得了廣大的好評。藥商志得意滿遞交了新藥上市申請,希望趕在買氣最旺的耶誕假期前打入美國市場。後來,歷史告訴我們,因為申請案被這位名不見經傳的菜鳥雇員擋了長達一年半的時間,美國最終得以避免成千上萬的畸形寶寶出生。

沙利竇邁(Thalidomide)(圖片來源)
沙利竇邁(Thalidomide)(圖片來源

那是個多數女性仍掙扎於賢妻良母角色的年代,她身為兩個女兒的母親,卻能在專業領域做出名垂青史的貢獻,無疑是打破性別框架的典範。當我們回顧凱爾西的一生,若非她大學畢業後找不到工作、若非她無法就讀生物化學研究所、若非指導教授對她性別的誤解、若非南達科塔大學所在的弗米利恩市(Vermillion)沒有好的工作機會,凱爾西很可能無法像世人熟知的那般,拯救許多無辜的嬰兒和家庭。誤打誤撞與一連串的巧合、加上她獨到的眼光,成就了不凡的一生。

多采多姿的童年

法蘭西絲.歐德姆.凱爾西(Frances Oldham Kelsey)原名法蘭西絲.凱思琳.歐德姆(Frances Kathleen Oldham),1914年7月24日生於加拿大的不列顛哥倫比亞省。父親曾是英國軍方辦公室職員,母親則有著不錯的學識,可以教導法蘭西絲和哥哥識字、書寫;同時,母親的兩位姊妹也是優秀的女性楷模:一位是醫生、另一則是律師。

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住在溫哥華島的鄉間,歐德姆一家總是以輕便馬車作為交通工具。在豐富的自然環境中,法蘭西絲盡情地探索住家周遭的田園、河川、和森林,也蒐集了為數不少的昆蟲和鳥蛋。當時,她就已決定了自己的志向:「我一直都知道自己想成為某種科學家。

法蘭西絲的父母相當有遠見,認為女兒也必須接受跟兒子同等程度的教育。即使年紀還小,法蘭西絲參加了許多實用性課程,如繪畫、鋼琴、舞蹈;年紀稍長後,她又跟朋友學習射擊和釣魚、以及瞞著父母偷開車。

隨著全家的搬遷,法蘭西絲曾先後在多所學校就讀。當時女性的教育並不受重視,女學生人數不多,有幾個學期,班上甚至只有她一個女孩;以至於,法蘭西絲的早期教育幾乎是在全男孩的環境下完成。

志趣在生物學的文科高材生

高中時期,法蘭西絲獲得數不清的獎項,卻全部都是文學相關領域;同時,她修過的自然科學課程,也只有數學跟化學──而且化學裡的質量作用定律(Law of mass action)還讓她深感挫敗。儘管如此,法蘭西絲仍然想研讀科學──或許是生物學(至少不會是化學),但她對生物學一點也不了解,也不知道可以找誰商談。當時,大學不會到高中招生,女孩也很少上大學;女大學生也只集中在護理和商業相關科系。

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十五歲時,法蘭西絲高中畢業[2],但因為年紀太小,沒有直接進入大學,而是留在高中念大學課程先修班[3]。然而,令她深感無助的是,除了化學,學校幾乎沒有任何科學課程可以選擇。非常幸運地,1930年夏天,法蘭西絲巧遇安大略農學院(Ontario College of Agriculture)的生物學教授安東尼.金斯科特(Anthony Kingscote)。對方在一場野餐中生動地向她講述了生物學的種種;他倆沿著海灘,邊走邊探索動物世界的規律。金斯科特也給予了法蘭西絲關於研讀生物學的規劃建議──這倒是讓她相當地沮喪,因為學校根本沒有生物學可以修!

後來,在安排下,法蘭西絲得以前往維多利亞學院(Victoria College[4])修習生物學;那裡的老師教得極好,給了她相當多啟發。當時,學生們都必須穿著水手制服上課──雖然心裡有點疙瘩,但只要能修到夢想中的課程,一切都值得了!多年後,她在訪談中自陳:若不是後來就讀其他大學,自己一定會成為海洋生物學家。

維多利亞學院最古老的建築。法蘭西絲.奧爾德姆很可能曾在此上過課(圖片來源)
維多利亞學院最古老的建築。法蘭西絲.歐德姆很可能曾在此上過課(圖片來源

隔年,法蘭西絲在維多利亞學院上了動物學,接著又轉到蒙特婁(Montreal)的麥基爾大學(McGill University)修習更進階的課程。到了高年級,在朋友的慫恿下,她修了生物化學(Biochemistry),其中也包含了一點藥理學(Pharmacology)的內容,埋下日後與藥理學的牽絆。

求職不順和研究所的額滿

大學畢業後,雖然法蘭西絲曾試著求職,但適逢經濟大蕭條,沒有任何的工作機會;就算有職缺,也只會錄用男性──當時,社會一般認為男性是主要的家庭經濟支撐者,所以優先聘僱男性是相當常見的作法。法蘭西絲意識到,她要麼繼續攻讀碩士(可以有些微的薪水),否則就只能靠救濟過活。即使有點擔心自己的聰明才智無法勝任研究所的課程,她最終還是選擇攻讀更高的學位。

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起初,法蘭西絲想繼續研讀生物化學領域。因為內分泌學(Endocrinology)正蓬勃發展,與其相關的生物化學自然也是前景可期。很不幸地,生物化學系的研究生缺額都滿了;在一位教授的建議下,法蘭西絲轉往藥理學系尋求雷蒙德.施特勒(Raymond Stehle)的指導。雖然施特勒不太喜歡收學生,但仍答應讓法蘭西絲成為自己的研究生,並會盡力幫她。

施特勒研究的是腦下垂體後葉(posterior lobe of the pituitary;posterior pituitary),算是個冷門的主題,除了法蘭西絲之外,沒有其他任何人一起參與研究。為了明白腦下垂體後葉對於青蛙體內水分平衡所扮演的作用,足足一年的時間她都待在被青蛙環繞的實驗室裡,不斷將籠子裡的青蛙浸在水裡、取出、把青蛙弄乾、測量體重、注射藥劑、再放回水裡、然後每十五到二十分鐘測量一次青蛙的重量。

一年之後,法蘭西絲獲得碩士學位──只不過,這回還是找不到工作。施特勒因為還有一些計畫經費可用,便對法蘭西絲表示:「來當我的研究助理,我一個月可以給妳五十元;同時,妳繼續找找看有沒有其他工作可做。如果找到了更好的工作,妳一定要接受。」在當時,五十元加拿大幣夠讓人過上一個月了。法蘭西絲便在這樣的狀況下,一面幫施特勒工作、一面尋找機會。

現在看來,若不是法蘭西絲畢業後找不到工作,她可能不會念研究所;又若不是生物化學系所有的缺額都滿了,法蘭西絲也不會踏入藥理學的研究領域,成為未來專業的基礎。

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糟糕但美麗的誤會

1936年2月,施特勒聽說美國芝加哥大學新設了藥理學系,而且系主任尤金.蓋林(Eugene Geiling)也是從事腦下垂體後葉的研究,便鼓勵法蘭西絲寫信詢問蓋林。雖然不抱太多期待,法蘭西絲還是寫了信過去(反正也沒什麼損失)。

出乎意料地,她很快就收到航空郵件的回信,寫明:「親愛的歐德姆先生,……如果你能夠在3月1日來芝加哥就任,那麼你可以先做四個月的研究助理,然後會有獎學金提供你研讀博士。」看到開頭的稱謂,讓法蘭西絲內心糾結了一下,是不是該寫信去更正呢[5]?對此,施特勒勸她:「別傻了。接受這份工作、簽上妳的名字,然後把小姐以括號表示放在後頭。衝吧!」多年之後,她這麼回憶:「時至今日,我不知道如果我的名字是伊莉莎白或者瑪麗‧珍的話[6],是否還能得到那重要的、往前邁進的機會。我在芝加哥的指導教授到死都不可能會說分明。」蓋林教授是個保守且老派的人,對女科學家雖然沒有太多的支持,但為人公平,法蘭西絲也是他的第一個博士班學生。

就學期間,她曾到港口的捕鯨站蒐集所需的鯨魚器官,但因為船員認為女人上船不吉利,法蘭西絲起初並無法跟著船隊出海捕鯨──直到第二年造訪才得以上船;也很幸運地,那次出航順利捕到了鯨魚,打破了女人會帶來壞運的傳言。不僅如此,法蘭西絲也是歷來隨船隊出航的科學家中,唯一沒有嚴重暈船的。

磺胺酏劑災難

當時,磺胺被廣泛運用於醫療用途,並獲得廣大的成功;只不過,藥劑的安全性不但沒有經過嚴謹的科學研究,病患還必須服用相當大的劑量──偏偏它相當難吃、不容易下嚥,又容易造成腸胃不適。一家藥商突發奇想,打算把磺胺製作成液狀,這將對病患、尤其兒童會非常有幫助。然而,因為磺胺不溶於水和酒精,受雇於藥廠的化學家選擇了二甘醇(Diethylene Glycol)作為磺胺的溶劑。1937年9月,粉紅色、又帶點櫻桃口味的磺胺藥水推出,瞬間廣受好評、供不應求。

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到了10月,有病患在服用藥水後死亡,但人們並不清楚是哪個環節出了問題。接獲案例後,美國食品藥品監督管理局便委託蓋林教授進行研究。為了挖掘真相,蓋林找來了許多不同的動物進行實驗,法蘭西絲則被分配到老鼠的觀測;很快地,研究團隊就發現問題來自二甘醇。於是,1938年,美國修改了關於食品及藥物的法令,要求所有新藥物都必須有安全性證明,否則不能上市。其實,只要藥廠當初在研發過程中稍微做一點研究,很快就能發現二甘醇的缺陷,不需要等到事後才亡羊補牢。因為法規的不完全和廠商的輕率,這次事件中有超過一百個人死亡,被稱為磺胺酏劑災難(Elixir Sulfanilamide Disaster)[7]

法蘭西絲和蓋林教授(圖片來源)
法蘭西絲和蓋林教授(圖片來源

博士、婚姻、醫學院

1938年,法蘭西絲以「九帶犰狳(Nine-Banded Armadillo, 學名:Dasypus novemcinctus)腦下垂體後葉腺的解剖學和藥理學」研究獲得博士學位,又接著以犰狳胚胎為主題,做了一年的博士後研究工作;偶爾,她還會親自跑到德州的農場捕捉犰狳,以獲得所需的胚胎。此時,就業市場仍然沒有好轉,法蘭西絲也不禁開始納悶,是否真的因為自己的女性身份以至於找不到穩定工作?然而,就業市場因為第二次世界大戰的驟然開打,局勢一夕轉變。

九帶犰狳。(圖片來源)
九帶犰狳。(圖片來源

當時,奎寧(Quinine,又稱金雞納鹼)是治療瘧疾的主要藥物,但是受到戰爭影響,奎寧嚴重短缺,以至於有數不清的人員都在進行瘧疾藥物的相關研究,例如開發新藥物、或測試新藥物的安全性等等。1941年,蓋林教授的團隊亦接到抗瘧疾藥物的大型研究計畫,法蘭西絲就也留在芝加哥大學幫忙。這段期間,她認識了研究同儕、生物化學博士費利蒙.艾利斯.凱爾西(Fremont Ellis Kelsey),兩人於1943年結婚──她的名字也因此改成法蘭西絲.歐德姆.凱爾西了。

戰爭結束後,問題來了:當時規定,有親屬關係的人不能同時受雇於同一系所;為此,法蘭西絲和她的丈夫,勢必有一人得離開。多方考量下,法蘭西絲決定進入醫學院就讀:一方面她曾修過一兩年的醫學相關課程;二來,作為女性,她也需要更多的優勢,好找到穩定的工作。兩個女兒也在醫學院時期先後出生。

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醫師執照

醫學院畢業後,法蘭西絲為美國醫學會期刊(Journal of the American Medical Association)工作了一陣子,協助編輯部從良莠不齊的投稿中挑出好論文。

1952年,在蓋林教授的推薦下,法蘭西絲的丈夫得到南達科塔大學(University of South Dakota)藥理學系系主任的工作。南達科塔大學位於弗米利恩市,當地人口不多,也沒有好的女性工作職缺。沒有太多選擇的情況下,法蘭西絲開始在鄰近城市的醫院當起實習醫師。同時,她也是南達科塔州史上第一位拿到放射性同位素療法執照的醫師。

之後,法蘭西絲在南達科塔大學邊做研究邊教書;當合約到期後,因為女兒們年紀都還小需要有人照料,所以她並不急著找下一份工作,也沒有選擇自己開業。當地醫師人力吃緊,她便以機動醫師的方式,到各地做短期支援。

在法蘭西絲的生命中,雖然事情往往不是朝最理想的方向發展,但她總是能找到不錯的替代方案,同時增加自己的競爭力:大學畢業找不到工作轉而選擇念碩士、生物化學研究所額滿只好改念藥理學;碩士畢業後找不到工作卻又因為性別的誤會而進入博士班、沒辦法跟丈夫同時待在系所服務便選擇念醫學院、在弗米利恩市沒有好工作就去實習,拿醫師執照。山不轉路轉,彈性地尋求出路、加上一連串因緣際會,成就了我們所知的法蘭西絲.歐德姆.凱爾西。

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在食品藥品監督管理局(圖片來源)
凱爾西在食品藥品監督管理局(圖片來源

食品藥品監督管理局和沙利竇邁

1960年,凱爾西夫妻兩人分別得到新工作,舉家搬遷到華盛頓特區(Washington D. C.)。法蘭西絲在食品藥品監督管理局的醫藥部門,負責檢視新藥物的核可申請。以她在藥理學跟醫學的專業,這真是再適合她不過的工作了!

當時,該部門的人力不多,只有十二、三人左右一起負責全美國的業務;再者,這份工作並不吃香,有好些員額還是由民間的開業醫師兼職的──畢竟,在外面營業賺的錢都比較多,何必到政府部門坐辦公桌、看藥物報告賺少少的薪水呢?不僅如此,新藥品的臨床實驗往往做得非常不周全,法律規範也不嚴謹;作為新人,她對此深感震驚。

剛就職一個多月,才接到第一個案子沒多久,法蘭西絲就收到了名為沙利竇邁(又名沙利度胺、反應停、酞咪脈啶酮)的藥物上市申請。原本,主管看在這只是單純的助眠藥物,便將這件小事交給還是菜鳥的法蘭西絲。

依當時的行政程序,只要檢核員在六十天內不表達反對意見、或者甚至忘記審查,該藥物就會自動被核可上市。然而,不只法蘭西絲負責檢查的臨床實驗報告有狀況,在化學原理和藥理學的部份,沙利竇邁的申請案都出現一些瑕疵。事實上,因著沙利竇邁在歐洲的大受歡迎,藥商原本認為可在美國也輕鬆過關,只差個橡皮圖章──沒想到,這下踢到鐵板了。

回憶起那段日子,法蘭西絲是這麼形容的:「藥商公司的代表認為我瘋了。在歐洲,它是那麼受歡迎的藥物;就因為我愚蠢般的頑固,他們失去了賺錢的機會。公司對我很不高興。

同年底,一位歐洲醫師發現他的病人在長期接受沙利竇邁治療後,出現嚴重的末梢神經炎(Peripheral Neuritis),將此觀察投稿到英國醫學期刊(British Medical Journal);法蘭西絲注意到了這篇報告,並要求藥商提出更多安全性的證據,包括在懷孕期的使用狀況。如果沙利竇邁可能對成年人產生嚴重的副作用,那麼孕婦肚子裡的嬰兒又會如何?不過,藥廠幾乎沒有針對孕婦的使用做過任何研究,只同意在包裝上加註警語,並且一再強調該藥已在歐洲上市好一段時日──如果沙利竇邁不安全,應該早就被發現了。

約莫同時,歐洲已開始注意到新生兒缺陷的比例似乎有上升的趨勢,但還不清楚確切的成因。就現實而言,因為孕婦使用沙利竇邁後幾乎沒有什麼明顯的副作用,人們也料想不到是沙利竇邁造成了胎兒畸形。

藥商這下子著急了:本來,希望能趕在銷路最好的耶誕節假期前上市,沒想到,連第二年的耶誕節搞不好都沒指望了。廠商用盡一切努力施壓,反覆跟法蘭西絲通信、通電話;又跟她的上司抱怨,形容法蘭西絲是吹毛求疵、頑固、不可理喻的官僚[8];還辦了學術工作坊找學者在會議中批鬥她。

撥雲見日

1961年11月,初步的研究證據顯示,沙利竇邁和歐洲出現的胎兒畸形有所關聯,使得藥廠暫時撤回了在德國的銷售(隨後其他歐洲國家也跟進)。對法蘭西絲來說,這個結果亦相當令人意外:她確實認為藥品的安全性證據不足,因此不予核准上市,但沒料到沙利竇邁的副作用是如此嚴重。

再四個月後,藥商撤回了在美國的新藥上市申請,沙利竇邁始終沒有進入美國市場。法蘭西絲因著自身的專業和嚴謹,拯救了數不清的潛在使用者。隨著證據逐漸出爐,沙利竇邁的問題點已毋庸置疑。很可惜地,藥商之前已將藥品分發給全美國的諸多醫師做試用,導致美國最終還是有17位受害嬰兒出現(雖然其中有半數是母親在歐洲就有使用沙利竇邁的經驗);相較於全球約一萬名的畸形胎兒,此仍是不幸中的大幸。這些受害者,在心臟、五官跟四肢處往往有明顯的缺陷。

沙利竇邁受害者的典型症狀之一:四肢短小。現今他們仍在世界各地生活著(圖片來源)
沙利竇邁受害者的典型症狀之一:四肢短小。現今他們仍在世界各地生活著(圖片來源

隨著事件的爆發,在背後默默守護著人民的身影也逐漸為人所知。報紙、雜誌紛紛挖掘幕後秘辛、報導了法蘭西絲的貢獻。雖然在整個過程中承受了相當大的壓力,但法蘭西絲以平常心視之──畢竟她的工作性質特殊,難免會遇到這樣的事情。1962年8月,法蘭西絲獲得傑出聯邦公民總統獎,她對此卻表示:「我認為我只是代表許許多多的聯邦雇員領獎而已,因為這其實是團隊合作的成果。

帶給世界的影響

因為沙利竇邁事件的效應,1962年和1963年,美國相繼通過藥品管制的法令與規範(法蘭西絲也協助了法規的制定):藥廠在進行動物實驗和臨床實驗前都必須就藥物的安全性提出說明;對於藥品的測試流程、參與研究者等等也都有詳盡的規定──這對其他國家的藥品相關法令亦產生示範性的作用。無論如何,所有新藥上市前,其安全性和有效性都必須有嚴謹的證據。

除此之外,美國食品藥品監督管理局亦進行了組織調整,由法蘭西絲擔任新成立的試驗用新藥科(Investigational New Drug Branch)主管,負責監管已在實驗室測試過,但尚未完成臨床試驗的新藥[9]。之後,她亦相繼在局裡的不同部門服務,直到2005年以90歲高齡退休。

法蘭西絲.歐德姆.凱爾西在菜鳥雇員的位置,憑著自身的專業,做出該做但許多人沒能做到的事;其不但避免了悲劇在美國發生,也協助訂定了藥物規範,影響了全世界。

2015年8月7日,就在她獲頒加拿大勳章[10]之後不到二十四小時,便於加拿大安大略省的倫敦市(London)過世,享年101歲。誠如加拿大沙利竇邁受害者協會的會長梅賽德斯.班奈比(Mercédes Benegbi)所說:「儘管她是在另一個國家有所作為;對我們而言,她永遠是我們的英雄。

加拿大將凱爾西的肖像放在鈔票上
加拿大將凱爾西的肖像放在鈔票上
Dr. Frances Oldham Kelsey 攝於2010年。 Credit Brendan Smialowski for The New York Times
Dr. Frances Oldham Kelsey 攝於2010年。
Credit Brendan Smialowski for The New York Times.

 

參考資料

  • 《Women in Medicine: An Encyclopedia》;Laura Lynn Windsor(ABC-CLIO)(2002)
  • 〈Doctor who opposed thalidomide in U.S. named to Order of Canada〉;The Globe and Mail(Jul. 01, 2015)
  • 〈Frances Oldham Kelsey averted a thalidomide tragedy because she wouldn’t be rushed〉;The Globe and Mail(Aug. 14, 2015)
  • 〈Frances Oldham Kelsey, Who Saved U.S. Babies From Thalidomide, Dies at 101〉;Robert D. McFadden(The New York Times)(Aug. 7, 2015)
  • 《Autobiographical Reflections》;(Frances O. Kelsey)(1993)

註釋

  • [1] President’s Award for Distinguished Federal Civilian Service,該獎項是美國聯邦政府雇員的最高榮譽;凱爾西也是史上第二位得到此獎項的女性。
  • [2] 十五歲就高中畢業聽起來相當地早,對此她曾表示,這是因當時學制、以及好的早期教育之故。
  • [3] 在當時的加拿大,大學一年級的課程可以預先在高中教授。
  • [4] 維多利亞學院為多倫多大學(University of Toronto)的學院之一。
  • [5] 法蘭西絲(Frances)為女性名字,但因跟男性名字的法蘭西斯(Francis)相近,容易讓人混淆。
  • [6] 意指名字相當女性化不會被誤認。
  • [7] 關於酏劑,可參考維基百科
  • [8] 原文:「a fussy, stubborn, unreasonable bureaucrat」。
  • [9] 對於現今藥物研發的流程,可參考這篇好文
  • [10] Order of Canada,加拿大平民的最高榮譽。
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科學大抖宅_96
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在此先聲明,這是本名。小時動漫宅,長大科學宅,故稱大抖宅。物理系博士後研究員,大學兼任助理教授。人文社會議題鍵盤鄉民。人生格言:「我要成為阿宅王!」科普工作相關邀約請至 https://otakuphysics.blogspot.com/

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「融合蛋白」如何全方位圍剿狡猾癌細胞
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/11/07 ・5944字 ・閱讀時間約 12 分鐘

本文與 TRPMA 台灣研發型生技新藥發展協會合作,泛科學企劃執行

我們知道癌症是台灣人健康的頭號公敵。 為此,我們花了很多時間介紹最新、最有效的抗癌方法之一:免疫療法

免疫療法中最重要的技術就是抗體藥物。科學家會人工製造一批抗體去標記癌細胞。它們就像戰場上的偵察無人機,能精準鎖定你體內的敵人——癌細胞,為它們打上標記,然後引導你的免疫系統展開攻擊。

這跟化療、放射線治療那種閉著眼睛拿機槍亂掃不同。免疫療法是重新叫醒你的免疫系統,為身體「上buff (增益) 」來抗癌,副作用較低,因此備受好評。

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但尷尬的是,經過幾年的臨床考驗,科學家發現:光靠抗體對抗癌症,竟然已經不夠用了。

事情是這樣的,臨床上醫生與科學家逐漸發現:這個抗體標記,不是容易損壞,就是癌細胞同時設有多個陷阱關卡,只靠叫醒免疫細胞,還是難以發揮戰力。

但好消息是,我們的生技工程也大幅進步了。科學家開始思考:如果這台偵察無人機只有「標記」這一招不夠用,為什麼不幫它升級,讓它多學幾招呢?

這個能讓免疫藥物(偵察無人機)大進化的訓練器,就是今天的主角—融合蛋白(fusion protein)

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融合蛋白(fusion protein)/ 圖片來源:wikipedia

融合蛋白是什麼?

免疫療法遇到的問題,我們可以這樣理解:想像你的身體是一座國家,病毒、細菌、腫瘤就是入侵者;而抗體,就是我們派出的「偵察無人機」。

當我們透過注射放出這支無人機群進到體內,它能迅速辨識敵人、緊抓不放,並呼叫其他免疫單位(友軍)一同解決威脅。過去 20 年,最強的偵查機型叫做「單株抗體」。1998年,生技公司基因泰克(Genentech)推出的藥物赫賽汀(Herceptin),就是一款針對 HER2 蛋白的單株抗體,目標是治療乳癌。

這支無人機群為什麼能對抗癌症?這要歸功於它「Y」字形的小小抗體分子,構造看似簡單,卻蘊藏巧思:

  • 「Y」 字形上面的兩隻「叉叉」是敵人偵測器,能找到敵人身上的抗原特徵,並黏上去,稱為抗體結合區「Fab 區域」。
  • 「Y」 字形的「尾巴」就是我們說的「標籤」,它能通知免疫系統啟動攻擊,稱為結晶區域片段「Fc 區域」。具體來說,當免疫細胞在體內巡邏,免疫細胞上的 Fc 受體 (FcR) 會和 Fc區域結合,進而認出病原體或感染細胞,接著展開清除。

更厲害的是,這個 Fc 區域標籤還能加裝不同功能。一般來說,人體內多餘的分子,會被定期清除。例如,細胞內會有溶酶體不斷分解多餘的物質,或是血液經過肝臟時會被代謝、分解。那麼,人造抗體對身體來說,屬於外來的東西,自然也會被清除。

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而 Fc區域會與細胞內體上的Fc受體結合,告訴細胞「別分解我」的訊號,阻止溶酶體的作用。又或是單純把標籤做的超大,例如接上一段長長的蛋白質,或是聚乙二醇鏈,讓整個抗體分子的大小,大於腎臟過濾孔的大小,難以被腎臟過濾,進而延長抗體在體內的存活時間。

偵測器(Fab)加上標籤(Fc)的結構,使抗體成為最早、也最成功的「天然設計藥物」。然而,當抗體在臨床上逐漸普及,一個又一個的問題開始浮現。抗體的強項在於「精準鎖定」,但這同時也是它的限制。

「Y」 字形上面的兩隻「叉叉」是敵人偵測器,能找到敵人身上的抗原特徵,並黏上去,稱為抗體結合區「Fab 區域」/ 圖片來源:shutterstock

第一個問題:抗體只能打「魔王」,無法毀掉「魔窟」。 

抗體一定要有一個明確的「標的物」才能發揮作用。這讓它在針對「腫瘤」或「癌細胞本身」時非常有效,因為敵人身上有明顯標記。但癌細胞的形成與惡化,是細胞在「生長、分裂、死亡、免疫逃脫」這些訊號通路上被長期誤導的結果。抗體雖然勇猛,卻只能針對已經帶有特定分子的癌細胞魔王,無法摧毀那個孕育魔王的系統魔窟。這時,我們真正欠缺的是能「調整」、「模擬」或「干擾」這些錯誤訊號的藥物。

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第二個問題:開發產線的限制。

抗體的開發,得經過複雜的細胞培養與純化程序。每次改變結構或目標,幾乎都要重新開發整個系統。這就像你無法要求一台偵測紅外線的無人機,明天立刻改去偵測核輻射。高昂的成本與漫長的開發時間,讓新產線難以靈活創新。

為了讓免疫藥物能走向多功能與容易快速製造、測試的道路,科學家急需一個更工業化的藥物設計方式。雖然我們追求的是工業化的設計,巧合的是,真正的突破靈感,仍然來自大自然。

在自然界中,基因有時會彼此「融合」成全新的組合,讓生物獲得額外功能。例如細菌,它們常仰賴一連串的酶來完成代謝,中間產物要在細胞裡來回傳遞。但後來,其中幾個酶的基因彼此融合,而且不只是基因層級的合併,產出的酶本身也變成同一條長長的蛋白質。

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結果,反應效率大幅提升。因為中間產物不必再「跑出去找下一個酶」,而是直接在同一條生產線上完成。對細菌來說,能更快處理養分、用更少能量維持生存,自然形成適應上的優勢,這樣的融合基因也就被演化保留下來。

科學家從中得到關鍵啟發:如果我們也能把兩種有用的蛋白質,「人工融合」在一起,是否就能創造出更強大的新分子?於是,融合蛋白(fusion protein)就出現了。

以假亂真:融合蛋白的HIV反制戰

融合蛋白的概念其實很直覺:把兩種以上、功能不同的蛋白質,用基因工程的方式「接起來」,讓它們成為同一個分子。 

1990 年,融合蛋白 CD4 免疫黏附素(CD4 immunoadhesin)誕生。這項設計,是為了對付令人類聞風喪膽的 HIV 病毒。

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我們知道 T 細胞是人體中一種非常重要的白血球。在這些 T 細胞中,大約有六到七成表面帶有一個叫做「CD4」的輔助受體。CD4 會和另一個受體 TCR 一起合作,幫助 T 細胞辨識其他細胞表面的抗原片段,等於是 T 細胞用來辨認壞人的「探測器」。表面擁有 CD4 受體的淋巴球,就稱為 CD4 淋巴球。

麻煩的來了。 HIV 病毒反將一軍,竟然把 T 細胞的 CD4 探測器,當成了自己辨識獵物的「標記」。沒錯,對 HIV 病毒來說,免疫細胞就是它的獵物。HIV 的表面有一種叫做 gp120 的蛋白,會主動去抓住 T 細胞上的 CD4 受體。

一旦成功結合,就會啟動一連串反應,讓病毒外殼與細胞膜融合。HIV 進入細胞內後會不斷複製並破壞免疫細胞,導致免疫系統逐漸崩潰。

為了逆轉這場悲劇,融合蛋白 CD4 免疫黏附素登場了。它的結構跟抗體類似,由由兩個不同段落所組成:一端是 CD4 假受體,另一端則是剛才提到、抗體上常見的 Fc 區域。當 CD4 免疫黏附素進入體內,它表面的 CD4 假受體會主動和 HIV 的 gp120 結合。

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厲害了吧。 病毒以為自己抓到了目標細胞,其實只是被騙去抓了一個假的 CD4。這樣 gp120 抓不到 CD4 淋巴球上的真 CD4,自然就無法傷害身體。

而另一端的 Fc 區域則有兩個重要作用:一是延長融合蛋白在體內的存活時間;二是理論上能掛上「這裡有敵人!」的標籤,這種機制稱為抗體依賴性細胞毒殺(ADCC)或免疫吞噬作用(ADCP)。當免疫細胞的 Fc 受體與 Fc 區域結合,就能促使免疫細胞清除被黏住的病毒顆粒。

不過,這裡有個關鍵細節。

在實際設計中,CD4免疫黏附素的 Fc 片段通常會關閉「吸引免疫細胞」的這個技能。原因是:HIV 專門攻擊的就是免疫細胞本身,許多病毒甚至已經藏在 CD4 細胞裡。若 Fc 區域過於活躍,反而可能引發強烈的發炎反應,甚至讓免疫系統錯把帶有病毒碎片的健康細胞也一併攻擊,這樣副作用太大。因此,CD4 免疫黏附素的 Fc 區域會加入特定突變,讓它只保留延長藥物壽命的功能,而不會與淋巴球的 Fc 受體結合,以避免誘發免疫反應。

從 DNA 藍圖到生物積木:融合蛋白的設計巧思

融合蛋白雖然潛力強大,但要製造出來可一點都不簡單。它並不是用膠水把兩段蛋白質黏在一起就好。「融合」這件事,得從最根本的設計圖,也就是 DNA 序列就開始規劃。

我們體內的大部分蛋白質,都是細胞照著 DNA 上的指令一步步合成的。所以,如果科學家想把蛋白 A 和蛋白 B 接在一起,就得先把這兩段基因找出來,然後再「拼」成一段新的 DNA。

不過,如果你只是單純把兩段基因硬接起來,那失敗就是必然的。因為兩個蛋白會互相「打架」,導致摺疊錯亂、功能全毀。

這時就需要一個小幫手:連接子(linker)。它的作用就像中間的彈性膠帶,讓兩邊的蛋白質能自由轉動、互不干擾。最常見的設計,是用多個甘胺酸(G)和絲胺酸(S)組成的柔性小蛋白鏈。

設計好這段 DNA 之後,就能把它放進細胞裡,讓細胞幫忙「代工」製造出這個融合蛋白。接著,科學家會用層析、電泳等方法把它純化出來,再一一檢查它有沒有摺疊正確、功能是否完整。

如果一切順利,這個人工設計的融合分子,就能像自然界的蛋白一樣穩定運作,一個全新的「人造分子兵器」就此誕生。

CD4免疫黏附素問世之後,融合蛋白逐漸成為生物製藥的重要平台之一。而且現在的融合蛋白,早就不只是「假受體+Fc 區域」這麼單純。它已經跳脫模仿抗體,成為真正能自由組裝、自由設計的生物積木。

CD4免疫黏附素問世之後,融合蛋白逐漸成為生物製藥的重要平台之一 / 圖片來源:wikipedia

融合蛋白的強項,就在於它能「自由組裝」。

以抗體為骨架,科學家可以接上任何想要的功能模組,創造出全新的藥物型態。一般的抗體只能「抓」(標記特定靶點);但融合蛋白不只會抓,還能「阻斷」、「傳遞」、甚至「調控」訊號。在功能模組的加持下,它在藥物設計上,幾乎像是一個分子級的鋼鐵蜘蛛人裝甲。

一般來說,當我們選擇使用融合蛋白時,通常會期待它能發揮幾種關鍵效果:

  1. 療效協同: 一款藥上面就能同時針對多個靶點作用,有機會提升治療反應率與持續時間,達到「一藥多效」的臨床價值。
  2. 減少用藥: 原本需要兩到三種單株抗體聯合使用的療法,也許只要一種融合蛋白就能搞定。這不僅能減少給藥次數,對病人來說,也有機會因為用藥減少而降低治療成本。
  3. 降低毒性風險: 經過良好設計的融合蛋白,可以做到更精準的「局部活化」,讓藥物只在目標區域發揮作用,減少副作用。

到目前為止,我們了解了融合蛋白是如何製造的,也知道它的潛力有多大。

那麼,目前實際成效到底如何呢?

一箭雙鵰:拆解癌細胞的「偽裝」與「內奸」

2016 年,德國默克(Merck KGaA)展開了一項全新的臨床試驗。 主角是一款突破性的雙功能融合蛋白──Bintrafusp Alfa。這款藥物的厲害之處在於,它能同時封鎖 PD-L1 和 TGF-β 兩條免疫抑制路徑。等於一邊拆掉癌細胞的偽裝,一邊解除它的防護罩。

PD-L1,我們或許不陌生,它就像是癌細胞身上的「偽裝良民證」。當 PD-L1 和免疫細胞上的 PD-1 受體結合時,就會讓免疫系統誤以為「這細胞是自己人」,於是放過它。我們的策略,就是用一個抗體或抗體樣蛋白黏上去,把這張「偽裝良民證」封住,讓免疫系統能重新啟動。

但光拆掉偽裝還不夠,因為癌細胞還有另一位強大的盟友—一個起初是我軍,後來卻被癌細胞收買、滲透的「內奸」。它就是,轉化生長因子-β,縮寫 TGF-β。

先說清楚,TGF-β 原本是體內的秩序管理者,掌管著細胞的生長、分化、凋亡,還負責調節免疫反應。在正常細胞或癌症早期,它會和細胞表面的 TGFBR2 受體結合,啟動一連串訊號,抑制細胞分裂、減緩腫瘤生長。

但當癌症發展到後期,TGF-β 跟 TGFBR2 受體之間的合作開始出問題。癌細胞表面的 TGFBR2 受體可能突變或消失,導致 TGF-β 不但失去了原本的抑制作用,反而轉向幫癌細胞做事

它會讓細胞骨架(actin cytoskeleton)重新排列,讓細胞變長、變軟、更有彈性,還能長出像觸手的「偽足」(lamellipodia、filopodia),一步步往外移動、鑽進組織,甚至進入血管、展開全身轉移。

更糟的是,這時「黑化」的 TGF-β 還會壓抑免疫系統,讓 T 細胞和自然殺手細胞變得不再有攻擊力,同時刺激新血管生成,幫腫瘤打通營養補給線。

為了對抗這個內奸,默克在 Bintrafusp Alfa 的結構裡,加上了一個「TGF-β 陷阱(trap)」。就像 1989 年的 CD4 免疫黏附素用「假受體」去騙 HIV 一樣,這個融合蛋白在體內循環時,會用它身上的「陷阱」去捕捉並中和游離的 TGF-β。這讓 TGF-β 無法再跟腫瘤細胞或免疫細胞表面的天然受體結合,從而鬆開了那副壓抑免疫系統的腳鐐。

為了對抗這個內奸,默克在 Bintrafusp Alfa 的結構裡,加上了一個「TGF-β 陷阱(trap)」/ 情境圖來源:shutterstock

告別單一解方:融合蛋白的「全方位圍剿」戰

但,故事還沒完。我們之前提過,癌細胞之所以難纏,在於它會發展出各種「免疫逃脫」策略。

而近年我們發現,癌細胞的「偽良民證」至少就有兩張:一張是 PD-L1;另一張是 CD-47。CD47 是癌細胞向巨噬細胞展示的「別吃我」訊號,當它與免疫細胞上的 SIRPα 結合時,就會抑制吞噬反應。

為此,總部位於台北的漢康生技,決定打造能同時對付 PD-L1、CD-47,乃至 TGF-β 的三功能生物藥 HCB301。

雖然三功能融合蛋白聽起來只是「再接一段蛋白」而已,但實際上極不簡單。截至目前,全球都還沒有任何三功能抗體或融合蛋白批准上市,在臨床階段的生物候選藥,也只佔了整個生物藥市場的 1.6%。

漢康生技透過自己開發的 FBDB 平台技術,製作出了三功能的生物藥 HCB301,目前第一期臨床試驗已經在美國、中國批准執行。

免疫療法絕對是幫我們突破癌症的關鍵。但我們也知道癌症非常頑強,還有好幾道關卡我們無法攻克。既然單株抗體在戰場上顯得單薄,我們就透過融合蛋白,創造出擁有多種功能模組的「升級版無人機」。

融合蛋白強的不是個別的偵查或阻敵能力,而是一組可以「客製化組裝」的平台,用以應付癌細胞所有的逃脫策略。

Catch Me If You Can?融合蛋白的回答是:「We Can.」

未來癌症的治療戰場,也將從尋找「唯一解」,轉變成如何「全方位圍剿」癌細胞,避免任何的逃脫。

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解密機器人如何學會思考、觸摸與變形
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/09/09 ・6820字 ・閱讀時間約 14 分鐘

本文與 Perplexity 合作,泛科學企劃執行

「Hello. I am… a robot.」

在我們的記憶裡,機器人的聲音就該是冰冷、單調,不帶一絲情感 。它們的動作僵硬,肢體不協調,像一個沒有靈魂的傀儡,甚至啟發我們創造了機械舞來模仿那獨特的笨拙可愛。但是,現今的機器人發展不再只會跳舞或模仿人聲,而是已經能獨立完成一場膽囊切除手術。

就在2025年,美國一間實驗室發表了一項成果:一台名為「SRT-H」的機器人(階層式手術機器人Transformer),在沒有人類醫師介入的情況下,成功自主完成了一場完整的豬膽囊切除手術。SRT-H 正是靠著從錯誤中學習的能力,最終在八個不同的離體膽囊上,達成了 100% 的自主手術成功率。

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這項成就的意義重大,因為過去機器人手術的自動化,大多集中在像是縫合這樣的單一「任務」上。然而,這一場完整的手術,是一個包含數十個步驟、需要連貫策略與動態調整的複雜「程序」。這是機器人首次在包含 17 個步驟的完整膽囊切除術中,實現了「步驟層次的自主性」。

這就引出了一個讓我們既興奮又不安的核心問題:我們究竟錯過了什麼?機器人是如何在我們看不見的角落,悄悄完成了從「機械傀儡」到「外科醫生」的驚人演化?

這趟思想探險,將為你解密 SRT-H 以及其他五款同樣具備革命性突破的機器人。你將看到,它們正以前所未有的方式,發展出生物般的觸覺、理解複雜指令、學會團隊合作,甚至開始自我修復與演化,成為一種真正的「準生命體」 。

所以,你準備好迎接這個機器人的新紀元了嗎?

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只靠模仿還不夠?手術機器人還需要學會「犯錯」與「糾正」

那麼,SRT-H 這位機器人的外科大腦,究竟藏著什麼秘密?答案就在它創新的「階層式框架」設計裡 。

你可以想像,SRT-H 的腦中,住著一個分工明確的兩人團隊,就像是漫畫界的傳奇師徒—黑傑克與皮諾可 。

  • 第一位,是動口不動手的總指揮「黑傑克」: 它不下達具體的動作指令,而是在更高維度的「語言空間」中進行策略規劃 。它發出的命令,是像「抓住膽管」或「放置止血夾」這樣的高層次任務指令 。
  • 第二位,是靈巧的助手「皮諾可」: 它負責接收黑傑克的語言指令,並將這些抽象的命令,轉化為機器手臂毫釐不差的精準運動軌跡 。

但最厲害的還不是這個分工,而是它們的學習方式。SRT-H 研究團隊收集了 17 個小時、共 16,000 條由人類專家操作示範的軌跡數據來訓練它 。但這還只是開始,研究人員在訓練過程中,會刻意讓它犯錯,並向它示範如何從抓取失敗、角度不佳等糟糕的狀態中恢復過來 。這種獨特的訓練方法,被稱為「糾正性示範」 。

SRT-H 研究團隊收集了 17 個小時、共 16,000 條由人類專家操作示範的軌跡數據來訓練它 。 / 圖片來源:shutterstock

這項訓練,讓 SRT-H 學會了一項外科手術中最關鍵的技能:當它發現執行搞砸了,它能即時識別偏差,並發出如「重試抓取」或「向左調整」等「糾正性指令」 。這套內建的錯誤恢復機制至關重要。當研究人員拿掉這個糾正能力後,機器人在遇到困難時,要不是完全失敗,就是陷入無效的重複行為中 。

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正是靠著這種從錯誤中學習、自我修正的能力,SRT-H 最終在八次不同的手術中,達成了 100% 的自主手術成功率 。

SRT-H 證明了機器人開始學會「思考」與「糾錯」。但一個聰明的大腦,足以應付更混亂、更無法預測的真實世界嗎?例如在亞馬遜的倉庫裡,機器人不只需要思考,更需要實際「會做事」。

要能精準地與環境互動,光靠視覺或聽覺是不夠的。為了讓機器人能直接接觸並處理日常生活中各式各樣的物體,它就必須擁有生物般的「觸覺」能力。

解密 Vulcan 如何學會「觸摸」

讓我們把場景切換到亞馬遜的物流中心。過去,這裡的倉儲機器人(如 Kiva 系統)就像放大版的掃地機器人,核心行動邏輯是極力「避免」與周遭環境發生任何物理接觸,只負責搬運整個貨架,再由人類員工挑出包裹。

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但 2025 年5月,亞馬遜展示了他們最新的觸覺機器人 Vulcan。在亞馬遜的物流中心裡,商品被存放在由彈性帶固定的織物儲物格中,而 Vulcan 的任務是必須主動接觸、甚至「撥開」彈性織網,再從堆放雜亂的儲物格中,精準取出單一包裹,且不能造成任何損壞。

2025 年5月,亞馬遜展示了他們最新的觸覺機器人 Vulcan / 圖片引用:https://www.aboutamazon.com/news

Vulcan 的核心突破,就在於它在「拿取」這個動作上,學會了生物般的「觸覺」。它靈活的機械手臂末端工具(EOAT, End-Of-Arm Tool),不僅配備了攝影機,還搭載了能測量六個自由度的力與力矩感測器。六個自由度包含上下、左右、前後的推力,和三個維度的旋轉力矩。這就像你的手指,裡頭分布著非常多的受器,不只能感測壓力、還能感受物體橫向拉扯、運動等感觸。

EOAT 也擁有相同精確的「觸覺」,能夠在用力過大之前即時調整力道。這讓 Vulcan 能感知推動一個枕頭和一個硬紙盒所需的力量不同,從而動態調整行為,避免損壞貨物。

其實,這更接近我們人類與世界互動的真實方式。當你想拿起桌上的一枚硬幣時,你的大腦並不會先計算出精準的空間座標。實際上,你會先把手伸到大概的位置,讓指尖輕觸桌面,再沿著桌面滑動,直到「感覺」到硬幣的邊緣,最後才根據觸覺決定何時彎曲手指、要用多大的力量抓起這枚硬幣。Vulcan 正是在學習這種「視覺+觸覺」的混合策略,先用攝影機判斷大致的空間,再用觸覺回饋完成最後精細的操作。

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靠著這項能力,Vulcan 已經能處理亞馬遜倉庫中約 75% 的品項,並被優先部署來處理最高和最低層的貨架——這些位置是最容易導致人類員工職業傷害的位置。這也讓自動化的意義,從單純的「替代人力」,轉向了更具建設性的「增強人力」。

SRT-H 在手術室中展現了「專家級的腦」,Vulcan 在倉庫中演化出「專家級的手」。但你發現了嗎?它們都還是「專家」,一個只會開刀,一個只會揀貨。雖然這種「專家型」設計能有效規模化、解決痛點並降低成本,但機器人的終極目標,是像人類一樣成為「通才」,讓單一機器人,能在人類環境中執行多種不同任務。

如何教一台機器人「舉一反三」?

你問,機器人能成為像我們一樣的「通才」嗎?過去不行,但現在,這個目標可能很快就會實現了。這正是 NVIDIA 的 GR00T 和 Google DeepMind 的 RT-X 等專案的核心目標。

過去,我們教機器人只會一個指令、一個動作。但現在,科學家們換了一種全新的教學思路:停止教機器人完整的「任務」,而是開始教它們基礎的「技能基元」(skill primitives),這就像是動作的模組。

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例如,有負責走路的「移動」(Locomotion) 基元,和負責抓取的「操作」(Manipulation) 基元。AI 模型會透過強化學習 (Reinforcement Learning) 等方法,學習如何組合這些「技能基元」來達成新目標。

舉個例子,當 AI 接收到「從冰箱拿一罐汽水給我」這個新任務時,它會自動將其拆解為一系列已知技能的組合:首先「移動」到冰箱前、接著「操作」抓住把手、拉開門、掃描罐子、抓住罐子、取出罐子。AI T 正在學會如何將這些單一的技能「融合」在一起。有了這樣的基礎後,就可以開始來大量訓練。

當多重宇宙的機器人合體練功:通用 AI 的誕生

好,既然要學,那就要練習。但這些機器人要去哪裡獲得足夠的練習機會?總不能直接去你家廚房實習吧。答案是:它們在數位世界裡練習

NVIDIA 的 Isaac Sim 等平台,能創造出照片級真實感、物理上精確的模擬環境,讓 AI 可以在一天之內,進行相當於數千小時的練習,獨自刷副本升級。這種從「模擬到現實」(sim-to-real)的訓練管線,正是讓訓練這些複雜的通用模型變得可行的關鍵。

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DeepMind 的 RT-X 計畫還發現了一個驚人的現象:用來自多種「不同類型」機器人的數據,去訓練一個單一的 AI 模型,會讓這個模型在「所有」機器人上表現得更好。這被稱為「正向轉移」(positive transfer)。當 RT-1-X 模型用混合數據訓練後,它在任何單一機器人上的成功率,比只用該機器人自身數據訓練的模型平均提高了 50%。

這就像是多重宇宙的自己各自練功後,經驗值合併,讓本體瞬間變強了。這意味著 AI 正在學習關於物理、物體特性和任務結構的抽象概念,這些概念獨立於它所控制的特定身體。

AI 正在學習關於物理、物體特性和任務結構的抽象概念,這些概念獨立於它所控制的特定身體。/ 圖片來源:shutterstock

不再是工程師,而是「父母」: AI 的新學習模式

這也導向了一個科幻的未來:或許未來可能存在一個中央「機器人大腦」,它可以下載到各種不同的身體裡,並即時適應新硬體。

這種學習方式,也從根本上改變了我們與機器人的互動模式。我們不再是逐行編寫程式碼的工程師,而是更像透過「示範」與「糾正」來教導孩子的父母。

NVIDIA 的 GR00T 模型,正是透過一個「數據金字塔」來進行訓練的:

  • 金字塔底層: 是大量的人類影片。
  • 金字塔中層: 是海量的模擬數據(即我們提過的「數位世界」練習)。
  • 金字塔頂層: 才是最珍貴、真實的機器人操作數據。

這種模式,大大降低了「教導」機器人新技能的門檻,讓機器人技術變得更容易規模化與客製化。

當機器人不再是「一個」物體,而是「任何」物體?

我們一路看到了機器人如何學會思考、觸摸,甚至舉一反三。但這一切,都建立在一個前提上:它們的物理形態是固定的。

但,如果連這個前提都可以被打破呢?這代表機器人的定義不再是固定的形態,而是可變的功能:它能改變身體來適應任何挑戰,不再是一台單一的機器,而是一個能根據任務隨選變化的物理有機體。

有不少團隊在爭奪這個機器人領域的聖杯,其中瑞士洛桑聯邦理工學院特別具有代表性,該學院的仿生機器人實驗室(Bioinspired Robotics Group, BIRG)2007 年就打造模組化自重構機器人 Roombots。

有不少團隊在爭奪這個機器人領域的聖杯,其中瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)特別具有代表性。該學院的仿生機器人實驗室(BIRG)在 2007 年就已打造出模組化自重構機器人 Roombots。而 2023 年,來自 EPFL 的另一個實驗室——可重組機器人工程實驗室(RRL),更進一步推出了 Mori3,這是一套把摺紙藝術和電腦圖學巧妙融合的模組化機器人系統。

2023 年來自 EPFL 的另一個實驗室—可重組機器人工程實驗室(RRL)推出了 Mori3 © 2023 Christoph Belke, EPFL RRL

Mori3 的核心,是一個個小小的三角形模組。別看它簡單,每個模組都是一個獨立的機器人,有自己的電源、馬達、感測器和處理器,能獨立行動,也能和其他模組合作。最厲害的是,它的三條邊可以自由伸縮,讓這個小模組本身就具備「變形」能力。

當許多 Mori3 模組連接在一起時,就能像一群活的拼圖一樣,從平面展開,組合成各種三維結構。研究團隊將這種設計稱為「物理多邊形網格化」。在電腦圖學裡,我們熟悉的 3D 模型,其實就是由許多多邊形(通常是三角形)拼湊成的網格。Mori3 的創新之處,就是把這種純粹的數位抽象,真正搬到了現實世界,讓模組們化身成能活動的「實體網格」。

這代表什麼?團隊已經展示了三種能力:

  • 移動:他們用十個模組能組合成一個四足結構,它能從平坦的二維狀態站立起來,並開始行走。這不只是結構變形,而是真正的協調運動。
  • 操縱: 五個模組組合成一條機械臂,撿起物體,甚至透過末端模組的伸縮來擴大工作範圍。
  • 互動: 模組們能形成一個可隨時變形的三維曲面,即時追蹤使用者的手勢,把手的動作轉換成實體表面的起伏,等於做出了一個會「活」的觸控介面。

這些展示,不只是實驗室裡的炫技,而是真實證明了「物理多邊形網格化」的潛力:它不僅能構建靜態的結構,還能創造具備複雜動作的動態系統。而且,同一批模組就能在不同情境下切換角色。

想像一個地震後的救援場景:救援隊帶來的不是一台笨重的挖土機,而是一群這樣的模組。它們首先組合成一條長長的「蛇」形機器人,鑽入瓦礫縫隙;一旦進入開闊地後,再重組成一隻多足的「蜘蛛」,以便在不平的地面上穩定行走;發現受困者時,一部分模組分離出來形成「支架」撐住搖搖欲墜的橫樑,另一部分則組合成「夾爪」遞送飲水。這就是以任務為導向的自我演化。

這項技術的終極願景,正是科幻中的概念:可程式化物質(Programmable Matter),或稱「黏土電子學」(Claytronics)。想像一桶「東西」,你可以命令它變成任何你需要的工具:一支扳手、一張椅子,或是一座臨時的橋樑。

未來,我們只需設計一個通用的、可重構的「系統」,它就能即時創造出任務所需的特定機器人。這將複雜性從實體硬體轉移到了規劃重構的軟體上,是一個從硬體定義的世界,走向軟體定義的物理世界的轉變。

更重要的是,因為模組可以隨意分開與聚集,損壞時也只要替換掉部分零件就好。足以展現出未來機器人的適應性、自我修復與集體行為。當一群模組協作時,它就像一個超個體,如同蟻群築橋。至此,「機器」與「有機體」的定義,也將開始動搖。

從「實體探索」到「數位代理」

我們一路見證了機器人如何從單一的傀儡,演化為學會思考的外科醫生 (SRT-H)、學會觸摸的倉儲專家 (Vulcan)、學會舉一反三的通才 (GR00T),甚至是能自我重構成任何形態的「可程式化物質」(Mori3)。

但隨著機器人技術的飛速發展,一個全新的挑戰也隨之而來:在一個 AI 也能生成影像的時代,我們如何分辨「真實的突破」與「虛假的奇觀」?

舉一個近期的案例:2025 年 2 月,一則影片在網路上流傳,顯示一台人形機器人與兩名人類選手進行羽毛球比賽,並且輕鬆擊敗了人類。我的第一反應是懷疑:這太誇張了,一定是 AI 合成的影片吧?但,該怎麼驗證呢?答案是:用魔法打敗魔法。

在眾多 AI 工具中,Perplexity 特別擅長資料驗證。例如這則羽球影片的內容貼給 Perplexity,它馬上就告訴我:該影片已被查證為數位合成或剪輯。但它並未就此打住,而是進一步提供了「真正」在羽球場上有所突破的機器人—來自瑞士 ETH Zurich 團隊的 ANYmal-D

接著,選擇「研究模式」,就能深入了解 ANYmal-D 的詳細原理。原來,真正的羽球機器人根本不是「人形」,而是一台具備三自由度關節的「四足」機器人。

如果你想更深入了解,Perplexity 的「實驗室」功能,還能直接生成一份包含圖表、照片與引用來源的完整圖文報告。它不只介紹了 ANYmal-D 在羽球上的應用,更詳細介紹了瑞士聯邦理工學院發展四足機器人的完整歷史:為何選擇四足?如何精進硬體與感測器結構?以及除了運動領域外,四足機器人如何在關鍵的工業領域中真正創造價值。

AI 代理人:數位世界的新物種

從開刀、揀貨、打球,到虛擬練功,這些都是機器人正在學習「幫我們做」的事。但接下來,機器人將獲得更強的「探索」能力,幫我們做那些我們自己做不到的事。

這就像是,傳統網路瀏覽器與 Perplexity 的 Comet 瀏覽器之間的差別。Comet 瀏覽器擁有自主探索跟決策能力,它就像是數位世界裡的機器人,能成為我們的「代理人」(Agent)

它的核心功能,就是拆解過去需要我們手動完成的多步驟工作流,提供「專業代工」,並直接交付成果。

例如,你可以直接對它說:「閱讀這封會議郵件,檢查我的行事曆跟代辦事項,然後草擬一封回信。」或是直接下達一個複雜的指令:「幫我訂 Blue Origin 的太空旅遊座位,記得要來回票。」

接著,你只要兩手一攤,Perplexity 就會接管你的瀏覽器,分析需求、執行步驟、最後給你結果。你再也不用自己一步步手動搜尋,或是在不同網站上重複操作。

AI 代理人正在幫我們探索險惡的數位網路,而實體機器人,則在幫我們前往真實的物理絕境。

立即點擊專屬連結 https://perplexity.sng.link/A6awk/k74… 試用 Perplexity吧! 現在申辦台灣大哥大月付 599(以上) 方案,還可以獲得 1 年免費 Perplexity Pro plan 喔!(價值 新台幣6,750)

◆Perplexity 使用實驗室功能對 ANYmal-D 與團隊的全面分析 https://drive.google.com/file/d/1NM97…

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那些搞錯用途的毒物:第二屆泛泛泛科學 Podcast 主題票選
活躍星系核_96
・2021/11/10 ・1285字 ・閱讀時間約 2 分鐘

現代人會接觸到的有毒物質早已超越本草綱目記載,日常生活與醫療體系中都傳出過一些「搞錯用途的毒物」。他們隱身在動植物、食物與環境中,以意想不到的方式滲透你我生活,常人一不小心就有可能中毒。另外醫療史上也有過各種誤觸雷區的用藥,大規模的成癮與不良反應更是讓人心痛。

第二屆泛泛泛科學 Podcast 主題票選精選五種猛毒,邀請你投票選出兩種最毒的話題!y 編將邀請該領域的「絕命毒師」在節目中說毒給你聽。

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1. 真實世界的「毒系神奇寶貝」:動物性天然毒

你知道河豚毒素是氰化鈉的1000倍嗎?你知道有種貝毒會讓人失憶嗎?動物毒素百百種,就算你不像貝爺一樣在野外生吃動物,他們還是有可能送上你的餐桌。根據食藥署統計的各類食物中毒原因,每年都會有零星的動物性天然毒案例。雖然規模小,但如果這些毒素進入食物供應鏈就會引發嚴重的集體中毒,就讓我們來一探世界各地發生過意想不到的恐怖中毒事件!

2. 世界有毒植物圖鑑

有毒植物一大票,你以為對他們敬而遠之就沒事了嗎?其實「誤食」是植物性天然毒的中毒主因!在台灣,就常有人把有毒的大苦薯與蔥蘭當成山藥與韭菜花吃下肚,更曾傳出有火鍋店的食材混入了與一般芋頭相似的姑婆芋造成民眾食物中毒!而在世界範圍還有更多的毒植物有著各種奇葩的誤食案例等你來聽!*

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3. 古柯鹼的黑歷史

你可知道現在惡名昭彰的一級毒品古柯鹼,在十九世紀末期是居家生活的好夥伴?從精油、噴鼻液、酒類、鼻菸,連早期的可口可樂都含有微量古柯鹼,他還成為外科醫師局部麻醉的最愛,直到造成惱人的藥物成癮與濫用之後,它才被列為禁藥。本集就來說說古柯鹼從愛用、濫用、到禁用的黑歷史!

4. 鴉片類藥物與人類的愛恨情仇

比起古柯鹼,鴉片類藥物與人類有更深的糾葛。1980、90年代,美國藥廠積極的推銷鴉片類止痛劑、淡化成癮的可能性,當年造成的成癮人口到現在還處理不完。無獨有偶,2018年奈及利亞也出現了感冒糖漿上癮人潮,人們濫用含有可待因的感冒糖漿,最後還需要國家下令禁止進口。本集就來介紹嗎啡、可待因、海洛英、吩坦尼等等的鴉片類藥物,他們是毒還是藥?怎麼平衡療效與成癮性?造成的社會問題又如何解決?

5. 沙利竇邁畸形兒事件

一支用來抑制孕婦害喜症狀的良藥最後卻成了畸形兒的元兇。沙利竇邁(Thalidomide)1957年於西德推出後迅速成為受歡迎的成藥並且暢銷46國,一年之後畸形兒的比例異常升高,才有人察覺這似乎與沙利竇邁有關。當年有兩位吹哨者挺身而出與藥廠進行的攻防戰,對日後的藥物安全管制政策有著深遠影響。孩子啊,打開Podcast,聽我們訴說這場可歌可泣的醫療傳奇!

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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法蘭西絲.歐德姆.凱爾西──擇善固執的藥品守門員
科學大抖宅_96
・2016/07/24 ・7793字 ・閱讀時間約 16 分鐘 ・SR值 511 ・六年級

1962年,白宮的玫瑰花園裡,凱爾西博士/醫師笑容可掬地從美國總統約翰‧甘迺迪手中接下傑出聯邦公民總統獎[1]。二十世紀最惡名昭彰的藥物災難剛結束,卻仍餘波蕩漾。

凱爾西從甘迺迪手中接下獎項。有趣的是,甘迺迪的夫人賈桂琳,在凱爾西力擋沙利竇邁的期間,也正好懷孕,成了潛在的受益人(圖片來源)
凱爾西從甘迺迪手中接下獎項。有趣的是,甘迺迪的夫人賈桂琳,在凱爾西力擋沙利竇邁的期間,也正好懷孕,成了潛在的受益人(圖片來源

一切均起因於兩年前,剛到任食品藥品監督管理局(Food and Drug Administration)的凱爾西,所接到的小案子。當時,沙利竇邁(Thalidomide)這個已在歐洲風行三年的「必備良藥」,終於要引進美國了;它不但是安眠藥,其具備的安寧鎮靜作用,也可以降低孕婦在懷孕期的不適,獲得了廣大的好評。藥商志得意滿遞交了新藥上市申請,希望趕在買氣最旺的耶誕假期前打入美國市場。後來,歷史告訴我們,因為申請案被這位名不見經傳的菜鳥雇員擋了長達一年半的時間,美國最終得以避免成千上萬的畸形寶寶出生。

沙利竇邁(Thalidomide)(圖片來源)
沙利竇邁(Thalidomide)(圖片來源

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那是個多數女性仍掙扎於賢妻良母角色的年代,她身為兩個女兒的母親,卻能在專業領域做出名垂青史的貢獻,無疑是打破性別框架的典範。當我們回顧凱爾西的一生,若非她大學畢業後找不到工作、若非她無法就讀生物化學研究所、若非指導教授對她性別的誤解、若非南達科塔大學所在的弗米利恩市(Vermillion)沒有好的工作機會,凱爾西很可能無法像世人熟知的那般,拯救許多無辜的嬰兒和家庭。誤打誤撞與一連串的巧合、加上她獨到的眼光,成就了不凡的一生。

多采多姿的童年

法蘭西絲.歐德姆.凱爾西(Frances Oldham Kelsey)原名法蘭西絲.凱思琳.歐德姆(Frances Kathleen Oldham),1914年7月24日生於加拿大的不列顛哥倫比亞省。父親曾是英國軍方辦公室職員,母親則有著不錯的學識,可以教導法蘭西絲和哥哥識字、書寫;同時,母親的兩位姊妹也是優秀的女性楷模:一位是醫生、另一則是律師。

住在溫哥華島的鄉間,歐德姆一家總是以輕便馬車作為交通工具。在豐富的自然環境中,法蘭西絲盡情地探索住家周遭的田園、河川、和森林,也蒐集了為數不少的昆蟲和鳥蛋。當時,她就已決定了自己的志向:「我一直都知道自己想成為某種科學家。

法蘭西絲的父母相當有遠見,認為女兒也必須接受跟兒子同等程度的教育。即使年紀還小,法蘭西絲參加了許多實用性課程,如繪畫、鋼琴、舞蹈;年紀稍長後,她又跟朋友學習射擊和釣魚、以及瞞著父母偷開車。

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隨著全家的搬遷,法蘭西絲曾先後在多所學校就讀。當時女性的教育並不受重視,女學生人數不多,有幾個學期,班上甚至只有她一個女孩;以至於,法蘭西絲的早期教育幾乎是在全男孩的環境下完成。

志趣在生物學的文科高材生

高中時期,法蘭西絲獲得數不清的獎項,卻全部都是文學相關領域;同時,她修過的自然科學課程,也只有數學跟化學──而且化學裡的質量作用定律(Law of mass action)還讓她深感挫敗。儘管如此,法蘭西絲仍然想研讀科學──或許是生物學(至少不會是化學),但她對生物學一點也不了解,也不知道可以找誰商談。當時,大學不會到高中招生,女孩也很少上大學;女大學生也只集中在護理和商業相關科系。

十五歲時,法蘭西絲高中畢業[2],但因為年紀太小,沒有直接進入大學,而是留在高中念大學課程先修班[3]。然而,令她深感無助的是,除了化學,學校幾乎沒有任何科學課程可以選擇。非常幸運地,1930年夏天,法蘭西絲巧遇安大略農學院(Ontario College of Agriculture)的生物學教授安東尼.金斯科特(Anthony Kingscote)。對方在一場野餐中生動地向她講述了生物學的種種;他倆沿著海灘,邊走邊探索動物世界的規律。金斯科特也給予了法蘭西絲關於研讀生物學的規劃建議──這倒是讓她相當地沮喪,因為學校根本沒有生物學可以修!

後來,在安排下,法蘭西絲得以前往維多利亞學院(Victoria College[4])修習生物學;那裡的老師教得極好,給了她相當多啟發。當時,學生們都必須穿著水手制服上課──雖然心裡有點疙瘩,但只要能修到夢想中的課程,一切都值得了!多年後,她在訪談中自陳:若不是後來就讀其他大學,自己一定會成為海洋生物學家。

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維多利亞學院最古老的建築。法蘭西絲.奧爾德姆很可能曾在此上過課(圖片來源)
維多利亞學院最古老的建築。法蘭西絲.歐德姆很可能曾在此上過課(圖片來源

隔年,法蘭西絲在維多利亞學院上了動物學,接著又轉到蒙特婁(Montreal)的麥基爾大學(McGill University)修習更進階的課程。到了高年級,在朋友的慫恿下,她修了生物化學(Biochemistry),其中也包含了一點藥理學(Pharmacology)的內容,埋下日後與藥理學的牽絆。

求職不順和研究所的額滿

大學畢業後,雖然法蘭西絲曾試著求職,但適逢經濟大蕭條,沒有任何的工作機會;就算有職缺,也只會錄用男性──當時,社會一般認為男性是主要的家庭經濟支撐者,所以優先聘僱男性是相當常見的作法。法蘭西絲意識到,她要麼繼續攻讀碩士(可以有些微的薪水),否則就只能靠救濟過活。即使有點擔心自己的聰明才智無法勝任研究所的課程,她最終還是選擇攻讀更高的學位。

起初,法蘭西絲想繼續研讀生物化學領域。因為內分泌學(Endocrinology)正蓬勃發展,與其相關的生物化學自然也是前景可期。很不幸地,生物化學系的研究生缺額都滿了;在一位教授的建議下,法蘭西絲轉往藥理學系尋求雷蒙德.施特勒(Raymond Stehle)的指導。雖然施特勒不太喜歡收學生,但仍答應讓法蘭西絲成為自己的研究生,並會盡力幫她。

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施特勒研究的是腦下垂體後葉(posterior lobe of the pituitary;posterior pituitary),算是個冷門的主題,除了法蘭西絲之外,沒有其他任何人一起參與研究。為了明白腦下垂體後葉對於青蛙體內水分平衡所扮演的作用,足足一年的時間她都待在被青蛙環繞的實驗室裡,不斷將籠子裡的青蛙浸在水裡、取出、把青蛙弄乾、測量體重、注射藥劑、再放回水裡、然後每十五到二十分鐘測量一次青蛙的重量。

一年之後,法蘭西絲獲得碩士學位──只不過,這回還是找不到工作。施特勒因為還有一些計畫經費可用,便對法蘭西絲表示:「來當我的研究助理,我一個月可以給妳五十元;同時,妳繼續找找看有沒有其他工作可做。如果找到了更好的工作,妳一定要接受。」在當時,五十元加拿大幣夠讓人過上一個月了。法蘭西絲便在這樣的狀況下,一面幫施特勒工作、一面尋找機會。

現在看來,若不是法蘭西絲畢業後找不到工作,她可能不會念研究所;又若不是生物化學系所有的缺額都滿了,法蘭西絲也不會踏入藥理學的研究領域,成為未來專業的基礎。

糟糕但美麗的誤會

1936年2月,施特勒聽說美國芝加哥大學新設了藥理學系,而且系主任尤金.蓋林(Eugene Geiling)也是從事腦下垂體後葉的研究,便鼓勵法蘭西絲寫信詢問蓋林。雖然不抱太多期待,法蘭西絲還是寫了信過去(反正也沒什麼損失)。

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出乎意料地,她很快就收到航空郵件的回信,寫明:「親愛的歐德姆先生,……如果你能夠在3月1日來芝加哥就任,那麼你可以先做四個月的研究助理,然後會有獎學金提供你研讀博士。」看到開頭的稱謂,讓法蘭西絲內心糾結了一下,是不是該寫信去更正呢[5]?對此,施特勒勸她:「別傻了。接受這份工作、簽上妳的名字,然後把小姐以括號表示放在後頭。衝吧!」多年之後,她這麼回憶:「時至今日,我不知道如果我的名字是伊莉莎白或者瑪麗‧珍的話[6],是否還能得到那重要的、往前邁進的機會。我在芝加哥的指導教授到死都不可能會說分明。」蓋林教授是個保守且老派的人,對女科學家雖然沒有太多的支持,但為人公平,法蘭西絲也是他的第一個博士班學生。

就學期間,她曾到港口的捕鯨站蒐集所需的鯨魚器官,但因為船員認為女人上船不吉利,法蘭西絲起初並無法跟著船隊出海捕鯨──直到第二年造訪才得以上船;也很幸運地,那次出航順利捕到了鯨魚,打破了女人會帶來壞運的傳言。不僅如此,法蘭西絲也是歷來隨船隊出航的科學家中,唯一沒有嚴重暈船的。

磺胺酏劑災難

當時,磺胺被廣泛運用於醫療用途,並獲得廣大的成功;只不過,藥劑的安全性不但沒有經過嚴謹的科學研究,病患還必須服用相當大的劑量──偏偏它相當難吃、不容易下嚥,又容易造成腸胃不適。一家藥商突發奇想,打算把磺胺製作成液狀,這將對病患、尤其兒童會非常有幫助。然而,因為磺胺不溶於水和酒精,受雇於藥廠的化學家選擇了二甘醇(Diethylene Glycol)作為磺胺的溶劑。1937年9月,粉紅色、又帶點櫻桃口味的磺胺藥水推出,瞬間廣受好評、供不應求。

到了10月,有病患在服用藥水後死亡,但人們並不清楚是哪個環節出了問題。接獲案例後,美國食品藥品監督管理局便委託蓋林教授進行研究。為了挖掘真相,蓋林找來了許多不同的動物進行實驗,法蘭西絲則被分配到老鼠的觀測;很快地,研究團隊就發現問題來自二甘醇。於是,1938年,美國修改了關於食品及藥物的法令,要求所有新藥物都必須有安全性證明,否則不能上市。其實,只要藥廠當初在研發過程中稍微做一點研究,很快就能發現二甘醇的缺陷,不需要等到事後才亡羊補牢。因為法規的不完全和廠商的輕率,這次事件中有超過一百個人死亡,被稱為磺胺酏劑災難(Elixir Sulfanilamide Disaster)[7]

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法蘭西絲和蓋林教授(圖片來源)
法蘭西絲和蓋林教授(圖片來源

博士、婚姻、醫學院

1938年,法蘭西絲以「九帶犰狳(Nine-Banded Armadillo, 學名:Dasypus novemcinctus)腦下垂體後葉腺的解剖學和藥理學」研究獲得博士學位,又接著以犰狳胚胎為主題,做了一年的博士後研究工作;偶爾,她還會親自跑到德州的農場捕捉犰狳,以獲得所需的胚胎。此時,就業市場仍然沒有好轉,法蘭西絲也不禁開始納悶,是否真的因為自己的女性身份以至於找不到穩定工作?然而,就業市場因為第二次世界大戰的驟然開打,局勢一夕轉變。

九帶犰狳。(圖片來源)
九帶犰狳。(圖片來源

當時,奎寧(Quinine,又稱金雞納鹼)是治療瘧疾的主要藥物,但是受到戰爭影響,奎寧嚴重短缺,以至於有數不清的人員都在進行瘧疾藥物的相關研究,例如開發新藥物、或測試新藥物的安全性等等。1941年,蓋林教授的團隊亦接到抗瘧疾藥物的大型研究計畫,法蘭西絲就也留在芝加哥大學幫忙。這段期間,她認識了研究同儕、生物化學博士費利蒙.艾利斯.凱爾西(Fremont Ellis Kelsey),兩人於1943年結婚──她的名字也因此改成法蘭西絲.歐德姆.凱爾西了。

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戰爭結束後,問題來了:當時規定,有親屬關係的人不能同時受雇於同一系所;為此,法蘭西絲和她的丈夫,勢必有一人得離開。多方考量下,法蘭西絲決定進入醫學院就讀:一方面她曾修過一兩年的醫學相關課程;二來,作為女性,她也需要更多的優勢,好找到穩定的工作。兩個女兒也在醫學院時期先後出生。

醫師執照

醫學院畢業後,法蘭西絲為美國醫學會期刊(Journal of the American Medical Association)工作了一陣子,協助編輯部從良莠不齊的投稿中挑出好論文。

1952年,在蓋林教授的推薦下,法蘭西絲的丈夫得到南達科塔大學(University of South Dakota)藥理學系系主任的工作。南達科塔大學位於弗米利恩市,當地人口不多,也沒有好的女性工作職缺。沒有太多選擇的情況下,法蘭西絲開始在鄰近城市的醫院當起實習醫師。同時,她也是南達科塔州史上第一位拿到放射性同位素療法執照的醫師。

之後,法蘭西絲在南達科塔大學邊做研究邊教書;當合約到期後,因為女兒們年紀都還小需要有人照料,所以她並不急著找下一份工作,也沒有選擇自己開業。當地醫師人力吃緊,她便以機動醫師的方式,到各地做短期支援。

在法蘭西絲的生命中,雖然事情往往不是朝最理想的方向發展,但她總是能找到不錯的替代方案,同時增加自己的競爭力:大學畢業找不到工作轉而選擇念碩士、生物化學研究所額滿只好改念藥理學;碩士畢業後找不到工作卻又因為性別的誤會而進入博士班、沒辦法跟丈夫同時待在系所服務便選擇念醫學院、在弗米利恩市沒有好工作就去實習,拿醫師執照。山不轉路轉,彈性地尋求出路、加上一連串因緣際會,成就了我們所知的法蘭西絲.歐德姆.凱爾西。

在食品藥品監督管理局(圖片來源)
凱爾西在食品藥品監督管理局(圖片來源

食品藥品監督管理局和沙利竇邁

1960年,凱爾西夫妻兩人分別得到新工作,舉家搬遷到華盛頓特區(Washington D. C.)。法蘭西絲在食品藥品監督管理局的醫藥部門,負責檢視新藥物的核可申請。以她在藥理學跟醫學的專業,這真是再適合她不過的工作了!

當時,該部門的人力不多,只有十二、三人左右一起負責全美國的業務;再者,這份工作並不吃香,有好些員額還是由民間的開業醫師兼職的──畢竟,在外面營業賺的錢都比較多,何必到政府部門坐辦公桌、看藥物報告賺少少的薪水呢?不僅如此,新藥品的臨床實驗往往做得非常不周全,法律規範也不嚴謹;作為新人,她對此深感震驚。

剛就職一個多月,才接到第一個案子沒多久,法蘭西絲就收到了名為沙利竇邁(又名沙利度胺、反應停、酞咪脈啶酮)的藥物上市申請。原本,主管看在這只是單純的助眠藥物,便將這件小事交給還是菜鳥的法蘭西絲。

依當時的行政程序,只要檢核員在六十天內不表達反對意見、或者甚至忘記審查,該藥物就會自動被核可上市。然而,不只法蘭西絲負責檢查的臨床實驗報告有狀況,在化學原理和藥理學的部份,沙利竇邁的申請案都出現一些瑕疵。事實上,因著沙利竇邁在歐洲的大受歡迎,藥商原本認為可在美國也輕鬆過關,只差個橡皮圖章──沒想到,這下踢到鐵板了。

回憶起那段日子,法蘭西絲是這麼形容的:「藥商公司的代表認為我瘋了。在歐洲,它是那麼受歡迎的藥物;就因為我愚蠢般的頑固,他們失去了賺錢的機會。公司對我很不高興。

同年底,一位歐洲醫師發現他的病人在長期接受沙利竇邁治療後,出現嚴重的末梢神經炎(Peripheral Neuritis),將此觀察投稿到英國醫學期刊(British Medical Journal);法蘭西絲注意到了這篇報告,並要求藥商提出更多安全性的證據,包括在懷孕期的使用狀況。如果沙利竇邁可能對成年人產生嚴重的副作用,那麼孕婦肚子裡的嬰兒又會如何?不過,藥廠幾乎沒有針對孕婦的使用做過任何研究,只同意在包裝上加註警語,並且一再強調該藥已在歐洲上市好一段時日──如果沙利竇邁不安全,應該早就被發現了。

約莫同時,歐洲已開始注意到新生兒缺陷的比例似乎有上升的趨勢,但還不清楚確切的成因。就現實而言,因為孕婦使用沙利竇邁後幾乎沒有什麼明顯的副作用,人們也料想不到是沙利竇邁造成了胎兒畸形。

藥商這下子著急了:本來,希望能趕在銷路最好的耶誕節假期前上市,沒想到,連第二年的耶誕節搞不好都沒指望了。廠商用盡一切努力施壓,反覆跟法蘭西絲通信、通電話;又跟她的上司抱怨,形容法蘭西絲是吹毛求疵、頑固、不可理喻的官僚[8];還辦了學術工作坊找學者在會議中批鬥她。

撥雲見日

1961年11月,初步的研究證據顯示,沙利竇邁和歐洲出現的胎兒畸形有所關聯,使得藥廠暫時撤回了在德國的銷售(隨後其他歐洲國家也跟進)。對法蘭西絲來說,這個結果亦相當令人意外:她確實認為藥品的安全性證據不足,因此不予核准上市,但沒料到沙利竇邁的副作用是如此嚴重。

再四個月後,藥商撤回了在美國的新藥上市申請,沙利竇邁始終沒有進入美國市場。法蘭西絲因著自身的專業和嚴謹,拯救了數不清的潛在使用者。隨著證據逐漸出爐,沙利竇邁的問題點已毋庸置疑。很可惜地,藥商之前已將藥品分發給全美國的諸多醫師做試用,導致美國最終還是有17位受害嬰兒出現(雖然其中有半數是母親在歐洲就有使用沙利竇邁的經驗);相較於全球約一萬名的畸形胎兒,此仍是不幸中的大幸。這些受害者,在心臟、五官跟四肢處往往有明顯的缺陷。

沙利竇邁受害者的典型症狀之一:四肢短小。現今他們仍在世界各地生活著(圖片來源)
沙利竇邁受害者的典型症狀之一:四肢短小。現今他們仍在世界各地生活著(圖片來源

隨著事件的爆發,在背後默默守護著人民的身影也逐漸為人所知。報紙、雜誌紛紛挖掘幕後秘辛、報導了法蘭西絲的貢獻。雖然在整個過程中承受了相當大的壓力,但法蘭西絲以平常心視之──畢竟她的工作性質特殊,難免會遇到這樣的事情。1962年8月,法蘭西絲獲得傑出聯邦公民總統獎,她對此卻表示:「我認為我只是代表許許多多的聯邦雇員領獎而已,因為這其實是團隊合作的成果。

帶給世界的影響

因為沙利竇邁事件的效應,1962年和1963年,美國相繼通過藥品管制的法令與規範(法蘭西絲也協助了法規的制定):藥廠在進行動物實驗和臨床實驗前都必須就藥物的安全性提出說明;對於藥品的測試流程、參與研究者等等也都有詳盡的規定──這對其他國家的藥品相關法令亦產生示範性的作用。無論如何,所有新藥上市前,其安全性和有效性都必須有嚴謹的證據。

除此之外,美國食品藥品監督管理局亦進行了組織調整,由法蘭西絲擔任新成立的試驗用新藥科(Investigational New Drug Branch)主管,負責監管已在實驗室測試過,但尚未完成臨床試驗的新藥[9]。之後,她亦相繼在局裡的不同部門服務,直到2005年以90歲高齡退休。

法蘭西絲.歐德姆.凱爾西在菜鳥雇員的位置,憑著自身的專業,做出該做但許多人沒能做到的事;其不但避免了悲劇在美國發生,也協助訂定了藥物規範,影響了全世界。

2015年8月7日,就在她獲頒加拿大勳章[10]之後不到二十四小時,便於加拿大安大略省的倫敦市(London)過世,享年101歲。誠如加拿大沙利竇邁受害者協會的會長梅賽德斯.班奈比(Mercédes Benegbi)所說:「儘管她是在另一個國家有所作為;對我們而言,她永遠是我們的英雄。

加拿大將凱爾西的肖像放在鈔票上
加拿大將凱爾西的肖像放在鈔票上

Dr. Frances Oldham Kelsey 攝於2010年。 Credit Brendan Smialowski for The New York Times
Dr. Frances Oldham Kelsey 攝於2010年。
Credit Brendan Smialowski for The New York Times.

 

參考資料

  • 《Women in Medicine: An Encyclopedia》;Laura Lynn Windsor(ABC-CLIO)(2002)
  • 〈Doctor who opposed thalidomide in U.S. named to Order of Canada〉;The Globe and Mail(Jul. 01, 2015)
  • 〈Frances Oldham Kelsey averted a thalidomide tragedy because she wouldn’t be rushed〉;The Globe and Mail(Aug. 14, 2015)
  • 〈Frances Oldham Kelsey, Who Saved U.S. Babies From Thalidomide, Dies at 101〉;Robert D. McFadden(The New York Times)(Aug. 7, 2015)
  • 《Autobiographical Reflections》;(Frances O. Kelsey)(1993)

註釋

  • [1] President’s Award for Distinguished Federal Civilian Service,該獎項是美國聯邦政府雇員的最高榮譽;凱爾西也是史上第二位得到此獎項的女性。
  • [2] 十五歲就高中畢業聽起來相當地早,對此她曾表示,這是因當時學制、以及好的早期教育之故。
  • [3] 在當時的加拿大,大學一年級的課程可以預先在高中教授。
  • [4] 維多利亞學院為多倫多大學(University of Toronto)的學院之一。
  • [5] 法蘭西絲(Frances)為女性名字,但因跟男性名字的法蘭西斯(Francis)相近,容易讓人混淆。
  • [6] 意指名字相當女性化不會被誤認。
  • [7] 關於酏劑,可參考維基百科
  • [8] 原文:「a fussy, stubborn, unreasonable bureaucrat」。
  • [9] 對於現今藥物研發的流程,可參考這篇好文
  • [10] Order of Canada,加拿大平民的最高榮譽。
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文章難易度
科學大抖宅_96
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在此先聲明,這是本名。小時動漫宅,長大科學宅,故稱大抖宅。物理系博士後研究員,大學兼任助理教授。人文社會議題鍵盤鄉民。人生格言:「我要成為阿宅王!」科普工作相關邀約請至 https://otakuphysics.blogspot.com/