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臺灣 B 肝防治世界第一!疫苗防癌的重要推手原是張美惠——《她們,好厲害》

PanSci_96
・2019/12/30 ・7844字 ・閱讀時間約 16 分鐘 ・SR值 579 ・九年級

  • 文/司晏芳

張美惠為「台灣傑出女科學家獎」傑出獎第三屆的得主,她曾於 2008 年獲選為世界小兒消化醫學會聯盟主席,2009 年出任台大醫院肝炎研究中心主任。1997 年她在《新英格蘭醫學期刊》(NEJM : The New England Journal of Medicine) 發表論文,根據自1984 年起台灣新生兒全面施打 B 肝疫苗後十年的流行病學調查,證實 B 肝疫苗預防注射有效減少兒童肝癌的發生率,使台灣成為全世界第一個以疫苗預防癌症的實例。

在 1980 年代初期,台大醫院的小兒科診間裡,剛升上主治醫師沒多久的張美惠替一個不到十歲的小孩掃完腹部超音波,心中暗忖不妙,想到陪孩子看診的爸爸算是高危險群,開口要求他躺上診療台,順便也做個檢查。

張美惠將超音波探頭緊貼在爸爸的腹部來回移動,驚覺爸爸也跟孩子一樣罹患肝癌,同是末期,他們的腫瘤都已經太大,不能開刀,也無法做任何治療。

面對最沉默的器官,更要早期發現

在當時,肝癌從症狀初發到死亡,平均只有三至六個月。那一家三口大老遠從澎湖跑來台大求醫,望著全家焦灼等待的目光,要如何告知病情,那一刻變成張美惠行醫最艱難的時刻。

「面對這樣的結果,最難受的是媽媽。我不只感到難過,更覺得慚愧,自己一點辦法都沒有,我什麼事也不能做,」台大小兒部教授張美惠談起 20 多年前的往事,彷彿歷歷在目,激動地說:「我們發現肝癌都太晚,尤其是兒童更晚,但現在做法已經不一樣,希望可以改變不幸的事。」

由於肝臟沒有痛覺神經,不容易感覺痛,等有症狀出現,往往已經太慢,延誤肝癌治療時機,死亡率高。面對兒童肝癌,張美惠呼籲,B 肝帶原小朋友也要做定期腹部超音波檢查,希望「早期發現、早期治療」。

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儘管如此,對張美惠而言,當醫生,在診間一個個救,還是太慢、也不夠徹底,她想的是全台灣,甚至是全世界的兒童,希望能從源頭防癌。她投入兒童肝癌研究近三十年,橫跨臨床、基礎和公共衛生領域,均有獨步全球的發現。

張美惠是臺灣橫跨臨床、基礎和公共衛生領域的傑出醫者與學者。圖/取自書籍《她們,好厲害:台灣之光.18位女科學家改變世界

推廣「大便卡」,把握黃金救命期

最具代表性的就是,張美惠於 1997 年發表在《新英格蘭醫學期刊》(NEJM : The New England Journal of  Medicine) 的論文,根據自 1984 年起台灣新生兒全面施打 B 肝疫苗後十年的流行病學調查,證實 B 肝疫苗預防注射有效減少兒童肝癌的發生率,台灣也因此成為全世界第一個以疫苗預防癌症的實例。

由於肝癌與感染 B 型肝炎病毒有關,張美惠長期追蹤兒童感染 B 型肝炎病毒的情況,也就是為 B 肝帶原兒童,建立完整的肝炎血清庫及組織庫,研究病毒的生長及變異過程和與宿主的相互關係,填補兒童到成人這塊肝炎自然史的知識空白。

另外,張美惠的研究團隊也從老鼠身上發現新的肝癌致癌基因位在男性 Y 染色體上,解答肝癌為何好發在男性,包含男童,「未來這也可能應用在基因療法,」她說。

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張美惠還走出醫院診間、實驗室,四處奔走推廣篩檢膽道閉鎖症的「嬰兒大便卡」,藉由大便篩檢及早發現膽道閉鎖兒,確保在出生後 60 天內的黃金救命期開刀,提高存活率。若沒有接受手術治療,絕大多數的寶寶會在兩歲以前死亡。

嬰兒大便辨識卡。圖/財團法人兒童肝膽疾病防治基金會

2013 年八月,張美惠獲頒國民健康署「第一屆健康促進貢獻獎」個人獎,表彰她對健康政策倡議、推行與服務創新的具體貢獻。

「不只是全國每一個小朋友都篩檢,全世界也有許多國家跟我們索取這個大便卡,」前國民健康署署長邱淑媞在頒獎典禮盛讚這項發明,影響力不只在台灣,更造福全世界。

在頒獎台上,張美惠穿著淡色洋裝,一抹淺淺的微笑,身旁站了一排男醫生,更顯得她個頭嬌小,凸顯出她是唯一一位受獎的女醫師。

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令人好奇,為什麼張美惠可以在不同領域,讓台灣做到「全世界第一」?

「做研究就是要解決問題,重點是看你問什麼問題,不必分臨床、基礎或公衛,它們只是不同的解決方法。困難是一定會有的,就是要有信心慢慢解決,」張美惠一語道破她成功解題的祕訣,在於好奇、靈活找出解決方案,以及堅持到底的決心。

跟老師 PK,看看誰比較準

其實,張美惠的這些特質,在她早年當住院醫生就顯露無遺。

在台大小兒科擔任住院醫師的第一年時,她照顧一位小病人,他的體重只有 17、8 公斤,肚子卻大得像孕婦。當時張美惠靈機一動,想到婦產科剛引進的超音波機器,如果可以拿它來檢查孕婦腹內胎兒狀況,小病人或許也可一試,看他肚子裡究竟裝了什麼東西。

1976 年初,在婦產科師長的指導下,張美惠嘗試將超音波應用在腹部腫瘤、膽道囊腫、膽道擴張等疾病的診斷,堪稱是全台灣第一個做腹部超音波的醫生。

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在婦產科師長的指導下,張美惠嘗試將超音波應用在腹部腫瘤、膽道囊腫、膽道擴張等疾病的診斷。圖/Wikimedia Commons

「當時的超音波很原始,只能看腫瘤周圍的邊緣,中間細節都沒有,」張美惠回憶,當時深感超音波檢查的神奇,因為過去只能靠用手摸,判斷有沒有長腫瘤。於是她跟兒科教授李慶雲表明,她想去婦產科學這項技術,「那你去學啊,」李教授鼓勵她。

後來張美惠還找老師比賽診斷的準確度,「李教授很厲害,靠手就可以診斷,但後來知道我這超音波也很準,」張美惠笑談當年往事。 隔年,張美惠又自費負笈日本順天堂大學學習更先進的超音波,一個月後返台,她動手設計檢查流程,蒐集兒科病人案例,推他們去婦產科做腹部超音波檢查,最後將檢查結果寫成論文。

有趣、好玩,能解決問題就是有意義的事

但是,當張美惠興致勃勃跑去婦產科研究超音波,卻也有人澆她冷水:「不過是小小的住院醫師,也不是主治大夫,學這個也不見得能留台大,何必浪費時間!」

「只要可以解決病人的問題,我就覺得有意義,跟留不留台大有什麼關係?」重點是,張美惠補充,「過程很有趣、好玩,可以回答一些大家不知道的問題。」

除了忙著學超音波,張美惠還跟著專精兒童內分泌的陳森輝教授研究高膽紅素血症、蠶豆症和黃疸之間的關係。別忘了,她當時還是住院醫師,那年代檢驗師不足、也沒有總醫師,必須操作部分檢驗工作,每個病人獨自從頭管到尾;而且,每三、 四天就要熬夜值班,若人力不足,更可能每兩天就要值班。

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忙碌的住院醫師生活,補眠可能都來不及。可是,住院醫師三年下來,張美惠一共發表七篇論文,還在這段時間結婚生子──第一年結婚、第三年生老大,做月子的那兩個月空檔,又寫完前述兩個研究的論文,後來這兩篇論文包辦了當年台大最佳住院醫師論文獎的第一、 二名。

「我不知道為什麼就是很喜歡做研究、寫論文。做研究可以解決問題,『想』是最有趣的部分。我想只要有興趣,就一定會找得出時間,」張美惠說。

 全台第一個小兒胃腸肝膽科醫生

然而,當張美惠完成住院醫師訓練,台大小兒科並沒有主治大夫的缺。當時有兩個工作機會,署立桃園醫院或暫借台大一角的美國海軍第二醫學研究所。結果,張美惠選擇留在台大做兼任主治醫師,因為可以一邊看病、一邊做研究,只不過薪水微薄,月薪僅新台幣 2000 元。

張美惠很清楚,自己不可能放棄研究工作,因為臨床工作處理的是常規例行事項,多半套用現成的解決辦法,但她更想碰那些還沒有被解決的問題。

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幾個月後,張美惠順利升任主治醫師。當時台大兒科次專科已經有新生兒科、內分泌科和心臟科,她想發展一個全新的領域,決定走小兒胃腸肝膽的次專科。

「我的老師們都很幫忙,」張美惠感謝當時兒科主任的支持,送她一本小腸疾病和相關病理切片的原文教科書,建議她去內科當研究醫師,學習內視鏡。

張美惠等於是開路先鋒,當時無人專精兒童消化學,對於消化道的功能、小腸疾病所知甚少。相關器材、人員也是亟待解決的問題,像內視鏡管徑過粗,並不適合嬰幼兒使用,以及如何替小朋友麻醉等等。兩年後,張美惠深感所學還是不足,申請赴美進修一年,最後拿到獎學金赴洛杉磯加州大學 (UCLA),一個人漂洋過海去學習。

這次的經驗,讓張美惠大開眼界;她發現,美國胃腸消化學研究著重探討胃腸道功能,像胃液、腸液的分泌、營養吸收等等,但台灣當時主要重視形態學,看哪裡潰瘍、出血的結構問題。她親自進實驗室,動手操作相關消化道內分泌機轉的動物實驗,以及做小腸病理切片及判讀。

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此外,張美惠觀摩美國臨床對腸道病人的營養照護;對於無法由口或其他管灌方式獲得足夠營養的病人,會在前胸置放中心靜脈導管,採用全靜脈營養輸液,等病情穩定後,可轉為自行在家輸注。回台後,張美惠參考美國模式,創建台灣第一個居家靜脈營養的照護模式。

對於無法由口或其他管灌方式獲得足夠營養的病人,可在前胸置放中心靜脈導管,採用全靜脈營養輸液。圖/liberaldictionary

建立信心,追求世界第一的創新

那還不算創新,充其量只能說是將美國的模式改良而已,」張美惠坦言,「我比較喜歡做新東西,要嘛就做世界第一的創新。」

對張美惠來說,這趟美國行最有收穫的,其實是建立自信心,認為不必太小看自己;台灣雖小,也可以放眼全世界,相信我們能做出對人類有貢獻的事。

張美惠致力於小兒肝膽腸胃疾病的預防及治療。圖/取自書籍《她們,好厲害:台灣之光.18位女科學家改變世界

張美惠滿懷壯志回台,摩拳擦掌準備全力衝刺研究事業。她的起點從一間小儲藏室開始,那是台大小兒科在舊大樓僅剩最後的一點空間,分配給她當辦公室;五、 六坪大小的空間,不僅跟工友共用,還與掃把、畚箕、會議紀錄為伍。

「我當時衝勁十足,能有地方做事就好,管它在哪裡。而且隔壁就是儀器室,很方便我做實驗,」談起當年創業維艱,張美惠一點也不以為苦,反而樂在其中,因為覺得自己有在做事,只是對工友很不好意思,害他要跑出去找地方睡午覺。

張美惠還記得,自己申請的第一件國家科學委員會計畫,出師不利,因為要從國外進口實驗器材,一等就大半年過去,只好申請延期半年,但來年的研究計畫就會被打回票。那段研究經費青黃不接的日子,她自掏腰包付助理薪水,因為「遇到問題就要解決,不然怎麼辦?」

於是,張美惠的科學之路就此展開,爾後研究成果屢獲國內外肯定,頻頻受邀為權威學術期刊撰文、審稿。而她一手創建的台大小兒胃腸肝膽科也成為許多外國醫師取經、學習的地方。在 2008 年,她更被票選為世界小兒胃腸肝膽營養學會聯盟主席,台灣也因此在 2012 年時,成為繼美國、法國、巴西之後,全世界第四個舉辦每四年一次世界小兒胃腸肝膽營養學年會的地方,共有 86 個國家的代表來台與會。

台大兒科陳慧玲教授,也是張美惠教授快 20 年的學生,她記得之前台大兒童醫療大樓竣工,小兒部從舊大樓遷移至新大樓,實驗室與辦公室分屬不同樓層,曾經做過小兒科主任的張美惠卻寧可捨棄辦公室樓層的大辦公室,選擇窩在實驗室樓層的小辦公室;地方只有大辦公室的一半,但門一打開,往右走幾步,就是實驗室大門,「你可以看出張教授的熱忱是在哪裡,」她說。

用科學精神看病,不因臨床而鬆懈

儘管做過主任,掛上教授頭銜,張美惠對人親切,一點也不會擺架子。曾經在她身邊跟診的陳慧玲醫師觀察,「她看病仔細,而且對病人負責。」

來台大求診的病人,往往有許多疑難雜症。「張教授絕不會自恃看診經驗豐富,就這樣看過去,」陳慧玲說,如果病人輾轉好幾家醫院才過來,帶來一大堆資料,無法在門診當場處理,張美惠會把資料帶回科內研討,事前找人查清楚相關文獻、整理好檢驗數據,召集大、小醫生開會討論。

面對疑難雜症,張美惠也發揮求知求真的科學精神,不會因為是臨床工作就鬆懈。假如台灣的醫生都沒辦法解決,張美惠還曾趁國外學者來訪或出國開會的場合,不遠千里帶病歷請教相關學者專家。要是知道其他國家的醫療團隊出了相關新的檢驗方法,她也會不辭辛勞將病人檢體送去,並與國外專家學者討論,診斷出不少罕見疾病。

如果遇到最後診斷不出來、病因不明的病人,張美惠會仔細記下來,把從醫多年遇到的疑難雜症分門別類整理在不同本子,一點一滴累積臨床研究的素材,替後來的研究人員節省許多時間。

如果真的遇到無法解決的案例,張美惠會仔細記錄、分類,以便日後研究。圖/giphy

陳慧玲回憶當時唸台大臨床醫學研究所博士班,論文主題是膽汁滯留,張教授直接拿給她一本筆記本,裡頭手寫登載過去一、 二十年有類似症狀、病因不明的病人資料,包含症狀、檢驗數據和肝臟組織等等,也因此是亞洲首度診斷出罕見的進行性肝內膽汁滯留病例。

終生學習,樂在研究

張美惠一週看兩節門診,平日八點以前就進辦公室,每週分別固定和基礎、臨床的研究團隊開會一次。整個團隊有十幾個研究人員,每個人的主題都不一樣,張美惠掌握每人的研究方向、進度,也不定期找組員個別討論。

「跟張教授討論,絕不能含混帶過,她會追問你為什麼這樣想?根據什麼資料?」陳慧玲坦言,準備不夠充分,很容易招架不住。

面對分子生物、基因體及蛋白質體學等新興學門,張美惠靠自修、參加研討會來吸收新知。每次聽演講,張美惠總會坐在第一排,專心抄筆記,回實驗室跟研究團隊分享學習內容。

陳慧玲打趣地說,「我們學生去研討會也沒她認真,幾堂課下來,一個個從後門溜出去。她每次分享她學到什麼、討論研究可以怎麼做,眼睛是發亮的,感覺她真的很快樂。」

遇到研究做不下去、數據跑不出來,張美惠總是鼓勵研究人員說,「試著再重看一遍數據」、「我們換個方向思考」,或者「看看找誰幫忙」。

研究瓶頸常發生在最後要收尾的時候,陳慧玲形容,就像爬山登頂的最後一哩路,總是特別難走。「很多人一旦被卡住,多半灰心做不下去,但張教授遇到困難,會嘗試各種可能性來突破,並不吝開口尋求別人的幫忙,堅持做到最後,研究難題到她手裡終能迎刃而解。」

家人的支持,是前進的最大動力

在這條科學路上,張美惠認為自己很幸運,一直遇到好人;細數教她做胃鏡、腹部超音波、看病理切片、動物生理實驗的台大恩師們,絲亳不曾因為她身為女性,而限制她的學習、發展。

回想在北一女中,張美惠當時崇拜居禮夫人,一心想保送台大化學系,最後不忍違逆母意,選擇保送台大醫學系。張美惠的父親早逝,靠著叔叔經濟資助,由祖母和媽媽帶大她和姐姐,媽媽拜託當時唸台北醫學院(現改名為台北醫學大學)醫學系的遠房表哥遊說她當醫生。

「媽媽養我那麼辛苦,不忍心讓她失望,」張美惠回頭再看當時的抉擇,她認為,醫學有許多東西和化學相關,像與藥物相關的有機化學、跟生物有關的生物化學,「其實好像唸醫學也可以學到化學。」

婚後,經過先生同意,張美惠將母親接來同住。先生林志明是台大醫學系大她兩屆的學長。張美惠非常感謝媽媽、先生支持她做自己有興趣的事情,媽媽幫忙料理家務和帶兩個孩子,讓她亳無後顧之憂,埋首研究。

張美惠曾在公開演講談及家人是推動她前進的最大動力,說:「我每天回家的時候先生都跟我說,你做的事情好有意義。我被這麼稱讚就做得更起勁,我都說是因為他害我一直做下去的。」

「我最要感謝的還有我的母親,她讓我無論在什麼時候都有著堅定的後台;她養育我,也全力支持我做的每一件事,只要我需要她,她就會伸出手給我力量,」張美惠說。

張美惠曾在公開演講談及家人是推動她前進的最大動力。圖/pxhere

回首過往,張美惠也曾在母職和工作之間掙扎。當年她獲得赴美進修的機會,大女兒三歲,么子才一歲,先生支持她的決定,她自己卻放心不下兒女,一路哭著上飛機。期間,她曾猶豫要不要找時間回台一趟,但因為擔心自己回家就不想再赴美,最後打消短暫回台的念頭。她與家人靠打電話聯絡,一年後自美返家,么兒竟然不認得她。

張美惠坦承,她當時想要進修的心念強烈,犧牲家庭相處的時間也是不得已,如果可以的話,能夠全家一起出國,當然會更圓滿。

如苦行僧般說服他人,孩子一個都不能少

談起生命中的每個歷程、細數每個研究,張美惠總有謝不完的人。即使是推廣嬰兒大便卡,她也有一籮筐的人要謝,「光我一個人是沒有什麼用的,謝謝國民健康署願意配合放進媽媽手冊,媽媽願意看,護理人員願意解說,醫生們願意推廣,謝謝這麼多人相信我講的是對的。」

在 2002 年,張美惠開始印製好幾萬張大便卡,自比為傳教士、苦行僧,演講一場接一場地講,到處說服別人。

兩年後,國民健康署將嬰兒大便卡放入媽媽手冊,此後更將大便顏色篩檢與預防接種系統搭上線,希望搶救病童,一個也不能少。

孕婦健康手冊。圖/衛生福利部國民健康署

推動「嬰兒大便卡」背後還有一段故事。十幾年前,張美惠醫師在門診時,診斷出一位寶寶罹患膽道閉鎖症,但媽媽不願意小孩接受手術治療,急得她四處找人說服媽媽,最後拖了四個月才回來開刀,寶寶後來狀況不好,媽媽也很後悔。

「眼睜睜看寶寶過了開刀的黃金期,明知可以救卻救不了,我怎麼受得了,」張美惠為免憾事重演,苦思良久,決心創立全國「嬰兒大便卡」篩檢系統。

堅守初心,肯付出就有收穫

張美惠認為,別人聽不聽是一回事,但無法忍受自己沒有盡力堅持做對的事,相信「只要肯付出,一定會有收穫」,勉勵年輕學子追隨自己興趣,「找到想要做的事,方法總會被你找出來的。」

張美惠身兼多重角色,既是臨床醫生,也是科學家,還是公共政策的推動者。在她眼裡,科學家的巧思影響最為深遠。以發明 B 肝疫苗的美國科學家希爾曼 (Maurice Hilleman) 為例,根據維基百科,目前常規預防接種的 14 種疫苗,光他一人發明的就占八種,被譽為 20 世紀救最多人的科學家。

「科學家就是要這樣做,」張美惠由衷敬佩。 2013 年九月,她受邀在《自然胃腸肝膽學評論》(Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology) 撰文,談及兒童 B 型肝炎治療的未來展望。

電子顯微鏡下的 B 型肝炎病毒。圖/Wikimedia Commons

張美惠講述文章內容,「B 肝帶原兒童還沒發病時,向來被認為是健康的帶原者,但他明明帶了病毒在身上,往往走向肝炎、肝衰竭、肝硬化或肝癌。活愈久,肝癌愈多。」

「為什麼我們放任病毒在兒童身上幾十年不管?為什麼要拖到他長大成人發病以後,才開始用藥治療?幾十年來,醫界對 B 肝帶原兒童束手無策,我們需要努力找尋新的藥物或治療方法,」張美惠言談間流露的急切、不忍,彷彿要一肩扛起挽回病童健康的責任,突然明白就是這樣「捨我其誰」的初心,成就了一位傑出的醫者、科學家和健康促進者。

台灣傑出女科學家獎設立於2008年,是台灣第一個專為表彰傑出女科學家、並鼓勵女性參與科學而成立的獎項,由台灣萊雅及吳健雄學術基金會共同主辦。


 

本文摘自《她們,好厲害:台灣之光.18位女科學家改變世界》,2013 年 12 月,遠見出版。

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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

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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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晚期肝癌口服標靶藥物,健保申請彈性便利高
careonline_96
・2025/10/28 ・2498字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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數十年來,肝癌一直都是台灣重要的癌症死因,對國人健康造成重大威脅。嘉義長庚醫院胃腸肝膽科張德生主任指出,由於肝癌早期沒有明顯症狀,必須透過檢查才能夠發現,所以許多患者會在較嚴重時才確定診斷。根據 111 年癌症登記報告,約有三成患者在確診肝癌時已為晚期,大多無法接受手術,僅能以藥物治療為主。晚期肝癌患者若沒有接受適當治療,病程進展可能相當迅速。

晚期肝癌治療持續突破!口服標靶藥物、免疫藥物健保皆有給付

在過去沒有特別治療的時代,晚期肝癌患者通常很難存活超過一年。如果肝硬化的狀況較嚴重,存活期甚至可能小於半年。張德生醫師表示,近年來晚期肝癌的治療藥物持續進展,顯著提升治療成效。如果積極接受正規治療,存活期中位數有機會達到兩年半。

晚期肝癌需要採用全身性治療,例如標靶治療、免疫治療等。張德生醫師說,標靶治療是針對特定靶點發揮作用,抑制腫瘤生長。免疫治療是利用免疫檢查點抑制劑,讓受到抑制的免疫細胞重新發揮作用。根據美國癌症治療指引,晚期肝癌一線建議藥物分別為口服標靶藥物及免疫治療,目前這兩類藥物皆已納入健保給付。然而,健保給付的標靶治療與免疫治療是互斥的,也就是說,一旦選擇某一種藥物,健保僅給付該藥物,無法在治療過程中更換另一種藥物。

張德生醫師補充說明,由於只能擇一使用,因此病人在選擇治療方式前,需與醫師充分討論,審慎考量自身病情、身體狀況及治療目標,選擇適合的藥物。而目前標靶藥物、免疫藥物的給付條件略有不同;免疫治療在健保初次使用與續用上,需符合一定審核標準,若病情未顯著改善,續用申請有可能不被核准;而口服標靶藥物在健保申請條件上相對具彈性,臨床上亦常見很多符合條件的晚期肝癌病人,得以穩定使用多年。

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把握時間及時用藥!原行動不便的晚期肝癌八旬老翁,自行走入門診

「根據臨床經驗,標靶藥物若有效,通常能在短時間內產生反應,可能很快就能看到療效。」張德生醫師說,「對於腫瘤較大、病情進展迅速的晚期肝癌患者而言,標靶治療可望迅速發揮作用,避免病情惡化。」

對此,張德生醫師也分享一個印象深刻的案例,指出曾經遇過一位 85 歲的老先生,確診肝癌時,因腫瘤已經非常巨大,嚴重影響身體機能,導致活動能力大幅下降而必須坐輪椅才能來到門診看診。張德生表示,考量到病情狀況,希望盡快用藥並縮小腫瘤,因此與患者討論後,決定選擇接受口服標靶藥物治療。而令人印象深刻的是,經過一週的治療後,老先生在回診時竟然是自行走進診間,與初診時的狀況相比,有非常顯著的改善。

用藥時間、用藥方式皆須考量!醫:過往經驗,口服標靶藥物申請相對快速

對此,張德生醫師補充說明,以個人經驗來看,口服標靶藥物的申請流程相對快速,約一至兩週即可完成審核,也因此在臨床與患者討論用藥時,也會將時間一併評估。除了用藥時間外,治療對生活的影響,也是一項須考量的因素。張德生醫師指出,標靶藥物採用口服,病人可在家自行服用,每日一到兩次,便利性高,對生活與工作的影響較小。而免疫治療採靜脈注射,病人必須定期回醫院接受治療。這些,也是臨床上在與患者討論用藥時,可能會評估的面向,也提醒病人積極與自己的主治醫師討論,找尋最適合自己的用藥。

最後,張德生醫師也提醒,近年來肝癌的治療藥物已有長足進步,提醒高風險族群,如:具有 B 型肝炎、C 型肝炎、肝硬化、飲酒過量、脂肪肝、家族病史等危險因子等,應定期回診,檢測胎兒蛋白 AFP、追蹤腹部超音波。即使確診為晚期肝癌,也不必過度灰心,請與醫療團隊積極配合,根據個人臨床狀況制定合適的治療方案,便有機會獲得良好的治療成效。

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筆記重點整理

  • 肝癌早期沒有明顯症狀,必須透過檢查才能夠發現,所以許多患者會在較嚴重時才確定診斷。根據111年癌症登記報告,約有三成患者在確診肝癌時已為晚期,大多無法接受手術,僅能以藥物治療為主。晚期肝癌患者若沒有接受適當治療,病程進展可能相當迅速。
  • 在過去沒有特別治療的時代,晚期肝癌患者通常很難存活超過一年。如果肝硬化的狀況較嚴重,存活期甚至可能小於半年。近年來晚期肝癌的治療藥物持續進展,顯著提升治療成效。如果積極接受正規治療,存活期中位數有機會達到兩年半。
  • 晚期肝癌需要採用全身性治療,例如標靶治療、免疫治療等。目前這兩類藥物皆已納入健保給付,不過給付條件略有不同,免疫治療的給付限制較為嚴格,而且如果後續治療成效不符合續用條件,健保便不再給付。
  • 標靶藥物採用口服,病人可在家自行服用,每日一到兩次,便利性高,對生活與工作的影響較小。免疫治療採靜脈注射,病人必須定期回醫院接受治療。由於只能擇一使用,因此病人在選擇治療方式前,需與醫師充分討論,審慎考量自身病情、身體狀況及治療目標,選擇適合的藥物。

參考資料:

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