本文由 我的青航時代－2022航發會×暑期航空營 委託，泛科學企劃執行。

你聽過「航空安全檢查員」嗎？他們的工作可能不為一般大眾所知，卻是維護飛航安全中極為重要的一環。航空安全檢查員簡稱「檢查員」，他們的工作種類繁多，且涉及許多專業知識。本篇文章將帶領你認識航空安全檢查員，讓你對飛航安全有更加全面的了解。

《國家民用航空安全計畫》的根基——航空安全檢查員

1992 年，美國聯邦航空總署（FAA）建立國際航空安全評鑑（IASA）計畫，採用國際民用航空組織（ICAO）的飛航標準，定期評鑑其他國家航空產業的主管機關，並將評鑑結果分為二級：第一級為符合 ICAO 之標準，第二級為不符合 ICAO 之標準。

以美國來說，被評為第二級的國家便被列入觀察且受到不能開拓新航線的限制，對航空公司及旅客權益可說是影響深遠。

時至今日，全球有多達 193 個 ICAO 會員國採用這樣的分級評鑑制度，就連國內沒有機場的摩納哥和聖馬利諾，也都加入了守護全球飛安的行列。雖然臺灣不是會員國，但為了遵守國際共識，交通部民航局便依據《國際民用航空公約》（Chicago Convention on International Civil Aviation）第十九號附約〈安全管理〉與 ICAO 第 9859 號文件《安全管理手冊》制定《國家民用航空安全計畫》，並且納入 ICAO 的「關鍵要素（Critical Elements，簡稱 CE）」作為參考。

由上表可見，這八項關鍵要素涵蓋範圍非常全面且廣泛，在法制體系、監理組織、人員證照管理、飛航作業管理、適航管理、失事調查、飛航服務管理，以及航空站管理等層面，都有嚴謹的規定。其中，第四項關鍵要素（CE-4）所指的技術人員，就包括了航空安全檢查員！

檢查員有哪些類型？

什麼，檢查員還有分成不一樣的類型？沒錯！民航局在 1996 年引進美國聯邦航空總署的制度後，依照不同的專業資格，將航空安全檢查員分成五種類型，分別是：隸屬民航局飛航標準組的航務檢查員、適航檢查員、客艙安全檢查員，以及隸屬民航局空運組的危險物品檢查員與航空保安檢查員。為此，泛科學採訪了民航局飛航標準組航務科科長張泰誠，希望能夠完整且清晰地了解航空安全檢查員究竟是何方神聖。

張泰誠科長原先是飛行員，於考取民航局約聘航務檢查員後，又參加考選部 108 年的民航特考才成為正式公務人員。他提到，雖然航務檢查員是公務員的一種，卻不是大學畢業的新鮮人能夠擔任的職位，最主要的原因就是航務檢查員必須是有經驗的駕駛員；除此之外，還得持有機型檢定證，具備七年以上的飛航年資、1500 小時以上的飛航總時間，而且近五年不能有任何失事、重大意外事件或民航局處分紀錄，綜合這些條件，才具備報考航務檢查員的資格。若是曾擔任總機師、航務（副）主管，或是檢定考試官等職務者更好。

適航檢查員又分成初始適航與後續適航兩種，也就是檢查飛機是否符合各項規定。客艙安全檢查員就是「座艙長」，主要工作是確保客艙與乘客的安全、主持飛行前簡報，以及緊急逃生流程演練。至於危險物品檢查員與航空保安檢查員，平時各司其職，但在調查飛安事件，或是審查引進的新機時，則會聯手執行工作。

張泰誠科長也特別提到航務員這個崗位。他表示，大眾經常將航務員與航務檢查員搞混，但其實航務員隸屬民航局航站管理小組，是標準組的平行單位。他們被稱為「塔臺的眼睛與耳朵」，主要工作是確認跑道狀況，以及應付機場內與跑道上的緊急事故，可說是站在第一線維護機場安全的重要角色！

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檢查員有哪些重要的工作？

那麼，航空安全檢查員的工作有哪些呢？上文提及交通部民航局採用 ICAO 的標準制定《國家民用航空安全計畫》，而航空安全檢查員的三大職責，也都是依據 ICAO 的附約制定，這些工作內容可粗略分成檢定給證、技術管理，以及一般檢查，介紹如下：

檢定給證著重在人員層面：對於初次通過測試的技術人員，要頒發證照給他們；對於已持有證照的技術人員，則要定期訓練，航空器駕駛員及飛航管制員還必須定期實施體格檢查，確保這些專業人員可以穩定發揮能力，做好份內的工作。若是給證的對象是航空器或飛航模擬機，則有另外的檢驗作業與流程要進行。

技術管理著重在制度層面，不但要訂定飛安政策，還要進行繁瑣的航務查核。查核範圍從製造維修，到訓練機構與航空人員都包括在內——只要與飛安有關，就與檢查員有關！

根據張泰誠科長的說明，以引進新機型為例，首先要陳述申請意圖，也就是說明該機型預計飛行的航線、商務艙和經濟艙的數量，以及需要另外申請哪些特殊作業，陳述後才可以正式申請。從引進、訓練、到開放載客，通常要經過一年以上的時間。在這期間，要通過文件審查的關卡，將新機型的手冊規範併入現有的手冊。修訂完成後，就進入驗證階段，分別在地面和空中演練飛安事故發生時的應對措施。以上四階段都通過後，才可進入給證階段，完成新公司成立或是新機引進的作業。

適航檢査則是檢查航空器紀錄及實機，確認航空器符合適航法規後，核發適航證。此外，還得針對航空人員訓練、維護計畫、可靠度計畫、航空器維修等各項作業等進行不定期檢查，確保航空器得到妥善維護。

初始適航驗證是針對新型航空器的認證作業，目的是確認航空器符合各項設計法規的要求。另外，如果航空器進行大修理及大改裝備，也必須通過功能評估與初始適航，才能取得認證。飛航測試則是利用飛測機測試機場及航路上的地面導航設施，是非常重要的例行性工作。每年花費在飛航測試的時間約 300 到 400 小時，是確保飛航安全的關鍵環節。

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檢查員需要具備什麼特質？

針對這個問題，張泰誠科長認為最重要的就是對航空產業有熱情。畢竟工作地點就是機場，要是對航空產業沒有熱情，想必很快就會厭倦這份工作。其次，科長也認為這份工作非常要求細心，因為檢查員著重在技術管理層面，經常需要正確且詳細地撰寫檢查記錄與報告，或是依法執行嚴格的檢查程序；也就是說，如果不夠細心，面對大量的文書工作就容易出錯，甚至間接造成飛航安全問題。

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只要你是中華民國國民，符合年齡規定，具有各科別應考資格，就可以參加考試，成為檢查員！相關資訊歡迎參考考試簡介與應考須知。

補充影片

本文由 我的青航時代－2022航發會×暑期航空營 委託，泛科學企劃執行。

參考資料

• The Critical Elements｜ICAO
• 航務檢查員手冊 – 交通部民用航空局
• 我國飛安監理制度 – 交通部民用航空局
• 國家民用航空安全計畫－交通部民用航空局
• 民航局飛航標準組航務科張泰誠科長：飛航檢查員 細心守護每一項飛安環節
• 111 年公務人員特種考試民航人員考試

本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位。

• 採訪撰文／寒波
• 美術設計／林洵安

為何新冠病毒突變之後傳染力更強？

COVID-19 至今仍深深影響全人類，新冠病毒持續演化，例如曾經造成臺灣大規模社區感染的 Alpha 變異株、傳染力更強的 Delta 變異株，近期出現的 Omicron 變異株等，它們逃避免疫系統的能力都不一樣，關鍵就在不同的棘蛋白（spike protein）結構。「研之有物」專訪中央研究院生物化學研究所徐尚德副研究員，他的團隊陸續解析各種新冠病毒變異株的棘蛋白結構，不但能釐清新的突變帶來的威脅，後續也可作為研發人造抗體的指引。

解析新型冠狀病毒棘蛋白

COVID-19 的病原體是一種冠狀病毒，和 SARS 病毒是近親，正式命名為 SARS-CoV-2，中文常稱作新型冠狀病毒。為了知道病毒如何感染人體細胞，以及如何逃避免疫系統的辨識，我們需要進一步瞭解冠狀病毒表面的棘蛋白結構。

結構為什麼重要？因為結構會影響蛋白質功能。蛋白質是由不同的氨基酸所組成的長鏈，實際作用時會摺疊形成特別立體結構，而冠狀病毒的蛋白質中，又以棘蛋白最為關鍵。

徐尚德強調，棘蛋白是冠狀病毒暴露在表面的蛋白質之一，絕大多數被感染者的免疫系統所產生的抗體都是辨識棘蛋白。因此現今臨床使用的蛋白質次單元疫苗、腺病毒疫苗以及 mRNA 疫苗，都是以棘蛋白為基礎來研發。

Cryo-EM 讓蛋白質結構無所遁形

工欲善其事，必先利其器。解析蛋白質結構的方法很多，早期的 X 光晶體繞射（X-ray diffraction），就像將影片定格截圖，但不一定為蛋白質實際作用的狀態。

再來是核磁共振（Nuclear Magnetic Resonanc，簡稱 NMR），這是徐尚德留學深造時的專業，可以重現蛋白質在水溶液中的結構及動態，更接近實際作用的形態，可惜不適合分子量較大的分子。

目前結構生物學最具潛力的新技術是：冷凍電子顯微鏡（Cryogenic Electron Microscopy，簡稱 Cryo-EM），Cryo-EM 可以拍出原子尺度下高解析度的三維結構，此技術於 2017 年獲得諾貝爾化學獎。中研院則於 2018 年開始添購 Cryo-EM 設備，而 Cryo-EM 正是徐尚德用來解析棘蛋白結構的主要利器！

在 COVID-19 疫情爆發初期（2020 年 1 月），徐尚德就率先啟動新冠病毒的結構分析，當時他的研究團隊剛好已分析過感染貓科動物的冠狀病毒，對於解析棘蛋白結構有一定經驗，可說是贏得先機。

具體來說，如何用 Cryo-EM 解析新冠病毒的棘蛋白結構？

首先要大量培養新冠病毒、再分離、純化得到棘蛋白。接下來，將大量蛋白質樣本鋪成薄薄一層液體，之後以 -190℃ 急速冷凍，讓蛋白質分子保持凍結前的形態，最後用程式重建棘蛋白的三維影像。徐尚德譬喻，就像一匹馬在高速移動時，連續拍攝許多照片，再將照片疊加起來，重建馬的形狀。

棘蛋白的體積已經算大，假如又與其他蛋白質結合，體積將會更大。能解析如此龐大結構為 Cryo-EM 一大優點，但是也會創造很大的資料量。徐尚德強調，用 Cryo-EM 分析蛋白質結構不只做實驗，也要協調資料處理等疑難雜症。

關鍵 D614G 突變，讓新冠病毒棘蛋白穩定性大增

儘管已有貓冠狀病毒的經驗，徐尚德研究團隊初期仍經歷一陣摸索，一大困難在於，做實驗時發現不少棘蛋白壞掉，不再保持原本的結構。

這是因為一般取得蛋白質樣本後會置於 4°C 冷藏，但 4°C 其實不適合保存棘蛋白。接著徐尚德細心觀察到，具備 D614G 突變的棘蛋白，保存期限竟然比沒突變的棘蛋白要長，可以從 1 天增加到至少 1 週。

什麼是 D614G 突變呢？武漢爆發 COVID-19 疫情的初版新冠病毒，其棘蛋白全長超過 1200 個胺基酸，D614G 突變的意思就是：第 614 號氨基酸由天門冬胺酸（aspartic acid，縮寫為 D）變成甘胺酸（glycine，縮寫為 G）。

D614G 突變誕生後，存在感持續上升，2020 年 6 月時已經成為全世界的主流，隨後新冠病毒 Alpha、Delta 等變異株，皆建立於 D614G 的基礎上。

儘管序列僅有微小差異，許多證據指出 D614G 突變會增加新冠病毒的傳染力。有趣的是，它也能大幅增加棘蛋白在體外的穩定性。因此在研究用途上，變種病毒的棘蛋白反而容易保存，徐尚德更指出，對抗變種病毒的蛋白質次單元疫苗（subunit vaccine）穩定性也會增加。

新冠病毒棘蛋白的「三隻爪子」：受器結合區域

徐尚德參與的一系列新冠病毒結構研究，除了棘蛋白本身，還包含棘蛋白與細胞受器 ACE2 的結合、棘蛋白和人造抗體的結合。

既然要解析結構，儀器「解析度」能看清楚多小的尺度就很重要！蛋白質結構學的常見單位是 Å（10^-10 公尺），原子與原子間的距離約為 2 Å，Cryo-EM 的極限將近 1 Å，不過棘蛋白大約到 3 Å 便足以重建立體結構。

冠狀病毒如何感染宿主細胞，和結構又有什麼關係？棘蛋白位於冠狀病毒的表面，直接接觸宿主細胞受器 ACE2 的部分，稱為受器結合區域（receptor binding domain，簡稱 RBD），結構可能展現「向上」（RBD-up）或是「向下」（RBD-down）的狀態。向下，RBD 便不會接觸宿主細胞的受器，缺乏感染能力，；向上，RBD 方能結合受器，引發後續入侵。

新冠病毒表面的棘蛋白有「三隻爪子」（3 RBD），RBD 有可能同時向上（3 RBD-up），也可能只有 1～2 個向上，結構會影響病毒的感染能力。更詳細地說，棘蛋白某些胺基酸位置的差異，會影響結構的開放與封閉程度。

棘蛋白向上或向下是動態的，假如能保持穩定性，延長向上的時間，也有助於新冠病毒的感染。這正是徐尚德一系列研究下來，實際觀察到不同品系的變化。

一網打盡所有高關注變異株的結構變化

和武漢最初的新冠病毒相比，D614G 突變帶來什麼改變呢？簡單說：棘蛋白向上的比例增加了，導致整個結構變得更加開放，增加新冠病毒對宿主受器的親合力（affinity）。

以 D614G 為基礎，接下來又獨立衍生出數款品系，皆具備多個突變，傳染力、抵抗力更強 。影響最大的是首先於英國現身的 Alpha（B.1.1.7）、南非的 Beta（B.1.351）、巴西的 Gamma（P.1），以及更晚幾個月後，於印度誕生的 Kappa（B.167.1）與 Delta（B.167.2）。Alpha 一度於世界廣傳，導致包括臺灣在內的嚴重疫情，不過隨後不敵優勢更大的 Delta。

對於上述品系，徐尚德率隊一網打盡。 Alpha 的棘蛋白結構解析已經發表於 《自然－結構與分子生物學》（Nature Structural & Molecular Biology）期刊，其餘新冠病毒變異株的論文仍在等待審查，目前能在預印網站 bioRxiv 看到，該研究一次報告 38 個 Cryo-EM 結構，刷新紀錄。

Alpha 變異株的 RBD 向上結構穩定

一度入侵台灣造成社區大規模感染的 Alpha 株有何優勢？其棘蛋白除了 D614G，還多出 8 處胺基酸突變，徐尚德發現 N501Y（天門冬酰胺變成酪胺酸）、A570D（丙胺酸變成天門冬胺酸）的影響相當關鍵。

直覺地想，棘蛋白的外層結構才會與受器接觸影響傳染力，立體結構中第 570 號胺基酸的位置比較裡面，乍看並不要緊。但是徐尚德敏銳地捕捉到，A570D 突變會改變局部的空間關係，令「RBD 向上」的結構更加穩定。徐尚德形容為「腳踏板」（pedal-bin）── A570D 突變的效果就像踩著垃圾桶的腳踏板，讓桶蓋（也就是 RBD）穩定保持開啟。

事實上，棘蛋白總體向上的比例，Alpha 還比單純的 D614G 突變株更少，不過 A570D 增進的穩定性似乎優勢更大。研究團隊製作缺乏 A570D 突變的人造模擬病毒，嘗試體外感染人類細胞，發現感染力明顯減少，證實 A570D 突變頗有貢獻。

Alpha 變異株的棘蛋白親近宿主細胞，干擾抗體作用

另一個重要突變是 N501Y，不只 Alpha 有，Beta 等許多品系也有，Delta 則無。N501Y 在眾多品系獨立誕生，似乎為趨同演化所致。N501Y 能為病毒帶來哪些優勢？

第 501 號胺基酸位於棘蛋白表面，會直接與宿主受器 ACE2 結合。此一位置變成酪胺酸（tyrosine，縮寫為 Y）後，和受器的 Y41 兩個酪胺酸之間，容易形成苯環和苯環的「π–π stacking」鍵結，從而大幅提升棘蛋白對細胞的親合力。

另一方面，N501Y 突變也會干擾抗體的作用。中研院細胞與個體生物學研究所的吳漢忠特聘研究員，率隊研發一批針對棘蛋白的人造抗體，測試發現有一款抗體 chAb25 對 D614G 突變株相當有效，但是對 Alpha 株無能為力。徐尚德由結構分析發現：N501Y 改變了棘蛋白表面的形狀，讓抗體 chAb25 無法附著。

好消息是，另外有兩款抗體 chAb15、chAb45，依然能有效對抗 Alpha 病毒，不受 N501Y 影響。這兩款抗體會附著在棘蛋白 RBD 的邊緣，避免棘蛋白和宿主細胞接觸。而且抗體 chAb15、chAb45 會各占一方，可以同時使用，多面協同打擊病毒。

棘蛋白結構不只胺基酸，還要注意表面的醣

有了 Alpha 的經驗，接下來分析 Beta、Gamma、Kappa、Delta 便順手很多。這批新冠病毒的棘蛋白變化多端，但是「RBD 向上」的整體比例皆超過 Alpha 和 D614G 突變株，可見適應上各有巧妙。徐尚德也發現，要釐清棘蛋白的結構，不能只關心蛋白質，還要考慮棘蛋白表面的醣基化（glycosylation）修飾。

蛋白質在完工後，某些胺基酸還能加上各種醣基。病毒蛋白質表面的醣基可以作為防護罩，干擾抗體和免疫系統的辨識。醣基化修飾就像替病毒訂作一套迷彩外衣，不同變異株的情況都不一樣，假如醣基化的位置和數量，由於突變而改變，便有可能影響立體結構，有助於它們閃躲抗體。例如和武漢原版新冠病毒相比，Delta 株棘蛋白少了一個醣化修飾，Gamma 株棘蛋白則多了兩處醣化。

還好從結構看來，並沒有任何突變組合能完美逃避抗體。例如由美國的雷傑納榮製藥公司（Regeneron）製作並通過緊急使用授權的抗體；以及中研院吳漢忠率隊研發，有望投入實用的多款人造抗體，對變異品系依然有效。這場人類與病毒的長期抗戰中，同時使用多款抗體的「雞尾酒」療法，仍然是可行的醫療方案。

回顧將近兩年來的研究之路，徐尚德表示：時間壓力真的非常大！COVID-19 疫情爆發後，全世界投入相關研究的專家眾多，只要稍有遲疑，便會落在競爭者後頭。但是即使跑在最前端的研究者，也只能苦苦追趕病毒演化的速度，一篇論文還在審查時，現實世界的疫情已經邁向全新局面。

人類要贏得勝利，必需全方面認識病毒，而結構無疑是相當重要的一環。