三月十三日：蝸牛－《森林秘境：生物學家的自然觀察年誌》

本文與 美商德州博藝社科技 HEART 合作，泛科學企劃執行。

提到台灣令人焦慮的交通，多數人會想到都市裡的壅塞車潮，但真正致命的「塞車」，其實正悄悄發生在我們體內的動脈之中。

這場無聲的危機，主角是被稱為「壞膽固醇」的低密度脂蛋白（ Low-Density Lipoprotein，簡稱 LDL ）。它原本是血液中運送膽固醇的貨車角色，但當 LDL 顆粒數量失控，卻會開始在血管壁上「違規堆積」，讓「生命幹道」的血管日益狹窄，進而引發心肌梗塞或腦中風等嚴重後果。

科學家們還發現一個令人困惑的現象：即使 LDL 數值「看起來很漂亮」，心血管疾病卻依然找上門來！這究竟是怎麼一回事？沿用數十年的健康標準是否早已不敷使用？

膽固醇的「好壞」之分：一場體內的攻防戰

膽固醇是否越少越好？答案是否定的。事實上，我們體內攜帶膽固醇的脂蛋白主要分為兩種：高密度脂蛋白（High-Density Lipoprotein，簡稱 HDL）和低密度脂蛋白（ LDL ）。

想像一下您的血管是一條高速公路。HDL 就像是「清潔車隊」，負責將壞膽固醇（ LDL ）運來的多餘油脂垃圾清走。而 LDL 則像是在血管裡亂丟垃圾的「破壞者」。如果您的 HDL 清潔車隊數量太少，清不過來，垃圾便會堆積如山，最終導致血管堵塞，甚至引發心臟病或中風。

因此，過去數十年來，醫生建議男性 HDL 數值至少應達到 40 mg/dL，女性則需更高，達到 50 mg/dL（ mg/dL 是健檢報告上的標準單位，代表每 100 毫升血液中膽固醇的毫克數）。女性的標準較嚴格，是因為更年期後]pacg心血管保護力會大幅下降，需要更多的「清道夫」來維持血管健康。

相對地，LDL 則建議控制在 130 mg/dL 以下，以減緩垃圾堆積的速度。總膽固醇的理想數值則應控制在 200 mg/dL 以內。這些看似枯燥的數字，實則反映了體內一場血管清潔隊與垃圾山之間的攻防戰。

那麼，為何同為脂蛋白，HDL 被稱為「好」的，而 LDL 卻是「壞」的呢？這並非簡單的貼標籤。我們吃下肚或肝臟製造的脂肪，會透過血液運送到全身，這些在血液中流動的脂肪即為「血脂」，主要成分包含三酸甘油酯和膽固醇。三酸甘油酯是身體儲存能量的重要形式，而膽固醇更是細胞膜、荷爾蒙、維生素D和膽汁不可或缺的原料。

這些血脂對身體運作至關重要，本身並非有害物質。然而，由於脂質是油溶性的，無法直接在血液裡自由流動。因此，在血管或淋巴管裡，脂質需要跟「載脂蛋白」這種特殊的蛋白質結合，變成可以親近水的「脂蛋白」，才能順利在全身循環運輸。

肝臟是生產這些「運輸用蛋白質」的主要工廠，製造出多種蛋白質來運載脂肪。其中，低密度脂蛋白載運大量膽固醇，將其精準送往各組織器官。這也是為什麼低密度脂蛋白膽固醇的縮寫是 LDL-C (全稱是 Low-Density Lipoprotein Cholesterol )。

當血液中 LDL-C 過高時，部分 LDL 可能會被「氧化」變質。這些變質或過量的 LDL 容易在血管壁上引發一連串發炎反應，最終形成粥狀硬化斑塊，導致血管阻塞。因此，LDL-C 被冠上「壞膽固醇」的稱號，因為它與心腦血管疾病的風險密切相關。

高密度脂蛋白（HDL） 則恰好相反。其組成近半為蛋白質，膽固醇比例較少，因此有許多「空位」可供載運。HDL-C 就像血管裡的「清道夫」，負責清除血管壁上多餘的膽固醇，並將其運回肝臟代謝處理。正因為如此，HDL-C 被視為「好膽固醇」。

過去數十年來，醫學界主流觀點認為 LDL-C 越低越好。許多降血脂藥物，如史他汀類（Statins）以及近年發展的 PCSK9 抑制劑，其主要目標皆是降低血液中的 LDL-C 濃度。

然而，科學家們在臨床上發現，儘管許多人的 LDL-C 數值控制得很好，甚至很低，卻仍舊發生中風或心肌梗塞！難道我們對膽固醇的認知，一開始就抓錯了重點？

傳統判讀失準？LDL-C 達標仍難逃心血管危機

早在 2009 年，美國心臟協會與加州大學洛杉磯分校（UCLA）進行了一項大型的回溯性研究。研究團隊分析了 2000 年至 2006 年間，全美超過 13 萬名心臟病住院患者的數據，並記錄了他們入院時的血脂數值。

結果發現，在那些沒有心血管疾病或糖尿病史的患者中，竟有高達 72.1% 的人，其入院時的 LDL-C 數值低於當時建議的 130 mg/dL「安全標準」！即使對於已有心臟病史的患者，也有半數人的 LDL-C 數值低於 100 mg/dL。

這項研究明確指出，依照當時的指引標準，絕大多數首次心臟病發作的患者，其 LDL-C 數值其實都在「可接受範圍」內。這意味著，單純依賴 LDL-C 數值，並無法有效預防心臟病發作。

科學家們為此感到相當棘手。傳統僅檢測 LDL-C 總量的方式，可能就像只計算路上有多少貨車，卻沒有注意到有些貨車的「駕駛行為」其實非常危險一樣，沒辦法完全揪出真正的問題根源！因此，科學家們決定進一步深入檢視這些「駕駛」，找出誰才是真正的麻煩製造者。

LDL 家族的「頭號戰犯」：L5 型低密度脂蛋白

為了精準揪出 LDL 裡，誰才是最危險的分子，科學家們投入大量心力。他們發現，LDL 這個「壞膽固醇」家族並非均質，其成員有大小、密度之分，甚至帶有不同的電荷，如同各式型號的貨車與脾性各異的「駕駛」。

早在 1979 年，已有科學家提出某些帶有較強「負電性」的 LDL 分子可能與動脈粥狀硬化有關。這些帶負電的 LDL 就像特別容易「黏」在血管壁上的頑固污漬。

台灣留美科學家陳珠璜教授、楊朝諭教授及其團隊在這方面取得突破性的貢獻。他們利用一種叫做「陰離子交換層析法」的精密技術，像是用一個特殊的「電荷篩子」，依照 LDL 粒子所帶負電荷的多寡，成功將 LDL 分離成 L1 到 L5 五個主要的亞群。其中 L1 帶負電荷最少，相對溫和；而 L5 則帶有最多負電荷，電負性最強，最容易在血管中暴衝的「路怒症駕駛」。

2003 年，陳教授團隊首次從心肌梗塞患者血液中，分離並確認了 L5 的存在。他們後續多年的研究進一步證實，在急性心肌梗塞或糖尿病等高風險族群的血液中，L5 的濃度會顯著升高。

L5 的蛋白質結構很不一樣，不僅天生帶有超強負電性，還可能與其他不同的蛋白質結合，或經過「醣基化」修飾，就像在自己外面額外裝上了一些醣類分子。這些特殊的結構和性質，使 L5 成為血管中的「頭號戰犯」。

當 L5 出現時，它並非僅僅路過，而是會直接「搞破壞」：首先，L5 會直接損傷內皮細胞，讓細胞凋亡，甚至讓血管壁的通透性增加，如同在血管壁上鑿洞。接著，L5 會刺激血管壁產生發炎反應。血管壁受傷、發炎後，血液中的免疫細胞便會前來「救災」。

然而，這些免疫細胞在吞噬過多包括 L5 在內的壞東西後，會堆積在血管壁上，逐漸形成硬化斑塊，使血管日益狹窄，這便是我們常聽到的「動脈粥狀硬化」。若這些不穩定的斑塊破裂，可能引發急性血栓，直接堵死血管！若發生在供應心臟血液的冠狀動脈，就會造成心肌梗塞；若發生在腦部血管，則會導致腦中風。

L5：心血管風險評估新指標

現在，我們已明確指出 L5 才是 LDL 家族中真正的「破壞之王」。因此，是時候調整我們對膽固醇數值的看法了。現在，除了關注 LDL-C 的「總量」，我們更應該留意血液中 L5 佔所有 LDL 的「百分比」，即 L5%。

陳珠璜教授也將這項 L5 檢測觀念，從世界知名的德州心臟中心帶回台灣，並創辦了美商德州博藝社科技（HEART）。HEART 在台灣研發出嶄新科技，並在美國、歐盟、英國、加拿大、台灣取得專利許可，日本也正在申請中，希望能讓更多台灣民眾受惠於這項更精準的檢測服務。

一般來說，如果您的 L5% 數值小於 2%，通常代表心血管風險較低。但若 L5% 大於 5%，您就屬於高風險族群，建議進一步進行影像學檢查。特別是當 L5% 大於 8% 時，務必提高警覺，這可能預示著心血管疾病即將發作，或已在悄悄進展中。

對於已有心肌梗塞或中風病史的患者，定期監測 L5% 更是評估疾病復發風險的重要指標。此外，糖尿病、高血壓、高血脂、代謝症候群，以及長期吸菸者，L5% 檢測也能提供額外且有價值的風險評估參考。

隨著醫療科技逐步邁向「精準醫療」的時代，無論是癌症還是心血管疾病的防治，都不再只是單純依賴傳統的身高、體重等指標，而是進一步透過更精密的生物標記，例如特定的蛋白質或代謝物，來更準確地捕捉疾病發生前的徵兆。

您是否曾檢測過 L5% 數值，或是對這項新興的健康指標感到好奇呢？

生物滅絕是我們所不樂見的，當我們在新聞報導上看到某些物種滅絕，或者瀕臨滅絕，總會感到痛心疾首。不過你知道在過去 50 年間，有一群生物經歷了近乎完全滅絕的慘案，但卻不太為人所知嗎？接下來讓我們一起了解這個悲劇的始末，與殘留的生物究竟是怎樣躲過滅絕的。

太平洋島嶼的蝸牛多樣性世界第一

一般大眾可能對蝸牛的興趣不大，不過在太平洋的眾多島嶼上 (從法屬玻利維亞群島到夏威夷群島)，當地原住民就對蝸牛非常感興趣。這是因為這些島上的原生種蝸牛，許多都有著鮮豔的外殼。像大溪地和夏威夷的原住民會收集並加工這些漂亮的蝸牛殼，做為展示地位象徵的首飾與裝飾品。

根據研究，太平洋群島上的蝸牛多樣性是世界上最高的，因此這些蝸牛不只吸引原住民，也吸引不少研究生物多樣性的專家前來朝聖。

而一場戰爭的到來，不僅打亂了島上居民的生活，也為這些在島上平穩生活的蝸牛們帶來意想不到的腥風血雨。

外來種大亂鬥，原生種蝸牛遭池魚之殃

二次大戰期間，非洲大蝸牛 (Lissachatina fulica) 作為戰備糧食，被大量引進到這些太平洋島嶼¹。而在戰爭後，這些非洲大蝸牛很快就成為當地島嶼的隱患。

非洲大蝸牛是對農業有嚴重危害的外來種，牠們的食量大且食性雜，從農作物、花卉到林木都是牠們的食物，而且牠們的繁殖速度極快，這讓島上很快就遍布非洲大蝸牛。雖然非洲大蝸牛沒有威脅到原生種蝸牛的生存，但數量龐大且食量巨大的非洲大蝸牛，很快就威脅到島上的農作物生產。為了對抗非洲大蝸牛，人類決定用「生物防治法」除掉牠們。而這個決定，敲醒了島上原生種蝸牛滅絕的喪鐘。

生物防治法簡單來說就是利用自然界生物間的平衡力量，也就是利用各種天敵如捕食性昆蟲以及殺蟲微生物等生物性方法消滅外來種。而人類為了對抗非洲大蝸牛，所使用的生物防治法是引進另一外來種——玫瑰蝸牛 (Euglandina rosea)。

玫瑰蝸牛是一種原產於北美南部森林的中等體型蝸牛。和一般蝸牛的草食性不同，玫瑰蝸牛是專吃其他蝸牛的肉食性蝸牛！因此人們想靠玫瑰蝸牛來吃光島上的非洲大蝸牛。1955 年，美國政府開始將玫瑰蝸牛引進夏威夷群島，而其他太平洋島嶼也於 1958 年開始陸續跟進這個做法²。但玫瑰蝸牛引進後，人們很快就發現事情大條了。

首先，非洲大蝸牛的數量並沒有減少，牠們還是大肆地破壞農作物。接著，島上原生種蝸牛的數量越來越少了。後來研究發現，比起來非洲大蝸牛，玫瑰蝸牛更愛吃原生種蝸牛。而原生種蝸牛面對玫瑰蝸牛這種兇猛的外來殺手，根本毫無抵抗力，只能等著被宰。

當人們終於意識到問題的嚴重性並準備做出干預手段時，卻為時已晚。根據研究，夏威夷群島本來有 81 種原生蝸牛。但在引進玫瑰蝸牛的十年後，島上 90% 的原生種蝸牛都被玫瑰蝸牛屠戮殆盡，而夏威夷政府和科學界根本無力阻止這場恐怖的屠殺，最後只能將剩餘的原生種蝸牛移到動物園或保護區做保護。2019 年，世上最後一隻金頂夏威夷樹蝸 (Achatinella apexfulva) — 「喬治」逝世，這標示著又一夏威夷原生種蝸牛滅絕³。而其他太平洋群島狀況也好不到哪去，以大溪地為例，島上本來有 61 種原生蝸牛。在玫瑰蝸牛引進的十年內，56 種原生蝸牛就被消滅殆盡⁴。

這個引進玫瑰蝸牛的決策，可謂是生物防治法上的重大「失敗」案例，不僅消滅不了非洲大蝸牛，還對原生種蝸牛造成毀滅性的打擊。這個案例也告誡人們，未來想要再使用生物防治法時，務必要審慎思考。

不過在這種絕望的情況下，至今仍有少數的原生種蝸牛堅強地在野外生存。這就引起不少科學家的好奇心，想了解這些原生種蝸牛究竟是怎麼逃過玫瑰蝸牛的毒手。而來自密西根大學的生物學家和工程學家，就組成一個跨領域的研究團隊，一起攜手研究出可能的原因⁵。

蝸牛怎麼逃離致命殺手，難道是靠反光？

Partula hyaline (P. hyalina) 是少數仍存活在大溪地森林中的原生種蝸牛，牠們有著白色的外殼，並且大多生活在樹林邊緣。而這兩條線索，讓密西根大學生態學系的兩個專門研究太平洋群島蝸牛滅絕的科學家 —— Cindy Bick 博士和其指導教授Diarmaid Ó Foighil 博士，有了一個 P. hyalina 逃過玫瑰蝸牛追殺的假設。

蝸牛一般生活在比較潮濕，躲避太陽直曬的地方，這是因為蝸牛要維持其皮膚上的黏液。如果在太熱的地方，會讓其皮膚失去黏液，而這對蝸牛來說是致命的。P. hyalina 生活在樹林邊緣，這表示牠生活的環境會比生活在樹林中的玫瑰蝸牛，接受到更多的日照，溫度也更高。而這樣的環境會讓玫瑰蝸牛因過熱而失去黏液，讓玫瑰蝸牛不想接近。

但這樣的環境，對 P. hyalina 而言不會太熱嗎？由於 P. hyalina 的殼是白色的，讓牠能反射更多日光，這樣就能降低日照對牠的影響。因此 Bick 和 Foighil 認為，P. hyalina 因有著白色外殼而能生活在高日照地區，藉此躲避玫瑰蝸牛的追殺。

要驗證這個想法，只需要在蝸牛身上裝上光照感測器，測量並比較 P. hyalina 和玫瑰蝸牛生活環境的光照數值就行了。恩，講得容易，但做起來不簡單。

因為現有的光照感測器都必須裝上鈕扣型電池，這導致感測器的大小 (12*5*4 mm) 會嚴重影響蝸牛的行動。如果會影響蝸牛的行動，就很難還原牠們真實的生活模式，這樣得到光照數值就不會準確。

微型電腦的神助攻

正當 Bick 和 Foighil 苦惱於沒有好的光照感測器時，Bick 得知了一個消息：密西根大學開發出目前公認最小的微型電腦 —— Michigan Micro Mote ( M3 )⁶，大小只有 2*5*2 mm，而這個大小放在蝸牛身上，非常合適。於是她立刻與 M3 的研發團隊聯繫，希望他們能提供協助。而 M3 的研發團隊在深入了解 Bick 和 Foighil 的需求後，決定與 Bick 和 Foighil 組成聯合研究團隊。他們修改了 M3 的程序，並將其改造成能以太陽能發電的微型光照感測器。

研究團隊先在密西根野外測試 M3 安裝在玫瑰蝸牛身上後，並不會影響玫瑰蝸牛的行動，同時 M3 也能長時間的偵測光照數值。確認一切妥當後，他們便前往大溪地進行實驗。

到了大溪地後，他們遇到一個問題，那就是不能在 P. hyalina 身上安裝 M3 。因為P. hyalina 是受保護的瀕危物種，不允許任何可能傷害牠們的行為，於是研究團隊採用間接的方法。由於 P. hyalina 是夜行動物，白天牠們會附在樹葉的背面睡覺，因此研究團隊就將 M3 安裝在 P. hyalina 休息的葉片頂端和底部，來觀察其生活環境的光照數值。研究團隊另外將 M3 安裝在玫瑰蝸牛身上，藉此比較兩者生活環境的光照數值。

結果顯示，白天 P. hyalina 所休息的環境中，其照度^註1 ( 7674-9072 lux )遠超玫瑰蝸牛所能容忍的 ( 540-772 lux )。而這個結果符合 Bick 和 Foighil 的假設，即 P. hyalina 能生活在高日照地區，以此躲避玫瑰蝸牛的追殺。

不過可能會有人好奇，玫瑰蝸牛難道不會在清晨光照較弱的時候，去捕食 P. hyalina 嗎？ 

研究團隊在野外觀察發現，P. hyalina 大約在上午 9 點左右就寢。此時的光照量雖然仍在玫瑰蝸牛的忍受範圍內，但等牠們捕食完再移動回到陰暗處，時間會到上午10 點，而此時的光照量就遠超玫瑰蝸牛的最高容忍值了。因此玫瑰蝸牛若要去捕食 P. hyalina，很可能吃飽後就死在半路上了。

雖然藉著 M3 的協助，證實了 P. hyalina 能生存在光照量較高的環境，但是否光照量是決定 P. hyalina 不被玫瑰蝸牛所捕食的原因，仍需要很多實驗驗證。不過研究團隊表示，這個實驗開啟了研究無脊椎動物的新世界，因為 M3 這種微型電腦的發明，讓隨時監控這些無脊椎動物的生態與行為變成可能。

或許未來隨著 M3 對玫瑰蝸牛與原生種蝸牛的有更多認識的同時，也能找出拯救這些瀕危蝸牛的新方法。甚至隨著微型電腦的廣泛應用，能讓我們看到小型動物更多的生態與行為，大大開啟科學研究的新視野！

註釋

1. 照度：是每單位面積所接收到的光通量，SI 制單位是勒克斯 (lux)。居家的照度一般在 300-500 勒克斯之間。

1. 非洲大蝸牛
2. 玫瑰蝸牛
3. 世上最後一隻金頂夏威夷樹蝸「孤獨喬治」逝世，終年14歲
4. Régnier C, Fontaine B, Bouchet P. Not knowing, not recording, not listing: numerous unnoticed mollusk extinctions. Conserv Biol. 2009 Oct;23(5):1214-21. doi: 10.1111/j.1523-1739.2009
5. Bick CS, Lee I, Coote T, Haponski AE, Blaauw D, Foighil DÓ. Millimeter-sized smart sensors reveal that a solar refuge protects tree snail Partula hyalina from extirpation. Commun Biol. 2021 Jun 15;4(1):744.
6. Michigan Micro Mote (M3) makes history as the world’s smallest computer
7. Snails carrying the world’s smallest computer help solve mass extinction survivor mystery

透過放大鏡，我的視野完全被這蝸牛的頭占據了。牠看起來像一座用黑玻璃雕成的華美塑像。閃亮的皮膚上綴有一個個銀色的斑點，一條條細小的溝紋順著背脊延伸而下。牠顯然被我的動作弄得有些驚慌，於是收起觸角，弓起背，縮近牠的殼裡。我屏住呼吸，靜止了一會兒，牠才逐漸放鬆。不久牠從下頦處伸出兩根小小的觸角，在空氣中擺動了一下，然後才往下伸，碰到了岩石表面。這兩根觸角像橡膠般富有彈性。它們輕輕的碰觸著那塊砂岩，讀取其上的訊息，就像盲人用手指讀著點字書一般。

好幾分鐘後，牠又從頭頂上伸出第二對觸角，而且愈伸愈長，對著曼荼羅地上的樹冠揮舞著。兩根觸角的頂端都有一個乳白色的眼球。我張大眼睛隔著放大鏡看牠，但牠似乎對我這個巨大、怪異的眼球不以為意，仍舊繼續伸長牠的眼柱。此刻，這對眼柱（它們看起來好像是肉做的旗杆）已經伸得比蝸牛殼的寬度還長了，並且正猛烈的左右擺動。

這種陸棲的蝸牛與牠的親戚章魚和烏賊不同。牠們的眼球裡並沒有複雜的晶體和針孔可以形成清晰的影像。但我們無從知道牠們眼中的世界究竟有多麼模糊，因為科學家們無法詢問蝸牛看到了什麼。這種溝通上的困難，使得有關蝸牛視力的研究遲遲無法進展。在這方面，唯一成功的實驗是借用馬戲團訓練師的手法，教導蝸牛在看到某個訊號時便開始吃東西或移動。到目前為止，我們只知道這些腹足綱軟體動物表演家能夠辨識白色測試卡上的小黑點，也能分辨灰色卡片和方格卡片的差異。但據我所知，還沒有人問過蝸牛是否看得見顏色、動作，或馬戲團的火圈。

這些實驗很有意思，但它們都沒有碰觸到一個更大的問題：蝸牛「看」的是什麼？牠們是否像人類一樣，在「看見」方格卡片時，腦海中會浮現這些方格卡片的影像？ 牠們是否感受到光線的明暗，然後再把這些資訊交給牠們的神經處理，以便做出各種決定、形成各種偏好、得出各種意義？人類的身體和蝸牛的軀體同樣都是由潮溼的碳屑和泥土所組成，因此，如果人類的神經系統可以形成意識，我們又憑什麼認定蝸牛的心智裡不會出現影像？毫無疑問的，牠們所看到的世界必然與我們大不相同，或許像是一部前衛的電影，以各種奇怪的角度拍攝而成，畫面歪歪斜斜、搖搖晃晃。

如果人類所看到的電影是由神經所形成，那麼蝸牛可能也有類似的經驗（雖然這聽起來很不可思議）。但目前大多數人還是認為蝸牛的電影院裡根本沒有觀眾，甚至連放映的螢幕也沒有。我們認為蝸牛沒有內在的主觀經驗。牠們的身體就像是一座空蕩蕩的戲院。從牠們的眼睛投射進去的光線只是刺激了牠們體內的管子和線路，使得牠們能夠移動、進食、交配，並維持有生命的外觀罷了。

本文摘自《森林秘境：生物學家的自然觀察年誌》，
商周出版發行

知名國際學術期刊《自然》（Nature）在當地時間 12 月 18 日發表 2017 年科學界的十大年度人物，他們涉及的領域橫跨生物、物理、量子通訊、天文、地球科學與環保，有些人身處第一線創造新突破，也有些人是重要的幕後推手。

他們對這一年的科學發展帶來各種「重要」的影響，有的入選理由會讓你拍手叫好，有的則讓人大皺眉頭。快來看看這十位人物是誰，他們又做了什麼事吧！

編輯基因的生物學家劉如謙（David Liu）

基因編輯技術 CRISPR 雖然是當前的主流，但仍無法實現一些較細緻的基因編輯工程，以 CRISPR-Cas9 為例，雖然科學家可以指揮 Cas9 酶去切開特定一段 DNA，但卻只能依靠細胞自身的 DNA 修復機制來修補，因此產生不可預測性。

而劉如謙在美國博得機構（Broad Institute）的實驗團隊使用一種新的酶，解決了過往的問題。團隊在 2016 年發表了他們第一個鹼基編輯器（base editor），讓科學家首次能對活體細胞基因中單一鹼基對進行可預期的修改。接著在今年十月，劉如謙團隊再次突破，打造出比 CRISPR-Cas9  更可靠的新基因編輯工具：能在不切割 DNA 的情況下，把 A-T 鹼基對轉換成 G-C 鹼基對。這種效率更高且幾乎沒有副作用的新技術，將有機會治療許多基因點突變導致的疾病。

促進整合的天文學家 Marica Branchesi

2017 年 10 月 16 日，美國雷射干涉重力波天文台（簡稱 LIGO)、義大利處女座干涉儀（Virgo interferometer）和眾多的天文台團隊聯合召開記者會宣佈：首次直接觀測到兩顆中子星碰撞合併所產生的重力波與電磁波，這一次的重要觀測成果解決了包含「宇宙重元素從哪裡來」等多道天文物理學謎題。

重力波雖然能看到普通望遠鏡無法看到的宇宙的另一面，但在雙中子星融合的案例中，重力波干涉儀只能偵測到最後幾分鐘，而中子星碰撞的其他資訊或過程中產生的元素，卻只有傳統望遠鏡才能獲得。

然而過去觀測天文學與重力波研究雙方人馬一直沒什麼合作，甚至互相不信任，是 Virgo 合作組織的成員 Marica Branchesi 為物理學家與天文學家搭起溝通的橋樑。她一方面鼓勵物理學家發出重力波事件的預報，即使不確定預報準不準確，而另一方面則說服天文學家，物理學家的意見值得一聽。經過 Branchesi  的努力牽線，至今證實這兩個領域的合作是可行的。

啟發新療法的抗癌鬥士 Emily Whitehead

在 6 月的美國食品藥品管理局（FDA）的會議上，12歲的 Whitehead 走向在台上演講的父親，緊握他的手臂。她的父親正試著說服委員會通過「CAR-T 療法」。Whitehead 五歲時罹患白血病，六歲時成為全世界第一位接受這種細胞免疫療法並痊癒的孩子：流程是將病患的白血球從血液中取出，經過基因重組，變得能夠辨識並攻擊癌症細胞後再輸回病患體內。

雖然小 Whitehead 活了下來，但這種治療目前還存在著缺陷，她在注射 CAR-T 後引發嚴重的免疫反應，又稱細胞因子釋放綜合症（cytokine release syndrome，CRS），多虧主治醫生迅速處理，小女孩順利康復並成為活見證。

最終，會議投票通過了這種嶄新的急性淋巴細胞白血病病患治療法。幾個月後，非霍奇金氏淋巴瘤（Non-Hodgkin Lymphoma）病患也被批准進行 CAR-T 療法，這讓 2017 年成為此種癌症療法重要一刻。目前有數十組研究團隊與生技公司正努力讓此種療法變得更安全和可控。

削弱環保政策的美國環保署署長 Scott Pruitt

曾公開懷疑氣候暖化的 Pruitt，如今受美國總統川普任命為美國聯邦環保署（EPA）署長，他在上任前曾是批評美國環保署最激烈的人之一。 今年 2 月就職後，Pruitt 立即終止或廢除十幾條環保法規，其中包含與氣體排放、採礦及有害汙染設置的規定，讓化石燃料與化學業者拍手叫好。

10 月時 Pruitt又宣布，有鑑於「利益衝突」，所有有拿美國環保署補助金的科學家都不准參加該部門的獨立顧問委員會，導致旗下多個科學顧問委員會中超過半數的會員被辭退，而部分職位由當前的業界人士及與業界相關的科學家填補。

川普政府上任後已經提出要削減環保署研發辦公室 40% 的預算，撤掉的職務大多是科學家，讓員工們人心惶惶。根據紐約時報 12 月 22 日報導，自川普 1 月上任至今，美國環保署已有 700 多人離職（包含退休、資遣與請辭），其中有 27% 是科學家，包含 34 位生物與微生物學家、19 名化學家、81 名環境工程與環境科學家、以及時幾位毒理學家、生命科學家與地質學家。

帶量子通訊上太空的物理學家潘建偉

中國科學技術大學教授潘建偉，是世上第一顆量子通訊科學衛星「墨子號」首的席科學家。在中國，有人稱潘建偉為「量子之父」，他帶著中國在遠距離量子通訊研究上持續突破，成為該領域的開拓者之一。

2008 年自歐洲返回中國就職，潘建偉點燃了中國發展量子科技的熱情。7 月，潘建偉與團隊宣布再創量子通訊的里程碑，他們成功將地面上一個光子（photon）的量子狀態，傳輸到距離地表 1400 公里的軌道衛星「墨子號（Mozi）」的另一個光子上。9 月，團隊透過量子衛星發射光子，讓北京和 2100 公里外的維也納進行絕對安全的量子加密視訊會議。因為探測光子會干擾量子狀態，所以駭客無法再不被發現的情況下竊取密鑰。

目前潘健偉的團隊計畫發射第二顆衛星，並在中國天宮二號太空站進行另一次太空量子實驗。

找出論文錯誤的遺傳學家 Jennifer Byrne

白天，任職於雪梨兒童醫院的 Byrne 研究癌症遺傳學；晚上，她用筆電爬梳大量的遺傳學論文，找出其中的錯誤。目前 Byrne 已發現數十篇文獻在 DNA 序列上出錯，有些甚至包含可疑的低畫質圖片、疑似與其他手稿重複的文本，但這些懷疑尚未被證實。至今有九篇論文因為 Byrne 的努力被退回。

考慮到科學界仍有許多錯誤的文獻，她與法國電腦學家 Cyril Labbé 合作，運後後者開發辨識垃圾稿件軟體的經驗，在 2017 年 10 月打造出自動偵測錯誤的網路工具「Seek & Blastn」，並期盼期刊編輯與出版商能在論文刊出前運用這套軟體進行檢查。 Byrne 表示：「當我臨終時回顧自己的一生，會因為曾作過這件事感到非常驕傲。」

為核不擴散奮鬥的地球物理學家 Lassina Zerbo

對全面禁核試爆條約組織（簡稱 CTBTO）執行祕書 Zerbo 與其他倡議核不擴散（non-proliferation）的人來說，2017 年不太順利。北韓領導金正恩與美國總統川普的關係劍拔弩張，在 9 月進行第六次核子試爆，讓全球各地都感到不安。

《全面禁核試爆條》是一個國際條約，目的是終止任何核武器的試爆。雖然已有 183 個國家簽署，但因為部分國家，主要是美國與中國，尚未正式批准，條約還無法生效。

2004 年 Zerbo 加入 CTBTO，負責建立一套系統，把組織在全球約 300 個核子試驗監測站所收集的數據，如地震、聲波、水聲（hydroacoustic）與放射性同位素（hydroacoustic）分享給科學社群使用，協助偵測海嘯及追蹤藍鯨遷徙等科學研究。2013 年 Zerbo 出任執行秘書，除了前往世界各地進行全球監測站的建置外，也努力提倡批准全面禁核試爆條約。

追逐地震的地質學家 Victor Cruz-Atienza

墨西哥國立自治大學（UNAM）地球物理學家 Cruz-Atienza，在 11 歲時經歷了一場驚天動地的大地震（編註，1985 年 9 月 19 日墨西哥沿海發生了 8.0 級地震），自此他投身地震相關的研究，並積極提升民眾對地震的認識。

2016 年 Cruz-Atienza 針對墨西哥城提出理論，描述地震發出的能量將如何在這個古湖泊盆地中迴盪，並根據數據預測哪個區域的搖晃程度會最強且最久。當今年 9 月 19 日墨西哥中部莫雷洛斯州發生 7.1 級強震時，他的預測獲得證實：「由於盆地的地形與軟沉積物的結構，當地地震次數發生越多次，搖晃時間越長。」

Cruz-Atienza 不打算停下腳步，近期他與日本研究團隊合作，在墨西哥西海岸的海床安裝地震感應裝置，希望能預測下一次大地震。他表示：「每場地震都是不同的動物，它們有著各自的故事與記憶。」

爭取學術界性別平等的律師 Ann Olivarius

性騷擾在科學界是一個嚴重的問題，許多大學輕忽了設立防止性騷擾機制的重要性，也沒有相關制度懲處加害人與支持受害者。

十幾年來，Olivarius 處理過不少知名的學術機構性騷擾案件，包含耶魯大學、紐約羅切斯特大學與英國牛津大學。但隨著今年科學界、娛樂界、媒體界到其他產業發生數起位居高位的男性因性騷擾丟了工作的事件，眾多女性積極拿起電話打給她的律師事務所，希望他們幫忙處理性騷擾事件。

Olivarius 表示「我認為現在世人總算注意到這個問題，一旦社會認識到這一點，就有更好的機會改善現狀。」

自 1970 年代 Olivarius 就致力於消除學術機構內性騷擾，當她還在耶魯念大學時，因得知有男教授性騷擾甚至性侵學生感到非常憤怒，於是與其他原告聯合向耶魯大學提出告訴，要求實現性別平等的校園環境。雖然官司本身輸了，但法院承認校園發生性騷擾確實是教育中的性別歧視，此一重要判決為美國校園建立了對抗性騷擾事件的法律框架。

推動中東跨國科學計畫的物理學家 Khaled Toukan

2010 年 5 月，當以色列海軍襲擊了一艘土耳其船隻的消息傳出，中東第一個實驗科學與應用同步加速器（簡稱 SESAME）的規劃會議正在進行。該計畫獲得了包含以色列、土耳其、巴勒斯坦、賽普勒斯、埃及、伊朗、約旦與巴基斯坦等不同立場的國家支持，這種極端事件可能導致合作破裂。

多虧了發起人 Khaled Toukan 努力與各方代表團溝通周旋，最終讓局勢穩定下來。經過 20 多年的籌備，中東第一個同步加速器實驗室在今年終於正式啟用，它也是中東地區第一個主要的國際研究中心，代表著中東被真正列入全球科學版圖。實驗室位於約旦，可用於對分子、人造物和其他無數物體的成像，但對 Toukan 而言，這不只是一個光子源：「這是衝突之海中的一道光明。」他期盼 SESAME 的成功運轉能帶來更多建設，讓更多國家互相合作。

參考資料：

• Nature’s 10 – Ten people who mattered this year. Nature