科學家到哪都是科學家(人物專訪) --刊登於科學人雜誌中文版
本校楊董事長發現奈米細菌真相,獲普世重視,
茲轉載其研究報告全文與相關報導,以分享全校師生
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2010年2月號科學人雜誌專訪本校楊董事長全文內容 |
科學家到哪都是科學家
專訪長庚大學、明志科技大學與長庚技術學院董事長-楊定一
楊定一曾是少年天才、年輕有為的科學家,如今又多了三所大學與生物科技公司董事長的頭銜。他是如何扮演這多重的角色?而推動這些不同事業的理念又是如何?以下是《科學人》的專訪紀要。
採訪、整理/龐中培科學人(以下簡稱「科」):很少有國人以在台灣本地的研究成果,受邀在 Scientific American上發表文章,至少就我們所知是第一次。當初是美國Scientific American的編輯部主動聯絡您的嗎?國內的讀者、甚至是作者,一定很想知道為 Scientific American撰寫文章的經驗,能否和我們分享?

楊定一(以下簡稱「楊」):我之前就曾經為Scientific American寫過兩篇文章,分別是在1988年刊登的 "How Killer CellsKill",內容是免疫系統中的殺手細胞如何辨識與殺死目標。另一篇是在1996年的"Cell Suicide in Health and Disease",內容是說明細胞凋亡在發育與疾病的功用。因為當初就和編輯熟識,因此在這次的研究披露後,他們就請我寫這篇〈奈米細菌非細菌!〉。
在寫之前那兩篇的時候,當時的總編輯史華(Armand Schwab)對文字非常講究,連一個逗號該不該用都很堅持。當時我們對於圖片的繪製也非常仔細,"How Killer Cells Kill" 中殺手細胞如何辨識與殺死目標的解說圖,現在已經是典範了,免疫學、醫學或生物學的教科書都會用到,不過史華已經退休了。
奈米細菌這一篇是由索拉斯(ChristineSoares)負責編輯,他大概只改動了5%的文字,我就和主編拉斯丁(Ricki L.Rusting)開玩笑說,你的這個編輯對我特別好,沒有大幅修改我的文章。不過幫 Scientific American寫文章真的很辛苦,光是大綱就要討論好多回。倒數第二頁的BOX(見34頁〈礦物質的調節〉)也是他們堅持要加入的,因為編輯部覺得和醫學的連接很重要。
科:《科學人》編輯部也覺得如果一些科學文章能夠和實際生活面有直接關係是比較好的。寫這篇文章是否花了很多時間?
楊:是的。我通常都熬夜寫,而且光是大綱,就和編輯部來回討論很多次後才開始動筆。2009年我在《科學公共圖書館總刊》(Plos One)上發表了三篇論文,每篇都將近40頁,但是花在這些論文上的時間都沒有這篇八頁的文章長。我之前在 Scientific American的兩篇文章,很幸運地被選為封面故事。奈米細菌論文的首度發表則是2008年在《美國國家科學院學報》,編輯很感興趣,也成為封面故事。
科:這篇〈奈米細菌非細菌!〉是由您與馬奕安兩人合寫的,請問是如何分工的?
楊:其實寫這種科普文章並不容易,我負責本篇的大部份撰文,馬奕安主要負責一些數據的查證,像是病毒、細菌與血球的比例,並且在經過討論後,畫出相關初稿,再由Scientific American完成完整的圖解。馬奕安在奈米細菌的研究上出了很大的力,當初他從加拿大來到台灣時,不但環境陌生,而且我在長庚的實驗室也才剛起步,你知道一個實驗室剛開始時最困難,要建立系統,又要準備各種材料與儀器,我很謝謝馬奕安的努力與貢獻。
科:當初您為什麼會想要研究這個領域?很多從事科學研究的人,都夢想要建立典範,或是推翻某個典範。當您發現奈米細菌其實並不是生物,而推翻了許多人的想法時,有什麼感想?
楊:對於科學家來說,奈米細菌是很好的研究題材。如果這麼小的東西真的具有生命,那會引起很大的迴響,它在生物學中會很重要,是很好的研究材料。要研究一個材料,一開始就是要知道它是什麼,所以我從結構來研究奈米細菌是否為生物,結果發現它不是。
而奈米細菌可能與多種疾病的發生有關,如腫瘤、病毒性感染疾病、血管硬化、心臟病、阿茲海默症、腎結石、膽結石或各種退化性疾病等;同時又與地球及其他星球的生命來源有直接的關係,這是當時我對這題目感興趣的原因。
當知道奈米細菌其實不是細菌後,我認為這只是奈米細菌研究的開始。我之前的研究(殺手細胞與細胞凋亡)經歷了10多年的驗證才真正運用在醫學臨床上。這次研究證明奈米細菌或是說奈米顆粒並不是生物,其實這只是一個開始,因為我們現在知道了這個真相之後,才可以開始進一步研究。
科:現在您已經證明了奈米細菌是生物體內會自然發生的現象。之後您進行的實驗有哪些?主要朝哪些方向發展?
楊:我們現在知道了奈米顆粒的真面目,就要進一步地研究它在身體裡面的重要性,因為它的存在非常普遍,我們可以想像它在身體裡面有正常的功能。我們做的奈米顆粒中的金屬離子是鈣離子,但是身體中還有其他金屬離子,例如銀、鐵、鋁、鉻等,也有可能與身體中的蛋白質形成奈米顆粒。這些不同的離子可以經由形成奈米顆粒的程序,而有共通的代謝途徑,因此造成的影響也可能是相同的。而這些途徑可能發生在網狀內皮系統(RES)、巨噬細胞、纖維母細胞(fibroblast)、肌肉細胞,甚至是腎臟與膀胱,而和疾病有關。
這種疾病的例子之一是腎結石。我們現在知道血液中有這種奈米顆粒,這種顆粒本來由腎臟排除,但是如果腎臟功能不佳,它就會逐漸聚集形成結石,所以腎結石不只是腎臟病,和血液也有關。這種奈米顆粒可能是一種生物性模組化(biologically modulated)的單元,它雖然沒有生命,但是卻有功用,在身體裡會變化,甚至能造成疾病。1997年諾貝爾生醫獎得主普魯希納(Stanley B. Prusiner)把造成狂牛症的變異蛋白質稱為普恩蛋白(prion),而我把這種在身體裡或大自然中自然形成的奈米顆粒稱為「生物粒子」(bion)。生物粒子雖然沒有生命,但是卻和生物一樣,能夠成長、變化。從生物粒子出發,或許能夠建立「奈米病理學」(nanopathology)與「奈米毒物學」(nanotoxicology),這是我們的方向。
科:現在的科學分工精細,因此實驗室的領導人除了科學專精外,也需要管理實驗室的能力。您身兼數職,請問您如何管理實驗室的呢?
楊:當初在長庚建立實驗室,雖然成員很少,不過我工作比較忙,沒有很多時間親自指導,現在的人數也不到10個人。在技術上,通常都是資深人員指導新進者,這和其他的實驗室一樣。在實驗方向上,我會和研究同仁討論,然後由他們自己去探索。現在有電子郵件,非常方便,不論我在哪裡,都可以很方便的聯絡,而且不需要兩個人同時都有空,比電話還方便。研究同仁一有結果就寫電子郵件通知我,我每天都會收信,看到研究同仁的結果,如果沒有太大的問題,就提醒他們繼續下一個步驟需要注意的事情;如果實驗的結果是有問題的,我們會共同討論是哪裡出問題,重新擬定實驗方向。
我們現在知道了奈米細菌的真面目,就要進一步研究它在身體裡面的重要性,因為它的存在非常普遍。
科:您目前也擔任長庚大學、長庚技術學院與明志科技大學的董事長。您是如何經營學校的?對學校的發展有哪些期許?當年洛克菲勒大學的經驗有影響嗎?
楊:洛克斐勒大學雖然規模不大,但在專業領域表現相當出色。教授及畢業生共得過23個諾貝爾獎,大多是醫學或化學領域。1901年洛克斐勒大學成立了全球第一個研究醫院,在相關領域都相當有成就,師資也很優秀。舉例來說,在細胞生物學方面,每一、兩年都會舉辦細胞生物學的課程,當時我和1999年諾貝爾生醫獎得主布洛貝(Gunter Blobel)一同負責這個課程多年,所有主講者都是當代最好的細胞生物學家,都很忙碌,不容易排出時間來,因此每次上課都超過四、五個小時,教授的是最新的知識。
另外,好的學生也是很重要的,洛克斐勒大學從全美國還有世界各地招募優秀的學生。我後來擔任系主任時,也請台灣、巴西、大陸及各地的校長、院長協助推薦並招募到許多優秀的學生。現在我還是洛克斐勒大學的兼任教授,由於在台灣的事情比較多,沒有很多時間好好的指導學生,在那邊的實驗室就關閉了。不過我覺得那種研究氣氛很好,長庚大學及明志科大應該也可以做到。
我的目標就是讓長庚大學成為研究型大學,最重要的就是人才,有好的人才,才會有好的研究。我們很幸運能夠延攬到許多優秀的學者,有年輕的也有資深的。台灣還有其他的好大學,我真的很感謝他們能夠選擇到長庚來。
另外,許多研究都要花時間才能達成,因此不能要求研究計畫在一、兩年之內就有成果。所以我們都認為要給研究人員時間,才能做出好的研究。現在長庚大學與長庚醫院已經有一些不錯的研究了,也有和國外合作的大型研究,例如醫學中心生物資訊核心實驗室的鄧致剛及長庚醫院分子感染症醫學研究中心的邱政洵,就參與了「陰道鞭毛蟲全基因體定序計畫」,研究的結果2007年發表在《科學》;醫學系施麗雲與日本的科學家合作,發現新的血癌致癌分子及其生物機制,在2009年發表於《自然》上。在醫院中,我們也有研發中心,支持科學家提出的研究計畫。
我們的這些研究成果受到肯定,在教育部五年500億「發展國際一流大學及頂尖研究中心計畫」中,第一梯次與第二梯次都入選,現在是唯一受到這項補助的私立大學。另外在上海交通大學公佈的「2009年世界大學學術名」中,長庚大學第二度進入前500名,是國內唯一進入排行的私立大學;高教評鑑中心的「2009世界大學科研論文質量評比」,長庚大學在「不分領域」方面,也首次入榜前500名,這當然也是對我們的肯定。不過我覺得政府對於私立大學的補助應該更多一點。私立大學許多事情上比較自由,你看美國著名的大學也都是私立的。
長庚大學的教學理念之一是「全人教育」,學生在學校不只是求知識,也要能夠成為一個品德完整的人,才能夠同情病人,成為好的醫療照顧者。和這個理念相呼應的,在醫院我們就強調「全人健康」的觀念。以前病人看一種病,有時一連要看幾個不同的門診。生病已經很辛苦了,還要安排不同的時間、看不同的醫生,真的很不方便。所以我們長庚醫院推動了53個疾病中心,就是為了讓病人一次門診就能照顧各種問題,除了給病人帶來方便,透過疾病中心的成立,同時帶來服務與研究的整合。
「全人健康」的觀念也是對醫學有全面的看法,也就是對每種疾病都要多方面地注意,整合中醫與西醫的優點,為病人提供更完善的醫療服務。
三校的目標都是培養學生的專業技能,全部的學生都住校,並且透過工讀實習與專業學習,取得工作的經驗,讓畢業生能夠成為企業與其他單位優先錄用的對象。
科:您也擔任長庚生物科技公司的董事長。實驗室與學校屬於學術研究的機構,而公司是商業活動的機構。請問當初您是如何從學術跨足到商業領域中的?身為科學家,您的經營理念是什麼?
楊:科學家到哪都是科學家,我的研究一直都和人體健康有關,西方醫學注重在治療,但是預防也很重要,長庚生物科技公司就是基於這個理念而成立的。我們這個公司其實沒有想到要賺錢,而是想要推廣預防醫學(preventive medicine)的理念。我們每個店的成立都是為了傳遞預防醫學的觀念,產品只是互動的工具,目的在以教育的方式提醒大眾重視身心的健康與平衡,進而關懷地球與環境。
科:貴公司推動的預防醫學理念與保健方式,有許多屬於非傳統醫療的範疇。您從小接受西方的醫學與科學訓練,為什麼會有信心推動這些療法與保健方式呢?
楊:雖然西方醫學是目前醫學的主流,但是從另一個角度,現代的西方醫學是在1930年代開始使用抗生素之後才真正發達的,歷史其實很短。但是相對來說,許多傳統醫療與另類療法,雖然不像西方醫學那樣會有大規模的試驗,卻有幾千年的歷史。幾千年來經歷那麼多人、那麼久的時間,如果是沒有效的療法,早就被淘汰了,這就和天擇一樣。其實古人的智慧與現代的科學之間是沒有矛盾的,並且可以用最先進的科學來驗證。
現在的醫學要從治療轉移到預防,成為science of wellness,而不是只醫療疾病。但是目前的困難是在健康範圍內,比較難取得能區隔出對健康有意義的指數或指標。但當疾病已產生,也就來不及執行預防保養了。透過現代科技的突破,如代謝學(metabolomics)、蛋白質體學(proteomics)、基因體學(genomics)、轉錄體學(transcriptomics)等,我們可以在正常健康的範圍內找到許多訊號與指標的變化,而這些變化允許我們在健康的範圍內區隔與預測疾病的發生,而最終能幫助我們建立預防醫學的完整科學。
我很早就對非傳統醫學感興趣,在80年代就參加美國國家衛生研究院的非傳統醫學研究與推廣;後來在Scientific American所創辦的另一本刊物《科學與醫學》(Science and Medicine)擔任編輯,也不斷地研究與比較非傳統醫學領域的相關議題。其中,我對靜坐(meditation)特別感興趣。1998年我在《生理學新聞》(News in Physiological Sciences)上,彙整了許多當時靜坐的相關理論與我個人的種種看法。其中曾把一位瑜珈大師靜坐冥想的實驗當做實例,當時發現,在靜坐實驗裡,瑜珈大師在進入冥想八天中,呼吸、心跳、腦波等生理功能都能完全停止,八天後又能同時恢復。這篇文章引起極大的迴響,以科學家的角度會認為這生理上的變化是不可思議的,但其實這又完全是可以用科學來驗證的。
科:您近年來也大力推動提升心靈的活動,請問是怎麼樣的機緣讓您推動這樣的活動?也可否請您談談您的理念以及相關的核心價值。
奈米顆粒可能是一種生物模組化的單元,它雖然沒有生命,但是卻有功用,在身體裡會變化,甚至造成疾病
楊:其實生理和心理是無法分開的,心理高興、愉快、平靜了,身體自然跟著調整並得到健康,這觀念也離不開預防醫學。我最早是研究免疫與腫瘤相關領域,當時就注意到病人的情緒與對生命的觀念是對病情有相當影響的。成人可以主動學習靜坐,平靜情緒,但是小孩子呢?當然沒有辦法,小孩子好動,比較難靜坐一段較長的時間。但是小孩子也可以達成靜坐冥想的效果,就是讀經,藉由輕鬆的經典朗讀活動,幫助調整呼吸、平靜心神,幫助注意力集中與提升學習的成效。
我和許多有相同理念的朋友共同推動這個活動,在台灣當然是念古經典,例如四書五經、佛經、聖經、唐詩等。在國外我也大力提倡這個活動,念的就是著名的演講,例如林肯著名的《蓋茲堡演講》,或是美國的《獨立宣言》。其實《獨立宣言》也是一篇非常好的文章。
有些人認為小孩子不懂這些經書文章的內容,但其實他們讀得懂,就算當下不懂,背起來了以後就能夠融會貫通,是大人自己以為困難。其實小孩的腦就像是海綿一樣,能非常快速吸收大量的知識,我們不應該讓這個黃金時期浪費掉。目前全世界已經有1000萬人參與這個活動,希望有更多的人從小就建立好基礎。
【欲閱讀完整的豐富內容,請參閱科學人2010年第96期2月號】
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