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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

 

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

奈米細菌非細菌--刊登於科學人雜誌中文版

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

從科學家到教育家(人物專訪)--刊登於環球科學雜誌(大陸版)

細菌新發現 人類醫大步--刊登於經濟日報

科學人雜誌封面

 

2010年2月號科學人雜誌刊登本校楊董事長研究報告全文內容


生物學

奈米細菌非細菌!

奈米細菌一度被認定是最小的病菌,現在卻證實是奇異的物質。他們的確能影響健康,只不過跟原先想的不一樣。

 

撰文/楊定一、馬奕安(Jan Martel)

翻譯/林雅玲

 

 

        如果火星上有生命存在,即使只是曾經,都可以回答「地球是否是唯一有生命的星球」這個古老的問題。1996年,美國總統柯林頓出席一場研討會,宣佈科學家終於找到火星有生命的證據,這個議題的重要性可見一斑。當時發現有顆約1500萬年前來自火星表面的隕石裡,似乎含有微小生命型式的化石,意味著火星上曾經有生命。

        同時,地質學的研究顯示,類似那種比任何存在過或想像中還要小的生物,可能塑造了早期的地貌,暗示那些化石樣本可能是早期生命的遺跡。更驚人的是有證據顯示這些古老的個體(後來命名為奈米細菌)也存在我們四周,事實上就居住在我們體內,而且還可能導致許多疾病。

        這些發現剛發表時,許多科學家抱持懷疑的態度,種種跡象也指出,發現這些現象的科學家的興奮壓過了對資料的科學驗證。諸如「奈米細菌是什麼」和「不是什麼」,仍然沒有具體的答案。10多年後,關於這些極小顆粒與它們怪異的類生命行為的了解已經大幅增加。結果顯示,奈米細菌並不是怪異的新病菌,事實上,它們根本不是活的!不過它們對人類健康依然非常重要,也很可能參與了早期生命的演化,只是並非用以前所想的方式。

        因此,奈米細菌傳奇的演變,可以做為科學如何運作與誤入歧途的範例。而就像所有好故事一樣,現實的結局總是比虛構的還要有趣。現在研究人員可以利用我們對這些奈米物質的知識繼續前進,促進人類健康,並更深入與研究奈米材料。

        1993年,美國德州大學奧斯丁分校的地質學家佛克在來自義大利維特波溫泉的岩石樣本裡,首次發現了「奈米細菌」並為之命名。佛克用電子顯微鏡檢視樣本,發現裡頭有類似細菌化石的球狀物質。就像細菌一樣,這些小球看起來有細胞壁,表面也有絲狀突起。然而,佛克發現的圓球非常小,遠比任何已知的細菌還要小。

古老生物的遺跡?

        細菌的大小通常在微米(百萬分之一公尺)左右,大約是頭髮寬度的1%。佛克發現的化石比細菌小了 5~100倍,介於10~200奈米(一奈米等於千分之一微米)。佛克從古老的地質層(古生代到中生代)得到這些奈米物質,一般認定是地球上出現生命前的時期,因此他認為這種生物能幫助有機物質與無機物質的循環,正好形成它們所處的地質層。但是,有這麼小的生物嗎?

         克的發現到了1996年才受到廣泛的注意,那時美國航太總署詹森太空中心的馬凱發表在南極洲找到的火星隕石ALH84001,也有類似的奈米化石。這個隕石被認定約在45億年前由熔岩物質形成,是太陽系以之最古老的岩石之ㄧ。馬凱與同事在這個隕石除了找到類似佛克奈米細菌的微小碳酸鹽球狀物,也找到磁礦鐵、硫化鐵與多環花香族碳氫化合物,這些物質都與生命過程有關。因此科學家宣稱這些發現就是突破性的證據,顯示生命可能曾經在火星或者太陽系存在。

        馬凱的報告與早期佛克的研究獲得媒體的矚目與大肆報導,也在科學界引起許多質疑與爭議。評論指出,關於這些最小生物的描述都只基於他們的外觀,根本沒有證據證明它們曾經活過。尤其這個奈米物質正好挑起單細胞生物能維持生命的最小尺寸的爭議。因為DNA雙螺旋的直徑大於2.6奈米,而細胞中製造蛋白質的核糖體大小約20奈米,評論者質疑這些「奈米級細胞」是否擁有足以維持生命的配備。

        當這些爭議到達最高峰,芬蘭庫奧皮奧大學的科學家卡詹德與奇夫特奇奧盧引發了更激烈的爭議。這個芬蘭的研究團隊在1998年首次提出奈米細菌是一種生命形式的證據。研究人員檢視了細菌培養液裡的微小「污染粒」,發現完全無法消除它們。而這些小顆粒不但讓培養細胞生病,顯然也能抵抗一般用來消毒的方法(包括加熱、清潔劑與抗生素)。卡詹德與奇夫特奇奧盧利用電子顯微鏡觀察這些微小的球狀物體,發現它們介於50~500奈米,與佛克的奈米細菌有著令人驚訝的相似性,它們一定是同一種東西!

最小的病菌現身?

        這群芬蘭的研究人員在進一步分析之後,發現這些小顆粒含有核酸與蛋白質,這也是生命的跡象。他們根據樣本裡特殊的DNA序列,將這種細菌命名為 Nanobacterium sanguineum,與會導致疾病的布氏桿菌與巴東體(Bartonella,屬於立克次體)在同一群組。芬蘭團隊也注意到奈米細菌一個異常的特性:多形性(pleomorphism),在培養液中會改變外形,大部份的生物沒有這個能力。奈米細菌能從小球體轉變成薄膜狀,並與礦物質聚集,後來發現這些礦物質是羥磷石灰(磷灰石,鈣離子與磷酸組成的晶體)。羥磷石灰在自然界中到處都有,也是哺乳動物的骨骼和某些無脊椎動物外殼的成份。研究人員描述,這些小而圓的奈米細菌不但由磷灰石外壁所包覆,也常隱藏在巨大的「圓頂結構」或說「住處」裡。

        芬蘭團隊試著去尋找奈米細菌的來源,他們驚訝地發現大部份受檢驗的動物與人類體液裡(尤其是血液、唾液與尿液),都有這些生物,於是認為這些微小病菌可能會引發與礦物異常聚集相關的疾病(例如腎臟結石)。後來,許多研究人員紛紛提出奈米細菌與其他疾病的關聯,包括了多種癌症、動脈粥狀硬化、退化性疾病(例如關節炎)、硬皮病、多發性硬化症、周邊神經病變、阿茲海默症,甚至是愛滋病毒的感染。芬蘭團隊的早期研究顯示,14%健康的北歐成人對奈米細菌抗體有陽性反應。之後也有其他科學家,例如德國烏爾姆大學的索默提倡奈米細菌是一種傳染病菌的想法,指稱奈米細菌對全球公共衛生是一大威脅。

        除了這些駭人的推論,奈米細菌的存在滿足了每個科學家最瘋狂的夢想。它們擁有最原始的外貌與不尋常的特質,而且四處分佈,暗示奈米細菌可能有助於解釋生命的起源,不只是地球上的生命,還包括整個宇宙。另外,由於奈米細菌牽涉到所有想得到的疾病,它們也成為一統疾病成因的新原理。然而,雖然擁有這麼多非凡的特質,許多評論家仍然無法信服。美國羅徹斯特大學醫學中心的馬尼洛夫還是認為奈米細菌太小了,不可能是真的,他把奈米細菌稱為「微生物界的冷融合」。

        直到2000年,美國國家衛生研究院的席薩首次對奈米細菌提出不同的觀點。席薩發現常見於細胞膜的磷脂質能夠和鈣離子與磷酸結合,促進磷酸鈣晶體(磷灰石)的形成。以這種晶核長成的結晶塊,外貌與芬蘭團隊描述的奈米細菌,像得怕人。特別是這些小晶體在試管裡頭就像活著一樣,可以成長與複製。席薩還證實之前找到代表奈米細菌的特殊DNA序列,也同樣存在於常污染實驗室試劑與玻璃器具的細菌基因組中。

        奈米細菌的熱潮開始消退。但是在2004年風向突然轉變,美國梅約醫院的米勒與萊斯克宣稱在鈣化的血管樣本裡找到的奈米細菌,不但含有DNA與蛋白質,似乎還能製造RNA,那是所有生物利用來將DNA指令轉換成蛋白質的中繼分子。奈米細菌的討論一夕之間再度引燃,同時也伴隨著所有熟悉的爭議與媒體的注意。

        此時奈米細菌變成公共衛生的威脅,號稱是種全新致病機制的原型,或許有點類似普恩蛋白(引起狂牛症的蛋白質顆粒),也開啟了生技公司對它的興趣,開始販售檢測與治療這個微小病菌的方法。首先發現「活」奈米細菌的芬蘭科學家創立了生技公司Nanobac OY,成為提供診斷試劑的主要供應商,其中包括設計用來偵測人類組織中奈米細菌的抗體。之後,美國弗羅里達州的Nanobac製藥在2003年併購Nanobac OY,成為診治奈米細菌「感染」的醫藥供應商。

建構奈米細菌生物學

        奈米細菌怪異的行為與引發的爭辯,讓我們的研究團隊深感興趣,便從2007年開始進行了一系列的實驗來分析這種顆粒的生化性質。我們認為在討論這些奈米顆粒於疾病中可能的角色之前,必須先確認這些顆粒是什麼,以及不是什麼,包括它們究竟是不是活的。因此,我們開始研究能否從無生命的物質製造奈米細菌。

        我們一開始先使用簡單的鈣化合物,例如碳酸鈣(石灰石)和磷酸鈣,因為這些化合物傾向以精確的分子排列聚集而形成晶體。晶體能自核化,是非常有次序的結構,如同稜鏡般有著平坦的表面與尖銳的稜角。然而,如果它們的堆疊受到干擾,則會表現出完全不同的性質。我們假設,將蛋白質與其他非礦物質的化合物加入礦物中,會破壞晶種形成時需要的晶格精確排列,讓礦物質以非晶態聚集,也就是分子以隨機或無次序的方式排列。

        我們也認為這種擾亂會阻止礦物聚集成長為晶體,但令人驚訝的是,這些聚集的礦物竟然繼續成長並增殖成顆粒,更精確的說是形成奈米顆粒。我們當然沒預期到這些簡單的化合物能輕易形成和奈米細菌極相似的形狀與幾何結構,有著類似細胞的外壁,同時就像活著的細菌一樣可以分裂。於是我們希望以這些簡單的奈米顆粒為起點,重新建構整個奈米細菌生物學。我們想看看,其他科學家宣稱奈米細菌所有超乎尋常的特質,能否藉由簡單有機分子與礦物之間的作用重現。

        很快的,我們發現由碳酸鈣與磷酸混合形成的奈米顆粒非常黏,能與任何帶電的分子結合,無論是離子、小的有機化合物(例如碳水化合物)、脂質,甚至是DNA與其他核酸。與這些帶電分子結合能使成長中的顆粒變得穩定,讓它們維持完整的結構,也幫助含鈣顆粒繼續成長,並形成複雜的外形。最後可能會出現兩種不同的結果:如果礦物質過量, 顆粒最終會結晶形成磷灰石;如果有機化合物含量比礦物質多,結晶可能會減緩或停止成長,而顆粒也將會繼續變化成更複雜的型式。

        在我們研究的帶電化合物中,以蛋白質做為結合物時,會產生最有趣也最複雜的效果。蛋白質在人體內四處游移,有些蛋白質(例如白蛋白或胎球蛋白A)在血液中含量豐富,會積極抓住鈣離子。血清與鈣離子結合的能力有一半是白蛋白所貢獻的。胎球蛋白A的性質更特別,它不僅能與鈣離子結合,對初形成磷灰石上的磷酸鈣結合能力更強。

        蛋白質和初生磷灰石晶種的結合,會阻止晶體進一步成長,因此可避免我們身體組織中產生有害的結晶。事實上所有體液(包括血液)中的鈣離子與磷酸的濃度都是過飽和的,卻沒有發生自動鈣化現象,可知這些蛋白質提供了重要的保護。如果沒有這些蛋白質,血管會硬化,而類似骨骼的結構會到處形成。

        我們探討這個議題時,由法國馬賽醫學院的哈烏領導的團隊蒐集並發表重要的證據,指出奈米細菌內含的主要蛋白質是胎球蛋白A。我們的團隊在之後證實,包覆在奈米顆粒內的蛋白質,胎球蛋白A只是其中之一,其他還包括白蛋白、與脂質結合的蛋白質(載脂蛋白)、補體蛋白質,以及很多常見於血液的一般蛋白質,它們和鈣離子與磷灰石結合的能力也廣為人知。基本上,我們的研究顯示,成長中的奈米顆粒會直接從環境中搶奪任何可與鈣離子、磷灰石結合的蛋白質。

        我們也證實Nanobac販售來檢驗奈米細菌的抗體,偵測到的其實是胎球蛋白A與白蛋白,因此早期利用Nanobac抗體在人類組織培養所發現的奈米細菌,其實只是偵測到一般的血液蛋白質。更驚人的是,聲稱能偵測血液中奈米細菌特殊蛋白質的抗體,實際上是專門辨認牛的同一類蛋白質。這個結果可能很怪,卻很容易解釋,因為大部份實驗室的細胞培養液都加入胎牛血清來提供優異的養份,然而在培養「奈米細菌」時,這些血清也是嵌入奈米顆粒中蛋白質的主要來源,因此形成含有牛蛋白質的奈米顆粒。回顧以往的研究,許多宣稱利用這種抗體偵測到奈米細菌蛋白質的研究,現在看來基本上都是錯的。

奈米細菌的真面目

        雖然我們現在知道奈米細菌是無生命的奈米顆粒,由普通的礦物質與周圍的分子結晶而成,這些奈米物質對人類健康仍然可能有重要的影響。我們相信類奈米細菌顆粒是經由自然的程序所產生,這些程序能避免體內形成有害結晶,但是在某些狀況下卻有助於奈米顆粒的形成。

        自然界有很多礦物質會自動聚集,有的甚至有形成結晶的傾向,舉例來說,鈣傾向和碳酸與磷酸結合形成磷灰石與方解石。因此任何對鈣離子或初生磷灰石晶體有高親和力的分子,無論是蛋白質、脂質或者某些帶電的化合物,都可以視為鈣化作用的抑制物,因為它們可以與礦物質結合而直接干擾結晶的形成。在人體內,蛋白質和鈣離子或初生晶體結合形成的複合體,可能幫助儲存或者移除礦物質。

        持續移除礦物質能避免鈣化合物異常沉澱所引發的疾病,但與礦物質結合的蛋白質要比較多,如果礦物質含量超過抑制性蛋白質,這個抑制結晶的機制就會潰敗。當蛋白質的結合位都被礦物質佔住,這種與蛋白質結合的礦物化合物仍可做為晶種來進一步結晶,進而走向失控的路,可能因此產生所謂的奈米細菌和異常鈣化現象,例如形成結石與動脈鈣化。我們得先將奈米顆粒視為正常調節鈣含量的大型循環中的一份子,才能探討它在疾病裡可能扮演的角色。這裡所描述礦物質–蛋白質複合體的形成機制,也必定與正常的骨骼生長有關。因此,與其說奈米顆粒是異常鈣化疾病的起因,不如說是影響抑制與移除礦物機制的其他代謝異常造成的結果。

        這種「礦物質代謝機制」的觀點是否能有醫療上的應用,現在還言之過早。然而,這個「抑制/結晶」的概念或許可用來解釋之前觀察到奈米細菌的所有行為。舉例來說,這種礦物質–蛋白質顆粒彼此融合而成長,從紡錘狀到最後形成薄膜。現在,這種外形的改變可用蛋白質與礦物質之間單純的交互作用來解釋,最終礦化作用勝出。根據我們的假說,由於缺少身體裡動態運作的礦物質移除機制,因此才能在細胞培養裡得到奈米細菌般的顆粒。伴隨細胞培養形成的奈米細菌,可視為靜態環境下正常鈣離子代謝的單純副產物。

        所有我們從血液與其他體液得到的奈米細菌顆粒,都證實它是一種簡單而且可預測的化學混合物,能夠反映出培養液所含的成份;利用不同成份的培養液,就能改變輕易奈米顆粒的組成,目前也能用任何成份設計出奈米細菌般的顆粒。在研究過程中,我們成功製造許多生物功能與結構相似的離子複合物,總稱為「生物粒子」(bion)。生物粒子有任何尺寸與形狀,長得就像活的生物。除了證實奈米顆粒不是生物以外,它們還能進一步用來闡釋自然界如何製造與組合微小的奈米團塊。

        了解這些由礦物質與有機分子複合成的小顆粒如何自然產生,有助於闡明數十億年前地球生命的起源。礦物質與小有機分子複合體很可能是藉由類似形成奈米顆粒的自我複製過程,組裝出第一塊建構生命的積木,同時也找到方法維持自己。這種礦物質–有機分子複合體也許可保護並區隔早期與生命相關的反應,也可能正是啟動生命的催化中心。這些可能性都讓人振奮,也是我們正在探索的方向。

        自然界以及許多慢性病裡的鈣化現象,現在至少能用蛋白質、脂質、礦物質與其他因子的分子交互作用來解釋,這個新觀點令人振奮。不像過去提倡的奈米細菌假說,現今對於自然產生的礦物質–有機分子顆粒有了清楚的定義,雖然它們不再是活的,卻讓科學家可以進一步探索這些微小物質是否有助於我們的生活。

 


2010年2月號科學人雜誌專訪本校楊董事長全文內容


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?

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。

: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。

: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?

: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。
     
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。

: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?

: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。

: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?

: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。

: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?

: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。

: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?

: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。

: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?

: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。

: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

: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。

 

環球科學雜誌封面

 

2010年2月號環球科學雜誌專訪本校楊董事長全文內容

楊定一:

從科學家到教育家

“以前,科學經常‘犯錯’,就是因為科學家還沒有把一種新技術或新發現完全弄清楚,就開始進行應用研究,現在我們應該以此為鑒,做足了基礎研究才能避免犯錯。”

本刊記者  褚波

“未來,我們可以製造一種納米顆粒,在上面安插一些工具,選擇性地殺滅病變細胞或定點釋放藥物,用於診斷和治療一些重大疾病,而不會影響人體健康。”納米細菌有沒有生命,曾引起科學界的長期爭論。楊定一教授帶領的研究團隊,用了不到1年的時間,就破解了這個20年未解的科學懸案 :納米細菌不是生命體,而是由礦物質和蛋白質構成的晶體顆粒。更重要的是,他的發現為納米細菌的進一步研究及其在醫學、納米技術領域的應用指明;方向——按照楊定一的話來講,“我們在納米細菌上的發現,將會開創一個全新的研究領域。”

 

破解懸案

從上世紀90年代初開始,對於“納米細菌有沒有生命”,科學界有兩個截然相反的觀點,支持不同觀點的科學家為此展開了激烈的爭論,但論戰雙方誰也拿不出令對方信服的證據,這個問題便成為近20年來科學界的一大懸案(參見本期文章《納米細菌傳說的破滅》)。

作為一位涉足醫學、免疫學、生物化學、細胞生物學等多個領域的科學家,納米細菌的相關研究和爭論自然是楊定一的關注範圍。不過,他沒有輕易加入論戰,因為他真正感興趣的是“非傳統研究領域”。楊定一認為,從納米細菌的各種特性來看,這些能生長和自我複製的微小顆粒可能隱藏著生命起源的秘密。於是,他決定從這個角度,以中立者的姿態介入納米細菌研究。

2007年,楊定一和自己的學生馬奕安啟動研究計畫,他們選擇的首個研究材料是一種簡單而常見的無機分子——碳酸鈣(CaCO3)。這不僅因為碳酸鈣分子天然具有結晶的傾向,更重要的原因是,這個分子僅含有一個碳原子。“生命是從無機分子起源的,因此透過碳酸鈣形成納米顆粒的過程,或許可以弄清楚在原始地球上,碳原子如何一個個地連接在一起,最終形成關鍵生命物質的化學機制。”

楊定一很快就通過研究發現,無機礦物質的結晶會主動與蛋白質、DNA 等有機分子結合,產生“核化”(nucleate)現象,形成“納米細菌”似的顆粒,會像細胞一樣自我複製,讓人誤以為它們在分裂。這些礦物質與蛋白質或其他有機分子的複合物,可能與軟組織鈣化、血管硬化等疾病有關。

2008年4月,《美國國家科學院院刊》、《自然》、《科學》等國際著名學術刊物相繼報導楊定一在納米細菌上的發現,他不僅破解了一大科學懸案,還指出此前論戰雙方的觀點均不正確(納米細菌沒有生命,但科學家在這些顆粒上檢測到的蛋白質和核酸並非源於污染,而是由於它們主動與有機分子結合)。

這項研究也為納米顆粒的應用指明了方向 :在醫學上,納米顆粒可以作為一個健康指標,反映器官的衰老程度和人體代謝機制是否異常;在納米技術上,我們可以控制納米顆粒的形成過程,制造出預期的納米材料……而且,這項研究也將改變人類對很多疾病的認識和治療方式,催生一門新的學科“納米病理學”。以結石病為例,“以前人們都認為這是一種局部疾病,但從納米顆粒的形成過程來看,結石病應該是一種全身性疾病,治療方式也應該發生相應改變。”

        不過,楊定一並不急於開展納米顆粒的應用研究,因為他認為當前更重要的研究,是要徹底弄清納米顆粒的結構和其他特徵,以及除了人體外,地球上還有哪些情況或地方會產生納米顆粒。“以前,科學經常‘犯錯’,就是因為科學家還沒有把一種新技術或新發現完全弄清楚,就開始進行應用研究,現在我們應該以此為鑒,做足了基礎研究才能避免犯錯。”

 

“神童”

很多科學家稱讚說,楊定一在納米細菌上的發現“給人留下了深刻的印象,解決了一個重大的科學難題,是一個非常了不起的成就”。而這些成就與他小時候的經歷密不可分。

由於受到戰爭的影響,楊定一在 6歲時,他的父親、著名生物醫學工程學家楊正民就帶著全家移民巴西。

剛到巴西時,不論是英語還是葡萄牙語,楊定一一竅不通。但不到一年時間,他就學會了葡萄牙語和英語,可以熟練地與當地人對話。

小學階段,老師都不喜歡楊定一,不願他呆在自己負責的班級,原因很簡單 :他總是蹺課。為了增加楊定一的出勤率,老師們想方設法“刁難”他 :加大考題難度,如果得分過低,就可以逼他留級或離開。然而,老師們一次次失望了——不論用什麼考題,楊定一的得分總是滿分,反而逼得老師使出更絕的一招 :動用高一年級的考題,希望能難住他。結果同樣是失望 :楊定一仍得到滿分。

有趣的是,老師從失敗中找到了“趕走”楊定一的理由 :既然楊定一做高一年級的考題都能得到滿分,證明他完全可以跟上高一年級的課程進度,那為什麼不向學校提出申請,讓他跳級呢?就這樣,楊定一開始了跳級的歷程,有一年甚至創紀錄的連跳三級,直到他13歲高中畢業。

不過,老師們不知道的是,楊定一蹺課並不是貪玩,相反他非常勤奮,有時一天只睡三四個小時——對於小學生而言,這樣長的學習時間實在難以想像。

從五六歲開始,楊定一不僅自學功課,還閱讀大量國學經典。他讀書的方式非常奇特 :同時閱讀6本甚至更多的書籍,因為這樣有助於刺激記憶力,“讀書時,你必須記住每本書讀到什麼地方,內容是什麼,當你下次再讀這本書時,才可能繼續讀下去,否則又要從頭開始”。

讀書之外,楊定一的另一件要事,就是坐下來靜靜地思考。“這是一個重要過程,通過思考,可以好好理解記住的東西,把它們融會貫通。而且,注意力集中,學習會很快”。後來的事實證明,閱讀和思考的習慣對楊定一的學術生涯產生了非常大的影響。

 

錄取風波

1971年,當年僅13歲的楊定一與年長五六歲的高中同學共同走進巴西高考考場時,他並未感到緊張,因為在過去幾年裏,他以自己特有的方式獲得的知識,鍛煉出來的思維能力,已經遠超當時的巴西高中生,甚至超過高考對考

生的要求。

毫無意外,楊定一的高考成績名列巴西第一,進入巴西任何一所大學似乎都沒問題。問題恰好出在這裏。當時,巴西並不允許少年大學生的存在,也就是說,學生必須一步一個腳印走向大學校園,不能跳級。這就意味著,每年都會跳級的楊定一不能被巴西的任何一所大學錄取,他得重新回到中學校園,一直讀到十七八歲。

幸好,當時的巴西大學校長非常欣賞這個13歲的天才少年,而這位畢業于美國麻省理工學院、受過多年國外教育的老校長思想開放,他認為沒有任何理由去阻止一名如此優秀的少年進入大學學習。在老校長和父親(當時,楊正民先生是巴西大學教授)的努力下,巴西政府終於同意改變相關規定,允許巴西大學醫學院錄取楊定一,使他成為巴西大學有史以來最年輕的大學生。

一個國家為一位學生改變規定,這樣的重磅消息自然逃不過媒體的靈敏嗅覺。全巴西,甚至南美其他國家的媒體都蜂擁而至,採訪這位改變了國家規定的少年。一時間,關於楊定一的報導鋪天蓋地,在南美引起極大反響。

南美刮起的“楊定一旋風”,也讓各大廠商意識到這位巴西最年輕大學生將給他們帶來的好處,廠商代表們紛紛趕來,請求楊定一為他們公司拍攝廣告。一名廠商代表甚至直接開來一輛轎車,作為他拍廣告的報酬。 楊定一 教授向記者介紹,當年他拍的電視廣告在巴西持續播放了一年半時間,40年後,一位曾與他有合作關係的巴西科學家都還記得 13歲的他在電視廣告中的模樣。

然而,“名利”雙收的楊定一並不高興,因為他想去的地方不是巴西大學,而是科技更發達的美國。實際上,在參加巴西高考之前,他已經參加過美國的大學入學考試(ACT),得分也是滿分。這樣的成績,很容易就得到普林斯頓、哥倫比亞、耶魯等世界頂級名校的青睞。但當他開始憧憬美國大學生活,收拾行裝準備前往夢想中的地方時,由於父親擔心他年齡太小,難以適應美國生活,不允許他去美國讀書,只是答應讓他進入巴西大學學習。“當時很失落,很生氣,也非常不理解,為什麼不能去美國讀書?多年以後我才明白父親的良苦用心。”

楊定一選擇醫學專業,也是父親的要求。在 楊正民 教授看來,學醫不僅可以學到技術,賺錢養家糊口,而且將來還能幫助自己和家人改善健康─ 楊老 教授的想法並沒有錯,多年後,楊定一成為了自己的岳父、台塑集團董事長 王永慶 先生的私人健康顧問。但在當時, 楊正民 教授或許並不知道,兒子感興趣的不是醫學,而是經濟學和物理學。

 

轟動美國

        儘管學術水準可能與美國名校存在差距,但巴西大學仍給楊定一提供了更寬廣的舞臺。

        進入大學後,楊定一對物理學上的興趣有增無減,在醫學專業課程之外,他專門選修了電機和物理學課程。選修課程似乎還無法滿足楊定一對物理知識的渴求,他還把家裏及學校圖書館的相關藏書找出來,細細研讀,幾乎成了半個物理專業的學生。

        同時,楊定一也未放棄前往美國,追求更高學術成就的夢想。剛一進入大學,他就到圖書館借閱美國大學名錄,詳細瞭解美國各所大學的情況,為自己的夢想尋找落腳點。當他翻到美國洛克菲勒大學這一頁時,關於學校情況的介紹深深吸引了他 :全球唯一一所純研究型大學,學校中一半以上的教授都是美國科學院院士,創校以來已培養出10多位元醫學與化學領域的諾貝爾獎得主(到2009年共有23位),很多重大科學突破都誕生於該校實驗室。

        洛克菲勒大學由此成為楊定一奮鬥的目標,他開始刻意收集與該大學相關的資料。一次,在洛克菲勒大學出版的知名學術期刊《實驗醫學雜誌》(journal of experimental medicine)上,他讀到一篇由主編贊維爾•A•科恩(Zanvil A. Cohn)教授撰寫的文章,這位免疫學界的大師級人物在字裏行間表露出的智慧以及對科學問題的獨到見解,折服了年輕的楊定一。他立即拿來紙筆,寫下一封熱情洋溢的信,除了表達對洛克菲勒大學的嚮往,還匯整出科恩教授發表過的所有研究論文,並對未來可行的研究方向提出了建議。

            讓楊定一感到意外的是,信件寄出後不久就收到了回信 :科恩教授在信中鼓勵楊定一好好學習專業知識,為未來的學術生涯打下基礎,並歡迎他在大學畢業後成為洛克菲勒大學的一員。這封信成為楊定一新的前進動力。

            18 歲, 楊 定 一 從 巴 西 大 學 畢 業,他終於得到父親許可,隻身前往能實現自己的科學夢想、能盡情揮灑才華的地方——洛克菲勒大學,他的導師正是《實驗醫學雜誌》的主編科恩教授。直到今天,楊定一仍能清楚記得當年收到回信時的情景,也很懷念他在科學界的引路人科恩教授,更為這位偉大的科學家感到惋惜 :1973年,科恩發現了樹突狀細胞(Dendritic cell,DC),這是免疫學領域的重大突破,“可惜他過早去世,否則在洛克菲勒大學的諾貝爾獎獲得者名單上,肯定會有他的名字”。

        由於導師是免疫學界的泰斗,楊定一的研究自然轉向免疫學。當時,免疫學界最熱門的研究課題,是弄清楚免疫細胞如何識別腫瘤細胞等病變細胞,好幾位科學家都因為這類研究獲得了諾貝爾獎。如果楊定一跟隨前輩的腳步,從事免疫細胞識別病變細胞的機制,或許也能取得一定的成就,然而他並未選擇跟從,在決定研究方向的問題上,他再次展現出非凡的一面。

系統回顧了前輩們做過的研究後,楊定一發現了一個問題:大家都在一窩蜂地研究免疫細胞如何識別病變細胞,而對於識別之後,免疫細胞的殺滅過程卻沒人過問,也沒人知道這個過程是如何進行的。在楊定一看來,弄清楚免疫細胞的殺滅機制極為關鍵,因為不管免疫細胞的識別機制如何,它們最終目的都是要殺滅這些病變細胞。如果不弄清楚這個過程,科學家將來如何誘導免疫細胞保護機體呢?

        楊定一採用的研究方法讓同行感到非常意外 :他把電機技術運用到了免疫學上,這是前所未有的事!利用電機技術,他檢測到包括白血球在內的一些免疫細胞會製造一種蛋白質──穿孔素(perforin),而這些蛋白質能破壞病變細胞的細胞膜,使之出現孔洞,引起細胞膜內外電位和各種離子濃度的變化,從而殺死病變細胞。為了使結果更為可信,楊定一還測出了病變細胞的細胞膜出現孔洞後,電位、水分子和離子濃度變化的具體數值。

        讓他始料未及的是,在一次學術會議上,當他首次向與會科學家宣佈自己的研究結果,描述殺傷細胞殺滅病變細胞的機制時,得到的並非讚譽之辭,而是一番劈頭蓋臉的批評。很多科學家認為,免疫細胞會像西部牛仔一樣“開槍”殺死細胞的說法荒謬之極,“這位年輕人的想像力實在太豐富了”。楊定一告訴記者,當時絕大多數與會科學家都對他提出了批評,面對這些絲毫不留情面的批評之聲,“意志不堅定的人很可能會失去研究的信心”。

        但他堅持了下來。由於研究方法極具創新性,《自然》、《科學》、《細胞》等雜誌相繼刊登了他的研究成果,而他的結論也不斷得到後續研究的支援。尤其是基因技術出現以後,楊定一在很多動物甚至植物體內檢測到大量“鑽孔蛋白”,而且這些蛋白具有同源性,證明殺傷細胞的殺滅機制是廣泛存在的。如今,免疫細胞的殺傷效應已廣泛用於消滅癌細胞以及被病毒感染細胞。

        由於在科學研究上的傑出表現,楊定一不僅在21歲輕鬆獲得博士學位,還在6年後,以27歲的年齡升任洛克菲勒大學分子免疫及細胞生物學系主任,在美國科學界引起了極大的轟動效應。後來,他又鑒定出數個與細胞凋亡相關的基因,闡明了炎症反應的分子機制,也引起了不小的反響。如今,楊定一已發表了200多篇重要研究報告,碩果累累。

 

角色轉變

        個人取得極大成功之後,楊定一希望帶領更多的人走向成功。1999年,由於不認同現有教育理念,認為當前教育方式給兒童施加了太大的壓力,對他們期望太大,要求太高,不利於孩子的成長,楊定一與來自德國、美國、瑞士、法國等國家的37位科學家一道,成立了國際兒童聯盟,希望借此幫助各國兒童在一個相對寬鬆的環境下健康成長。目前,該聯盟已在多個國家設立了分支機構。

除此之外,楊定一也通過其他方面的努力幫助窮人。瓜地馬拉氣候宜人,是中南美洲的瑞士,但該國原住民占了全國人口的70%,經濟條件相當落後,很多人沒有合適的房屋居住。

        楊定一和朋友經過多年研究,開發出一種納米建材,用它能建造出比水泥建築更堅固更抗震的房屋,而且冬暖夏涼,非常舒適。1999年,他們用這種建材在瓜地馬拉蓋了一棟四層樓的小學,捐給當地原住民使用。從使用的情況看,這套技術完全可以較低的成本,建造出較舒適的房屋。

        經過幾年發展,他們修建的房屋越來越多,第一階段完工的房屋有200多棟,還包括公園、學校、馬路、加工廠和小機場等配套設施。楊定一和朋友把下一階段的計畫稱為“光之城市”,目前正在修建的房屋超過2,000棟。為了興建這麼多房屋,他們購買的土地從原有的幾十公頃擴大到幾百公頃,不僅可興建2,000棟房屋,將來這個數字還可以上升到1萬棟以上。

2009年12月25日經濟日報專訪本校楊董事長全文內容

楊董事長「細菌新發現 人類醫大步」接受採訪報導

    本校楊董事長所發表有關「奈米級細菌」(Nanobacteria)具高度學術價值的論文,於2010年1月在全世界最具影響力的科學雜誌「Scientific American」上刊登。這篇文章提出了一個革命性的醫學觀念-Bions,因極受重視,而接受經濟日報採訪。以下為此篇刊登於98.12.25經濟日報報導的全刊內容:

標題:楊定一董事長--細菌新發現 人類醫大步

將近30年前,最早發現白血球細胞如何殺死癌細胞與病毒感染細胞的楊定一博士,於全世界最具影響力的科學雜誌「Scientific American」,發表一篇有關「奈米級細菌」(Nanobacteria)的文章,說明他與他的團隊如何證明「奈米級細菌」不但不是細菌,也不是會繁殖的生物體,預料將在科學界及界引發廣泛重視及討論。楊定一21歲即取得洛克菲勒大學生化博士學位與Cornell醫學博士,27歲已任職洛克菲勒大學分子免疫及細胞生物學系主任,目前擔任長庚大學、明志科技大學與長庚技術學院、長庚生物科技的董事長,同時也是洛克菲勒大學的兼 教授。以下為楊定一接受本報記者的訪談紀要。

證實奈米級細菌 找出老、退化成因

問:這篇「The rise and fall of nanobacteria」的文章,是一篇具高度學術價值的論文,其內容的重點為何:

答:我帶領長庚大學「分子與臨床免疫中心」實驗室的研究團隊,發現所謂的「奈米級細菌」的確存在,可是它不是細菌,而是由極為細小的礦物質(如碳酸鈣或磷酸鈣)與平常在人體內常見的物質(如蛋白質、脂肪等)結合而成的,在外形上與過去被誤認的「奈米級細菌」一模一樣。

更重要的發現是,這些所謂「奈米級細菌」,具有重要甚至不可或缺的生理功能,因此我稱它們為「Bions」。

Bions在人體內幾乎所有的器官與細胞中都隨時可以看到,在正常情況下,它的形成實際上具有保護器官與細胞不受到太多或過剩的礦物質可能帶來的傷害,而人體中正常形成的Bions也隨時會被代謝而排出。但是若體內的鈣、磷或其他重金屬太多,形成的Bions來不及被代謝,或在其它不正常的情況下,過多的Bions就會沈積,而形成不同的結石,這些現象就是老化、退化性疾病,包括血管硬化或結石等形成的重要原因之

實驗見證真理 帶動醫學革命

問:30年前您所發現的「自然殺手」細胞如何消滅癌細胞,今天「自然殺手」細胞己經在全世界普遍用在癌症治療上,對人類健康有重大貢獻;請談此次的發現,對未來醫學將產生甚麼重大變革?

答:假如我們的發現是正確的,那麼在血液裡就有奈米小球,也就是「奈米顆粒」。以腎結石為例,過去大家認為結石的小石頭是尿道的問題,事實上是這些在血液裡的奈米顆粒被腎臟細胞吃掉了,吃掉以後來不及排出去,就形成結石,所以,要避免腎結石,與整個身體有關,要掌握血液,而不是只處裡尿道。

就像30年前我所提出的「自然殺手」細胞觀念,人體中任何有機、無機物質都要適中,太多或太少都會造成傷害,因此,原本對身體具有保護功能的Bions,如果太少,血液裡就會缺鈣、缺磷等各種元素;如果太多,就會造成結塊、阻塞或老化等。

要維持Bions在身體中的正常數量,就要常運動、保持身心愉悅,讓內分泌及身體的循環是正常且正面的,未來希望能發展出,從血液裡測出Bions數量多寡的技術,就能看出個人健康與否。

強化學校研發 躍上國際發光

問:您身兼長庚大學、明志科技大學與長庚技術學院三所學校董事長,如何以研究,帶領學校的實力提昇到國際?

答:我以長庚大學「分子與臨床免疫中心」實驗室,帶領八位博士後研究員,再由明志科技大學提供化學工程的材料及設備,進行長達三年的研究,在這過程中,我和整個研究團隊都經歷了探究真理的辛苦以及快樂和成就,此次發表的「Scientific American」雜誌,在全世界每月以16種語言出刊200萬本,希望有助於將學校的成就和知名度推到全世界去。

我一直強調臨床研究與基礎研究的重要性,也因此學校都設立了大規模的研究中心,根據不同系所的專業領域,執行尖端、最領先的研究題目,並系統性地整合。

推動全人教育 提供先進醫療

問:除了科學領域是您擅長的專業,過去也一直強調「全人教育」的重要性,主要理念為何?

答:全人教育(whole person education)的理念是強調教育的範疇應該是整體性的、全面性的,同時考慮到孩子的發展學習需要與順序,這樣培養出來的學生才能在心智及體魄等方面得到健全均衡的發展。

明志科大的孩子在課業上都是做技術、工程、設計等硬梆的東西,進入社會後還要面對家庭、文化、道德等課題,因此,在學校除了教會他們學術和技術,還要教導他們勤勞樸實、追根究、言行一致等生活態度。

問:您多年來在長庚醫療體制擔任執行董事,請談談醫院推動的「全人健康」理念?

答:我認為醫院就是要給病人方便,過去病人到醫院看病很辛苦,先在一個科看完門診,再拿著健保卡到每一個分科去照X光或各種檢查,我希望長庚能給病人「一站式」的服務,也就是「疾病中心」,例如糖尿病患者到「糖尿病疾病中心」,所有相關的醫療診治和檢查都在這一個中心完成,不必在醫院裡跑來跑去。

目前已在長庚醫院北、中、南各院區推動53個疾病中心,現已完成33個,為大眾提供一個最先進、便捷且貼心的醫療環境。

明志科大 私校教學卓越典範

【台北訊】以工讀實習制度、全體住校聞名的明志科技大學,連續4年榮獲教育部獎勵教學卓越計畫補助,合計金額達2.3億元,如果以學生人均比例計算,在全國獲補助30多所學校中排名第一。

明志科大自民國52年創校迄今,始終堅持精緻辦學、實務導向的創校理念,實施工讀實習制度,安排學生至建教合作公司參與全職工讀實習一年,至95年度起實施的國外工讀實習,更是國內大專院校創舉。

近年來在全體教師的努力下,該校落實了「以全人教育之旨,培養具備勤勞樸實態度及理論與實務並重的人才」教育目標。招生方面,明志科大所有的科系招生成績,均名列私立科大第一名,甚至超越部分國立科大。93-98年,連續6年在全國70餘所技專院校中,獲得教育部整體發展獎補助經費前三名。

該校所有工程類的科系都通過工程認證;學生在甲、乙級的照數,人均超過一張;至於老師的期刊論文發表篇數年年成長,並聚焦在「產學合作」研發工作上。明志科大網站:www.mcut.edu.tw

長庚大學 全人教育成效優異

【台北訊】長庚大學自1987年創校以來,秉持「勤勞樸實」的校訓,致力於追求教學與研究的卓越。在教學方面不只重視專業的學習,也引導學生在服務社會、使命感、道德觀、溝通協調與領導能力、自我學習態度與國際觀等訓練與養成,落實該校董事長楊定一博士全力推動「全人教育」的理念。

長庚大學陸續設立研究中心,根據不同系所的專業領域,執行尖端、最領先的研究題目。具體的成果有:教育部五年五百億「發展國際一流大學及頂尖研究中心計畫」中,獲選為第一梯次全國12所重點發展大學,每年獲得經費補助3億元。之後再榮獲第二梯次重點發展大學,為全國入選11所唯一的私立大學。

另在上海交通大學公佈的「2009年世界大學學術排名」中,長庚大學第二度進入前五百名內,排名優於部份國立大學。

另在「分領域」評比,長庚大學屬「臨床醫學」學校,在該領域世界排名為249名。長庚大學網站:http://www.cgu.edu.tw/

 

2009-12-25/經濟日報/D1/企業情報報導日期:2009-12-25 新聞來源:經濟日報

發布日期:99年04月30日

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