2018年，諾貝爾醫學獎與化學獎，皆授與生醫領域相關，尤其是癌症治療研究。生醫領域已成為未來世代最值得期待的蒼穹。
英國劍橋生物研究室，一個研究室內，總計已有12個研究人獲得諾貝爾獎桂冠。顯見，對的領域研究突破，將為人類作出偉大的貢獻。現今大多數的先進癌症療法都是了不起的科學家新研究出來的抗體藥物。
利他，一直是我們DNA。漢民科技近來在思慮著，如何利用我們些許的資源，能選擇一些更長遠、有意義的志業，對人類生命福祉有所貢獻。於是，我們展對生命科學研究的投資，希望結合有志的夥伴，同行。
2018 諾貝爾化學獎介紹
2018 年諾貝爾獎出爐，化學獎由英國科學家 Sir Gregory P. Winter 和兩位美國科學家 Frances H. Arnold 及 George P. Smith 獲得， 3 位得獎者的研究藉由模擬自然界的演化過程，最終促進新燃料和藥物的開發，並進一步推動醫療和環境的進步。
▲ 瑞典皇家學院公布的得獎者的海報，表彰他們在酵素定向演化，以及肽（peptide）和抗體（antibody）的噬菌體展示技術。
來自加州理工學院（California Institute of Technology）的 Arnold 是第五位獲得貝爾化學獎的女性，也是研究定向演化（directed evolution）的先驅之一。
定向演化是蛋白質工程使用的一種方法，它能模擬自然界篩選的過程，培育出研究人員感興趣或技術上有用的蛋白質。過程包括誘發基因經歷迭代輪次的突變（mutagenesis），接著篩選出帶有所需特徵的蛋白質（selection），最後進行擴增（amplification）。
▲ 在酵素的基因中引進隨機突變，來模擬大自然篩選的過程。
簡而言之，Arnold 將隨機的突變基因引入酵素中，然後看看這些突變能對酵素造成什麼影響。接著，篩選出有效用的特定突變，例如：突變使得酵素能在原先無法起作用的溶劑中進行催化反應。她進一步重複這個過程，並將突變基因再次引入這些篩選出的酵素中。
Arnold 的研究為各種領域提供適合的酵素，包括生物燃料的開發和藥物的生產，並有效減少許多有毒催化劑的使用機會。「Arnold 提出她的研究成果後，便能有效地調整酵素，在工業環境中發揮更好的效果。它的最終成效是，將原本在自然中需要花上十億年或百萬年的進展過程，降低到可能不到一週的時間。」
化學獎的另一半則是 Winter 和 Smith 在「肽（peptide）和抗體（antibody）的噬菌體展示（phage display）」的研究。噬菌體是一種可以感染細菌並誘使細菌繁殖的病毒。密蘇里大學的Smith發現，修改噬菌體的遺傳物質可以改變貼附在其外部的分子。
▲ 運用噬菌體展示技術，科學家能透過基因工程讓噬菌體攜帶特定蛋白質，以探索這些蛋白質如何與特定目標相互作用。
Smith 意識到這個特徵可能很好用，例如：如果不知道某段特定基因會製造出什麼蛋白質，便能該基因植入噬菌體的 DNA 中，這個未知蛋白質將出現在噬菌體的表面並被識別。這也意味著科學家們可以將大量未知的基因片段植入噬菌體，看看是否能產生任何一種已知的蛋白質，進而確定哪些基因對應到哪種蛋白質。該方法還為科學家們開啟另一扇大門，那就是透過基因工程讓噬菌體攜帶特定蛋白質，以探索這些蛋白質如何與特定目標相互作用。
今天，噬菌體展示已經產生了可以中和毒素，抵抗自身免疫疾病和治癒轉移性癌症的抗體。
Winter 的研究方向是將各種抗體結合位（antibody binding site）的 DNA 植入噬菌體中，使噬菌體在表面呈現抗體。這意味著它可以透過篩選噬菌體，來找到與特定分子間有最佳反應作用的抗體。
Winter 能使用該噬菌體展示法來生產新藥，為癌症、自體免疫疾病等等提供治療。其中已開發出的一種新藥是 adalimumab，能治療類風濕性關節炎、牛皮癬和炎症性腸病的抗體藥物。「現今幾乎所有的現代療法都是抗體藥物，都能利用噬菌體展示這樣的技術，這完全是開創性的研究，如果 Smith 沒有首先發展噬菌體展示法，這可能永遠不會發生。」
在 2016 年的一次採訪中，Winter 向他的第一位癌症患者承認他不知道抗體治療是否有效。而事實上，那次的治療結果相當成功，一個巨大的腫瘤消失了。這場勝利讓劍橋分子生物學實驗室的研究人員總共獲得 12 個諾貝爾獎。
這 3 位諾貝爾獎得主的貢獻，將為日常生活中許多領域帶來改善，包括醫藥產業、生質燃料、綠色催化劑等等。受到各界科學家的大力讚揚。
2018 諾貝爾醫學獎介紹
10 月 1 日揭曉的 2018 諾貝爾醫學獎，由對抗癌免疫療法有著顯著貢獻的美國免疫學家 James P. Allison 和日本免疫學家本庶佑（Tasuku Honjo）2 位獲得這項殊榮。由於癌細胞有複雜機制能躲避免疫系統攻擊，癌症治療總是非常棘手。接近一個世紀以前，科學家首次提出利用免疫系統治療癌症的想法，但在沒有相應突破性研究下，這種概念也就一直被擱置，直到 Allison 和本庶佑的發現後，癌症免疫療法才有機會應用在現實的臨床治療。
在 1990 年代的研究中，Allison 發現人體免疫系統內調節 T 細胞活性的「免疫檢查點」（immune checkpoint）機制，並在其他研究團隊探索加強檢查點治療自體免疫疾病的同時，Allison 也在後續研究發現抑制檢查點能在治療癌症小鼠身上產生顯著效果。而 1992 年，京都大學教授本庶佑在獨立研究時發現了第二個透過不同機制運作的檢查點存在。基於這項發現的治療方式，如今在臨床已顯著改善了患者的治療效果。
▲ Allison 研究的 CTLA-4 與本庶佑研究的 PD-1對免疫抗癌治療的研究做出許多貢獻。
在這些研究之下，檢查點抑製劑（checkpoint inhibitors）也就隨之誕生，儘管有明顯的副作用，但在肺癌、腎癌、淋巴瘤和黑素瘤的治療都產生了顯著治療效果。目前全球有許多癌症的檢查點治療實驗正在進行。這些發現轉變了對人體免疫系統的理解，並發掘出控制，甚至根除腫瘤和血癌的潛力。
「十年前，轉性黑色素瘤（metastatic melanoma）基本無法治癒，但多虧了 Allison 和本庶佑的工作，患者現在有了真正的希望，超過三分之一患者獲得長期益處，甚至還有機會經過療程而康復。」
癌症是人類最大的健康危害，全球每年有約1,500萬人得到癌症，並且造成大於820萬人身亡（相當於全年總死亡人數的14.6%）。但是從美國研究調查發現，癌症治療存活率在過去30年來一直沒有顯著的進展，治療效果也不如人類預期的成功。直到近日有關免疫檢查點抑制劑與細胞免疫療法，於特定癌症治療有突破性的進展，免疫檢查點抑制劑對於晚期黑色素腫瘤，從先前的的五年存活率約15％進展到50％以上。衍進的CAR-T治療對於兒童急性血癌，由原先低於10％的有效率提高達85％以上，兩者成為癌症治療的重要方法。
2018年的諾貝爾醫學獎頒發給研究癌症免疫治療的兩位免疫學家，諾貝爾化學獎頒發給發明和應用噬菌體表現技術(phage display)和蛋白質定向演化技術(directed evolution)的三位科學家。今日的生醫科學家們結合上述科學家發明的方法用噬菌體來定向演化抗體蛋白質。利用嗜菌體呈現法所建立的抗體庫，連結嗜菌體表面分子所連結抗體片段與其基因資訊，提供高效率單株抗體的篩選方法。
參考資料
- 李怡萱 (2018 年 10 月 04 日 1:32)。【諾貝爾 2018】促進生質能和新藥開發，化學獎頒給蛋白質演化研究及基因工程工具。科技新報TechNews。2018.11.16，取自http://technews.tw/2018/10/04/nobel-chemistry-2018-for-protein-evolution-and-gentic-enginner-tools/
- Nana Ho (2018 年 10 月 02 日 14:21)。【諾貝爾獎 2018】醫學獎出爐，癌症免疫療法 2 學者獲得殊榮。科技新報TechNews。2018.11.16，取自https://technews.tw/2018/10/02/2018-nobel-prize-for-medicine/
