海藻糖的知識加 #文章非常長 #資料很齊全
資料來源:A+醫學百科
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海藻糖(Trehalose)是一種安全、可靠的天然糖類,1832年由Wiggers將其從黑麥的麥角菌中首次提取出來,隨後的研究發現海藻糖在自然界中許多可食用動植物及微生物體內都廣泛存在,如人們日常生活中食用的蘑菇類、海藻類、豆類、蝦、麵包、啤酒及酵母發酵食品中都有含量較高的海藻糖。
海藻糖是由兩個葡萄糖分子以α,α,1,1-糖苷鍵構成的非還原性糖,自身性質非常穩定,並對多種生物活性物質具有神奇的保護作用。科學家們發現,沙漠植物卷葉柏在乾旱時幾近枯死,遇水後卻又可以奇蹟般復活;高山植物復活草能夠耐過冰雪嚴寒;一些昆蟲在高寒、高溫和乾燥失水等條件下不凍結、不幹死,就是它們體內的海藻糖創造的生命奇蹟。海藻糖因此在科學界素有「生命之糖」的美譽。國際權威的《自然》雜誌曾在2000年7月發表了對海藻糖進行評價的專文,文中指出:「對許多生命體而言,海藻糖的有與無,意味著生命或者死亡」。
海藻糖對生物體具有神奇的保護作用,是因為海藻糖在高溫、高寒、高滲透壓及乾燥失水等惡劣環境條件下在細胞表面能形成獨特的保護膜,有效地保護蛋白質分子不變性失活,從而維持生命體的生命過程和生物特徵。許多對外界惡劣環境表現出非凡抗逆耐受力的物種,都與它們體內存在大量的海藻糖有直接的關係。而自然界中如蔗糖、葡萄糖等其它糖類,均不具備這一功能。這一獨特的功能特性,使得海藻糖除了可以作為蛋白質藥物、酶、疫苗和其他生物製品的優良活性保護劑以外,還是保持細胞活性、保濕類化妝品的重要成分,更可作為防止食品劣化、保持食品新鮮風味、提升食品品質的獨特食品配料,大大拓展了海藻糖作為天然食用甜味糖的功能。
海藻糖是運用當代最先進的生物工程技術和生產工藝,採用按國際製藥標準建造的成套設備,以當地特有的不含轉基因成分的天然木薯澱粉為原料,在國內首家以規模化形式生產海藻糖,產品指標達到國際同類產品標準。先進的生產工藝技術和完整的質量保證體系為國內外市場提供了質量過硬、價格合理的海藻糖系列產品,使生物製劑、化妝品、烘焙產品、水產畜產加工、米面製品、飲料和糖果以及農林種植等各個行業廣泛受惠。
應用
1.海藻糖在食品工業中的應用:
與其它糖類一樣,海藻糖可廣泛應用於食品業,包括飲料、巧克力及糖果、烘烤製品和速凍食品。
●烘烤製品類
在烘烤製品中,海藻糖有多種潛在的使用價值:它能調節蛋糕、餅乾和糕點上的糖霜、麵包奶油和水果餡的甜味與芳香,不損害貯藏壽命,使人們品嘗到產品原有的風味。
同時,海藻糖有助於甜餅、麵包奶油和糖霜中脂肪的降低,在可口餅及快餐中產生獨特的糖霜感覺。它使消費者因良好的甜質更容易接受含高脂肪和糖的高熱量產品。在保持產品貯藏期時,海藻糖能減少多成 分的烘烤製品中濕氣流動,以能使甜味更佳。
●糖果類
海藻糖與其它大多數增甜劑混合,可在糖果、果汁飲料和藥草產品中使用,以調節產品甜質,從而能真正保持產品的原有風味。
海藻糖用作糖果的外層可形成一種穩定的非吸濕性保護層。由於 性質的穩定性,海藻糖能在長期高溫下進行而不用擔心水解和色變,不負面影響產品品質。
滾海藻糖衣性能極好。海藻糖特有的溶解特性能真正使它們本身滾動形成保護層,這層覆蓋物極穩定、堅固,從而改善其它大多數增甜劑相對的白色層面。
●能量產品類
海藻糖被分解成葡萄糖,但與其他糖相比,海藻糖的血糖反應更平穩,這種獨有的特性結合它低致齲性和非瀉下性作用,使得海藻糖極適用於按配方製造的飲料,以提供能量和減輕疲勞與壓力。
●功克力糖果類
在巧克力糖果中使用海藻糖,能調節糖果的甜味,特別有益於含有乳製品的軟糖及含水果餡的產品,海藻糖還能減少多成分產品中水分游離。在模製品中,海藻糖對產品甜味的改善為創造新 口味巧克力提供了可能性。
由於它致齲性的降低,作為主要的增甜劑或結合其他低致齲性增甜劑,海藻糖可用於按配方配製益牙產品。特級海藻糖可和多元醇合用於製取巧克力,其溶解時 吸收的熱量可使多元醇的冷卻效應降到最低。
●水果類
在經加工過的水果(包括果醬、調味果醬和果餡)中,海藻糖是一種最好的甜味調節劑。在水果類製品中添加海藻糖能夠保持產品的原有風味 但不損害產品貯藏期。
另外,由於海藻糖性質的穩定性,不會產生水解,產品色澤不變並保持原有光澤。
海藻糖能用於佐料和可口果醬,通過調節甜味來產生風味感,同時保持產品貯藏壽命。
●速凍品類
海藻糖可代替蔗糖,降低冰淇淋和其他冷凍製品的凝結點。可在凍品和冰凍糖果中用於產生新的糖霜,併產生獨特的可口的風味。
●飲 料
海藻糖在飲料品中微甜口感好,能與其他大多數增甜劑結合使用,使其甜味更完善,可全面提高產品風味。在含酒精的飲料中,海藻糖不損減酒精的感官性能, 使飲料風味更佳。
●海鮮
海藻糖作為一種對海鮮的低溫保護劑特別有效,當海藻糖在蛋白質、水界面絕對抑制水的官能度時使海鮮的硬度、伸縮性及凝膠力增加,另外海藻糖的微甜 性質也提高了海鮮的口感質量。與其他的低溫保護劑用於處理海鮮不同,海藻糖不會導致喉嚨熾熱感,且沒有瀉下問題。
2.海藻糖在醫藥工業中的應用:
(1)在醫學上已經成功地應用海藻糖替代血漿蛋白作為血液製品、疫苗、淋巴細胞、細胞組織等生物活性物質的穩定劑。不僅可以常溫條件下乾燥存放,更重要的是可以防止因血源污染而引起B肝、愛滋病等致命疾病的傳播,世界衛生組織對此十分重視。
(2)英國劍橋的Quadrant研究基金會將小兒麻痹症疫苗與海藻糖混合凍干後,發現在乾燥狀態下45℃時其穩定性和液態4℃保存條件時相當。這項目研究成功,將大大減化疫苗處理工序,降低疫苗的貯存及運輸成本,且保證了長距離運輸疫苗仍可保持相當高的活性,這將會大大有助於世界衛生組織實現在最大範圍內消滅小兒麻痹症的目標。
(3)美國加利福尼亞大學的約翰•克勞及其同事將海藻糖與製造血小板的細胞混合,經乾燥脫水使細胞變干後,將其凍干在室溫下可長時間保存。實踐證明,加入海藻糖並經長時間保存的血小板在水化後仍有85%存活,存活率比大多數血庫短期保存的血小板還高。
(4)海藻糖可應用於研究用生物試劑的保存,例如各種工具酶、細胞膜、細胞器、抗體、抗原及病毒等等,使得生命科學研究更為方便快捷有效,英國大學Camilo.C等詳細的研究了海藻糖對DNA限制性內切酶DNA連接酶和DNA聚合酶的保護作用,結果表明,所有加入海藻糖乾燥的酶樣,在70℃保存35天或在37℃保存9個月後,其活力並無損失,仍能精確的將DNA截斷。我國中科院微生物研究所應用海藻糖乾燥製備、用於人血清膽固醇測定的三種診斷工具酶,在室溫下長期保存後,活性保持率都在90%以上,現已成功的進入於臨床應用。這是目前其它種類的保護劑都不可能達到的效果,利用海藻糖作為診斷工具酶等生物試劑的穩定劑和保護劑,可置於常溫條件下乾燥並保存,不僅簡化了生物試劑的製備過程,也給我國幅員廣大的農村地區患者的疾病診治帶來便利。
(5)雙岐桿菌是腸道中用於改善人體微生態平衡的細菌,雙岐桿菌活菌製劑作為防病治病的有力武器,在歐美日本等已開發國家倍受歡迎。在我國,雙岐桿菌活菌製劑已逐步成為製藥行業的一支生力軍。由於雙岐桿菌是一種對生存條件要求極為苛刻的厭氧菌,外界環境稍有變化就易引起該菌的死亡,因此,如何提高雙岐桿菌的存活率,保證產品的貨架壽命,一直是困擾活菌製劑行業的技術難題。目前普遍是採用脫脂牛奶作凍干保護劑,但效果不甚理想,在儲存過程中,細菌的存活率下降很快。近期的研究結果表明,採用海藻糖作保護劑,雙岐桿菌的存活率比脫脂牛奶提高一倍以上,特別令人振奮的是,海藻糖能夠使凍干雙岐桿菌在常溫下長期保持活性,大幅度延長活菌製劑的保質期。從而可以解決活菌製劑行業所面臨的產品儲存性能差,貨架壽命短的問題。
(6) 應用實例
1)、從液態製品製備固態製品
將500克無水海藻糖、270克用以上方法製成的蛋黃粉、290克脫脂奶粉、4.4克氯化鈣、1.85克氯化鉀、0.01克硫氨素、0.1克抗壞血酸鈉、0.6克乙酸維生素和0.04克煙酸胺混合後,每份取25克放入防水鋁箔袋內,熱封好,即製得該固態製品。因袋內空氣含水量少,該產品勿須冷藏,在室溫狀態下就可長期穩定存放。其具有良好的水溶性及分散性,使用前只需將1小袋該固態品溶於約150-300ml水製成流質食品,吸入體內或灌入鼻腔、胃或腸內即可。
2)、製備固體醫藥品
為了做BALL-1細胞的皮下移植手術,在剛產下的田鼠體內注入用傳統方法製取的免疫血清,以減少其免疫反應,按一般方法餵養3周後,取出田鼠皮下形成的腫瘤,將其切成小片,然後把小片分散溶在生理鹽水中。溶出的腫瘤細胞用無血清的RPMI1640培養基(pH值7.2)清洗後,再將其溶在新配製的同一種培養基中,稀釋培養液濃度至每毫升含2×106個細胞,並在35℃下保存。
在細胞懸液中加入200IU/ml人體a-干擾素,培養約2小時後,加入300HA/ml HVJ,再培養20小時,誘導培養體產生更多的人體a-干擾素。將細胞培養液在4℃、1,000×g條件下離心,去除沉澱物,上清液用膜過濾,把濾液加進一裝有防a-干擾素抗體的層析柱中,再加入緩衝液使未被吸收的組分流出,隨後把被柱子吸收的組分洗脫出來並濃縮成濃度約為0.01w/v%的人體a-干擾素溶液,其中的人體a-干擾素的比活力約為2×108Iu/mg蛋白,每隻田鼠可製得約4ml a-干擾素。
將6克無水海藻糖裝進100ml的防潮塑料瓶中,再往瓶中注入0.2ml約含4×106IU的人體a-干擾素溶液,用橡膠塞給瓶子無菌封蓋,這樣就可製得固體醫藥品。根據其製備過程,含人體a-干擾素的溶液經和無水海藻糖接觸,就很容易脫水乾燥,其不需冷凍乾燥,就能使固體製品的a-干擾素穩定高效。
該產品易溶於水,其中的人體a-干擾素可作為一種抗敏性試劑(如:抗病毒試劑、抗腫瘤試劑和抗風濕症試劑等),經滴注或肌注進入人體內,有效地預防或治療多種疾病。該產品適用於內科,還可作口腔試劑及診斷劑。
3)、製備固體醫藥品
將源於人體淋巴素的BALL-1細胞接種到加入20%的胎牛血清的Eagle基礎培養基(PH值7.4)中,按照常規方法在37℃的懸浮體中培養,培養出的細胞用無血清的Eagle基礎培養基(PH值7.4)清洗後,將其倒入新配製的含20%胎牛血清的Eagle基礎培養基中,並濃縮至濃度為1×107cells/ml。在溶液中加入1, 000HA/ml HVJ,在38℃下恆溫培養24小時,使HVJ誘變成a-hTNF。將製得含a-hTNF的細胞懸液在4℃,1,000×g下離心,上清液在含0.01M磷酸鹽緩衝液的生理鹽水中透析15小時後,用膜過濾。為純化a-hTNF溶液,將濾液加入一個裝有抗干擾素抗體的柱子中,把未被柱子吸收的組分倒進一裝有抗腫瘤壞死a-基因單株抗體、具有親和性的層析柱中,洗脫出被層析柱吸收的組分,得到a-hTNF溶液濃度至0.01w/v%,其中a-hTNF的比活力大約為2×106JRU/mg蛋白。這樣a-hTNF的得率約為5×104JRU/L細胞培養液。
將10克無水海藻糖裝入100ml的瓶中,再注入0.5ml含1×105JRU a-hTNF的溶液,用橡膠塞無菌封蓋後,即可製得該產品。用以上方法製得的藥品,粉末狀無水海藻糖吸水使a-hTNF的溶液脫水乾燥,不需經冷凍乾燥處理,就能使a-hTNF穩定高效。
該產品易溶於水,a-hTNF可作為一種抗敏性試劑(如:抗病毒試劑、抗腹腫劑及抗免疫疾病劑等),經滴注或肌注進入人體內有效地預防或治療多種疾病。該產品適用於內科,也可作口腔試劑及診斷劑。
3.海藻糖在化妝品中的應用:
海藻糖在化妝品上的應用是基於其具有優異的保持細胞活力和生物大分子活性的特性。皮膚細胞,尤其是表皮細胞在高溫、高寒、乾燥、強紫外線輻射等環境下,極易失去水分發生角質化,甚至死亡脫落使皮膚受損。海藻糖在這種情況下能夠在細胞表層形成一層特殊的保護膜,從膜上析出的粘液不僅滋潤著皮膚細胞,還具有將外來的熱量輻射出去的功能。從而保護皮膚不致受損。隨著人們對海藻糖功能和作用的認識,海藻糖作為新一代的超級保濕因子將成為化妝品市場消費的一個熱點。目前,國內外已有不少廠家成功將海藻糖添加到化妝品中。海藻糖在化妝品中使用參考如下:
2克聚氧乙烯乙二醇單硬酯酸脂,5克自乳化甘油醯硬酯酸脂,1克a-葡糖芸香苷,1克液體凡士林,10克甘油三(2-乙基己酸)酯,將這些物質與2克藻糖粉末混合,按一般方法加熱溶解,得到的溶液加進2克L-乳酸,5克,3-丁二醇及66克純淨水。此反應溶液經高速攪拌器乳化,再在高溫條件下加進足量的調和劑,即得到化妝霜。
超級防晒保濕因子—海藻糖
海藻糖是一種天然的糖類,存在於許多沙漠植物中,在植物乾枯時形成一層玻璃狀的基質,保護其內部結構,直至雨水來到,植物可奇蹟般地起「死」而復生。
大量的研究與實踐表明,海藻糖能有效地保護表皮細胞膜結構,活化細胞,調理肌膚,令肌膚健康自然、有彈性。表皮細胞在高溫、高寒、乾燥、強紫外線輻射等環境下,極易失去水分而使皮膚受損,海藻糖在這種情況下能夠在細胞表層形成一層特殊的保護膜,保持皮膚原有營養和水分,避免皮膚晒傷及黑色素沉澱,有效抵抗皮膚老化現象;從膜上析出的粘液可溫和滋潤肌膚,使肌膚瑩亮、光澤、柔嫩。
目前國內外一些比較著名的化妝品企業,如范思哲系列化妝品、雪白系列化妝品、草木年華海藻糖活泉補水系列化妝品等都已將產品中的海藻糖作為產品宣傳的重點內容。
海藻糖是藥品還是糖類?
海藻糖是由兩個葡萄糖分子以a,a,1,1-糖苷鍵構成非還原性糖,自身性質非常穩定,海藻糖對生物體具有神奇的保護作用,是因為海藻糖在高溫、高寒、高滲透壓及乾燥失水等惡劣環境條件下在細胞表面能形成獨特的保護膜,有效地保護蛋白質分子不變性失活,從而維持生命體的生命過程和生物特徵。許多對外界惡劣環境,表現出非凡抗逆耐受力的物種,都與它們體內存在大量的海藻糖有直接的關係。和自然界中如蔗糖、葡萄糖等其它糖類,均不具備這一功能。這一獨特的功能特性,使得海藻糖除了可以作為蛋白質藥物、酶、疫苗和其他生物製品的優良活性保護劑以外,還是保持細胞活性、保濕類化妝品的重要成分,更可作為防止食品劣化、保持食品新鮮風味、提升食品品質的獨特食品配料,大大拓展了海藻糖作為天然食用甜味糖的功能。
海藻糖對生物酶製劑中反應中激活劑與穩定劑
溫度是影響酶反應效率的重點因素之一,高溫能提高酶的催化活力,但易使酶失活。耐熱酶的發現為分子生物學帶來巨大的進步,如PCR和連接酶鏈式反應的產生,目前局限於從一些耐熱菌中分離得到耐熱酶,而且酶催化反應類型也受到限制。研究發現海藻糖在高溫下能保持酶的正常活性,甚至起熱激活作用,還能用於提高幹燥保存的酶的活性。在反應體系中加入海藻糖,使熱敏感的酶在高溫下穩定性和活性增加,可當作耐熱酶使用,海藻糖的這一作用在生物藥學和工業生產領域具有廣泛的應用價值。 未加海藻糖的限制性內切酶Nocl在溫度由45℃升到50℃時失活,加了海藻糖時酶不但不失活而且活力繼續升高,說明海藻糖能抑制高溫下酶的失活;37℃時海藻糖能夠激活DNasel,加了海藻糖,溫度升到50℃時酶活力仍顯著升高;豬的胰脂肪酶在無水海藻糖介質中可以耐受100℃高溫,有水時則會失活。有實驗表明海藻糖通過影響蛋白水合作用來穩定和激活蛋白,它可以降低溶液中蛋白質的水化作用,乾燥時則能取代水或作為玻璃樣穩定劑。海藻糖能阻止酶發生不可逆的熱凝聚-熱變性,與分子伴侶的功能相類似,實驗中將一些分子伴侶與海藻糖共同使用,能進一步擴大對酶具有熱穩定和熱激活作用的溫度範圍。另外海藻糖並不是對檢測的所有酶都有熱穩定和熱激活的作用,說明只有一些蛋白可能具有海藻糖識別和作用的位點。 獲得全長cDNA文庫,有利於分子克隆和全長cDNA測序,反轉錄反應是構建cDNA文庫的重要反應,mRNA的二級結構能夠終止反轉錄反應,釋放mRNA/非互補cDNA雜合體,導致合成全長cDNA效率很低,這是構建高質量的cDNA文庫最主要的問題。以前解決這一問題主要是在反應前使樣品變性,如熱變性、加氫氧化甲基汞處理mRNA等或者反應中提高反應溫度。前一類方法對破壞mRNA二級結構效果不佳,特別是從長轉錄產物獲得全長的cDNA,而後者雖然對破壞mRNA二級結構比較有用,但除了TchDNA聚合酶外,其它反轉錄酶者不耐熱,而TchDNA聚合酶催化反應需Mn2+,這容易造成mRNA在反應前就降解了。實驗證明海藻糖能使鼠白血病病毒逆轉錄酶具有熱穩定和熱激活特性,酶在60℃仍具有全部活性,足以在mRNA二級結構誘導終止反應之前合成全長的cDNA,反應效率大大提高。另外推測海藻糖可能具有改變核酸構型的作用,例如減少反轉錄反應中mRNA的二級結構。 生產中利用海藻糖熱穩定和熱激活的雙重功能,可以減少酶的用量和提高反應速率,提高消耗/產出和時間/產出比值,在一系列酶反應中都有很大潛力,如生化反應、診斷或工業生產領域,更重要的是熱激活能用於提高反應程度和總效率,獲得標準反應條件下不可能的產量。另外,利用熱穩定和熱激活的作用,可開發以前在常規反應條件下不可能進行的反應,例如專一性要求特別高的核酸雜交實驗,反應體系加入海藻糖,就可在適宜的溫度下同時使用幾種限制/修飾酶,提高雜交反應特異性,減少假陽性結果。
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分子生物學 應用 在 邱顯智 Facebook 的最佳解答
「黎明來到之前,我們如何與疫情共存:群體免疫前的公共衛生指引」(上):台灣與世界各國抗疫作戰策略
時間:2021年6月10日21:00~22:10
主持:邱顯智
與談人:台大公衛學院詹長權教授、台灣年輕藥師協會鄭文柏藥師
邱顯智:各位網友晚安!我是顯智。歡迎大家來參加我們的直播。今天直播的題目是「黎明來到之前,我們如何與疫情共存:群體免疫前的公共衛生指引。
在開始今天的主題之前,讓我們歡迎今天的來賓。首先是台大公衛系教授,也是台大公衛學院前院長詹長權詹教授。教授好!
詹長權:顯智好,大家好,大家晚安。
邱顯智:詹教授是國內公共衛生專業的權威。大家可以看到這段期間以來,從去年到現在,針對Covid-19,很多媒體的報導都常常可以看到引用教授的見解或刊登教授的投書。今天非常感謝能邀請詹教授來分享您的專業。今天有很多重要的問題,希望您來為各位網友解答。
再來螢幕上這位年輕人,是鄭文柏藥師,藥師好!
鄭文柏:委員好。
邱顯智:小鄭是87年次,非常年輕,但是已經在新北開設藥局。同時也是台灣年輕藥師協會的成員。那也投入了高診次的居家藥事服務,社區服務、機構服務等等。那今天我們邀請小鄭來,除了政策方面之外,也要請小鄭跟我們分享,未來長照跟社區現場可能面對的狀況。
在今天的主題開始之前,先向各網友報告。前幾天我在立法院質詢居家快篩試劑的相關問題,這也是教授非常關心的。今天指揮中心的記者會已經正式回應。在鼓勵社區篩檢政策裡面的其中一項,已經看到宣佈鼓勵廠商引進在家快篩。其實這是台灣疫苗大規模施打前很重要的一步,我們也在這肯定衛福部聽到我們的聲音,也聽到社會各界的需要而從善如流,這個也是詹長權教授過去到現在一直在主張的。希望在這樣的態度之下一起成為臺灣防疫的力量。
邱顯智:首先,我們先請教老師,您是不是可以跟我們說一下,依你的專業與過往的經驗來看,過去一年來,臺灣在處理疫情的方式和態度,有沒有值得檢討的地方?
因為事實上,在面對現在,比如說疫情的調查、面對快篩、面對檢驗的能量,其實就是老師在去年四月的時候就曾經提過。
韓國因為推動大規模的篩檢,去年四月的時候,所以投入快篩檢測劑的研發,後來也很多國家向韓國購買快篩試劑。那臺灣這個部分似乎沒有這麼大量的投入。
就這部分,老師去年也同樣呼籲政府,這次的疫情應該把它當做第三次世界大戰。很多國安的工作不能停留在理論上,必須認識到這是一個戰爭時期的研發。
這部分其實當時老師有建議,臺灣政府應該盤整相關法規跟歐美看齊,否則臺灣空有好的生產能力卻無用武之地。這部分現在回頭過來看,確實是一種超前佈署。就這部分,是不是請老師跟我們談一下,到底在過去的一年來,我們是不是有什麼可以值得檢討或將來更精進的地方。
#以病毒作為共同敵人的世界大戰
詹長權:這一次疫情到今天差不多是一年半,十八個月。一開始我就說這是一次我們一起經歷的一次世界大戰。這個敵人是病毒,是mRNA病毒,不是另外一個國家的國民。
二次戰後的一代,也就是現在所有的政壇或是我們社會的菁英份子、領導人,大概沒有人經歷過世界大戰。所以沒有辦法體會,在一個像世界大戰那樣的情境下,怎麼領導一個社會團結對抗敵人,更何況這一次的病毒所引發的世界大戰,跟前兩次不一樣。
前兩次用軍事產生的戰爭。敵我很清楚、結盟很清楚,有中立國。這一次的大戰,因為共同的敵人是我們看不見的病毒。所以呢,所有的國家都一起在戰爭。你幾乎很少看到一個國家可以是中立的,也就是說沒有喘息的時間。
那怎麼辦呢?一開始,我們很多國家都不曉得怎麼去因應,我一開始當初就跟當時的行政院副院長陳其邁,因為他曾經是我的學生,我就跟他建議。
#從SARS作戰經驗而來的邊境管制
詹長權:所以,12月31日2019年,臺灣採取了SARS時候,2003年對付另一個敵人叫SARS的經驗:登機去做篩檢、發燒等等。從此,我們就採取堅壁清野的邊境管制方式。
我們不知道敵人、病毒在哪裡,那我們把任何一個要進到臺灣的人當成敵人,其實是假設的敵人。就把它邊境管制,把它堵在那裡。
可是,你沒有找到真正的敵人,我們常常要等他發病了,然後就說我們去檢測他。檢測什麼呢?大家常常聽到的就是核酸檢測,核酸就是病毒的屍體。它可能在轉變的過程留下一些痕跡,我們就去找到它,可能這個敵人在這個人的身上。
我們從那個時候開始,就很不積極的想把這個病毒這個敵人找出來。我們只是說把這個人檢疫14天,我們就假設他沒有事,我們也不檢測就讓他出去。這是臺灣在那一個時候所執行的。
#速度是台灣去年的成功關鍵
詹長權:那為什麼臺灣會成功呢?因為防疫最重要的一件事情就是速度。所以邊境管制要有效,要在非常早期,漏進來的病毒很少的時候就採取行動。
所以,當全世界都沒有邊境管制的時候,我們就開始對武漢來的飛機,我們對什麼呢?我們對湖北,後來對全中國,因為我們把它框的很大,我們覺得說所有都可能,因為我們真的不知道病毒在哪裡。
全世界很多國家都要到二月、三月才想到要邊境管制的時候,我們已經提早一個多月做。這造成速度給我們很好的緩衝時間。
幾乎一整年12個月,我們就用這個方式,來維持一個情形。我們看到全世界各地,從義大利、紐約,輪流的都在發生比中國當初發生的還大的疫情。在我們的周邊,我們也看到日本、韓國、新加坡,在這個中間都有一波一波還不算小的社區感染爆發。
#抗疫戰爭一定要主動出擊
詹長權:雖然這樣,我們就忘了,忘了還是那個四個字,世界大戰。這是一個全球大流行,全球的意思就是沒有一個國家是例外。我們的心態就認為我們是例外。我們指揮去做防疫的也好,一般的人民,就是在過去裡面,已經忘了我們在大戰當中。那大戰要做什麼,敵人一直在啊,就是那個病毒。
那要怎麼樣去找到病毒?如果有當過兵的,就知道說就是要哨兵。哨兵就是要去敵營、去刺探,你要知道有沒有人要偷偷的跑來。那我們要怎麼探呢?我們就要篩檢才能探查。否則我們坐著,我們就坐在那裡,我們永遠只有防守。
一定要攻擊,攻擊就要去刺探,刺探就要去篩檢。大部分國家都用這樣的原理,就是要去知道病毒在社會裡面的哪一個角落。
#篩檢是刺探敵情的武器
詹長權:為了這樣,就要研發很多的武器,這個武器就是各種篩檢的工具。所以一開始大家沒有,當中國公佈了這一個病毒序列以後,以人類過去20幾年來所研發的,所有的我們稱生物科技或是分子生物學的能力,我們可以在很快的時間找到怎樣去測它的工具。
這是史無前例的,幾乎差不多一、二個禮拜就做出來了。全世界就這樣開始做檢測,後來很多的國家的廠商都加入,他就可以去研發這個。
所以,在那樣一整年裡面,因為參與的國家不下四、五十個國家,都不斷的在研發想要去刺探敵營的工具。我們沒有啊,我們就停在邊境管制就好了。把每一個人關14天,我們就認為安全了,但是不可能的,沒有一個國家會例外的。再怎麼嚴格的管制,都會漏掉。
邱顯智:所以在去年教授不斷發表文章,就是認為世界各國包括韓國,事實上對於快篩這個部分都已經有非常多的部署。
剛剛聽了教授的說明之後,我的理解是說,就好像要透過,有個概念叫做戰爭迷霧,舉個例子就說我們要怎麼打戰略遊戲的話,一開始地圖一片迷霧,戰場長怎樣都不知道。我們就是要一直要派斥侯去查探,透過資訊、情報展開來理解戰場的全貌。我這樣理解,教授可以同意嗎?
詹長權:當然,就差不多是這樣。你如果不試探,就有一個假設,它不存在,或是它存在的現象是腦子裡面的,可是永遠沒有去求證。結果一測了,就是說,如果這一次不這樣測,你怎麼知道萬華跟板橋是這麼嚴重?你可能就不知道。
邱顯智:教授是不是可以跟大家說明一下,有哪一些國家,就其它國家的經驗在面對Covid-19疫情流行的措施,是我們值得參考的。不管是說疫苗或是篩檢的措施。臺灣現在的疫情是走到那個階段?適合用什麼樣的手段?
詹長權:有很多國家在不同的流行階段,都有很好的借鏡。
#韓國的檢測撲滅戰術
詹長權:我們最喜歡比的韓國,韓國跟我們一樣,他也都沒有很強烈的封城,他一直是用軟性封城的方式,也就是說勸你不要出來。
可是,他發展了很多的檢測、篩檢的技術。每次有發生,譬如說韓國很常常發生Club的聚會,然後就開始爆發,然後就可能在首爾裡面某一個區,他就把整個區封起來,然後每一個人都測,他就用這種方式。結果為了要這樣,他就要研發越測越快、越方便用。
他的策略就是:檢測撲滅、檢測撲滅。他用這樣的方式,所以他不斷的使用,這樣的過程裡面,他就研發出很多快速篩檢的技術跟能量,自己用也輸出。這個是很成功的例子。
#從韓國到美國的篩檢麥當勞化
詹長權:結果,美國紐約跟美國加州都開始發生流行的時候,他們就跟韓國取經。
韓國怎麼測的?譬如韓國創造了一個,就是說醫護人員不夠的時候,以前都是到醫院去測,到醫院去測很麻煩,很怕被測的人帶病毒去影響醫院,又很怕醫院的醫生跟護士被他感染,他就要換很多次的口罩跟衣服。後來韓國說,我們發明得來速的,被測的人不要下車,到的時候窗戶下來,你坐在駕駛座過,他們又發明了一些隔板,就用很快的方式去做。後來這個得來速,甚至說那就自己採,採樣的東西,開車先在一個關卡拿起來,他有一個影帶教你,你自己弄一弄放好,交給這個也不一定是醫師,他就在那邊收就好。
透過很多我們現代的作業流程裡面比較有效率的方法,他們就可以這樣,從一條線的,好像我們到麥當勞買東西的得來速一樣,一下變成十條線,把停車場變成這樣的方式。
那美國就是大的shopping mall的停車場,就把他改成這樣。這樣就可以很快速的,從一天可以做幾千人到幾萬人,到後來一天都可以做十幾萬人、二十幾萬人。所要大量檢測的目標就一個一個提昇了。韓國就是用檢測,為了來撲滅社區傳染,一直在精進的一個歷史。
#英國的社區篩檢與居家快篩包
詹長權:英國也一樣,後來英國流行得很嚴重,它也大概都用、大家都用這個方式。
英國他跟我們比較像,人口比較密集,也不是那麼多人開車,它就要發展另外一個方式。所以英國大概做的方式,都是在全民健保之下,讓人民可以很快速的到診所、到開業醫去取得檢測。他們也是靠著大量的檢測,然後他們覺得這樣還不行,後來就是在藥局,甚至就郵寄到家裡去給他們在家裡檢測。每個國家因為他的需求、對檢測的需求,就會發展出他的模式。
#居家篩檢在德國復學的應用
詹長權:那像德國,他開始流行結束、流行結束。很多邦為了要讓學生回去,它想一想說,我一定要發明在家檢測,讓學生上課前我先測一次,如果陽性就在家裡,然後幾天後再測一次,如果是陰性那就可能比較放心,如果繼續陽性那你可能就是真正的陽性,你就是居家隔離或是要觀察你有沒有惡化,然後可能要去就醫等等的。這個是他們的方式。
#在疫情中提升篩檢武器的新加坡
詹長權:我們周邊的新加坡,他的最大的一波就是移工。移工爆發之前,他也有幾波的爆發,那個時候他跟我們一樣都是措手不及,也沒有很多的檢測能力。
可是他就開始逐步,他知道他整個新加坡的國民跟在新加坡生活的人,包括白領的移工跟藍領的移工他通通要照顧。他準備好這個,結果在這個移工的大爆發的時候還是不夠。但是他們的做法就是到移工居住的場所,作為整個普篩的場所,一個一個檢測。檢測抗原、檢測PCR、檢測抗體。
他透過這樣的一個練習,讓整個檢測的能力大幅的提升。為什麼?因為他天天要測,那個時候每一個人一個禮拜至少要測兩次至三次。測到陰性的才可以、幾次陰性以後才可以回到建築工地去當工人、可以去到一些工廠裡面工作。
所以,社會有那個需求,需要我們要對抗這個病毒,然後讓我們的生活不要走向封城,大家都不能工作、不能上學的這個前提下,每個社會都因為需要檢測就做了很多的努力。所以大概差不多到六月七月,去年的六月七月,這些技術都很成熟了。
#疫苗戰線的軍備競賽
詹長權:同一個時候,差不多一月底,有遠見的國家都已經投入疫苗。因為基因定序出來以後,其實就可以靠那個去製造疫苗的雛形,很多的經費就投入。現在你看到的輝瑞BNT,都是一月二十幾號疫苗就做出來,那開始要找機會去測試,要找怎麼樣去找到實驗室跟那個實地的場所,想要去做這個研發。
二月份,更多的疫苗都開始做了。所以這個的原因就是說,當疫情用公共衛生的手段防守到一個階段,最後一定要使用攻擊的武器。攻擊的武器只有一樣,就是疫苗。
所以,科學防疫上,一開始就開始在準備。這個事情就是人類史上是最難得的一個經驗,就是不到十二個月,幾乎差不多十到十一個月,第一支疫苗就是從,差不多已經在第三期人體試驗,已經做到快完成。不叫完成,就是他資料已經累積夠很多了。所以到十二月的時候,去年十二月的時後,就提前解盲,就知道有效。
#美國的疫苗開發大投資
詹長權:一個疫苗的開發可以這麼快。那怎麼成功的呢?就是美國。美國是一個科技大國,所以他大概每一支疫苗都投資在三百億到五百億台幣。他很大的錢,就告訴他們說你們就這樣去做,所以他同時投資了差不多六到十支。他不能保證都會成功的,每支都三百億到五百億台幣。
就是你就知道說,一個有用科學引導的指揮系統、防疫的指揮系統,他會看很遠。雖然他在那個過程裡面死傷累累,對不對,美國感染者死亡者都不少,可是他有一條主軸線,就是說他一定要找到打敗這個病毒的武器,那就是疫苗,他就去投資。所以美國這個大投資這樣走,所以美國為主的。那另外一個比較小支的,就是以英國跟瑞典為主,從牛津大學開始的AZ疫苗。美國是大宗其他主要的。那我們比較不熟悉的、資訊比較少的俄羅斯跟中國,一樣都這樣在開始做。
所以那樣的科學的防疫,是在去年一月就開始,那就是一個武器的競賽,看誰最能夠生產出來最好的、量最多的。大戰裡面,你要打贏對方,就是你的槍砲飛機戰艦都要比人家多,而且好之外要能夠量產。那些布局所動用的,都是在一個戰爭時代的工業生產。
每個國家,幾乎都動用到他的國防生產法案,那個都是在一次二次大戰以後,你要去戰爭的時候,你可以用國家法律授權給你緊急狀況下,去徵招私人企業來做你的事情,去控制重要戰略物資。那樣的過程是很有戰略性。我在那個過程裡面,我不斷提醒政府,這是一個世界大戰,一定要這樣布局。你如果不這樣布局,你就可能會打敗。
#新加坡的結盟投資之道
詹長權:那小國怎麼辦呢?這些科技經濟的大國這樣做,經濟跟科技沒有那麼大的國家,就要去把自己放在一個怎麼樣去結盟的角色。那我們就拿四個國家,來看看他們怎麼去結盟。
新加坡:錢很多、土地很小,也沒甚麼武器。所以他想的辦法是我拿錢去跟人家合作。所以我剛剛講的,一月開始以後,新加坡二月多就組成對抗COVID的特別委員會,由九個人左右,來自於各部會跟幾個大學,四十歲左右。他們都可以做非常重大的決定,去跟人家發展疫苗的檢測試劑,直接談判、拿錢做先期的投資,看到最原始的資料。然後他們做的報告,經過這樣評估以後,新加坡最有利的方式就是投資這個疫苗。
邱顯智:投資疫苗跟檢測試劑。
詹長權:對。他還沒有二期就已經看到,然後他就從那時候開始投資,變成合夥人。所以他當然拿得到疫苗阿。他的合夥的條件就是生產出來。
邱顯智:教授不好意思,他是投資美國的像是輝瑞或是莫德納?
詹長權:他是投資BNT。他就跟BNT講好,我會給你研發的錢,我事先跟你講。因為他已經判斷過成功的機率很大。
#日本韓國的代工路徑
詹長權:像韓國跟日本,他們一樣就跟人家講我來幫你代工。他還用很好的生產條件,來說你總是需要我們合作才能做成。
像莫德納這個疫苗,大概要有五千種化學物質,各種不同,林林總總,在他整個過程是相當繁複的。你的關鍵材料那麼多的時候,你的供應鏈一定是經濟工業的強國才有。那他們就能生產一些需要的,互補有無的時候,那工廠的規模又大,他就可以去代工。否則之前最早這些好的疫苗,都是在美國跟歐陸。因為好的廠,例如比利時法國荷蘭,有一些廠都跟輝瑞等等合作,為什麼?還有瑞士等等。因為原來藥廠很大的一些國家它才有。
可是亞洲這幾個,像日本跟韓國,特別是日本,他的藥界也是蠻強的,韓國也慢慢跟上了,他就這樣做。
#用健康資料談判取得疫苗的以色列
詹長權:另外一個國家像是以色列,他也是起步沒那麼早,可是他一起步,就是差不多五六月的時候,他的總理就去跟人家講。後來大家看到那個故事,就是他打了15通電話給輝瑞的總裁跟他談。他談就是用他的健保資料庫,讓這個疫苗到他那邊用的時候,可以取得疫苗臨床試驗的第四期。我們有第一期、第二期、第三期,第四期就是說廣泛使用之後所發現的副作用跟效果。所以他用健康資料去跟人家談判,然後用高價買了以後,他就可以做。
所以布局看得遠,為什麼有那個決策的機制可以這樣做?不要忘了,每一個我提到的國家都是民主國家。
#資訊透明程序完備才能團結國民
詹長權:這幾個國家,他們做這樣決定的過程,都非常充分地受到國會的監督。所以美國要投資的每一個事情、為何這樣決定,等他投資完,一定會被美國的國會叫去做聽證會。所以美國白宮的最高顧問佛奇,他的疾管署署長,他管疫苗採購的,每一個人都要到國會去接受國會議員的聽證。那個講出來的話都是有法律責任的。
他們一整天的聽證會,即使疫情那麼嚴重,一定要對,在民主體制裡面,對整個民意機構做很負責任的對話,這樣才會透明。一樣,以色列,都是受到國會的,不能說是制衡,就是說在疫情下,只有透過這樣才能夠團結,因為資訊是透明的。
所以,這個都是他們走的一些路徑。就是說,他們的準備與民主與治理,在一個戰爭時期,因為要有速度又要有責任。
這是我看我們台灣要怎麼借鏡,看看我們那些地方做科學的防疫、政府長期投資的決策,跟國會課責的負責任的雙向互動,是不是在過去一年多以來都比較不足。那不足之後,就會比較無法眾志成城,比較容易有紛爭。在碰到危機或是疫情爆發的時候,常常就會是對立跟社會的撕裂,這個都是給病毒最好的機會來打擊我們。
所以,我從這樣一個角度來告訴大家,檢測也好疫苗也好,這兩個在社區大流行一定要用的工具,我們沒有好好地提前佈署,是蠻可惜的。
分子生物學 應用 在 中央研究院 Academia Sinica Facebook 的最佳解答
賀!本院分子生物研究所 #蔡宜芳 特聘研究員
榮獲2021年美國國家科學院外籍院士
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美國國家科學院(National Academy of Sciences, #NAS )26日公布最新入選的120位新任院士、30位外籍院士(international members)名單。外籍院士中僅二位亞洲科學家獲選,其中一位即為蔡宜芳特聘研究員。
⭐️蔡宜芳:「很高興一路以來在臺灣默默耕耘的研究,可以受到國際如此殊榮的肯定。做研究時,她最在乎能為該領域做出貢獻和突破,並鼓勵大家認真追求自己所熱愛的事物🔥」
蔡宜芳為享譽國際的植物學家🌏,專長為植物分子生物學,研究領域包括硝酸鹽運送與感應傳遞如何影響植物生理、植物發育、氮利用效率等。她不僅發現植物的第一個硝酸鹽轉運蛋白,更改寫教科書中的硝酸鹽輸送理論。她還發現植物感應養分多寡的全新機制。除此之外,她更將基礎研究推向應用端,改進農作物的氮利用效率,減緩氮肥對環境的危害,提供農業永續發展的新策略。
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📍詳細介紹:
https://www.sinica.edu.tw/ch/news/6847
📍2021美國國家科學院新科院士與外籍院士完整名單:
https://reurl.cc/AgvqlE
🌱蔡宜芳:
https://reurl.cc/bzKk2M
🌱〈找到植物吸收養分的關鍵 ─ 專訪蔡宜芳〉,《研之有物》
https://reurl.cc/nnGE6l
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