1. 認識名人
  2. 科學領域

推動醫療生技產業的世界級生物化學家——翁啟惠

說起臺灣知名的化學家或科學家,多數臺灣人都會提到前中研院院長李遠哲。不過,人才濟濟的臺灣,還有另一位世界級的頂尖化學家——翁啟惠。他的身形不高大,帶著一副斯文的眼鏡,說起話來慢條斯理、溫文儒雅,很符合一般人印象中的典型學者形象。他以質量俱佳的研究成果聞名於全球學界,在擔任中研院院長時,奠定了臺灣生技產業的基礎。他如同其他學界人士,往往不被大眾所認識,但其貢獻卻是臺灣社會不能忽視或遺忘的。現在,就讓我們來說說他的故事。

圖1. 翁啟惠近照
圖片來源:翁啟惠

奮進的義竹子弟

1948年,翁啟惠出生在臺南縣義竹鄉(今嘉義縣義竹鄉)。他的家族是深具文風的地方望族,父親翁太閣和母親劉蓮在日治時期都曾負笈日本求學。翁太閣曾在臺南州廳任職,戰後當過義竹鄉鄉長,是當地頗受敬重的人物,但已經沒了父祖輩的財富。翁太閣有段時間為了照料臥病在床的妻子,沒有外出工作;再加上家族的田產在土地改革後被徵收放領,當時只依賴委託他人經營虱目魚養殖維持收入,養育家中九個嗷嗷待哺孩子,經濟十分不寬裕。

所幸,困頓的經濟條件沒有限制翁家對孩子的栽培,而翁家子弟也特別會念書。據說,翁啟惠就讀義竹國小時,成績普普,沒想到考初中時,一舉考上臺南一中,12、3歲就獨自到臺南市區讀書。臺南一中不是那種嚴格管理學生的私立寄宿學校,翁啟惠得獨自在外租屋,照料自己的生活,養成了獨立的性格。1963年直升高中後,為了補貼生活開銷,已經開始兼家教。

也就是在這時,他開始對化學產生興趣。「我的實驗做得不錯,受老師誇獎。有人鼓勵,就會覺得有信心往這條路走。」翁啟惠跟化學結緣的過程十分單純,就是一個高中生,在某個科目表現不錯,受老師鼓勵。

當時任誰都不會想到,這個平淡無奇的機緣,為臺灣催生出一位世界級的化學家。

圖2. 高中時期的翁啟惠
圖片來源:翁啟惠

從「聯考失利的小子」變成化學家

1966年,翁啟惠考上臺大農業化學系。對於多數臺灣人而言,這絕對是「金榜題名」,但對他及家人來說,卻是聯考「失利」。

原本可以保送清華大學的他,在家人親友的影響下,決定考臺大醫學系。這個決定做的倉促,高三下學期時,才跟著醫學系從甲組轉至丙組(當年聯考首次設立丙組,並將醫學系改至丙組,任何想當醫生的人,都要以丙組的身分考試)。結果,原本最有把握的物理科換成生物科,因準備不足而考得不理想,自然就「落榜」了。

起初,翁啟惠因為對農化系的課沒興趣,想轉化工系,但偏偏對工程也興趣缺缺,就硬著頭皮,念完農化系。他後來意識到,自己不喜歡解剖實驗,可能不適合當醫生,而化學才是熱忱所在,因此結束服役後,回到臺大化學系擔任王光燦教授的助教和研究助理。

1972到77年,是翁啟惠奠定研究基礎的重要時期。當時臺大跟中研院有一套合作制度,讓大學教授可被中研院合聘為研究員,一邊指導學生,一邊做研究。王光燦教授合聘於中研院生化所後,翁啟惠也隨之到該所擔任助理員,研究蛋白質合成。1975年升任助理研究員,並進入剛成立不久的臺大生化科學所就讀。

王光燦教授對於實驗的要求很高,總是細心指導學生,清楚告知哪些實驗細節要留意。在他的帶領下,翁啟惠有了深厚的實驗底子,合成了許多不同種類的蛋白質,尤其是臺灣蛇毒中的心臟毒和神經毒,並與王光燦教授共同發表35篇論文。雖然評估研究成績不能單看論文數量,但如此豐厚的產出依舊證明了翁啟惠的潛能,讓他在1979年被美國麻省理工學院化學研究所「相中」,開啟了美國的求學之路。

圖3. 1999年,翁啟惠與前指導教授王光燦院士合影於王院士榮退晚宴。
圖片來源:《中研院在南港:口述歷史訪談錄》

31歲「才」赴美國念博士班,在翁啟惠及其同行來看是非常晚的。尤其,當他看到碩士論文的口試委員之一,竟然是自己的同學時,不免心生警惕:人家都當教授了,我怎麼還在這裡?

不過,可能因為長期投入研究,翁啟惠精準地抓住化學合成的趨勢。由於學界對蛋白質的掌握已經相當高,他認為沒有可開拓的空間,再加上社會掀起一波對於環境保護的浪潮,讓他轉而思考如何以不傷害環境的方式,合成其他複雜分子。當時,麻省理工學院化學系教授、同時也是美國國家科學院院士的喬治・懷茲塞特博士(Dr. George Whitesides),正在嘗試以酵素進行複雜分子的有機合成實驗。由於酵素能在水溶液中進行合成反應,不需要使用有毒的溶劑、試劑,非常符合翁啟惠追求的目標,因此決定追隨這位享譽全球化學界及生化界的學者。

圖4. 1990年翁啟惠在斯克里普斯研究院(The Scripps Research Institute)的實驗室
圖片來源:翁啟惠
圖5. 2003年,翁啟惠夫婦參加指導教授Dr. Whitesides伉儷接受京都獎晚會。
圖片來源:翁啟惠

在短短的3年內,翁啟惠就拿到了博士學位並發表了20篇論文。為了追上同儕的腳步,他不參加臺美斷交之際掀起的留學生運動,也不出席與政治相關的活動,幾乎天天到實驗室報到。辛苦歸辛苦,但努力後的果實依舊是甜美的。畢業後,他隨即到哈佛大學做了一年的博士後研究,再到德州農工大學化學系任教,4年後就升任正教授。這令人驚訝的速度,彌補了過去稍慢的步伐。1989年,他婉拒了史丹佛大學的聘請,接受以生物醫學享負盛名的斯克里普斯研究院(The Scripps Research Institute)以優渥的條件,聘請他擔任化學系奬座教授。在這所研究院的支持下,翁啟惠大展研究才能。

怎樣才算是世界級化學家?

講到這裡,大家可能有一點困惑:全世界化學家這麼多,翁啟惠到底是做了什麼,才會被稱作世界級的化學家呢?

是因為他發表了超過七百篇的論文?還是因為他獲得了20多個獎項,並獲選為中研院院士、美國國家科學院院士、美國藝術與科學院院士、美國發明家學院院士、歐洲分子生物學院外籍院士及世界科學院院士?這些讓人不得不戴起墨鏡來瀏覽的「金光閃閃」的經歷,當然能證明世界級化學家的名號絕非空穴來風。可是,一定有什麼特別的原因,才能讓他獲得來自四面八方的肯定。

這就要從1983年他到德州農工大學化學系任教時從事的研究開始說起。早年研究蛋白質的他,深知同樣身為生物界三大分子之一的醣分子(另二個是核酸及蛋白質),依舊是生物醫學界的「神秘客」,科學家對其運作機制了解十分有限。醣分子在細胞表面會跟蛋白質或脂肪酸結合成醣蛋白或醣脂,是細胞上的樞紐,能讓細胞與其他細胞接合、產生作用。像是精子、卵子的結合就有賴其上的醣分子,人類的血型、如何被病毒入侵、癌症細胞擴散,也都跟醣分子有關。

醣分子如此重要,科學家自然需要有大量的醣分子來進行各式研究。可是偏偏不論是分離方法、化學合成,還是透過生物方法來取得醣分子,都非常困難。於是,翁啟惠在德州任教期間,鎖定了醣分子。為了合成醣分子,他首先要做的不只要找出能夠作用的酵素,還要能產出這樣的酵素。因此,他以酵素結合當時剛出現的遺傳工程技術,透過被植入酵素的大腸桿菌,產生能夠合成新分子的新酵素。

之後,他將能夠活化單醣,以及能連結單醣的酵素放入鍋子中,使這些物質運作,合成寡醣。這就是他發明的「一鍋式酵素反應」,是人類首次、也是至今唯一能夠以生物方法迅速且大量的合成複雜醣分子的方法。不過,因為這種方法不易合成出非天然的醣分子,他又發明了「一鍋式」的2.0版「程式化一鍋式多醣合成法」,以化學方法合成天然與非天然的各式寡醣。這兩種方法合成寡醣的方式只要幾分鐘,大幅改進過去需要花1、2年的傳統作法。

翁啟惠的發明讓全世界的科學家可以取得足夠的醣分子,順利進行相關研究,並在此基礎上研發醣蛋白的合成、傳染病及癌症疫苗、癌症與神經退化性疾病的檢測與治療方法。他對醣類研究的貢獻受到國際學界肯定,讓他獲得許多諾貝爾化學獎得主都拿過的美國化學會亞瑟科博獎(ACS Cope Award)、沃爾夫化學獎(Wolf Prize in Chemistry)。

圖6. 翁啟惠於2014年榮獲素有「諾貝爾獎前哨戰」美稱的沃爾夫化學獎
圖片來源:翁啟惠
圖7. 翁啟惠於實驗室中的身影
圖片來源:翁啟惠

臺灣生技產業的栽培者

2003年翁啟惠在李遠哲的邀請下,回到臺灣擔任當時甫成立的基因體研究中心的主任。3年後,即被選為中研院院長。一向謙虛的他總說自己有幸遇到三位很好的副院長和總辦事處處長(今秘書長),因此在院長任期間,幾乎都泡在實驗室做研究;十年下來,還有餘力發表了兩百多篇論文。不過,他並非「無為而治」的領導者,反而在任內積極推動臺灣的生技產業,為該產業奠定深厚基礎。

圖8. 基因體研究中心
圖片來源:維基百科授權圖片,陳文振攝

要建立一個產業的基礎非常不容易,但他認為中研院每年拿了龐大的國家經費,應該要將一些重要的學界研究成果,透過技術轉移變成有益於社會的產品。再加上當時臺灣缺乏技術轉移的風氣,生技產業也沒辦法自行研發新藥和高階醫療器材,自然亟需有人登高一呼,指出方向,開啟產學合作的契機。

在他擔任基因體中心主任及初任院長期間,為了確保發明人的智慧財產權和專利權,他拿著和中研院公共事務組主任梁啟銘參考美國《拜杜法案》(Bayh-Dole Act)草擬的《生技發展條例》,到處奔走。他拜會了當時的行政院副院長蔡英文、國科會主任委員陳建仁,經建會主委何美玥以及立法院院長王金平。這部草案及其背後的概念深獲四人肯定,最終成了2007年頒行的《生技新藥產業發展條例》。

為了創造出有利於生技業的環境,他在2011年推動修改規範過於僵化、阻礙產學合作的《科學技術基本法》,讓發明人擺脫過於嚴格的公務員相關法規,能夠以新創公司創辦人、董事和諮詢委員的資格,支持需要發明人一路陪伴、長期研發的生技產業。而其做法確實讓技轉得以在臺灣實現。

2018年完工的中研院國家生技研究園區,也是在他任內規劃出的空間。這個空間匯集了國內外生技廠商及政府推動生技產業的相關單位,讓研發成果可以更有效地與產業連結,來發展對社會醫療有重大貢獻的轉譯醫學及生技製藥。可惜,翁啟惠因2016年冤錯的浩鼎案在任內提早五個月下臺,沒能在任內看到國家生技研究園區完工。

圖9. 2018年中研院國家生技研究園區開幕典禮
圖片來源:翁啟惠

捲土重來的生技大將

2016年爆發的浩鼎案,是一起因技術轉移而起冤錯案件。翁啟惠在案件中,被誤以為利用職位貪瀆。在事件爆發、官司纏身的兩年多內,他為了釐清真相、捍衛清白,不只研究工作被耽誤,身心也承受了極大的壓力。所幸,2018年12月28日,法院釐清了事情原委,還給了他清白。

2019年5月,已經71歲,他受邀擔任美國加州聖地牙哥Scripps硏究院化學講座教授,最近也當選國家生技醫療產業策進會會長,再次以其專業、聲望推動生技醫療產業。這次他希望結合生技業與臺灣的產業龍頭電子業,在能夠確保個人隱私的前提下,發展人體生物資料庫、健保資料庫,讓AI人工智慧來整理疾病大數據,以利相關研究與醫療產品的研發。

2020年年初,延燒全球的新型肺炎疫情爆發後,臺灣社會似乎也意識到生技產業的重要性,而中研院的團隊也不負眾望,研發了15分鐘即可檢測的快篩試劑。面對來勢洶洶的病毒,身為生技產業重量級人物的翁啟惠,彷彿戰場上的大將,堅毅且自信地說:「從疾病防治角度來看,我們需要自己的技術。我們不應該期待美國來幫我們,應該要自己建立基礎。」

圖10. 2004年11月11日基因體中心大樓落成啟用典禮與李前院長遠哲伉儷合影
圖片來源:翁啟惠

參考資料

1. 陳儀深訪問、曾冠傑、林東璟、周維朋紀錄,《中研院在南港:口述歷史訪談錄》,臺北:中研院近史所,2019。

2. 方德琳、吳靜芳、徐右瑩,〈獵巫公審一千日——翁啟惠一審無罪後首度告白〉,《今周刊》(臺北:今周刊出版社),第1150期,2019年1月2日,頁68-77。

3. 〈翁啟惠遭起訴獲判無罪,檢方最後決定不上訴,檢察官是否違背客觀性義務及偵查不公開原則等,監察委員王幼玲、蔡崇義提出調查報告〉,出自「監察委員新聞稿」,2020年4月17日。網址:https://www.cy.gov.tw/News_Content.aspx?n=125&sms=8912&s=17462

4. 李名揚,〈翁啟惠的醣分子世界〉,《科學人》(臺北:遠流出版),第79期,2008年9月,頁48-52。

科學領域
  • 翁啟惠 Wong Chi Huey
  • 1948-至今
  • 嘉義出生 From Chiayi
想要幫助學生們建構本土價值和人文素養,創造美感學習環境,一起加入我們的行列   join us