2018年，诺贝尔医学奖与化学奖，皆授与生医领域相关，尤其是癌症治疗研究。生医领域已成为未来世代最值得期待的苍穹。
英国剑桥生物研究室，一个研究室内，总计已有12个研究人获得诺贝尔奖桂冠。显见，对的领域研究突破，将为人类作出伟大的贡献。现今大多数的先进癌症疗法都是了不起的科学家新研究出来的抗体药物。
利他，一直是我们DNA。汉民科技近来在思虑着，如何利用我们些许的资源，能选择一些更长远、有意义的志业，对人类生命福祉有所贡献。于是，我们展对生命科学研究的投资，希望结合有志的伙伴，同行。
2018 诺贝尔化学奖介绍
2018 年诺贝尔奖出炉，化学奖由英国科学家 Sir Gregory P. Winter 和两位美国科学家 Frances H. Arnold 及 George P. Smith 获得， 3 位得奖者的研究藉由模拟自然界的演化过程，最终促进新燃料和药物的开发，并进一步推动医疗和环境的进步。
▲ 瑞典皇家学院公布的得奖者的海报，表彰他们在酵素定向演化，以及肽（peptide）和抗体（antibody）的噬菌体展示技术。
来自加州理工学院（California Institute of Technology）的 Arnold 是第五位获得贝尔化学奖的女性，也是研究定向演化（directed evolution）的先驱之一。
定向演化是蛋白质工程使用的一种方法，它能模拟自然界筛选的过程，培育出研究人员感兴趣或技术上有用的蛋白质。过程包括诱发基因经历迭代轮次的突变（mutagenesis），接着筛选出带有所需特征的蛋白质（selection），最后进行扩增（amplification）。
▲ 在酵素的基因中引进随机突变，来模拟大自然筛选的过程。
简而言之，Arnold 将随机的突变基因引入酵素中，然后看看这些突变能对酵素造成什么影响。接着，筛选出有效用的特定突变，例如：突变使得酵素能在原先无法起作用的溶剂中进行催化反应。她进一步重复这个过程，并将突变基因再次引入这些筛选出的酵素中。
Arnold 的研究为各种领域提供适合的酵素，包括生物燃料的开发和药物的生产，并有效减少许多有毒催化剂的使用机会。「Arnold 提出她的研究成果后，便能有效地调整酵素，在工业环境中发挥更好的效果。它的最终成效是，将原本在自然中需要花上十亿年或百万年的进展过程，降低到可能不到一周的时间。」
化学奖的另一半则是 Winter 和 Smith 在「肽（peptide）和抗体（antibody）的噬菌体展示（phage display）」的研究。噬菌体是一种可以感染细菌并诱使细菌繁殖的病毒。密苏里大学的Smith发现，修改噬菌体的遗传物质可以改变贴附在其外部的分子。
▲ 运用噬菌体展示技术，科学家能透过基因工程让噬菌体携带特定蛋白质，以探索这些蛋白质如何与特定目标相互作用。
Smith 意识到这个特征可能很好用，例如：如果不知道某段特定基因会制造出什么蛋白质，便能该基因植入噬菌体的 DNA 中，这个未知蛋白质将出现在噬菌体的表面并被识别。这也意味着科学家们可以将大量未知的基因片段植入噬菌体，看看是否能产生任何一种已知的蛋白质，进而确定哪些基因对应到哪种蛋白质。该方法还为科学家们开启另一扇大门，那就是透过基因工程让噬菌体携带特定蛋白质，以探索这些蛋白质如何与特定目标相互作用。
今天，噬菌体展示已经产生了可以中和毒素，抵抗自身免疫疾病和治愈转移性癌症的抗体。
Winter 的研究方向是将各种抗体结合位（antibody binding site）的 DNA 植入噬菌体中，使噬菌体在表面呈现抗体。这意味着它可以透过筛选噬菌体，来找到与特定分子间有最佳反应作用的抗体。
Winter 能使用该噬菌体展示法来生产新药，为癌症、自体免疫疾病等等提供治疗。其中已开发出的一种新药是 adalimumab，能治疗类风湿性关节炎、牛皮癣和炎症性肠病的抗体药物。「现今几乎所有的现代疗法都是抗体药物，都能利用噬菌体展示这样的技术，这完全是开创性的研究，如果 Smith 没有首先发展噬菌体展示法，这可能永远不会发生。」
在 2016 年的一次采访中，Winter 向他的第一位癌症患者承认他不知道抗体治疗是否有效。而事实上，那次的治疗结果相当成功，一个巨大的肿瘤消失了。这场胜利让剑桥分子生物学实验室的研究人员总共获得 12 个诺贝尔奖。
这 3 位诺贝尔奖得主的贡献，将为日常生活中许多领域带来改善，包括医药产业、生质燃料、绿色催化剂等等。受到各界科学家的大力赞扬。
2018 诺贝尔医学奖介绍
10 月 1 日揭晓的 2018 诺贝尔医学奖，由对抗癌免疫疗法有着显着贡献的美国免疫学家 James P. Allison 和日本免疫学家本庶佑（Tasuku Honjo）2 位获得这项殊荣。由于癌细胞有复杂机制能躲避免疫系统攻击，癌症治疗总是非常棘手。接近一个世纪以前，科学家首次提出利用免疫系统治疗癌症的想法，但在没有相应突破性研究下，这种概念也就一直被搁置，直到 Allison 和本庶佑的发现后，癌症免疫疗法才有机会应用在现实的临床治疗。
在 1990 年代的研究中，Allison 发现人体免疫系统内调节 T 细胞活性的「免疫检查点」（immune checkpoint）机制，并在其他研究团队探索加强检查点治疗自体免疫疾病的同时，Allison 也在后续研究发现抑制检查点能在治疗癌症小鼠身上产生显着效果。而 1992 年，京都大学教授本庶佑在独立研究时发现了第二个透过不同机制运作的检查点存在。基于这项发现的治疗方式，如今在临床已显着改善了患者的治疗效果。
▲ Allison 研究的 CTLA-4 与本庶佑研究的 PD-1对免疫抗癌治疗的研究做出许多贡献。
在这些研究之下，检查点抑制剂（checkpoint inhibitors）也就随之诞生，尽管有明显的副作用，但在肺癌、肾癌、淋巴瘤和黑素瘤的治疗都产生了显着治疗效果。目前全球有许多癌症的检查点治疗实验正在进行。这些发现转变了对人体免疫系统的理解，并发掘出控制，甚至根除肿瘤和血癌的潜力。
「十年前，转性黑色素瘤（metastatic melanoma）基本无法治愈，但多亏了 Allison 和本庶佑的工作，患者现在有了真正的希望，超过三分之一患者获得长期益处，甚至还有机会经过疗程而康复。」
癌症是人类最大的健康危害，全球每年有约1,500万人得到癌症，并且造成大于820万人身亡（相当于全年总死亡人数的14.6%）。但是从美国研究调查发现，癌症治疗存活率在过去30年来一直没有显着的进展，治疗效果也不如人类预期的成功。直到近日有关免疫检查点抑制剂与细胞免疫疗法，于特定癌症治疗有突破性的进展，免疫检查点抑制剂对于晚期黑色素肿瘤，从先前的的五年存活率约15％进展到50％以上。衍进的CAR-T治疗对于儿童急性血癌，由原先低于10％的有效率提高达85％以上，两者成为癌症治疗的重要方法。
2018年的诺贝尔医学奖颁发给研究癌症免疫治疗的两位免疫学家，诺贝尔化学奖颁发给发明和应用噬菌体表现技术(phage display)和蛋白质定向演化技术(directed evolution)的三位科学家。今日的生医科学家们结合上述科学家发明的方法用噬菌体来定向演化抗体蛋白质。利用嗜菌体呈现法所建立的抗体库，连结嗜菌体表面分子所链接抗体片段与其基因信息，提供高效率单株抗体的筛选方法。
参考数据
- 李怡萱 (2018 年 10 月 04 日 1:32)。【诺贝尔 2018】促进生质能和新药开发，化学奖颁给蛋白质演化研究及基因工程工具。科技新报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)。【诺贝尔奖 2018】医学奖出炉，癌症免疫疗法 2 学者获得殊荣。科技新报TechNews。2018.11.16，取自https://technews.tw/2018/10/02/2018-nobel-prize-for-medicine/
