工業技術研究院

工研院主辦系列「孫運璿講座」，在首場演講中邀請到中央研究院院長翁啟惠蒞臨，主講基礎研究與創新發展的關係。他認為基礎研究在進行之初，並不會考量未來的商業利益，但是累積一定能量之後，就會產生進一步的創新發展。

對於基礎研究與創新發展的關係，我首先要強調的是，一般在基礎研究領域中並不強調創新發展，創新發展基本上是屬於技術研究及開發機構，例如工研院的工作範圍。然而，創新發展對於一國之經濟有極為重要的影響，且重要的基礎研究一定有其創新價值。接下來我會以生命科學研究為例，說明基礎研究與創新發展之間的連結。

以生物科技領域來看，最近幾十年來的生命科學基礎研究事實上已衍生出不少的創新發展。例如，在1950年代，因為有DNA雙螺旋結構的發現，分子生物學才得以開始，這就是基礎研究的貢獻之一，也就是開啟了一門新學科，能夠將生命科學研究提升到分子的層次。另外，像是由於聚合酵素連鎖反應 （Polymerase chain reaction; PCR）的發現，使得科學界開始複製和定序基因。進入1980年代，基因重組技術的發展，更促使生技產業的誕生。

生命科學開創更多可能性

拜上述研究所賜，基因定序成為可能，後續更展開了「人類基因組計畫（Human Genome Project; HGP）」，這是一項規模宏大、跨國跨學科的科學探索工程，其宗旨在於測定組成人類染色體中所包含的30億個鹼基對組成的核苷酸序列，從而繪製人類基因組圖譜，並且辨識其載有的基因及其序列，達到破解人類遺傳信息的最終目的。此計畫堪稱是繼曼哈頓計畫和阿波羅登月計畫之後，人類科學史上的又一個偉大工程。相關研究的進行，未來更讓個人化醫療可能實現。

結合半導體技術的基因晶片設計，讓基因可以在半導體上面合成，我們可以利用更簡便及快速的方式來進行基因及疾病的檢測。許多疾病的生物標記（biomarker）的發現，則有賴於質譜儀技術的進展。過去的質譜儀只能分析分子層次，後來則能讓科學家看到蛋白質，也因此促使研究人員得以透過分析蛋白質與特定疾病之間的關係，進而開發出新的檢測技術及進行新藥研發。其中，分子影像的發展是一大關鍵。

2014年諾貝爾化學獎得主──美國科學家Eric Betzig、德國科學家Stefan W. Hell、美國科學家William E. Moerner，就是因為「超解析率螢光顯微鏡技術（super-resolved fluorescence microscopy）」而摘下桂冠。他們的研究成果之所以可貴，在於可以超越光學顯微鏡技術的限制。長期以來，傳統光學顯微鏡的解析率最多只能到達可見光波長的一半（0.2微米），然而這項技術利用螢光分子將光學顯微鏡技術帶入奈米（1公尺的10億分之1）領域。

如此一來，科學家可以看到活體細胞中個別分子的路徑，能追蹤巴金森氏症、阿茲海默症與杭丁頓氏舞蹈症的致病蛋白質如何堆積，並觀察受精卵發育成胚胎過程中的特定蛋白質。這項技術的快速發展將廣泛造福人類。

此外，累積過去的研究成果所衍生出的合成生物學，現在已能利用生物技術來製造化學分子；免疫學也已進入分子層次，讓研究人員得以了解免疫系統在面對外來物質，例如癌細胞的侵入時，相關化學分子的反應機制為何，這是屬於分子免疫學及分子疫苗領域的研究，這方面的進展將進一步找出治療癌症等免疫疾病的有效方法。其他生命科學及生物科技的重要進展，還包括幹細胞的發現，促使再生醫學的誕生，而基因修補機制的發現，將使得人類對於某些遺傳疾病不再束手無策。

合成醣晶片 促進新藥研究

在這些生命科學的發展歷程中，我所累積40年的研究，主要是在生物有機化學及醣分子科學有一些貢獻。例如以酵素技術大量合成複雜多醣物（多醣及醣胜肽），也發明了「程式化一鍋式反應」，這是第一個自動化合成多醣體的化學方法，也是目前唯一可大量而快速合成寡醣的方法，這使得過去不可能或是非常困難的寡糖化學合成成為可能。

另外，在以醣化學為主的藥物研發上也有重要發現，包括合成醣晶片、對抗病毒及細菌之藥物研究，以及具治療效果的乳癌疫苗等。值得強調的是，過去學界研究癌症疫苗，多從蛋白質下手，我的團隊則是選擇更複雜的醣分子進行研究，進而發展出醣晶片，對於感染症、新藥研究有很大的助益。

累積基礎研究能量 創新發展水到渠成

透過這些基礎研究的例子，我們可以了解研究人員在進行研究時並不會考慮經濟層面，如果基礎研究有特定的經濟目標，則一切就會不一樣，因為研究會侷限在經濟層面，就失掉從基礎角度突破已知範圍的意義，也就會錯過未知的世界。從以上的例子可以得知，基礎研究累積一定的能量後，自然就會出現進一步的創新發展。

接下來再以基因定序為例，我們可以看出基礎研究如何發展為具經濟效益的技術。美國耗費32億美元於基因定序的研究計畫，在進行十餘年後，檢視此研究的經濟效益，發現因為基因定序技術而衍生出許多新創企業，且每年創造出31萬個工作機會，基礎研究對於經濟層面的貢獻不言可喻。

基礎研究該如何和創新發展連結，首先從定義上來看，創新意謂價值的產生，其範圍不僅是技術開發，也含括商業模式（business model）、設計思維、組織架構的新發展等，創新的前提是這些改變會帶來價值，我認為，沒有價值的產生，就不是創新。因此，現今許多人在談的不是創新，只是創意，例如，未產生價值的專利，就並非是真正的創新。

沒有基礎就沒有應用，這是眾所周知的事，我們目前需思考的是要透過基礎研究的連結和創新發展的連結，來推動臺灣生物科技產業的進一步發展。

自1980年代以來，臺灣已經成功地發展半導體產業、資通訊技術產業。然而，為了面對新的挑戰與改善經濟，臺灣已選出有必要積極投資的新興產業，生物科技便是其一。

我國的生物科技產業發展重點包括醫材、製藥、保健食品及農業生技等。臺灣的強項則在於農業生技、臨床醫學、華人特有疾病研究。臺灣發展生技產業的優勢，包括我國的法規接近美國食品藥物管理局（FDA），因此容易與國際接軌。值得一提的是，「生技新藥發展條例」在2007年通過後，帶動新藥及高階醫材快速發展；「科技基本法」則進一步強化了基礎研究與產業的連結。

推動臺灣生技產業 站上世界舞臺

發展至今，臺灣的生物科技產業已有新臺幣3,000億元產值，有超過20項研發新藥正進行臨床三期試驗。然而，我國發展生技產業仍有許多地方待克服，其中包括研發鏈未串聯、臨床前及初期臨床試驗較弱，以及缺乏關鍵技術、量產規模、品牌建立及國際市場布局的能力等。因此，我認為臺灣應強化「人才」、「選題」、「智財」、「法規」、「環境」及「資金」布局，才能進一步推動臺灣的生技產業發展，進而在10年內將達3兆美元的全球生技市場上占有一席之地。

沒有基礎就沒有應用，必須透過基礎研究的連結和創新發展的連結，來推動生物科技產業的進一步發展。