翁啟惠一脈傳承衣缽有人

吳宗益獲2014年美國化學會醣科學年輕研究學者獎

撰文環球生技
日期2013-11-10
替代圖

10年來,中研院「醣」研究團隊有個靈魂人物功不可沒,吳宗益在翁啟惠指導下,持續突破新的醣合成方法,並且開發成醣晶片,用於疾病或致病原的檢測。他對醣疫苗用於癌症或感染性疾病的治療與預防著力甚深,讓翁啟惠的「醣」科學後繼有人。

文/林秋慧


今年以來,中研院基因體中心的“醣”科學成果不斷突破,並在國際知名期刊上發表,中研院院長翁啟惠最高指揮的貢獻自不在話下。

但這十年來的「醣」研究成果,還有個靈魂人物功不可沒,就是中研院基因體中心副研究員、今年43歲的吳宗益博士和其率領的團隊。

醣科學學門獎項 台灣得獎3人

美國化學會醣科學學門( Division of Carbohydrate Chemistry of the American Chemical Society)九月宣布,2014年輕研究學者獎(David Y. Gin New Investigator Award)將頒發給吳宗益,將於2014年3月於德州達拉斯召開的會議中頒獎,也是首位獲獎的台灣年輕研究學者。

美國化學會醣科學學門( Division of Carbohydrate Chemistry of the American Chemical Society)於2003年設置年輕研究學者獎,用來鼓勵年輕學者投入醣科學研究,並表彰博士後獨立研究7年內對此領域有傑出貢獻者。

醣科學學門還有3個頒給地位更為崇高的傑出科學家獎項,依等級分別為Hudson Claude.S Award 、Melville L.Wolfrom Award、 Horace S. Isbell。翁啟惠和目前仍任職於約翰·霍普金斯大學(The Johns Hopkins University)的李遠川教授(李遠哲哥哥),分別於1999年和2001年獲Hudson Claude.S Award獎,迄今,連吳宗益在內,台灣僅此三人獲得醣科學學門頒發的獎項。

吳宗益獲獎的研究成果主要是開發新的醣合成方法,用來合成與癌症或感染性疾病相關的醣分子,並且將這些醣分子開發成醣晶片,用於疾病或致病原的檢測。他對醣疫苗用於癌症或感染性疾病的治療與預防著力甚深,並發表了多篇重要論文。

高頭大馬、皮膚黝黑,乍看下更像運動員的吳宗益,謙讓地將成就歸給翁啟惠的指點迷津、團隊的付出,特別是基因體中心設施。

他說,「我是剛好幸運,而且很幸運…。如果不是剛好在基因體中心這樣的環境,很多研究是做不出來的,」吳宗益強調,基因體中心內研究免疫學、分子生物、奈米、生物資訊、生物晶片等跨領域人才濟濟,研究上一遇到難題能立即互相切磋、支援。

「台灣蛇毒傳奇」啟發入門

吳宗益也不是翁啟惠台大直系學長弟的門生,大學、碩士到博士班,他一直都在交通大學應用化學系,跟隨現在已經退休,專長有機光譜分析和高等有機化學的吳獻仁教授。

吳宗益說,他一直到大二除了熱衷大學球隊外,都不知道自己在幹什麼。直到大三看了「台灣蛇毒傳奇」這本書,大受啟發。

早年台灣山林毒蛇出沒,蛇的毒液讓人致命,但也是相當珍貴的物質,除了可提煉抗蛇毒血清,用來治療被毒蛇咬傷的患者外,一群台灣科學家,一脈相傳,從蛇毒中找到了許多應用在醫療用途的藥品,甚至造就了台灣科學史上輝煌燦爛的一頁。

第一次看到翁啟惠的名字也是在這本書裡,因為翁啟惠是台灣第一篇蛇毒蛋白合成論文的作者。

吳宗益從此對有機化學合成產生了興趣,開始走進驗室,喜歡自己設計實驗,並觀察實驗的反應。吳宗益迄今也非常懷念吳獻仁教授,因為吳獻仁從不限制他的研究範圍,鼓勵他自由揮灑,「很多人念博士班壓力都很大,我反倒很輕鬆念得很有樂趣。」

真正和翁啟惠結緣,竟然是因為服替代役被分配到中研院化學所翁啟惠的實驗室。剛開始的大半年時間裡,因為翁啟惠並不在國內,只知道他實驗室來了一個阿兵哥替代役男。直到吳宗益要辦理退役了,翁啟惠正好回國,兩人的第一次見面和談話竟然還是在其他老師的辦公室門前。「以前,我沉浸在把各種分子合成出來的樂趣,並不問這些分子會有什麼用途?能解決什麼問題?」吳宗益與翁啟惠一席話後,大為頓悟,也自此走進應用化學的領域。

為解決SARS領略藥物開發 

2003年初,翁啟惠受李遠哲召喚回台灣接掌基因體中心主任的重責大任,吳宗益服完替代役後有一天回化學所,正逢基因體中心招兵買馬,吳宗益博士後研究正式申請加入了中心。

這年三月起,台灣爆發SARS 進入緊急狀態,台灣也立即籌組SARS 研究小組,並由翁啟惠領導,希望透過高通量篩檢(high-throughput screening)技術找尋對於 SARS 有抑制效果的化合物,包含天然物、合成藥物或是臨床藥物。

一下子,一堆藥物和樣本從台灣各地寄來,翁啟惠正籌著這些樣本怎麼處理時,吳宗益正好又從眼前走過…。

「可能因為有潛在被感染危險,當時很多人私下都勸我不要接這樣的工作,但就在那短短三個月內日以繼夜的進行藥物篩選,最後真的找出幾個候選藥物,其中一個並申請了專利。讓我學習到藥物的開發與執行,把我帶進分子生物學(Biology)的領域」,吳宗益說,他從這次經驗體認到,從不要拒絕接觸新的領域,或給自己不會、不能的限制,你永遠不知道自己能有什麼潛力。

最難的唾液酸合成下手

翁啟惠為了讓吳宗益有機會學習到更多 “醣”科學研究,2004年起讓吳宗益到The Scripps Research Institute 進修了二年,2006年吳宗益回台灣,基因體中心大樓和儀器設施都落成就緒了,這又讓吳宗益再次大呼自己「實在太幸運,沒經驗到實驗室在過渡時期的辛苦」。

因此,回國後的吳宗益,專門挑醣分子中最難的研究下手。

如唾液酸是病毒辨識宿主細胞時很重要的標記,唾液酸與其他常見的六碳醣分子不同,合成含有唾液酸的細胞表面寡醣,一直非常困難,也是醣科學極力突破的瓶頸。

但是吳宗益和團隊在翁啟惠指導下,成功發展出了目前世界上最佳的唾液酸合成方式,可將唾液酸(sialic acid)以正確的方式加入寡醣中製成醣晶片,並開發出流感病毒株快速篩檢,對於快速篩檢與隔離流感很有幫助。

合成出的複雜寡醣亦可以應用於其他用途的醣晶片,例如最近幾年來,越來越嚴重的院內感染問題。

院內感染到的細菌往往能夠對抗多種抗生素,要找到正確能夠阻止細菌的抗生素並不容易。傳統上,確定感染菌種的方式靠細菌培養,通常要費時數日,一旦患者引發敗血症,卻可以讓患者在短時間死亡。

因此快速檢查出院內感染的菌種以及其抗藥性,是目前棘手的醫學課題。而上述提到的,許多細菌的細胞壁上有特殊的醣類,因此醣晶片可以用來當做診斷工具,甚至以這種特殊的醣類進行疫苗開發,吳宗益研究團隊目前正在與台大合作,發展相關的疫苗。

對疫苗開發,吳宗益更抱持了使命感,他說:「發展疫苗的終極目標是預防,而不只是治療。目前由病毒引起的癌症,如子宮頸癌(由人類乳突病毒所引起)和肝癌(由肝炎病毒所引起)都有預防性的疫苗。我希望也能發展出預防性的癌症疫苗,這才是一勞永逸的辦法。」

>>本文刊登於《環球生技月刊》Vol. 5