Transcript 經濟發展
一個科學家的社會關懷 翁啟惠 中央研究院 [email protected] 人類永續發展的問題 解決人類永續發展的問題，需國際社會共同合作 永續發展的主要內涵 生態環境 公平正義 經濟發展 如何在三大支柱間，取得平衡，使人類社會 得以持續，人民福祉得以保障，後代子孫也 能擁有他們生存發展的空間。 科學研究與責任: 推與拉 • • • • • • 學術自由 vs 社會責任 好奇探索 vs 解決問題 智財保護 vs 知識公開 財利回饋 vs 社會回饋 政策制訂 vs 知識未確定性 參與與獎勵 vs 倫理與利益衝突 50年來台灣經濟成長的軌跡/經濟部 製造業為主 資本投資為主 資本產業 勞力產業 農業 勞力密集 產業 高科技產 業奠基 以創新為主 技術產業 高科技產 業萌芽 知識產業 高科技產 業起飛 以研究為本 及高附加價 值產業 12.0 7.0 2.0 -3.0 1952 1960 1970 1980 1990 2000 2006(f) 2010(d) 台灣高科技產業的創新 許多電子產品是世 界先驅 晶圓代工 筆記型電腦 液晶顯示器（LCD） 掌上型電腦（PDAs）, 手機 (Cell phones）, 智慧手機（iPhones） 新作為 自1980年代以來，台灣已經成功的發展 半導體產業、資訊產業、通訊技術產 業。然而，為了面對新的挑戰與改善 經濟，台灣已選出有必要積極投資的6 大新興產業（生物科技、醫療照護、 精緻農業、綠色能源、 觀光旅遊、 文 化創意），以確保永續發展並維持高 品質的生活。 台灣的科學與研發 • 每年約20萬大學與6000位博士畢業生 • 根據Science Citation Index，每年 13,000篇研究論文被引用 • 獲美國6,000項專利，排名世界第5（生 技專利排名第13). • 新興6大產業：生物技術、綠色能源、 醫療照護、精緻農業、 觀光旅遊、 文 化創意 • 18家重要醫學中心執行300項臨床試驗 台灣論文各領域佔全球比重及平均每篇被引用次數相對於世界平均值 台灣在農業科學、化學、臨床醫學、電機、地質、微生物、神經、藥理領先中、韓 1.4 平 均 每 篇 論 文 被 引 用 次 數 相 對 於 世 界 平 均 值 Agricultural Sciences 1.3 1.2 1.1 Engineering Mathematics 1 Plant & Animal Science 0.9 Materials Science Computer Science Chemistry Geosciences Physics 0.8 Microbiology Neuroscience 0.7 0.6 Biology & Biochemistry Pharmacology & Toxicology Clinical Medicine Molecular Biology & Genetics Psychiatry Psychology 0.5 Economics & Business Immunology 0.4 0 1 2 3 論文發表量佔全球百分比 4 5 6 National Science Indicators on Diskette, Standard Version, 2006-2010 : STPI 整理 台灣專利各領域佔全球比重及相對被引用程度 相對被引用程度 1.20 世界平均水準 1.00 Semiconductors 0.80 Machine tools Electrical machinery, apparatus, energy 0.60 0.40 Biotechnology Pharmaceuticals 0.20 0.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 專利件數佔全球之比例 (%) 10.00 12.00 Basic materials chemistry Biotechnology Chemical engineering Environmental technology Food chemistry Macromolecular chemistry, polymers Materials, metallurgy Micro-structural and nano-technology Organic fine chemistry Pharmaceuticals Surface technology, coating Audio-visual technology Basic communication processes Computer technology Digital communication Electrical machinery, apparatus, energy IT methods for management Semiconductors Telecommunications Analysis of biological materials Control Measurement Medical technology Optics Engines, pumps, turbines Handling Machine tools Mechanical elements Other special machines Textile and paper machines Thermal processes and apparatus Transport Civil engineering Furniture, games 12 Other consumer goods 資料範圍:1991-2010年累計的USPTO核准專利 關鍵技術掌握不足，專利與學術論文關聯低 技術貿易額收支比 資料來源：USPTO核准專利; Web of Science 專利: *材料、奈米、半導體、機械及數位領先中、韓. 生技持平 *環境科技、食品化學、藥物、通訊、電腦、控制、光學、土木、機械工具、醫材—韓國領先 1 3 13 台灣的學術機構 研究創新持續加速進行，但學術 機構必須更有彈性的修正它們的 學程，讓學生具備投入新興產業 所需的知識與技能，以面對新的 挑戰。此外，也需研擬新的機制 使創新研究得以轉譯成為有價值 的產品。 如何扭轉現況以維繫台灣的學研地位 學術 評鑑 基礎 環境 建構 法規 制度 產學合作及 利益衝突規範 產學 合作 維繫學 研地位 學術評鑑制度 (特色定位, 多元評 鑑) 人 才 資 金 學術 研究 探索未知及解決 問題 1 5 發現與創新 構築學術與產業的橋樑 以科學發現為導向，而非現有技術的改善 基礎研究 好奇或問題導向 發現 發明 創新 轉譯研究 有用的技術或早期 產品 (價值創造) 產品 原創的新產品 製造與行銷 (價值擴大) 醫療與生技產業的趨勢 • 從疾病治療到個人化與預防性醫療 • 由於人口老化，醫療照護的經濟產值 5年內將達6兆美元 ( 3兆來自生物技 術與製藥業) • 亞洲很快會佔世界市場的 1/3 國外「問題導向」研究案例 美國基因體計畫(Human Genome Project) – 截止2012年的總計效益 • 投入 (1988-2003) – 總計38億美金的相關經費 • 回收 – 衍生經濟活動金額(7960億美金) – 對個人收入助益(2440億美金) – 工作機會(2010年有31萬個工作機會) • 影響衝擊 – – – – – – – 基因定序技術發展降至數千美金 帶動資訊科學及基礎研究 提供精密技術 基因治療及個人化醫療興起 檢測與預防醫學等新機會 應用於食品安全 促進生物多樣、演化、農業科技等 研究 – 能源及對抗污染與氣候變遷等問題 18 The Human Genome and Post-Translational Glycosylation • 46 Chromosomes • Three billion nucleotides • Only 1.5% encode genes • ~25,000 genes • >90% proteins glycosylated Nature, 2001, vol. 409, no. 6822. Changes in Glycans at Different Disease States Higher sialylation and fucosylation in cancer State 1 State 2 (Healthy) (Disease) Molecular Recognition of Cell-Surface Carbohydrate Sugars on Red Blood Cells Define Blood Type OH OH OH OH O OH HO AcHN O OH OH HO O O O OH HO O OH O O O O O OH O OH HO OH HO OH Type-A Type A Type-B Type B Red Blood Cell O HO O O O OH Red Blood Cell * Type-A persons contain antibodies against Type-B sugars * Type-B persons contain antibodies against Type-A sugars OH HO OH Type-C Type O Red Blood Cell Glycans on cells and proteins: functional study and opportunities Glycan Synthesis Glycosylation Probes Glycan Array One-Pot, enzymatic Markers Detection, Screening Tools Vaccines Homogeneous Glycoproteins Glycoenzymes Inhibitors Products Cancers, Inf. Diseases Glycan engineering, glycan targeting Neuraminidase, Transglycosidase et al Glycans on HA affect receptor binding and immune response: New method for detection and universal vaccine design Receptor binding site •18 N-glycosylation sites (6 per monomer): N-27 essential for folding, N-142 for binding specificity •N-glycosylation site: NX-(S/T) is labeled in red. 20nm PNAS 2009, 106, 18137-42 •The glycans are labeled in green. •Sequences around glycosylation sites are highly conserved Specific Glycan Markers for Diagnostic and Cancer Vaccine Development PNAS 2013, 110, 2517-22 More than 70% of breast cancer patients are Globo H positive and more than 96% of patients contain one or more of the three unique epitopes (Gb5, Globo-H and SSEA4). They are also on prostate, lung, ovarian, pancreatic, brain, endometrium, gastric and colon cancers. Globo H-KLH/QS21 Phase III (more IgM than IgG and mainly against GloboH) Globo H-DT/C34 preclinical (more IgG than IgM and against the three unique glycan epitopes) Gb5 Globo H SSEA4 Glycan array for antibody detection 25 FROM DISCOVERY TO INNOVATION ACKNOWLEDGEMENT Scripps Academia Sinica Dr. Sarah Hanson Dr. Evan Powers Dr. SK Wang Dr. Masaaki Sawa Dr. Sebastian Enck Prof Jeff Kelly Prof Ian Wilson Prof Dennis Burton J.-R Chen YC Liu Dr. Rachel Cheng C-H Hsu Sherry Hsu C.-C Wang Prof Alex Ma Prof CY Wu Prof Alice Yu Financial Support Academia Sinica, NSC, Bill Gates Foundation, IAVI, NIH Automation in Oligosaccharide Synthesis: Programmable One-Pot Synthesis Science, 2001, 291, 2344 Glycan Chips for Detection of Virus Influenza A Pandemic Subtype: H, Hemagglutinin; N, Neuraminidase Netherlands, Belgium etc. H7N7 H1N1 H2N2 H3N2 H1N1 H1N1 H1N1 H5N1 H9N2 H5N1 2009 Swineorigin flu Modified from Biol Pharm Bull. 2005, 3, 399-408. 永續發展的歷程 人類活動 全球變遷 社會 經濟 工業 … 現象：臭氧層破洞、全球 暖化、極端氣候、生 物多樣性、災害、生 態、糧食、健康、水 資源、人口問題…… 策 略 如何在法律及 教育等面向， 制訂政策、改 變人類活動 研究：觀測、模式與預測能力的建立、 災害緩減及適應方式的探討、 新科技的開發(新綠能等)、 歷史探討及相關人文社會科學的研究 永續發展 臺灣人口結構的變遷 • 資料來源：內政部戶政司、行政院經濟建設委員會 34 老化、醫療科技對醫療費用影響 科技發展與人口老化：人口衝擊下社會負擔 圖片來源：行政院經建會，2010年至2060台灣人口推計，2011 圖片來源：鄭文輝&陳孝平，老化、醫療科技、及經濟成長對 醫療費用總額之影響，中央健康保險局委託研究案，2004 35 中研院對增進技術競爭力的建言 台灣學術里程與科技前瞻計畫（Report on Foresight Taiwan） 王佑增院士 (加州大學柏克萊分校名譽教授、中央研究院院士) 需要破壞性的改變 – 兩處著手: 以早期技術為本之新興產業 - 必須以科學發現為主，而非現有技術的改善 高附加價值服務業 - 改以技術為本的服務業 台灣的願景 - 催化創新產業的發展 大方向思考: 串聯科研上中下游，人才培養科技研發- 經濟發展 學術研究的目標是創造知識、培養人才、提升社會效 益 基於科技基本法的精神, 政府應考量國家發展方向、社 會需求及區域均衡，作為擬訂科技政策與推動科技研 發之依據 科技政策的形成與推動，應強調多元參與及創新思 維，並與人才培育、經濟創新相連結。建立經濟發 展，兼顧環境/健康及社會公平正義的決策模式 國家研發經費應合理配置，以帶動創新發展 3 7