第一章：數位生物學
細胞如何轉換成軟體，以及矽谷為何掀起對抗阿茲海默症之戰
矽谷這波榮景簡直勢不可擋，不僅前途一片看好，資金也有如天上掉下來般滾滾而來，而這時若提到那些新創公司，更會讓人大吃一驚。那些以為新創公司還等於車庫、披薩外送盒與IKEA書桌的人，恐怕要大失所望了。如今，一間成立不到兩年的新創公司，有可能是這種光景：玻璃宮殿般的工作場所，一間間光鮮亮麗的實驗室，沿著白色長廊兩旁一字排開，埋首工作的一百位研究人員，多是來自各領域的佼佼者。造價兩百萬美元的核磁共振光譜儀，在一扇玻璃門後隱隱作響。
這些位於舊金山灣周邊地區的新創公司，工作人員所孜孜不倦的可不是app的開發，而是一場對抗阿茲海默症的戰鬥，這病症已堪稱西方世界發展最迅速的國民病。人類的壽命一代比一代長，因此大腦退化的情況也愈來愈顯而易見：記憶力衰退，自我意識崩壞。這種神經退化性病症——尤其是阿茲海默症——在日漸老化的西方世界裡已成為一種宿敵：失智症患者人數這些年來激增，因為目前並無有效的治療方式。數十年來的實驗並未帶來轉機，曾經投入了上億上兆的研究資金也幾乎一無所成。
但如今，僅僅懷抱著改變此現狀的期望，就能讓金主們送上無法想像的投資金額。當然，那背後所醞釀的絕不僅止於期望而已。「機會終於來了。」治療阿茲海默症、帕金森氏症與其他神經退化性疾病的有效藥物已經呼之欲出，德納利生物製藥公司（Denali Therapeutics）的創辦人兼營運長亞歷山大．舒特（Alexander Schuth）如此說道，相信他的人更不在少數。二○一五年一月，短短幾天之內，他與另外兩位創業夥伴就募集了第一筆約兩億兩千萬美元的資金。不到一年之間，德納利公司就蛻變成一隻獨角獸——通常大家都這麼稱呼一間罕見又年輕的公司，石破天驚般的竄起，員工只有小貓兩三隻，但其價值卻在成立後不久便超越一億美元。Facebook花了三百九十六天突破億元關卡，而德納利公司用了三百九十天便辦到了。
舒特跟創業夥伴原本只是想試試水溫，想知道他們的構想與研究計畫是否會引起興趣，沒想到，錢就這樣從四面八方滾了過來：從Google、從阿拉斯加州投資基金，以及比爾．蓋茲（Bill Gates）那裡。這位微軟公司的創辦人，原本就積極支持醫學多方領域的研究，日前更把阿茲海默症升級為主要研究項目。「此症造成非常大的問題，愈來愈嚴重，簡直是人類的大悲劇。」蓋茲說。他手中的基金會不僅投入大量資金於失智症的研究上，蓋茲本人也拿出私人財產進行投資，例如挹注五千萬美元於失智症探索基金（Dementia Discovery Fund），該創投基金希望能藉此整合國家與私人研究機構的資源。他是很「樂觀」的，認為只要聚焦並擁有充足的資金，一定能找到該症的創新療法。這位微軟創辦人還特地飛去與舒特及其夥伴碰面，花了兩個小時聽他們解說那個前景大好的科技，藉以確認他花的錢有這個價值。而一如往常，只要是蓋茲親自參與的會面，通常都是最高機密。他的安全人員會事先檢查環境，並提出飲食需求：一份起士漢堡，謝謝。而且，除了舒特之外，沒人知道來訪者是何方神聖，所以當他的同事發現站在身旁一同解放的人竟是比爾．蓋茲時，差點沒跌到小便池裡去。
還有很多場類似的會面，都是以歡喜收場，德納利公司沒有因為缺乏資金而夭折。矽谷有的是捧著大把大把鈔票等著投資未來的金主，他們支持著研究人員往前衝，共同承擔種種實驗可能會有的財務風險。正因如此，在柏林完成醫學院學業的舒特，才不想繼續待在柏林夏里特醫院（Charité）當醫生。他於九〇年代末期前往美國，為的就是學習與研究，並開啟他在基因泰克的專業生涯。基因泰克是首屈一指的生物科技大集團，身價上兆美元，專門研發新一代抗癌藥物。
舒特當時擔任神經相關疾病發展部門主管，因此認識了該集團的首席科學家馬克．特希爾-拉維涅（Marc Tessier-Lavigne），他是知名的神經學家，在大腦發展與修復領域為領先全球的佼佼者。他曾在加州大學舊金山分校（UCSF）擔任教授，之後任教於史丹佛大學（Stanford University），在這段期間對於人類神經系統的生物原理與迴路，有著非常徹底的研究與發現。但在基因泰克擔任研發主管期間，即使花費以兆計數的預算、動用上千位科學家，在他竭盡一生心力所研究的神經退化性疾病領域，尤其是阿茲海默症與帕金森氏症，仍找不到對付它們的必殺絕技。
或許，把這任務交給一個小型、機動性高的新創公司，由幾位頂尖聰明的人士聚焦於某些前瞻性的想法，會更可行？這念頭在特希爾-拉維涅與舒特腦中打轉了好些年。直到二○一五年初，時機終於成熟，多年來的研究不僅已有具體的方向，而且也有豐沛的管道足以網羅人才，於是，他們共同成立了德納利。當時，特希爾-拉維涅是紐約洛克斐勒大學（Rockefeller University）校長，該校是美國著名的研究型大學。這顯然只是他學術生涯的中繼站之一：二○一六年初，特希爾-拉維涅轉任史丹佛大學校長——在此數位霸權時代，此校堪稱全球最具領導地位與影響力的大學。
史丹佛可說是矽谷眾多人際網路的樞紐，研究人員、公司創辦人、投資人與集團老闆通通聚集在此。廣闊宏偉的校園就坐落在太平洋岸邊的常綠山丘旁，一望無際的棕櫚樹一字排開，三千三百一十公頃的校區洋溢著西班牙殖民風味。優雅的校舍中庭草坪修剪平整，矗立於此的羅丹（Rodin）雕像作品耀眼懾人，即使是一月，空氣中仍飄逸著花香。史丹佛的研究學者在許多方面領先群倫，資訊、數學、物理、生物與醫學都是他們的強項。而他們也順應了這樣的優勢，坐擁北美此處的經濟主導地位：史丹佛的學生每年成立無數新創公司，校方也有計畫的設立持有股份的分拆子公司（Spin-off）。這種模式並不是新概念，只是過去十幾二十年來的運作方式更上一層樓。其實早在一九三○年代就已有這種風氣，工學院院長、學生與教授在學術研究之餘，同時也成立自己的公司。惠普（Hewlett-Packard）與Google就是這麼來的，創辦人賴利．佩吉（Larry Page）與謝爾蓋．布林（Sergy Brin），當初都還是史丹佛的博士生。
身為醫學與生物科技專家，特希爾-拉維涅在此時機點被遴選為史丹佛大學校長，絕非偶然。因為，矽谷與史丹佛早已著手為下一波科技高峰做好準備。特希爾-拉維涅如此說道：「我們正處於疾病研究的黃金時代，這都要拜人類基因排序以及強大科技能力之賜。」又瘦又高、兩鬢斑白，以及臉上高聳的顴骨，是特希爾-拉維涅的註冊商標，讓人一望就油然生出敬畏之心。他回答起問題來，也非常鏗鏘有力。對於未來，他的看法如下：「只要投入必要的資源，我們就能了解腫瘤如何擴散，知道神經系統如何運作，並且解開免疫系統之謎。而這些知識，都有助我們征服癌症、戰勝失智症，以及研發人類免疫缺乏病毒（HIV）疫苗。」特希爾-拉維涅並認為，科技進步促使「科學與經濟方面的發展機會大好」，其所背負的是一種社會責任，更是國家該有所作為的時刻，一如他在美國國會中所強調的：「為了善加利用這波生物醫學的黃金時代，我們須投入必要的資源，並在相關結構條件上做些調整。」
不過別忘了，在人類歷史上，所有與醫學、技術、數位化相關進步的期待背後，向來還意味著一件事：科技也是一種權力工具，工業霸權往往主導了社會的走向。深諳個中道理並能開創出正確發展條件的人，便會比他人更有成就。而全美國沒有比矽谷中人更身體力行此道，並從而造就此地在經濟與文化發展上的優勢。
總之：只要與史丹佛有密切關係，馬上就會在數位世界的企業競賽中搶得先機。而這家由史丹佛校長親自參與的新創公司，更是毫不意外地成為眾所矚目的焦點。德納利的創立資金高達兩億一千七百萬美元，而且這筆金額的投入只是為了讓他們可以動工，很瘋狂吧，即使收到這筆錢的人是知名科學家也太誇張。這對於科學家本人來說，也是前所未有的紀錄，並在二○一五年轟動一時。
不過兩年的光景，這種事在二○一七年已如家常便飯，每相隔幾個月，就會聽聞上千萬上億美元又注入某新創公司。例如，成立了研發癌症免疫療法的AnaptysBio公司，或專研新式癌症測試的Grail等等。無以計數的生技公司如雨後春筍般出現，多數設立於矽谷，但也有選擇落腳歐洲、德國的。即使並非所有公司都能在開張第一天就集資到兩億美元，但少說也有四千、六千、八千萬的。而且它們通常不用等上數月才能開啟研究計畫，而是以天來計，這個新世界裡的所有一切似乎都奔跑著進行：就在舒特與創業夥伴介紹了其研發概念四星期後，第一批研究人員便已陸續湧入那座新設置的實驗室中，如今研究人員已達兩百人左右，而且不是醫學、生物博士，就是資訊或化學博士。
「研究露出曙光。」舒特說。而且目前的研究，已自原本混沌不明的狀態中，帶出一條有前景的新道路。某些方面確實和以往完全不同。以阿茲海默症的診斷來說，舒特於一九九○年代就讀醫學院時，教科書上寫著，該症得經由身後解剖才能確診。但如今，我們已可使用新式電腦儀器檢視活生生的大腦。
一百多年前，巴伐利亞醫師愛羅斯．阿茲海默（Alois Alzheimer），首度提及這個「大腦皮質的特異病症」，該症是造成失智的最常見病因，病況的發展冷酷無情，病人的自我最終將消失於無形。但醫界對於此症的診治方式，至今幾乎毫無進展。神經退化性疾病這個研究領域，讓科學家感到萬分棘手。某項研究專案於二○○二年至二○一二年間所嘗試的醫療方式，百分之九十九．六無效；過去二十年間，超過一百個相關實驗以失敗收場。好怵目驚心的統計資料。
全球罹患阿茲海默症的病患，轉眼間就要超過一億人，但卻連半個有效療法都沒有，所以顯而易見的是：誰能搶先推出治癒阿茲海默症，或至少能減緩該症進程的藥，上兆利潤一定立刻安然入袋。然而連大藥廠都已默默放棄研發，因為人腦實在太複雜、太難理解，且過於獨特：其他動物不會罹患阿茲海默症。我們沒有參考模型，也沒有可拿來做實驗的對象。
那麼，與過去相較，如今的研究又有什麼不同呢？「到目前為止會失敗的實驗，都是以一九九○年代的知識為基礎去進行的。」舒特說。言下之意為：以今日的認知來看，那些實驗的理論基礎更像是一九五○年代的。而這都要感謝近年來遺傳學上的快速進展：人類基因圖譜的排序，也就是個人完整遺傳資訊的分析，十年前還須花費上百萬美元才辦得到；但現在只要幾百美元就可解決，無數病患都可參與某些研究計畫的基因分析，從前這事進行起來從未如此快速又價廉。也因此，已陸續發現了三十個有助於治療阿茲海默症的基因、三十五個帕金森氏症相關基因，以及三十四個運動神經元退化性疾病（ALS，即俗稱「漸凍人」的疾病）基因。做個比較：截至一九九○年代末，與上述疾病相關的基因變異，只分別發現了三個、零個與一個。
遺傳學並不會自動帶出治療方法，但可助人一窺疾病的生物性成因。若能知道疾病如何形成及其病程為何，就能找到治療的重點，對症下藥。過去十年來，癌症方面的研究也是以類似的概念在進行。腫瘤基因，也就是致癌基因的發現，使得相關研究有如虎添翼之感。德納利目前便是把焦點放在degenogene（即引發疾病的突變基因）上：由於神經退化性疾病是某種基因變異造成，該公司便想研發出對付這種基因變異的藥。想來，此公司多位重要高層都曾效力於基因泰克，並不是沒有原因的。基因泰克畢竟是癌症藥物領導廠商，也是生技產業的先鋒。
而第二項讓研究人員滿懷希望的革新，則是影像，也就是診斷用的影像：有種儀器可檢視大腦內小至單一細胞的狀態，甚至能同步呈現其局部活動。這是非常大的進步，想想若無法以眼觀測，進行研究的難度會有多高。「我讀大學時，這種東西只存於幻想。」史黛西．亨莉（Stacy Henry）說，她畢業其實不到五年，如今她卻站在德納利實驗室的超級電子顯微鏡「大鳥」（Big Bird）前，輕輕撫摸著機身。這機器不比一個啤酒箱大，但這隻大鳥卻可同時分析一千個細胞檢體，並且立即在大螢幕上吐出分子與細胞結構的細部影像。那些影像非常迷人，有如哈伯太空望遠鏡所拍攝的遙遠星際圖，閃爍著紫色與綠色的奇幻結構。對亨莉來說，這簡直「像做夢一樣」，她是德納利帕金森細胞生物研究專案負責人。現在這部機器十分鐘就能完成的事，幾年前還得耗費一星期才能搞定。
而這只是開始而已，阿茲海默症方面的研究，早已踏上另一條完全不同的途徑。新創公司Alzeca為其奈米粒子影像技術集資了數百萬美元：澱粉樣蛋白老化斑（amyloid plaques）是阿茲海默症的典型病徵，進行核磁共振攝影時，該奈米粒子技術可讓這些斑塊無所遁形。另外，有人在中國開設了某種形式的大腦掃描工廠，高解析度的圖片如流水線般產出，然後繪製成快速又廉價的大腦3D影像。如同基因排序已成生活日常，DNA分析也已不再曠日廢時，是幾個小時就能完成的工作，大腦繪圖應也能助腦神經科學家了解神經迴路的進程。在這種做法出現之前，繪製大腦圖像非常耗費心神，而且得花上個把月。例如，科學家得把幾公釐大小的老鼠大腦，用鑽石刀切成一萬五千個超薄片，每一薄片用化學藥品標示特徵，放在顯微鏡下拍成影像，然後再把所有影像組合為三度空間圖像。而在中國的影像工廠裡，這些工作都由機器代勞。類似的工廠也可望在別處成立。
「工業化資料處理方式將改變神經科學面貌。」西雅圖艾倫腦科學研究機構（Allen Institute for Brain Science）的分子生物學者曾洪奎（Hongkui Zeng）如此說。運用這種海量資訊便可繪製巨大的「細胞地圖」，也期待繪製出大腦結構後，就能更了解其功能。比較了各個大腦中的神經型態後，研究人員便可從中辨識出某種病症的細胞組織，尤根．高德史密特（Jürgen Goldschmidt）提出看法。他是德國馬格德堡（Magdeburg）萊布尼茲神經生物研究機構（Leibniz-Institut für Neurobiologie）的研究人員。
人類的生理結構愈來愈能攤開來檢視，對醫藥發展的影響非常大。二○一七年，三位諾貝爾化學獎得主研發出一種「低溫電子顯微鏡」（cryo-electron microscopy）：分子、生物以及人類的生理結構，在這種顯微鏡下可呈現出3D圖像，對於近年來新式藥品的研發有著舉足輕重的影響力。因為透過這種新技術，終於也能清楚拍攝到非常微小的生物分子，無論是病毒或是對抗生素產生抗藥性的蛋白質都看得到。此顯微鏡是一種必備的新式儀器，「用以了解生命的化學作用，並促進藥物的研發」，諾貝爾獎委員會如此陳述該獎項的得獎理由。
上述所有新功能——包括探視大腦結構、快速分析基因組，以及為龐大的資訊分類——有個共通的基礎：電腦科技的進步。數位革命帶來新的影像技術後，不僅為快速又價廉的基因排序技術鋪了路，我們也才有能力去解讀與評估那些愈來愈龐大的資訊。
更教人驚訝的是，其實這些新儀器與處理程序，本身並不是一種新療法，純粹只是讓研究人員工作起來更便利的工具。因此，如湯瑪斯．桑德曼（Thomas Sandmann）這種「資訊生物學者」，也會出現在德納利公司：他是身兼生物化學家與資訊專家於一身的專業人員。在這之前，桑德曼服務於Google的醫學研究部門。乍聽之下還滿奇特的：Google研究醫學？是的，還如火如荼地進行中，與微軟、Facebook與IBM一模一樣。所以，目前頂尖人才的需求，可從兩個方向來了解：醫學專家需要資訊專家，資訊專家又僱用了醫學專家。當然最搶手的就是，兩個領域都專精的人。
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