群的智慧－向螞蟻、蜜蜂、飛鳥學習組織運作絕技

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第1章

未來就在眼前

科學家通常不輕易流露情感。就算私底下為自己的研究感到興奮不已，我們在公開場合中，往往仍表現出一種該有的懷疑和謹慎態度。然而，在某些例外的時刻，我們暫時放下了多疑，任空氣中瀰漫著激情，傾聽著一名目光炯炯的科學家，用著掩藏不住的熱情，大膽講述著一項即將永久改變人們視野的重大突破。

就在進入千禧年的第五個月，我有了一次這樣的經歷。我們與至少2,000名來自六個國家、二十所研究中心的同行，一同將人類DNA手冊（或稱人類基因組）中90%的序列成功解讀出來。過去十年來，這個幾近不切實際的宏大遠景不斷激勵我們所有人，歷經了多少的企盼與紛擾，這目標終於成形了。

2000年5月的一個星期六，距離完整的基因組定序草圖在白宮公開發表還有一個月的時間，基因組科學的研究社群在紐約長島的冷泉港實驗室舉辦了年度聚會，而我身為跨國的人類基因組計畫（Human Genome Project）的「元帥」，便肩起了專題演講者的責任。這個年會只開放給科學家參與，是即將舉行的白宮發表會的學界版。冷泉港實驗室當時由華森（James Watson）博士主持，他在1953年與克里克（Francis Crick）博士共同發現DNA的雙螺旋結構；由華森坐鎮的冷泉港，地位如同麥加聖地，每年都吸引了許多從事基因組研究的科學家前往朝聖。

2000年是獨一無二的一年。我身邊圍繞著許多科學家，有老有少，他們攜手合作，就是為了完成這個具有歷史意義的目標。看著他們，我開始演講：「我們共同參與了這趟具有歷史意義的探險，無論你想用登陸月球的阿姆斯壯，或當年勇敢前往西部拓荒的路易斯及克拉克做為比喻，只怕都不足以形容。無庸置疑的，今日我們聚集在此談論的這個重要計畫，將會改變我們對人類生物學的認知、處理健康與疾病的方式、以及對自己的認識。就在此時此刻，已有足足85%的人類基因組序列，在我們眼前揭開了面紗。你們將會記得這一幕。未來，你們將會告訴自己的研究生，甚至孫兒、孫女，此時你們或坐或站、甚至席地而坐，在這格瑞斯演講廳裡，與滿室基因學界的巨擘，包括華森博士本人，共同見證歷史上驚人的這一刻。」

演講廳裡的每一個人，都明白DNA科學已經到了一個轉捩點。有了基因組的完整序列，科學家可以投入不計其數的開創性研究計畫，解開人類體內最深層的祕密。DNA，這本生命的使用手冊，究竟是如何運作的呢？我們已登上了一座大山的頂峰，轉眼間就要開始向山的另一頭俯衝而下，山谷中充滿了待掘的寶藏。

檢測基因，預測病程

距離那慶典的時刻，轉眼間已過了將近十年了。幾乎所有的生物醫學研究者都會同意，自從人類及其他許多生物的基因組定序完成後，這些資訊已深刻影響了他們研究生命奧祕的方式，而且再也無法回頭。今日的研究生已經完全無法想像，少了這些動動滑鼠就可以從電腦上取得的資訊，過去究竟是如何進行人類基因學研究的。

2000年基因組計畫帶給大眾喧騰熱鬧，但其後的效應已變得頗為混雜。大部分的人都知道基因組序列已全部解讀出來，卻對於之後的發展毫無頭緒。他們記得曾攀登過那座大山，但對山谷中那漸次發掘出來的寶藏毫無所知。

當時有些媒體報導暗示著醫學變革近在眼前，然而這樣的想法其實並不實際——基礎科學的新發現，要能運用到實用醫學、科技或日常生活，這中間的前置期往往要花上數十年的時間。儘管當時與人類基因組序列一同公諸於世的那些美好遠景，絕大部分仍在前方等待著，但是我們已置身在一場醫學革命風暴的開端，許多生命正受到影響。

首先，就讓我們來談談凱倫的真實案例，她在2005年診斷出罹患了癌症。

切除腫瘤之後，還需要做化療嗎？

凱倫‧凡斯（化名）在四十歲那年發現乳房長了腫塊。乳房X光片看不到腫瘤的跡象，但超音波則檢測出一塊直徑2公分大小的團塊，經切片檢查研判為乳癌。諮詢過外科醫師後，她接受了乳房腫瘤切除手術，取出了23顆淋巴結，但這些組織沒有檢驗出任何癌症的跡象。因為凱倫的母親同樣罹患乳癌（雖然是六十四歲才發現的），父親那邊的家族也有乳癌的病史，她於是決定進行抑癌基因BRCA1與BRCA2的突變檢測，然而檢測結果呈現陰性反應。

在腫瘤切除手術之後，她接受了例行的放射線治療，而後面臨了抉擇：是否該為了降低未來的復發率，繼續進行化療。由於相對來說，凱倫的年紀還輕，她諮詢過至少三位腫瘤科醫師，全都建議接受具侵略性的化療。凱倫對於這樣的建議感到非常掙扎，但醫師們的看法一致，她決定順從醫師的意見，安排化療，也開始研究到底該買哪種假髮。

出乎意外，凱倫接到了哥哥的電話。她哥哥並沒有專業的醫學背景，但曾在電視上看到一則關於某種新檢測的報導。這種檢測可用來檢驗乳房的癌化組織，藉由分析腫瘤細胞中基因的啟動或關閉情形，更精準預測癌細胞復發的可能性。成千上萬個案例已證實了，比起傳統上用顯微鏡觀察細胞外觀的方式，這種分析「基因表現」的檢驗更能準確預測腫瘤的侵略性。

凱倫諮詢她的外科醫師，醫師曾聽聞過這種檢測方法，但並沒有太多這方面的經驗。醫師同意將凱倫的腫瘤樣品寄到檢驗實驗室去。就在凱倫排定要開始進行化療的四天前，檢測結果出來了，報告指出癌細胞復發的機率非常低。凱倫的三位腫瘤科醫師中，有一位抱持懷疑的態度，但另外兩位則深信檢驗結果，表示進行荷爾蒙治療便已足夠。凱倫於是決定就只做荷爾蒙治療。四年後，她身上仍沒有出現任何發病的跡象。

這種特別的檢測，是基因革命的首批成果之一，而凱倫，則是其中一名最早的受益者。

這種醫學上的全新角度，很快便會影響到醫療體系的每個面向，凱倫的情況就是個很好的例子。對於癌症、心臟病、糖尿病、阿茲海默症，以及幾乎其他所有的疾病，科學家已經無法滿足於只對於疾病做經驗法則或症狀上的解釋，而開始深究這些疾病的分子層次。

抽絲剝繭之後，他們發現過去許多對醫學和生物學的認知，都需要進行相當程度的修正，而從前我們對於人體認知有許多根本上的疑問，如今也逐漸得到解答。現在，對於幾乎所有遺傳疾病的致病因子，科學家逐漸可以明確指出是DNA的哪個環節出了問題；這類訊息在人類基因組計畫完成後，便如雨後春筍般紛紛湧現。多虧了這些進展，如今就算是身體健康的人，也開始有更多機會探索自己身體裡暗藏的祕密，並能夠採取適當的行動。一般大眾逐漸能針對個人的身體情況進行預測，藉此對於自己的命運有了更多的掌握。

就如凱倫的例子，今天的病患已能夠依賴許多分子工具預測病程，甚至可以藉此避免不必要的治療。我們對於人類基因組的知識，為醫療發展帶來嶄新的標的，也大大增加了疾病治療的選擇。這些都不是在一夕之間發生的，而最終的成功，必須仰賴科學家、政府、高等學府、公益基金、生技製藥公司、以及一般大眾，在精力、智力和財力上進行有遠見的投資，才能夠達到。但無庸置疑的，人類對於自己身體的知識，正在經歷繼達文西之後最偉大的變革。

（以上摘自《基因救命手冊》第1章）



第4章

癌症醫療邁向個人化



我們對癌症的認識，已經有了長足的進展。如今我們知道癌症是發生在基因組上的疾病，也知道癌症之所以會發生，是由於一些特定基因產生突變，誘發了細胞不正常的生長。科學家正以飛快的速度，將特定癌症牽涉的特定基因分門別類，並利用這些研究結果，努力發展新的標靶治療。我們逐漸了解，不同的腫瘤之間都有一些微小的差異。

科學家正利用這些資訊，把腫瘤在分子層面上重新分類。我們發現一些表面上似乎毫不相干的腫瘤，其實在分子層面上的異常都是一樣的。有愈來愈多的例子，顯示這些資訊讓我們能對病人的預後做出更精準的判斷，這是過去的診斷工具無法做到的。此外，這些資訊甚至可以幫助我們為不同的病人，設計出不同的治療方法，取代過去「一視同仁」的醫療原則。

接下來的發展不難想像。不久的未來，我們對於每一種癌症，都將能在分子層面上做出詳盡的描述，其中很快也將包含完整的DNA序列。我們會知道，每一種癌症究竟與哪些類別的突變有關。只要把癌症影響到的生理途徑，與對治這些途徑的治療清單做交叉比對，便能研發出高效能的個人化治療。

因此未來的癌症治療，很有可能會包含不同新藥的組合，因為癌症通常會引起多重生理途徑的異常。倘若我們可以盡量涵蓋這些生理途徑，以此為治療目標，可能會帶來最大的療效。

個人化癌症治療的新紀元已經來臨。最後讓我們來看看凱特‧羅賓斯（Kate Robbins）的驚人故事，她的性命就是被這種新治療對策拯救回來的。

個人化醫療的驚人案例

2002年夏末，凱特開始寫下「死亡日誌」。她診斷出罹患轉移性癌症，儘管接受了兩次大手術、放射線治療、化療，病情仍不斷惡化。凱特於是開始每天寫日記，希望能為九歲的女兒和十一歲的兒子留下一些紀念。她在日記中提到女兒對馬匹的熱愛，以及兒子又是如何沉迷青少棒比賽。記錄這些文字雖然心痛，但對她來說，也是沉澱心情的方式。

凱特是在情人節那天診斷出癌症的。她本身是護士，先生馬克則是放射科醫師，因此當她開始受到頭痛的糾纏時，他們都有點擔憂。凱特接受了磁振攝影掃瞄後，發現了一顆腦瘤。而在她準備要接受腦部手術時，又在術前檢查發現右肺有一大塊腫瘤。既湊巧又悲慘的是，第一個看到掃瞄結果並向她宣布這個壞消息的人，就是她那當放射線科醫師的先生。

她的腦瘤很顯然是從肺部轉移過去的。凱特才四十四歲，是個從沒碰過毒品或菸草的素食者，因此她會罹患轉移性肺癌，實在是讓人難以置信。

凱特不是輕言放棄的人，決心要以最樂觀的態度與癌症奮戰，毅然接受了腦部手術、胸腔手術、數次侵略性化療，以及放射線治療。儘管經歷了這些，夏天快結束時，她的癌症仍然轉移到了胰臟和肝臟。於是她開始動筆記錄自己的死亡日誌。

但她不曾考慮就此服輸，因此一聽說有臨床試驗在測試一種叫做艾瑞莎（Iressa）的新藥，她馬上把握機會加入。「就算這項試驗對我沒有幫助，也許我還是可以藉此幫助其他人，」她是這麼想的。

2003年初，凱特開始每天服用一粒艾瑞莎。此時她的體重已經掉了18公斤，身體非常虛弱，而在看到這個新藥的外表就像普通維他命一樣時，心裡頗為失望。這樣不起眼的藥丸，真的具有她所期盼的療效嗎？

然而一個月後，電腦斷層掃瞄顯示，她的腫瘤已經穩定下來了。她也開始恢復了一些氣力。神奇的是，到了5月，她體內的一些腫瘤竟慢慢消失了。她和她在麻州綜合醫院的醫師，湯姆‧林區（Tom Lynch）醫師，對這樣驚人的效果，都感到十分訝異，尤其因為艾瑞莎在其他病人身上，並非總能發揮療效。

科學家後來逐漸找到問題的答案：原來這個藥物當初的設計就是為了阻斷EGFR蛋白的作用，這個蛋白會在一些癌細胞中活化。當醫療人員將凱特的肺部細胞拿去進行基因定序時，發現她的EGFR基因帶有一種特定的突變，讓這個蛋白質對藥物的作用變得更加敏感。試驗中有大約10%的受試者，也都帶有類似的突變，而他們正是服用艾瑞莎後逐漸康復的同一群人。其餘90%的受試者沒有這類的突變，因此大多對這個藥物沒有太大的反應。

這又是一起個人化醫療的驚人案例。在這個例子中，凱特就像是中了DNA樂透彩。

這是全新的領域，而凱特對藥物的反應究竟能持續多久，誰也無法預料。她在診斷出癌症的六年後，仍持續每兩個月就做一次掃瞄，她的肺部、肝臟或胰臟裡，都再也看不見腫瘤的蹤跡了。唯一讓她傷腦筋的問題，就是她的腦部還殘存了一些小的轉移性腫瘤，這些腦瘤顯然因為血腦屏障而躲過了藥物的作用。血腦屏障是人體的正常結構，可以防止藥物在腦中累積過多。

不過這些轉移到腦的瘤生長速度很慢，必要時可以藉由手術移除。當我跟凱特談話時，她能清楚陳述自己的故事，對上天贈與的新生命滿心感激，也很高興自己能看到兒子上大學，而女兒也快上大學了。她在五年前，就停筆不再記錄死亡日誌。

然而在這個故事裡，還發生了一段充滿諷刺性的轉折，與我們醫療藥物的核准制度有關。食品藥物管理局原本在2003年，基於凱特這些病患對艾瑞莎的驚人反應，核准了艾瑞莎在肺癌上的治療。但堅持先進行一個大型、隨機的試驗，比較艾瑞莎與一般肺癌治療的療效。

這項包含了上百個受試者的試驗結果，所有受試者的情況都列入評估，而艾瑞莎並沒有顯現出優於一般治療的療效，美國的食品藥物管理局因此在2005年撤回了核准。幸運的是，食品藥物管理局同意讓凱特這些已經受益於艾瑞莎的病人繼續服藥。這個藥物也可以在其他國家取得。最近在日本進行的一項試驗中，證實EGFR基因帶有突變的病人，有63%在服藥後立即出現了良性反應。

這個故事的教訓顯而易見：隨著個人化癌症治療的可行性愈來愈高，食品藥物管理局在進行藥物核准的評估時，也必須把特定的基因資訊列入考慮。一種藥物也許對90%的癌症病患沒有療效，但仍能拯救其他10%病患的性命。倘若我們可以藉由DNA檢測，辨識出可能受益於此藥的病人，那麼食品藥物管理局就應該盡快核准這個新藥，讓這些病人得以接受治療。

由於美國的醫療花費愈來愈高，有人開始倡導「相對療效」的研究，因此在評估醫療的成本效益時，考慮個體差異就成了非常重要的一環。相對療效研究的擁護者認為，我們已無力再負擔所有病人可能需要的全部治療，無論是否有證據可以證明這些治療的療效。他們主張應該針對每一種疾病的所有治療都進行比較，然後依據研究結果，決定未來只開放最有效的醫療選擇給病人。然而倘若這樣的比較研究不把個體差異列入考慮，那麼就如上述食品藥物管理局撤銷艾瑞莎上市許可的例子，無疑會粉碎個人化醫療可能帶來的希望。

相對療效的研究，只有在DNA研究也包含在研究評估的前提下，才具有科學的意義。因為藉由DNA檢驗，我們才能決定某些特定療法，可以為哪些病人帶來驚人的療效，而這些病人倘若接受的是其他治療，效果可能就沒那麼好。

凱特在2002年第一次診斷出癌症時，做了許多搜尋，想知道有沒有罹患轉移性肺癌的病人可以成功長期存活。結果令她很氣餒，沒有任何病人可以活超過兩年。但由於標靶癌症治療的問世，以及她不斷尋找解決之道的決心，加上一些好運氣，如今她已經成為當初自己希望看到的癌症倖存者。

基因組就是個人的醫學手冊

所有會影響我們自己和親人的疾病中，癌症首當其衝。癌症就像半夜悄悄潛入的竊賊一樣，往往偷走我們幸福長壽的希望，折磨受害者，讓人失去力量、失去胃口，帶著難受的疼痛提早離世。我們都知道用來治療癌症的手段，例如放射線和化療，會產生嚴重的副作用，因為這些治療不但會攻擊生長快速的癌細胞，也會影響體內的其他正常細胞。

但是，我們為了抓到這個罪犯並將其繩之以法，已經做了許多努力，也帶來了愈來愈多的進展。我們可以搜尋個人的基因組，尋找天生或後天產生的突變，藉此對於這些「學壞的基因」是如何邪惡的折磨病人，有更精確的認識。了解它們作用的方式後，我們就有機會能有效進行反擊，包括努力預防犯罪，而不是事後才來收拾殘局。本章的個案告訴我們，美國警探片「法律與秩序」（Law and Order）的戲碼，在現實生活中也可以成真。

人類基因組已經逐漸成為個人化的權威醫學教科書。

（以上摘自《基因救命手冊》第4章）

第1章

未來就在眼前

科學家通常不輕易流露情感。就算私底下為自己的研究感到興奮不已，我們在公開場合中，往往仍表現出一種該有的懷疑和謹慎態度。然而，在某些例外的時刻，我們暫時放下了多疑，任空氣中瀰漫著激情，傾聽著一名目光炯炯的科學家，用著掩藏不住的熱情，大膽講述著一項即將永久改變人們視野的重大突破。

就在進入千禧年的第五個月，我有了一次這樣的經歷。我們與至少2,000名來自六個國家、二十所研究中心的同行，一同將人類DNA手冊（或稱人類基因組）中90%的序列成功解讀出來。過去十年來，這個幾近不切實際的宏大遠景不斷...