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責任編輯：Sisley

去年四月，農業部的公開信箱收到了一封不尋常的陳情郵件。

這封信詢問，農業部能否修訂《動物保護法》，讓實驗室中的頭足類動物享有與脊椎動物相同的保護。脊椎動物泛指具有脊椎骨的物種，包括哺乳類和鳥類。頭足類動物則是一類海洋生物，涵蓋章魚、烏賊和魷魚，近年來因其令人驚嘆的高度智慧而備受關注。

寫下這封信的，是國立清華大學生命科學系特聘教授焦傳金，任職於新竹。幾天後，農業部以措辭得體的公文婉拒了他的請求，官員表示修法需要充分的社會討論與公眾共識。信末以一句格外歡快的祝福語收尾：「祝您健康平安！」

不甘就此放棄，焦傳金再度提筆，重申了自己的請求。

農業部再次客氣地回絕，但這一次隱約帶著一絲不耐。回信寫道：「您再次建議將頭足類動物納入《動物保護法》……相關說明請參閱前次函覆。」即便如此，結尾依然祝他「健康平安！」

面對二度拒絕，焦傳金仍不肯罷休，第三度送出同樣的請求。另一封退件信在預料之中出現，再度指引他參閱農業部先前的覆函，感謝他對動物保護的關切，並一如既往祝他「健康平安！」

烏賊也會感受疼痛

台灣《動物保護法》第 15 條規定，研究人員使用脊椎動物進行實驗時，須遵循若干準則，以避免不必要的痛苦與死亡：應盡可能避免使用動物、將受測動物數量壓至最低，並盡力減少痛苦與傷害。然而，這些保障在台灣並不適用於頭足類動物，因為牠們被歸類為無脊椎動物。

焦傳金與烏賊打了逾 25 年的交道，對這種天性好奇的海洋軟體動物知之甚深。他的看法與世界各地許多科學家和多個國家政府一致：頭足類動物是具有感知能力的生命，能夠感受疼痛，理應獲得更完善的法律保護。

他曾與海外科學家合作，將醋酸注射到烏賊體內，觀察到牠們會反覆梳理注射部位，研究人員將此解讀為試圖減輕疼痛的行為。在注射部位施打麻醉劑後，這個反應明顯減弱甚至消失。他共同撰寫的研究論文，發表於 2022 年的開放獲取生命科學期刊《生物學》（Biology）。

「如果我們知道這種動物會承受痛苦，我們就必須採取行動，」焦傳金說。「我們不能假裝牠們不會受苦。」

部分國家早已率先行動。自 2013 年起，歐盟便將實驗室中圈養的頭足類動物納入與脊椎動物相同的保護框架。美國雖有類似的指導方針，但尚未立法強制執行。而從農業部對焦傳金的接連回覆可以看出，台灣連啟動這場討論的第一步都還沒踏出。

微型晶片上的人體器官

儘管如此，台灣在一個可能深刻影響實驗動物命運的領域，已悄悄累積起可觀的動能。近年來，台灣頂尖大學的研究團隊陸續衍生出多家新創公司，進軍全球器官晶片（OoC）產業。這項技術有潛力大幅減少、甚至徹底消除動物實驗的需求。

傳統的藥物開發始於體外測試，也就是將人體細胞暴露於培養皿中的藥物化合物。確定具潛力的候選藥物後，才進入動物實驗階段，評估療效與毒性。整個過程往往耗時十年以上，失敗率更超過 90%，絕大多數藥物最終被證明無效，或產生難以接受的副作用。此外，這套系統需要使用大量動物，許多動物在測試過程中承受疾病與傷害。

「現有系統有兩個根本問題：耗時太長，而且絕大多數藥物都沒效，」國立台灣大學應用力學研究所副教授許聿翔說。他投入器官晶片研究已逾 15 年，目前主持一個專注於開發器官晶片系統與設備的實驗室。

器官晶片裝置，最基本的型態是一片拇指大小的矽膠或其他生物相容性聚合物（成分類似製造隱形眼鏡的材料），活體人類細胞在其表面培養數天至數週，逐漸形成近似肺、心臟、腸道或腎臟的組織結構。晶片內建的微型通道讓液體持續流動，模擬人體的血液循環與壓力變化。

器官晶片技術在速度與精準度上均力壓傳統藥物試驗。自動化的器官晶片藥物測試可同時進行數萬次實驗，大幅縮短研發時程。由於系統使用活體人類組織，其預測準確度往往高於動物測試。在動物身上看似安全的藥物，在人體中可能失效或引發嚴重副作用；反之，對人類有效的藥物，也可能因對動物有毒而遭到放棄，讓某些潛在療法就此付之一炬。此外，器官晶片比傳統體外方法更能忠實還原人體內部的真實環境。

許聿翔指出，器官晶片測試藥物的方式，更貼近人體真實輸送藥物的途徑，也就是透過血管。「我們的身體不是把藥物泡在裡面，而是透過血管輸送，」他說。「器官晶片技術的目標，就是盡可能模擬藥物在體內真實發生的過程。」

台大公館校區的許聿翔實驗室，擺滿了氣體鋼瓶與先進的螢光顯微鏡。實驗室深處還有一個「實驗室中的實驗室」，才是真正見證科技魔法的核心地帶。在這裡，器官晶片從零開始製造，植入活體人類細胞，注入測試藥物，最後送進類似冰箱的培養箱中保存。

這個內部空間的環境控管極為嚴格，濕度、溫度，以及氧氣和二氧化碳的濃度都必須精確維持。進入者必須全程穿戴個人防護裝備，包括：隔離衣、口罩、護目鏡或面罩等，這些都是新冠疫情期間再熟悉不過的配備。室內氣壓維持在低於大氣壓力的狀態，以防萬一發生洩漏時，任何物質從中逸散。

台灣器官晶片產業的崛起

器官晶片技術發展至今已有數十年歷史，許聿翔說，但真正讓它飛躍的，是新冠疫情的衝擊。

「科學家發現，用動物模型根本無法弄清楚 COVID-19 是如何感染人體的，因為動物的受體細胞和人類不同，」他說。「但當他們改用人類肺部晶片，就找到了病毒入侵的特定受體。」這項突破，最終為新冠疫苗的研發鋪路。

這項技術所展現出的龐大潛力，讓多個國家政府相繼啟動計畫，推動器官晶片與其他新興解決方案（業界統稱為「新方法學」，縮寫 NAMs，包括人工智慧等技術）的普及應用。

2025 年 4 月，美國食品藥物管理局（FDA）發布了一份推動 NAMs 的發展藍圖，目標是在 3 至 5 年內，讓動物測試從臨床前研究的「常規」退位，成為「例外」。去年 11 月，英國也公布了一項總額達 7500 萬英鎊（約 1 億美元）的計畫，逐步以替代方法取代特定動物實驗，器官晶片名列方案首位。

台灣也在急起直追。「過去兩三年，台灣出現了很大的推進力，因為其他國家都已陸續動起來了，」許聿翔說。

在政府持續投資研發的同時，這個領域的頂尖學者也積極將大學實驗室的研究成果推向商業化。其中規模較大的 Pythia Biotech，由清華大學動力機械工程教授和台北醫學大學醫師於 2022 年共同創立，主打器官晶片與個人化藥物篩選服務，專注於癌症治療。

Anivance AI 則由陽明交通大學生物醫學工程學院教授陳冠宇於 2024 年創立，目前已為不同器官與疾病模型開發了約 25 款器官晶片。該公司的核心方向，是打造自動化器官晶片系統，將人工智慧整合進藥物測試設計與結果分析的完整流程。

「我們希望系統夠好操作……就像『隨插即用』一樣，」陳冠宇說。除了台灣本地的客戶，公司員工已超過 40 人，在短短一年半內便陸續進入日本、新加坡、南韓、英國和美國市場。

他說，創辦 Anivance 的初衷，來自一個簡單卻核心的疑問：「為什麼我們要靠非人類生物體為依據，來做攸關人類健康的決定？器官晶片提供了一條更貼近人體實際情況的前進路徑。」

陳冠宇認為，這個產業在台灣具有強勁的成長潛力，並特別點出台灣半導體產業累積的深厚技術底蘊。

「台灣在半導體工程、精密製造和生物醫學研究人才方面擁有顯著優勢，而這三者正是器官晶片系統走向產業化的關鍵條件，」他說。這代表著，台灣在生產相關設備時將具備速度更快、成本更低、技術門檻更低的先天優勢。

不過，目前仍有一個關鍵障礙擋在眼前：標準化問題。

「器官晶片目前缺乏國際統一標準，」許聿翔說。「所有人都需要就晶片系統的幾何規格和測試協議達成共識。」若沒有統一標準，FDA 與歐洲藥品管理局（EMA）等主管機關就無法接受以器官晶片取代動物測試的藥物試驗數據。

陳冠宇主張，台灣必須建立一套標準化發展藍圖，確保本地生產的晶片和系統能在國內受到規範，並取得海外主管機關的認可。「我們希望能有更完善的法規接軌計畫，以及與 FDA、EMA 等國際框架建立更緊密的連結。」

人體晶片：下一個里程碑

除了血管模型，台大許聿翔的實驗室也在開發心臟、腫瘤、動脈和血栓晶片。他播放了一段心臟晶片的影片：細胞被培養在同心環形刻槽中，在放大鏡下，它們像真實心臟一樣規律跳動，動作與胎兒超音波影像如出一轍。許聿翔解釋，這些同心圓刻槽的作用有如導引護欄，讓心臟細胞能夠整齊排列、更同步地收縮，更接近真實心跳的節律。

台灣各實驗室與全球各地的研究團隊，幾乎已將人體所有能想到的器官都轉化為晶片形式。神經元、肝臟、肺部、腎臟、骨骼組織晶片都有，甚至還有眼球晶片。

「眼球晶片甚至有眨眼的效果，」許聿翔笑著說。「它可以用來研究如何修復受損的角膜。」部分研究人員已著手設計更大的整合型晶片，將多個器官串聯在同一裝置上。

而最終極的目標，是將人體所有主要器官全部整合在單一晶片上。

「終極夢想是『人體晶片』，」許聿翔說。要實現這個目標，最大的挑戰之一，是確定每個器官需要以多大比例重現，才能使整個系統的反應真正媲美活體人類。

許聿翔認為，比起人體晶片本身，這項技術對精準醫療的意義或許更為深遠。精準醫療的核心，是針對每位患者的個體差異量身打造治療方案。

「如果你生病了，我們可以採集你的細胞，放到晶片上，然後直接對你的細胞測試藥物，」他解釋道。對癌症治療而言，這種方式尤其具有突破性意義。「我們可以找出對這個人最安全、最有效的藥物劑量與用藥順序。」

Anivance AI 的陳冠宇則說，這門科學的潛力只會愈來愈大。他預測，器官晶片技術將如同智慧型手機的世代更迭，隨著時間穩步進化，越來越先進。

以頭足類動物展現台灣的軟實力

當被問及器官晶片是否有朝一日能完全取代動物測試，許聿翔的態度謹慎而樂觀。

「我說不準，但我希望如此，」他說，並補充道：「我踏入這個領域，最初只是因為我想幫動物少受點苦。」

陳冠宇則呼籲外界保持耐心。器官晶片「不會立即」取代動物測試。「但它確實能大幅降低對動物模型的依賴，尤其是在早期篩選和毒性研究階段。」他也表示，「隨著監管驗證的進展，器官晶片所扮演的角色將會愈來愈吃重。」

回到新竹，焦傳金將烏賊飼養在側面不透明的水槽中，盡量降低牠們的壓力，讓牠們只能看見從水槽邊俯身探看的人。值得一提的是，他並不對這些動物進行任何醫學實驗。

這些手掌大小的生物，正輕柔地在水槽中漂游，牠們那雙碩大而神情靈動的眼睛，令人不禁為之一震。除了疼痛反應，焦傳金的研究團隊也探索烏賊的情緒反應、社會互動與睡眠行為。睡眠研究透過嬰兒監視器追蹤進行（同樣是為了將干擾降至最低）。在睡眠狀態下，烏賊的皮膚會像萬花筒般不停變幻，顏色、圖案、紋理流轉不休，科學家認為這與人類的快速眼動（REM）睡眠相當類似。

「牠們是聰明又可愛的動物，」焦傳金帶著溫情說道。

他相信，台灣若能修法跟進歐盟，將頭足類動物納入受保護實驗動物的範疇，不僅能提升台灣在國際上的軟實力，更能樹立台灣在動物保護議題上的進步形象。

「我們將成為亞洲第一，」他說。「就像同婚一樣，台灣會是第一個。我會為此感到非常驕傲。」