班級 :118座號 :32

姓名 :陳浩鑫

資訊科技發展—生物醫療

報告大綱• 許多電腦軟體除了應用於教育、軍事、航太外，最重要的應該是有關於生物醫療這方面對於人類的影響。如基因工程分析軟體、遠距看診 X光片課本 P 338‧

內容主要參考網址• http://mag.udn.com/mag/newsstand/storypage.jsp?f_ART_ID=429315

• https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%94%9F%E7%89%A9%E6%8A%80%E6%9C%AF

• http://203.145.193.110/NSC_INDEX/Journal/EJ0001/9301/9301-03.pdf

• http://tns.ndhu.edu.tw/~life-science/03/3.htm

報告內容• 藉由生物技術研發藥物 :人類的生物醫學便一直強調對抗病菌的發展與治療，運用新發現的技術與藥物有效消滅這些細菌，卻忽略了人體本身具有的自癒能力與免疫功能，而且沒有尊重共同生活在地球的病毒與細菌，甚至因為使用這些消滅細菌的技術與藥物，而破壞了人體內自然的細菌，同時也殺害人體內有益的細菌，破壞人體腸內細菌叢的平衡，讓往後的消化系統出現不可預期的疾病，這就是目前主流的對抗式醫療。

2012年諾貝爾獎：誘導式多功能幹細胞誘導式多功能幹細胞，最初是日本教授在 2006年，利用病毒載體將四個轉錄因數的組合轉入分化的體細胞中，使其重編碼而得到的類似胚胎幹細胞的一種細胞類型。隨後，世界各地不同科學家陸續發現其他方法，同樣也可以製造這種細胞。2007年 11月 20日，美國威斯康辛大學的研究小組在《科學》雜誌發表體細胞轉變成誘導式多功能幹細胞的成果，而日本大學教授領導的研究小組，也於同日在《細胞》雜誌發表類似的研究結果。緊接著皮膚細胞轉為幹細胞後，美國生物醫學研究所研究團隊用來自患病小鼠尾巴的皮膚細胞，產生誘導式多功能幹細胞，以健康的基因取代涉及鐮刀形紅血球貧血症的基因。當這些誘導式多功能幹細胞發育成造血幹細胞後，研究人員將其移植到供體小鼠，這些細胞在小鼠身上開 始產生健康的血球，導致這些小鼠的疾病症狀有很大的改 善。誘導式多功能幹細胞並 非源自胚胎，因此，避免了道德 倫理上的爭議，但用誘導式多功能幹細胞治療人類疾病，仍然需要克 服許多關鍵的問題，例如，添 加4個重新編碼基因或取代疾病細胞中有缺陷基因的方法，都可能導致癌症的發生。在誘導式多功能幹細胞被考慮用於人類療法之前，研究人員需要發展出更 安全的方法來解決這些疑慮。由於幹細胞是生物醫學未來發展重要趨勢 之一，誘導式多功能幹細胞並非來自胚胎細胞，因此榮 獲2012年諾 貝爾生理醫學獎的殊榮，為幹細胞研究領域樹 立新里程盃，獲獎可說是實至名歸。

生物晶片1.生物晶片簡介生物晶片是一種微型裝 置，利用微電子技術將大型的儀 器微小化，在微小化的裝置上放 置多種特 定的生物材料，這些生物材 料可以與其他物質發生特異 性的生化反應，反應後的訊息可被即時定 量，此種結合微電子、微流體與生物技術的微型裝 置稱為生物晶片。而生物晶片最早發展為生物感測 器的形式─即為結合可用的生物分子 （如酵素、抗體、核酸、微生物等） 配合化學或物理換能器 進行訊號轉換 （處 理並 放大由換能器轉化而來的訊號）與資訊輸出（將接受到的訊號經 處理後以使用者亦於了解的文字、圖形來呈現）。生物本身就具有各式各樣的化學量 感測功能，包括味 覺、嗅 覺、內分泌系統的荷爾 蒙受體、神經傳導系統的神經化學傳遞物質、受體蛋白、酵素與基質、免疫系統中的抗體─抗原免疫反應與基因的混交 互補 反應等。因此生物體本身是一個化學受體的集合體。這些化學受體均具有高 度的選擇 性與靈敏 度，可以取用為特 定物質之分子 辨識 材料來源。因此以生物科技方法獲取上述 特定的生物活性分子，結合精確且回應快 速的物理 換能器，再融入電子、資訊科技，整合成創新性生化檢 測儀 器、生物晶片、生物電子產品，應用於醫療診檢 （免疫檢驗、用藥追 蹤、基因篩檢、呼 吸檢 測等 ）、化學及食 品工業製程監 測、環境 監測 （臭 味、異味與毒物）、農 業產品檢疫（病源、製藥殘 留、抗生素殘 留、 ...等）、海關安 檢 （違禁毒品 走私、爆 裂物等）、民生產品（如茶、咖 啡、香水、化妝品、酒、油 脂...等）及安 全防 禦用途。

生物技術在農業上的應用 :糧食與農產品的增產，以及抗病品種的育成，在開發中國家如非洲和大陸等地區是相當重要的，其中以抗病基因的轉殖成效最為快速與顯著。植物生物技術可區分為植物組織培養技術及基因轉殖技術。植物組織培養技術，主要是基於每一個植物細胞都有潛力進行複製、分化、發育成一株完整植株的特色。此項技術應用範圍廣泛，大致可分為：用來生產無病種苗；採用懸浮方式大量培養細胞，做為抗病育種的篩選材料；利用細胞融合方式，從事雜交育種工作，以節省傳統育種過程所需耗費的土地、人力與時間；用來保存種原，增進生物的多樣性，避免原生種因生態環境的人為破壞而滅絕；商業化的大量繁殖、生產苗種，台灣大宗外銷的蝴蝶蘭，其瓶苗生產即是利用此一技術；以及用來生產抗癌藥物如紫杉醇等醫藥品及工業原料。基因轉殖技術，是基因重組技術與植物組織培養技術二種技術的結合。此一技術可以將來自微生物、動物或植物的外源基因導入植物 24 科學發展 2004年 1月， 373期體中，藉以改變植物的各項特質，或利用植物做為生產工廠。此一技術的發展，打破了種間雜交不親和性的傳統育種藩離。

• 以下列舉一些基因轉殖植物的應用。改變植物的栽培與生產方式，提高生產力──由於雜草與作物競爭養分與空間，導致作物生長速率降低，於是開發抗殺草劑的基因轉殖植物成為努力的方向。此型植物也是目前栽植面積最多的基因轉殖作物，美國種植的大豆大約 70％是具抗殺草劑的基因轉殖大豆。改變觀賞植物的外表性狀，如改變花卉作物的花色──目前在市面上所看到的藍色玫瑰花、淡紫色康乃馨等都是基因轉殖的產品，這些花色利用傳統雜交育種方法是無法達成的。增進食物的營養及風味──第三世界國家的兒童，每年因為維他命 A 缺乏，導致各種疾病而死亡的人數高達百萬人。瑞士科學家利用基因轉殖技術開發出的黃金米，富含胡蘿蔔素，可以做為維他命 A的豐富來源，有助於解決此一營養缺乏問題。

生物科技的應用醫療領域在目前這方面的研究受到極大的注目。像是幹細胞應用於再生醫學領域，如人工臟器、神經修復等。或是以蛋白質結構解析數據，對於功能性區域（domain）來開發相對應的抑制劑。利用微陣列核酸晶片，或是蛋白質晶片，尋找致病基因。或是利用抗體技術，將毒素送入具有特殊標記的癌細胞。或利用基因轉殖技術，進行基因治療等。基因治療利用分子生物學方法將目的基因導入患者體內，使之表達目的基因產物，從而使疾病得到治療，為現代醫學和分子生物學相結合而誕生的新技術。基因治療作為新疾病治療的新手段，給一些難治疾病的根治帶來了光明。農學食糧人口快速膨脹，食糧問題正是生物技術應用的切入點。在基因轉殖農作物的開發下，除了轉殖進入抗蟲害基因、抗凍基因外，例如含有維生素A的稻米也問世。在有限耕地下，轉殖農作物解決了品質上的問題。除此之外，觀賞用的花卉等，也靠著組織培養的技術，將高品質的花卉複製生產，提高花卉價值。著名的像是台灣的蝴蝶蘭。另外，經過遺傳工程技術，能產生凝血因子的乳牛也提供醫療用途。生物肥料（biofertilizer）主要利用微生物技術製作的肥料種類。生物肥料不僅給作物提供養料、改善品質、增強抗寒抗蟲害能力、還改善土壤通透性、保水性、酸鹼度等理性化特性，可為作物根系創造良好生長環境，從而保證作物的增產。生物農藥利用微生物、抗生素和基因工程等產生有殺滅蟲病效果的毒素物質，生產出廣譜毒力強的微生物菌株製作而成的農藥。它的特點不像化學農藥般見效快，但效果持久。與化學農藥比，害蟲難以產生抗藥性。對環境影響小。對人體和作物的危害性小。但是使用範圍和方法有限制等等。

軍事科技基因工程武器簡稱基因武器，例子有：插入眼鏡蛇毒液基因的流感病毒和含有炭疽病毒的大腸桿菌。基因武器的特點是生產成本低、殺傷力大、作用時間長。對方使用難發現、難預防、難治療。使用方法簡單，施放手段多。只傷害人，不破壞武器裝備、設施。而且一旦使用會產生強烈的心理威懾作用。工業應用在工業上，利用工業菌種的特殊代謝路徑，來替代一些化學反應。除了專一性提高，也在常溫常壓下，節約能源。也由於專一性高，產生的廢棄物量低，也因此被稱為綠色工業。環境保護當環境受到破壞，可以利用生物技術的處理方式，讓環境免於第二次受害。生物具有高度專一性，能針對特殊的污染源進行排除。例如運輸原油的郵輪，因事故，將重油污染海域，而利用分解重油的特殊微生物菌株，對於重油進行分解，代謝成環境可以接受的短鏈脂肪酸等，排解污染。此外，土壤遭受重金屬污染，亦可利用特定植物吸收污染源。

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BBC Knowledge雜誌http://sa.ylib.com/ 科學人雜誌http://www.inewton.com.tw/Newton量子科學雜誌

問題 :生物醫療牽扯到許多的科技與技術，可能還有關係到人權的問題，那在生物醫療發展的同時如何完善的考慮到這些問題 ??

請問大家有問題嗎 ??