複製與再生他們的故事
【複製技術推手】挑戰自然法則，也為科技劃出紅線──台灣生物科學家吳信志、沈朋志、宋麗英的複製動物之路
刊出日期 2025.06.20
20世紀末，前台大畜產學系（現已改制為動物科學技術系）教授鄭登貴的實驗室，從事先進的家畜體外授精、基因改造與複製技術，是台灣動物生殖技術研究的重要發源地。鄭登貴留學英國劍橋大學期間，就做出世界第一例的試管豬跟羊，為試管嬰兒技術奠定關鍵基礎。而他的同班同學，正是做出桃莉羊的核心成員伊恩．威爾穆特（Ian Wilmut）。
返台後，鄭登貴除了傳授體外授精技術，也希望自己的學生「青出於藍」，實驗室的在職博士生吳信志與沈朋志，分別投入基因改造豬跟牛的研究；就讀碩士班的宋麗英則建立牛的體外生產系統，是鄭登貴的「傳人」，也成為台灣複製動物技術中的翹楚。
吳信志：從養豬少年到做出全球第一隻雙基因複製豬
年齡：64歲
學歷：台大畜產所博士
專長：
- 家畜的基因改造與複製技術
- 幹細胞學
- 精子與卵子等生殖細胞及胚胎的顯微操作
- 胚胎的體外培養技術
資歷：
- 雙基因複製豬研究（豬乳鐵蛋白＋人類第九凝血因子）
- 螢光蛋白質基因改造豬研究
複製技術的起點，就是要學會「顯微操作」，這相當於在微米等級的世界動手術，難度極高，平均得花上5年才能真正上手。因為動物的卵母細胞直徑只有約150微米，進行人工生殖技術實驗，就像用細針去操作一根頭髮粗的細胞：先挑卵、去核、再注入體細胞，每一步都要像工匠一樣精準。
「我們打籃球的，基本上手腳都很俐落、很靈活！」台大動物科學技術學系教授吳信志語帶自信，身形高大、口氣爽朗。這麼困難的技術活，在他看來一點都不難。
1992年，他在台灣養豬科學研究所（今農業科技研究院動物科技研究所）做研究，被派往美國農業部學習基因顯微注射。過去也有人出國學這套技術，但回國後做不出成果。這次，單位決定全權交給吳信志。
3個月後他返台，獨立操作半年，就成功培育出基因轉殖小鼠，建立全台第一套顯微操作方法。他成為當時台灣第一個、也是唯一會操作這項技術的人，「吳信志」這個名字因此在畜產界嶄露頭角，後來他把技術傳承給學弟妹沈朋志跟宋麗英。
「我做什麼，我就會像什麼，一定會把任務好好完成，」吳信志說，這種務實的個性，來自自己的家庭。
兒時觀察豬隻發情徵兆，成動物科學啟蒙種子
吳信志生活在有20個小孩的雲林農村人家，那個年代連取得一本課外書都不容易，他的興趣是每天放學後跑到豬舍玩。小學時他就能看出母豬發情的徵兆，「牠的眼神會發直、耳朵一豎一豎地立起來，食慾會變差，外陰部出現黏液」，這時大人就會趕公豬去配種。
他用眼睛觀察、記下豬隻的各種變化：乳腺發育、築巢行為，甚至等到母豬破水，他就衝進去數生了幾隻。「有點像在邀功，」吳信志笑說。那時的他根本不知道，這叫做動物科學，更沒想到，自己後來會穿上實驗袍，做起複製豬的實驗。
「從鄉下那種知識很封閉的地方長大，後來進入社會才發現有這些機會，正好嘗試後覺得滿適合，就一直走下去，」吳信志說。當1996年桃莉羊誔生引發全球轟動，吳信志再次被派往美國，向做出複製牛「艾米（Amy）」的教授楊向中學習複製技術，但實驗過程卻一直失敗。
吳信志發現，失敗原因與荷爾蒙處理有關，而當時台灣早已研發一套自己的荷爾蒙處理流程，於是他萌生把複製豬實驗團隊帶回台灣的念頭。他認為，只要卵的品質夠好，就能把豬做出來，自信地告訴楊向中：「我只需要兩個月！」
回國後，動科所挑選80頭豬展開實驗，每週操作8頭：1頭作為胚胎接受者，其餘7頭提供卵子。從2001年10月起連續操作11週，進入2002年初準備接生，甚至還安排了24小時輪班照護。當超音波顯影出現了肋骨線條，團隊還分兩派賭是懷孕還是「假象」，吳信志笑說：「我看得出那是胎兒的骨頭，我很確定有懷孕，當然我們贏了！」
複製豬可做血友病藥，但政策轉向而暫停
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這一隻誕生的複製小豬，取名叫「酷比（Copy）」，牠是全球第一個帶有人類「雙基因」轉殖複製豬，身上帶有豬的乳鐵蛋白，還有和人類一樣的第九凝血因子。當時，鄭登貴的實驗室希望培育出帶有人體凝血第八與第九因子基因的豬與羊，因為人類如果缺乏第八與第九凝血因子就會自發性出血，而出現「血友病」。血友病的藥是從捐血者血漿中萃取出來的凝血因子，但價格很昂貴，當時一劑大約2萬到3萬元，還可能有感染風險；透過動物基因改造，讓動物的奶或血液直接產出這些藥用蛋白，可以幫助更多病人。
如果能做出複製動物並量產、上市，「全世界一年對人類凝血第九因子的需求量，只要大約19頭母豬就能供應！」吳信志說。
但這些雙基因轉殖酷比豬有6隻，其中3隻生下來就夭折。吳信志後來發現，在複製過程中，如果使用基因改造的豬，失敗率比一般豬更高，「我這個人很務實，不健康的豬，我就不會想繼續做。」
2006年以後，全球對基因改造食品的疑慮升高，台灣也將複製動物視為基因改造生物（Genetically Modified Organism, GMO），政府因此不再支持這項技術的研發，讓產業化變得幾乎不可能。
之後，鄭登貴從台大退休，吳信志接棒實驗室，研究方向也轉向再生醫學。但他仍持續培養生殖科技的人才。雖然課堂上已不再實際操作複製技術，但「酷比豬」的經驗，仍是他課堂上會與學生分享的重要故事。
「這個領域是我們花了幾十年好不容易才建立起來的，而且技術其實和國際並駕齊驅，我們並沒有落後。只是有一段時間，大家覺得不值得做，所以停了下來。後來我們發現，其實技術的效率是可以再提升的，如果哪一天國家真的需要這方面的人才，我們需要有人能夠幫得上忙啊。」吳信志說道。
沈朋志：裝潢師催生首例本土複製動物「畜寶」
年齡：60歲
學歷：台大畜產所博士
專長：
- 家畜的基因改造與複製技術
- 精子與卵子等生殖細胞及胚胎的顯微操作
- 胚胎的體外培養技術
資歷：
- 成年體細胞複製牛研究
- 成年體細胞複製羊研究
- 紡綞體轉置牛研究
吳信志高中籃球隊的學弟沈朋志，原本從事裝潢工作，後來轉念想投入研究，便跟隨吳信志踏入生殖科技領域。他在桃莉羊出生沒多久後就到農業部畜產試驗所，接下複製動物的國家級科研任務。
沈朋志回憶，當年複製技術剛起步，各國的成功經驗都極度保密，就連桃莉羊團隊發表的報告也寫得「很簡單」，讓其他研究團隊只能自己嘗試與推演。他接下培育複製牛的任務後，經常在半夜趕到屠宰場採集卵巢，在實驗室通宵操作，甚至夢中都在思考流程設計。「那時根本沒想過要當第一，也不知道會不會成功，但我們就是盡力去做，」他說。
沈朋志團隊一開始選擇乳牛的卵丘細胞，從中取出細胞核，再融合進另一頭乳牛的去核卵母細胞中。第一年，他們將14個複製胚胎冷凍後移植，但全數失敗；第二年又嘗試移植25個冷凍胚胎與23個新鮮胚胎，結果冷凍胚胎依然失敗，新鮮胚胎則成功讓3頭乳牛懷孕。
親手創造牠又親手送走牠，痛苦萬分
台灣第一隻複製牛的被命名「畜寶」，象徵牠在台灣畜牧科技史上第一隻複製牛的特殊意義。牠的預產期在2001年9月，但因為胎位不正、產期延後，又是巨胎，團隊決定採取剖腹產。小牛出生時重達53公斤（一般大約40公斤），但尾巴卻只有5公分，也經常翻白眼，後來被判斷眼球發育不全。除此之外，其他外觀看起來都很正常。
畜寶的誕生讓團隊大受鼓舞，但喜悅沒有維持太久，牠很快出現氣喘、類似唇顎裂的情況，連吃奶也有困難。團隊只好24小時輪班照顧，甚至幫牠打點滴，搶救這個來之不易的生命。
6天後，畜寶仍撐不住，離開了世界。
「我是創造者，牠走的時候，我們也一直在想辦法救治，可是那跳脫我們能掌控的醫學範圍。心裡還是會很累，我記得畜寶死的時候，我很難過地跑到外面靜了30分鐘，你心裡面還是會有苦痛，但是我們要想辦法，因為它（複製技術）是一個國家生殖科技的里程碑，我們要不要去突破？還有沒有什麼科學理論可以讓它成功？」
那段記憶，一直深深刻在沈朋志心裡。除了活了6天的畜寶，後來出生的畜寶2號只活了兩天，3號更是在出生當天就結束了短暫的一生。
複製動物死後，發現沒有一隻牛是完整的
後來隔了一年，團隊改用耳朵細胞，製造出順利長大的複製牛「如意」家族。被複製出來的「如意」2號、3號、4號跟5號，除了第一隻出生的如意2號以外，其他三隻的體重都與一般小牛相近。沈朋志說，這次複製牛的存活率提升了，可能是因為耳朵細胞比卵丘細胞更原始，「但當時知道的太少，一切都只能是推測。」
除了做複製牛，沈朋志團隊也取用羊耳細胞，生下2隻複製羊「寶吉」和「寶祥」，牠們的誕生，彷彿向世界宣告，台灣也能做出自己的「桃莉羊」，還曾在台北世貿中心展出4天。雖然寶吉在2003年懷孕時因為突發腎衰竭死亡，但寶祥在日後與公羊配對，生下一公一母健康小羊，證明了複製羊的生育能力。這項實驗結果，也讓包括沈朋志跟鄭登貴在內的研究團隊，獲得總統農業獎。
前後加起來，沈朋志總共複製了10頭牛，這些牛最長活到9歲多。當牠們過世，沈朋志一隻隻解剖下來卻發現，沒有一頭是真正「完整」的牛。
「每一頭牛發生的地方不大一樣， 有些是心臟血管多了一條，或是腎臟過濾功能、關節、肝臟出了問題，基本上牠的整個器官形成都有問題，」沈朋志回憶。
「從1997年的桃莉羊到2003年的如意，中間只隔6年，代表我們國家的實力不差，」他說，當時能讓複製動物活下來就很不容易，很難去釐清背後成功或失敗的關鍵因素，「這項技術還有很多問號，我們努力突破，只希望能讓複製出來的動物更健康。」
雖然如意順利長大，然而，一次次的解剖結果讓沈朋志大受震撼，也對這項技術產生動搖。他開始思考，如果複製出來的生命從一開始就是不健康、活在痛苦中，「這樣的生命你能接受嗎？不用說複製人了，連用在動物身上，我都不能接受。」
研究轉向，希望科學研究能更「自然」
在桃莉羊誕生10年後，全球的複製熱逐漸冷卻，看著自己的實驗結果，沈朋志不再做複製，轉研究「紡錘體轉置（Spindle Transfer）」。這個技術會經過自然受精、不需要「再程序化（reprogramming）」，雖然跟複製技術的原理還有目標都不一樣，但沈朋志會選擇這麼做，是因為它更「自然」。
過去做複製實驗時，他並沒有花太多時間思考科學的力量與極限，但隨著經驗累積，他愈來愈覺得，科學要戰勝大自然，其實並不容易，「更重要的是，有沒有必要這麼做？它造成的後果會是什麼？」就連紡錘體轉置值不值得做下去，沈朋志也時刻反問自己。
宋麗英：全台複製最多物種的科學家
年齡：52歲
學歷：美國康乃狄克州立大學動物科學研究所博士
專長：
- 動物複製技術
- 胚胎幹細胞學
- 卵跟胚冷凍技術
- 細胞核基因再程序化
- 精子與卵子等生殖細胞及胚胎的顯微操作
- 牛胚胎的體外生產
資歷：
- 基因改造小鼠與兔研究
- 牛、小鼠與兔的複製研究
- 婆羅洲猩猩誘導性多能幹細胞研究
與沈朋志的選擇不同，台灣大學生物科技研究所教授宋麗英是現在全台灣少數還持續研究複製技術的人，她認為，「（體細胞）核轉置裡有所有的答案。」正因為目前還未知，更需要去探索，了解卵子啟動「再程序化」的原理，也有助於改良其他生殖技術。
「要做這些技術的研究，一定是為了解答某些問題，」宋麗英強調。從碩士時期在鄭登貴的實驗室做研究開始，她的初衷從未改變。她持續投入複製技術，是因為這項技術中的「再程序化」過程仍有太多未知，也正因如此，複製技術成為理解卵子如何讓體細胞「返老還童」的關鍵。
做出全球突破性研究，卻因「黃禹錫事件」受牽累
吳信志回憶，當時許多科學期刊加嚴審查標準，在美國的宋麗英也很有感，「除了申請研究經費變得更困難，在發表上，科學期刊會更不相信亞洲科學家，要提出更多原始資料，一篇文章可能就要附上50、60張實驗照片。」
全球冷眼相待複製技術時，宋麗英繼續探索改良方法，例如改變供核細胞的處理方式，打破細胞膜，或進行基因剔除再加上藥劑處理，以提升複製成功率。宋麗英從未停下腳步，始終不斷地對自己提問：「我擁有這些知識和技術，要為這個世界解決什麼問題？要為科學帶來什麼新的訊息？」
在吳信志眼中，宋麗英可以說是台灣最了解複製技術的科學家。她在美國累積的經驗，讓她掌握了最完整的技術與知識，也成功複製出牛、兔子和老鼠等多種動物。
「我從頭到尾沒有放掉核轉置，但生殖生理的平台中有這麼多種技術，可以回答社會不同的問題，」宋麗英也研究多能幹細胞，她的任務，是將生殖生理研究中的各種技術發揮最大效用，而不是只關心複製，更不是為了複製而複製。
在生物科技的未知中，找到「生命感」
在投入複製研究之前，宋麗英的第一項正式研究，是牛的體外受精。當年她還在台大讀碩士班，為了取得牛卵，宋麗英常在半夜開車前往屠宰場。因為屠宰多在深夜進行，卵巢必須在母牛死亡後盡快取出，否則影響實驗品質。她得親眼看著牛被宰殺，立即取出卵巢，再一路開回實驗室，連夜進行培養與操作，常常做到天亮。
等到某次沈朋志來實驗室，看著宋麗英操作的結果，他驚喜地告訴宋麗英：「你已經養到囊胚！」這代表，她原先拿到的卵子不僅成功在體外受精，還發育到準備著床的階段，證明她成功模擬出接近母體的培養環境，當時的這項成果，也成為後續發展基因轉殖、冷凍保存等技術的重要基礎。
「我後來真的覺得，這個囊胚有一種魔力，讓我愈來愈喜歡這份工作。而那原本只是準備被丟掉的卵巢，因為我們在顯微鏡下仔細挑選、清理，最後竟能培養出後續可以被應用的東西，」宋麗英回憶。
沈朋志則形容，這就是「生命感」。
在宋麗英的研究生涯中，「這些技術能用來解決什麼問題？」始終是她在思考什麼該做、什麼該停的技術紅線。她認為，無論是面對器官短缺，還是瀕危動物的保育，複製與細胞再生技術都有使用它們的價值。未來，她也會帶著追尋「生命感」的熱忱，持續提問。
