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美国专利法第101条规定任何人发明或发现新颖而有用的「方法、机器、制品或物之组合」，在符合其他专利要件后皆得取得专利，称为「专利适格」（patent eligibility）。美国最高法院给予该条文宽松的解释，甚至是包含「太阳底下所有人造的东西」。然而，前述条文的适用范围仍有其限制，美国最高法院清楚言明「自然法则」（laws of nature）、「自然现象」（natural phenomena）以及「抽象概念」（abstract ideas）为专利适格之三项例外[1]。例如，2012年美国最高法院在Mayo v. Prometheus案即阐明系争诊断方法的专利请求项只是在复述自然法则，除非能证明该方法是自然法则的实际运用（genuine application），否则就是意图垄断，将阻碍未来对该自然法则的创新，因此不能取得专利[2]。

2020年3月，美国联邦巡回上诉法院（CAFC）撤销发回地院的专利无效判决，认定为了制备可供使用的检体，运用（employ）物理性方法选择性地去除较大片段DNA的制备过程，具有专利适格。

本案技术内容的核心可回朔自1996年，发明人在怀孕母亲血液中发现「游离胎儿DNA」（cell-free fetal DNA，cffDNA）的存在。诚如其名，cffDNA为胎儿的DNA，其之所以出现在母亲血液是因为胎儿藉由与母亲连接的胎盘交换氧气、二氧化碳、葡萄糖、营养物质和代谢废物时，片段极小的cffDNA亦因此随机释放至母亲血液。随着相关技术逐渐成熟，医疗院所可望藉由简单抽取怀孕母亲周边血管的血液，一步步地从该血液检体中分离出cffDNA、将之放大、进行核酸检测，以诊断怀孕初期胎儿是否患有遗传性疾病，进而避免传统侵入性技术对母亲和胎儿产生的潜在危险。

上述透过放大、侦测存在于怀孕母亲血液检体中cffDNA，以求检测胎儿是否具遗传性疾病的方法，于2001年，由Sequenom公司取得美国第6,258,540号专利（下称540号专利）。

然而，CAFC在2015年6月在2015年Ariosa Diagnostics v. Sequenom案（下称Ariosa案）认定，系争专利请求项仅请求「关于抽取怀孕母亲周边血管的血液后，将cffDNA的数量放大（amplifying）后，侦测（detect）cffDNA是否存在的步骤方法」[4]，则不论由前述方法侦测到的是健康未突变或具有遗传性疾病突变的cffDNA，在发明人发现之前早已存在怀孕母亲血液中，发明人并未创造或改变该等cffDNA编码的任何遗传信息，由于系争专利方法以自然现象开始直至结束，所以可认定专利目标直接指向（direct to）自然现象。

此外，系争专利请求项描述将怀孕母亲之血浆或血清样本中cffDNA片段放大并进行侦测等方法步骤，均为相关领域中习知或惯常的技术手段，故依美国最高法院确立的Alice/Mayo两阶段测试，系争专利请求项应被认定为不具专利适格[5]。即使发现cffDNA的存在是对科学进展做出相当有价值的贡献，但是商业价值的贡献仍无法让使该对自然现象的发现取得专利适格[6]。专利权人上诉联邦最高法院，而因最高法院拒绝审理而确定[7]。

本案系争美国第9,580,751号和第9,738,931号专利（下称751和931号专利），系奠基于2003年对cffDNA的进一步研究。研究指出从怀孕母亲抽取的周边血液检体中有90%的游离DNA皆来自母体，而非胎儿；也就是说cffDNA仅占检体中游离DNA的极少部分，若未经萃取或分离，可能导致后续检验的讯号干扰甚至是结果错误率提升。此外，发明人经研究后发现cffDNA的平均长度为500个碱基对（base pair，bp），相较于来自母体的游离DNA短许多。因此，如何制备（preparing）仅有cffDNA的母亲周边血液检体，即为本案系争专利主要的技术内容；该制备方法，亦为是否具有专利适格的攻防重点。

系争751和931号方法专利的第1请求项技术特征包含（1）辨别母亲周边血液检体中游离DNA片段的大小（size discrimination of extracellular circulatory DNA fragments）；（2）选择性地「移除」长度大于500bp的DNA片段（selectively removing the DNA fragments greater than approximately 500 base pairs）等步骤，以制备拥有高浓度cffDNA的待测检体。其他附属项亦进一步限定前述移除方法可包含「层析」（chromatography）、「电泳」（electrophoresis）、「离心」（centrifugation）或其他奈米科技方法。

本案既有2015年Ariosa案认定仅对cffDNA数量放大后侦测的步骤方法不具专利适格作为前例，CAFC自要有更具说服力的理由判定系争方法发明并非仅是复述自然法则，而具有专利适格。

CAFC在判决理由开宗明义的指出，系争请求项不是用于「诊断」，也不是用于「治疗」，而是一种「制备」方法；且判断系争请求项是否具专利适格的重点在于该请求项是请求「一种自然现象」，还是「运用（exploit）该自然现象的方法」。CAFC的判断显然为后者。其认为因系争请求项包含了特定辨别和移除不同长度游离DNA以提高待测浓度的人为方法，即可认定该发明非仅仅观察到cffDNA较母体游离DNA长度短的自然现象，而是用具体（concrete）步骤如「密度梯度离心」（density gradient centrifugation）等方法取得自然界未存在的高浓度cffDNA待测检体。

此与2015年Ariosa案有显著不同。Ariosa案的发明人在发现cffDNA的存在后，仅针对知道（knowledge）其存在和侦测看其是否存在的方法请求专利。本案则不仅只有指出cffDNA和母体游离DNA在长度上的自然差异，请求辨别cffDNA和母体游离DNA的专利，而是进一步「运用」该自然现象中的差异并使用层析、离心等分离方法，以制备质量较好的高浓度cffDNA待测检体。

CAFC亦举例似案例如2016年Rapid Litigation Management Ltd. v. CellzDirect, Inc案（下称CellzDirect案）[8]为本案对照。该案系争专利发明人发现肝细胞群中的某些肝细胞可以多次冷冻和解冻并保持活力，但系争专利非仅仅仅涉及某些肝细胞在冷冻循环中之存活能力，而是进一步「运用」该肝细胞在自然界的存活能力和离心或其他可以将该类型肝细胞浓度提高的方法（且自然界不存在如此高浓度的该类型肝细胞）以利后续实验[9]。因此，CAFC认定该专利因未指向自然界之物或自然法则，而具有专利适格。相同道理，本案系争专利请求项亦具有专利适格。

新科技（尤其生医领域）的研发是一个不断进展的线性过程，研发的源头也多与「自然法则」、「自然现象」和「抽象概念」等美国专利法不具专利适格之例外有关，以避免过度垄断、阻碍后续创新，但哪些技术落入上述例外，仍未有稳定一致的判断标准，因此掌握法院据以认为具有专利适格的判断因素就变得重要。CAFC在本案中不断强调，即使所发现的自然现象多么具有开创性，如2015年Ariosa案在母亲血液中发现了cffDNA，但若不对该自然现象加以「运用」，仍不具有专利适格；本案系争专利，则是在发现cffDNA的长度较母体游离DNA短小后，「运用」该自然现象和分离方法，制备成高浓度的待测检体，则该方法即具专利适格。从申请专利的角度来看，在撰写专利时应具体化如何运用该等自然现象，以避免被认定只是自然现象的发现。

李森堙，谈美国现行专利目标适格性判准之争议及其政策意涵，财团法人国家实验研究院科技政策研究与信息中心， 2019年06月，页1。
Mayo CollaborativeServs. v. Prometheus Labs., Inc., 566 U.S. 66 (2012); 杨智杰，美国专利法与重要判决，2018年增订2版，五南，页5。
Illumina, Inc. v.Ariosa Diagnostics, Inc., 952 F.3d 1367 (Fed. Cir. 2020).
540号专利第一请求项：1. A method for detecting apaternally inherited nucleic acid of fetal origin performed on a maternal serumor plasma sample from a pregnant female, which method comprises amplifying apaternally inherited nucleic acid from the serum or plasma sample and detectingthe presence of a paternally inherited nucleic acid of fetal origin in thesample.
Ariosa Diagnostics,Inc. v. Sequenom, Inc., 788 F.3d 1371, 1376-78 (Fed. Cir. 2015); 叶云卿，美国生物科技专利之适格性判断之进展，北美智权报，第218期；李森堙，前揭注1，页14。
Id. at 1379-80; 同前注。
Sequenom, Inc. v.Ariosa Diagnostics, Inc., 2016 U.S. LEXIS 4087 (U.S., June 27, 2016)
Rapid Litigation Management Ltd. v. CellzDirect, Inc, 827 F.3d 1042(Fed. Cir. 2016).
亦可参叶云卿，前揭注5。