Se houver apenas uma ocorrência de <ex>...</ex>
por linha:
sed -e :1 -e 's@\(<ex>.*\)&\(.*</ex>\)@#@;t1'
Se houver várias ocorrências e elas não aninharem (ou aninhem-se e você queira substituir o &
apenas nas ocorrências mais profundas):
sed '
s|_|_u|g # replace all underscores with "_u"
s|(|_o|g # replace all open parentheses with "_o"
s|)|_c|g # replace all close parentheses with "_c"
s|<ex>|(|g # replace all open ex tags with "("
s|</ex>|)|g # replace all close ex tags with ")"
:1 # a label
s/\(([^()]*\)&\([^()]*)\)/#/g
# find:
# an open parentheses,
# some non-parentheses chars (captured),
# an ampersand,
# some non-parentheses chars (captured) and
# a close parentheses,
# replace with
# the first captured text,
# an octothorpe
# the second captured text,
# globally in the current record.
t1 # if there was a successful replacement, goto label "1",
# else carry on
s|(|<ex>|g # restore open tags
s|)|</ex>|g # restore close tags
s|_o|(|g # restore open parentheses
s|_c|)|g # restore close parentheses
s|_u|_|g # restore underscores
'
Se eles podem aninhar e você deseja substituir nos seguintes:
sed '
s|_|_u|g;s|(|_o|g;s|)|_c|g
s|<ex>|(|g;s|</ex>|)|g;:1
s/\(([^()]*\)(\([^()]*\))\([^()]*)\)/_O_C/g;t1
:2
s/\(([^()]*\)&\([^()]*)\)/#/g;t2
s|(|<ex>|g;s|)|</ex>|g
s|_O|<ex>|g;s|_C|</ex>|g
s|_o|(|g;s|_c|)|g;s|_u|_|g'