不能錯過的科學十年進展
2007年生醫獎得主奧利弗.史密西斯說:
「並非成就感,而是好奇心,
讓我持續嘗試解決問題,並且獲得解答。」
再生醫學及細胞療法,為遺傳疾病和慢性疾病帶來新希望。
專研開發疫苗、找出新藥,讓病毒、細菌、寄生原蟲不再威脅人類生命。
了解神經記憶和辨識機制已成為人工智慧參考的系統,
資料的貯藏、運算和輸出,將會帶給未來社會文明更大的衝擊。
每年十月諾貝爾獎頒布之後,都不免在媒體和學界引來話題,話題從獲獎人的國家和背景,學術經歷和奮鬥歷程,到得獎感言和頒獎花絮,諾貝爾獎誠然是全球科學界每年最大的盛事,因為它代表了科學成就的巔峰,也展現了科學發展的最新趨勢。
《諾貝爾生醫獎2005-2015》集結科學月刊每年在諾貝爾生醫獎得主公布時,邀請國內該領域的專家,針對該年各個得主的生平事蹟和得獎領域做深入分析,以深入淺出的文字和說明,讓讀者瞭解最前沿的科學研究現況。從學術發展的潮流到學術傳統的傳承,前瞻性地引導讀者思考科學的前景。
近十年生醫獎得主的研究領域包含以下幾類。第一類為感染性疾病,獲獎科學家所作的研究分別代表病毒、細菌及寄生原蟲的感染,這三大類的感染仍持續威脅人類生命,比如西非爆發的依波拉等。第二類為分子與細胞學,透過對於DNA運作和分子機制的瞭解,致力於癌症、老化及神經性疾病預防上。第三類為生殖生物學,生老病死乃生物必徑之途,醫學科學家則用研究解決不孕夫妻渴望有自己孩子的希望,也創造疾病小鼠模式來解決,iPS將帶給以細胞為藥治療癌症,遺傳性病和慢性病的新希望。以上研究本書都有精彩闡述。
最後值得一提的是,這些撰稿的台灣科學家當中,有許多和得獎大師有師承關係,讓我們一窺得獎者或特立獨行的研究風格,或平易近人的為人處事一面,更神遊於他們治學的風範和精神,諾貝爾獎,得之不易,但有跡可循。
作者簡介:
科學月刊
《科學月刊》(Science Monthly)是台灣本土科普領域的代表性刊物,代表好幾個世代的台灣科學家和理工知識分子回饋社會的心意,所形成的科學沙龍風貌以及在中學科學教育和科學政策上所造成的影響,都是《科學月刊》在台灣科學社群發展以及文化影響方面的具體表徵。作為國內科普推廣的重要刊物,介紹每年的諾貝爾獎內容是不可少的任務與目標。《科學月刊》距上次將介紹諾貝爾獎文章集結成冊,已過十年,這次與八旗文化合作,十年磨一劍,刊出合集,也望在科學知識的傳遞和累積上,有所貢獻,不僅如此,《科學月刊》還會持續介紹每一年的諾貝爾獎成果,為下一個十年一書而努力。
章節試閱
2015 年諾貝爾生醫獎
百萬人的福音──寄生蟲疾病新療法
寄生蟲病困擾人類數千年,獲獎者開發之新藥物,對最具破壞性的數種寄生蟲病提供革命性治療。
寄生蟲病依舊糾纏人類
2015年諾貝爾生醫獎得主之貢獻為研發抗寄生蟲藥物,大幅提升人類健康。相較於傳播迅速且致死率高的病毒和細菌性疾病,世人對久遭忽視之寄生蟲病明顯陌生而無感;而始於1901年的諾貝爾獎,百餘年來亦僅兩度獎勵寄生蟲學成就:1902年羅斯發現瘧蚊傳播瘧疾、1907年拉韋朗發現原生動物瘧原蟲為瘧疾病原。輿情遂有「看不懂」之質疑:為何如此懷舊復古,獎勵遠離我們已久的寄生蟲治療藥物研究?
諾貝爾委員會洞察世事,頌詞開宗明義,振聾發聵:寄生蟲病困擾人類數千年,導致全球嚴重健康問題,尤其影響最貧窮的人群,成為改善健康與福祉之障礙。獲獎者開發出之新藥物,對最具破壞性的數種寄生蟲病提供革命性治療。臺灣和三種寄生蟲病間關係不一:瘧疾偶有外來病例,河盲症從未發生,而象皮病確曾荼毒金門地區。本文側寫諾貝爾獎示眾而不容忽視之三病,尤著重於臺灣前輩寄生蟲學家的貢獻。
范秉真教授一網打盡班氏血絲蟲
俗稱象皮症之淋巴血絲蟲症,目前感染全球120萬餘人,威脅58個國家近1億2千萬人口,其中逾90%係由隸屬圓形動物門之班氏血絲蟲(Wuchereria bancrofti)引發。成蟲寄生於人體淋巴系統,雌雄異體且為卵胎生,交尾後產出第一期幼蟲(即微絲蟲),蚊子吸食人血時攝入,在蚊體兩度蛻皮發育為感染性第三期幼蟲;再度吸食人血時注入人體,幼蟲移行至淋巴管,蛻皮兩次後發育為成蟲。阻塞淋巴管,導致水腫、肢體腫脹如象腿、陰囊腫大喪失生育力等長期病變。
台灣曾遭班氏血絲蟲荼毒,澎湖、金門和馬祖等離島之感染率皆逾10%,根除成就首推范秉真教授。范教授自民國58 年起,積極展開金門地區血絲蟲防治工作。由於微絲蟲在人體晝伏夜出,夜間始出現於末梢血管,范教授團隊不辭辛勞,實施夜間全民抽血檢驗;一經篩檢確認,立刻投藥治療,並在全島定期噴灑殺蟲劑,力求撲滅病媒蚊。然而歷時3年卻成效不彰,遂大刀闊斧,仿照霍京醫師前例,在食鹽中加入微量殺蟲藥物海喘散(Diethylcarbamazine),同時全面停售普通食鹽,所有居民無論是否得病,皆食用政府配給之含藥「健康食鹽」。
海喘散包衣食鹽防治計劃成效卓著: 自民國63~66年間,大小金門分別施行半年和4個半月後,感染率歸零。而後連續8年驗血追蹤,皆未發現微絲蟲蹤跡,證實血絲蟲症已在金門地區根除。范教授榮獲多項獎勵,隨即捐獻獎金於69年設立「范秉真教授寄生蟲學研究論文獎」,激勵年輕學子投身寄生蟲學研究,延續至今。
血絲蟲症常識已藉文創作品普及傳播,醫師作家汪湘琦撰寫之〈無卵頭家〉,76年獲得第一屆聯合文學新人獎短篇小說首獎,隔年改編為電影。描寫澎湖流行一種怪病,患者陰囊腫大達數十倍,不僅影響外觀更妨礙行動,部分患者忍痛割除,雖能順利跑船成功創業,卻也成為無卵頭家,中斷香火而衍生人倫悲劇。小說生動描述村民對此病之茫然困惑:「蚊子這麼小的嘴巴,怎能吹出如此巨大的卵袋?」;評審委員雖決議發給首獎,卻仍在評審會議中提問:「真有這種寄生蟲嗎?」展望科普,路漫漫其修遠兮,有待上下而求索。
默沙東藥廠永久支援河盲症防治
河盲症之病原蟠尾絲狀蟲(Onchocerca volvulus)亦為血絲蟲,但傳播者為黑蠅。微絲蟲在皮下組織移行引起強烈發炎反應,發癢疼痛且可形成纖維性結節,若發生於眼部則可因慢性結膜炎而視力受損,甚至永久失明。黑蠅生活於人類生活仰賴之河川,此症因此得名。
大村智和坎貝爾接力研發出治療血絲蟲之阿維菌素,進而修改出更有效的伊維菌素。坎貝爾任職於默克藥廠,該廠自1988 年與卡特基金會合作,持續向撒哈拉以南之非洲各國贈送阿維菌素,而後更擴展到拉丁美洲各國。據WHO估計此援助計劃已促使4000萬人免遭感染,60萬人免於失明,確保1800萬兒童不致自出生即瀕臨感染與失明之威脅。此外,計有2500萬公頃沿河廢荒耕地得以復耕,每年農業生產收穫足以提供1700萬人所需之糧食。
中研院院士王正中1970年代任職於默克藥廠,探索阿維菌素導致線蟲肌肉麻痺之機制,發現係阻隔其連絡神經元和運動神經元間之傳導所致。王院士曾分享研究經驗:「身為研究者,應當以研究來促進人類福祉,做最深入的研究,而非最先進的研究」。誠哉斯言,寄生蟲學研究雖似非先進,但確實促進人類福祉而終獲諾貝爾獎肯定。
首支瘧疾疫苗今年問世
瘧疾是古老疾病,初見於公元前3000餘年古籍,但嚴重性仍高踞真核類病原性疾病首位,估計全球約半數之34億人口遭受威脅,每年約2億人受感染,盛行率和致死率最高的是惡性瘧原蟲(Plasmodium falciparum)。防治寄生蟲病之基本原則為打斷其生活史,對瘧疾而言,即撲滅病媒蚊或免遭叮咬、投藥殺死人體內瘧原蟲,但由於瘧蚊和瘧原蟲雙雙產生抗藥性,根除瘧疾遂淪為空想。
瘧原蟲為單細胞孢子蟲,生活史複雜。可入侵肝細胞和紅血球並在細胞質內滋長繁殖,藉由裂殖生殖,一分為多,迅速產生鉅量後代,益增防治困難。屠呦呦依循藥物治療途徑,篩選數萬種中草藥,萃取出可有效殺死紅血球內瘧原蟲之青蒿素;而比爾蓋茲基金會則採取預防策略,戮力開發瘧疾疫苗。
歷經30餘年努力,首支瘧疾疫苗RTS,S(商品名Mosquirix)今年7月通過歐洲藥品管理局核准,可望於2017年普遍接種。此疫苗激發之免疫力可阻止瘧原蟲入侵肝細胞及在胞內成熟增殖,進而遏制其繼續入侵紅血球而引發病徵。臨床試驗顯示對17個月到5歲之新生兒最有效,感染機率可降低一半。
根除瘧疾已現曙光,相較於翻手雲覆手雨的政客,比爾蓋茲基金會和其他贊助機構,顯然更有獲頒諾貝爾和平獎的資格。
諾貝爾獎敲響警鐘
中文傳媒和科普雜誌報導本屆生醫獎幾犯同一錯誤:大村智和坎貝爾因研發出對抗蛔蟲引起之寄生蟲病新療法而獲獎。然而通篇頌詞並無蛔蟲(ascarid)字樣,治療對象更是寄生於循環系統的血絲蟲,和寄生腸道的蛔蟲分類地位迥異,無論棲所或移行路線,二蟲殊途,毫不相干。推測謬誤源頭,可能係通稿撰寫者誤解標題,不察roundworm(圓蟲或線蟲)係泛指包含十餘萬自由生活與寄生性物種之龐大動物門,以致眾口鑠金,以訛傳訛,益發突顯世人對寄生蟲之陌生與無知。
除上述三病,檢點非洲昏睡症、利什曼原蟲症、查加斯氏症、阿米巴痢疾、血吸蟲症、包生絛蟲症和吃腦蟲導致之原發性阿米巴腦膜炎等寄生蟲病,乍看遙遠,實已兵臨城下,身為當今地球村成員,無人得以永保安康。本屆諾貝爾獎苦心孤詣,表彰三位年逾八旬、足為典範之科學家,同時警戒世人:寄生蟲病老而不殆,從未遠離,依舊糾纏人類。
2015 年諾貝爾生醫獎
百萬人的福音──寄生蟲疾病新療法
寄生蟲病困擾人類數千年,獲獎者開發之新藥物,對最具破壞性的數種寄生蟲病提供革命性治療。
寄生蟲病依舊糾纏人類
2015年諾貝爾生醫獎得主之貢獻為研發抗寄生蟲藥物,大幅提升人類健康。相較於傳播迅速且致死率高的病毒和細菌性疾病,世人對久遭忽視之寄生蟲病明顯陌生而無感;而始於1901年的諾貝爾獎,百餘年來亦僅兩度獎勵寄生蟲學成就:1902年羅斯發現瘧蚊傳播瘧疾、1907年拉韋朗發現原生動物瘧原蟲為瘧疾病原。輿情遂有「看不懂」之質疑:為何如此懷舊復古,獎勵遠離我們...
目錄
序 言 諾貝爾獎的意義:人類知識的分享和傳遞
導 讀 生醫桂冠組曲
2005 Barry Marshall & Robin Warren
消化醫學的新紀元
2006 Andrew Fire & Craig Mello
生物體內的訊息攔截戰
2007 Mario R. Capecchi, Martin J. Evans & Oliver Smithies
基因改造敲開疾病研究之門
2008 Harald zur Hausen, Françise Barré-Sinoussi & Luc Montagnier
揭開致病原的面紗──人類乳突病毒與愛滋病毒
2009 Elizabeth H. Blackburn, Jack W. Szostak & Carol W. Greider
染色體DNA 的守護者──端粒與端粒酶
2010 Robert Edwards
不孕患者的希望之歌──試管嬰兒的漫漫長路
2011 Bruce Beutler, Jules Hoffmann & Ralph M. Steinman
維繫健康的抗病機制──免疫系統活化的秘密
2012 John Gurdon & Shinya Yamanaka
反轉細胞命運──誘導式多能性幹細胞技術的突破
2013 James E. Rothman, Randy W. Schekman & Thomas C. Südhof
細胞的貨運系統──抽絲剝繭囊泡運輸歷程
2014 John O' Keefe, May-Britt Moser & Edvard Moser
心之所向──埋藏在腦內的空間導航系統
2015 Satoshi mura, William C. Campbell & Tu Youyou
百萬人的福音──寄生蟲疾病新療法
序 言 諾貝爾獎的意義:人類知識的分享和傳遞
導 讀 生醫桂冠組曲
2005 Barry Marshall & Robin Warren
消化醫學的新紀元
2006 Andrew Fire & Craig Mello
生物體內的訊息攔截戰
2007 Mario R. Capecchi, Martin J. Evans & Oliver Smithies
基因改造敲開疾病研究之門
2008 Harald zur Hausen, Françise Barré-Sinoussi & Luc Montagnier
揭開致病原的面紗──人類乳突病毒與愛滋病毒
2009 Elizabeth H. Blackburn, Jack W. Szostak & Carol W. Greider
染色體DNA 的守護者──端粒與...