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《惡靈古堡》的喪屍病原體

陸子鈞
・2012/09/08 ・3071字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

那些年,一直追我的喪屍

*本文不由保護傘公司(Umbrella Corp.)贊助。

1998年5月,因為保護傘公司(Umbrella Corp.,原譯:安布雷拉)疑似發生勞資糾紛(?),研究員史賓斯(Spence)在位於阿克雷山區的研究所中竊取 T 病毒和解藥後,摔破一支裝有 T 病毒的容器,T 病毒經由空調系統散佈使感染病毒的員工都成了喪屍(zombie)。同年9月,因為研究所廢棄物堆積超過處理量上限,使某些未經處理的廢棄物外洩,T病毒經由老鼠傳播流出,鄰近阿克雷山區的拉昆市(Raccoon City)開始出現「吃人病」的報導。此時拉昆市的飲用水也遭病毒污染,導致T病毒散布到整個拉昆市。

於是真實身分是蜜拉·喬娃薇琪(Milla Jovovich) 的艾莉絲(Alice,又名Janus Prospero),在往後數年間展開了拍片撈錢拯救世界的旅程。

離開了電影或電玩,在我們所處的這平行空間中,可能出現喪屍病原體(pathogen)嗎?

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喪屍的病原體為何?

在拉昆市大爆發的喪屍(或稱「活死人」,undead)有幾個特徵:染病者行動遲緩、只有基本行為能力、沒有意識、以活人為食。《喪屍解剖學》(The Zombie Autopsies)的作者,哈佛大學精神疾病助理教授斯克茲曼(Steven C. Schlozman)在PopScience的採訪中提到,受感染的人類,其腦部負責「判斷」、「計畫」的額葉(frontal lobe)應該不再具有功能;再者,由喪屍行動遲緩看來,協調身體動作的小腦(cerebellum)應該也無法發揮完整功能;不會因為痛而退縮似乎顯示負責痛覺的腦區也失去作用。也因為如此,遇到喪屍很容易逃跑。攻擊身體其他部位無法擊退喪屍,但用棍棒重擊喪屍頭部,就能將它擊倒。

此外,病原體能透過空氣傳播(空調系統)、水傳播(拉昆市飲用水)、體液經由傷口或粘膜接觸傳播(喪屍啃咬)、透過病媒傳播(老鼠),也就是具傳染性。那麼,已知的病原體種類中最有可能是什麼呢?

目前醫學上有記錄人類的傳染病病原體種類包括:

  • 病毒-感冒病毒、愛滋病毒…等
  • 細菌-結核桿菌、梅毒螺旋體、炭疽桿菌…等
  • 真菌-隱球菌、念珠球菌…等
  • 蛋白質-普里昂蛋白(Prion)
  • 原生生物-錐蟲、陰道滴蟲…等
  • 多細胞動物-蛔蟲、絲蟲、吸蟲…等

每種病原體的傳染途徑和對人體的損害部位都不盡相同。斯克茲曼認為,已知具感染性,又能破壞人類腦部功能的病原體,似乎普里昂蛋白最有可能是喪屍的病原體;正好普里昂蛋白又能藉由「食人」行為傳播,更符合喪屍的傳染模式。

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喪屍病原體會是普里昂蛋白嗎?

普里昂蛋白原來是一種主要出現在神經細胞細胞膜上的蛋白質PrP,功能不明。變性成PrPSC後的普里昂蛋白,會誘發其他正常的PrPC也變性成PrPSC。科學家對於誘發變性的過程仍不了解,不過確定的是,普里昂蛋白會引起海綿狀腦病,使染病個體的大腦功能喪失(在人類身上會伴隨「頭痛」的症狀,也蠻符合喪屍電影中角色染病就抱頭表現極度痛苦的樣子)、行為失調,並且無法根治(最近似乎有突破,請參考連結,感染者只有死路一條,就和那些喪屍一樣。

普里昂蛋白非常頑強,能抵抗高熱、紫外線、甲醛,國際研究團隊在1991年甚至發現連蛋白酶也無法將它清除。唯有銷燬或封鎖感染的個體,才能避免疫情擴大,這也是喪屍肆虐的拉昆市後來面臨的命運。

普里昂蛋白具高度感染性,遭感染的腦脊髓液或血液注射入健康的動物體內也會引發感染(還蠻符合喪屍電影中很常出現拿著「帶有病原」的針筒往身上猛戳的劇情),甚至可能會透過手術用具交叉感染。

裝有T病毒的注射針筒

除了注射,普里昂蛋白較常透過「互吃」(食用同種的其他個體行為,cannibalism)-也就是像喪屍的啃咬傳染,最著名的例子就是庫魯病(Kuru)。庫魯病在1950年代的巴布亞紐幾內亞(Papua New Guinea)被發現,研究後發現和當地的Fore族部落會吃掉親屬遺體的習俗有關,食用庫魯病患者遺體(特別是腦部)的親屬,會感染庫魯病。

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此外,得克薩斯大學醫學分校(University of Texas Medical Branch)的研究團隊,於2008年發表一則研究在《Cell》的研究報告,指出普里昂蛋白能跨物種傳播。如果普里昂蛋白就是喪屍病原體,跨物種傳播的特性也許能解釋拉昆市出現的喪屍化的狼犬、烏鴉、蛇……等動物

雖然普里昂蛋白的傳播途徑和引發的症狀類似喪屍,但和喪屍電影設定不同的是,普里昂蛋白是由「健康者」吃了「感染者」才會感染,而非「感染者」攻擊「健康者」。如果要由感染者攻擊健康者,或許狂犬病的特徵會比較相近。

喪屍病原體會是狂犬病病毒嗎?

除了普里昂蛋白,另一個也是藉由接觸傷口傳染、染病後喪失理智、無法根治的喪屍病原體大概就是狂犬病病毒了。

狂犬病是一種很早就被知道的人畜共通傳染病,被感染之後的個體會出現狂躁畏光、恐風、恐水的異常行為,這也許就是喪屍或吸血鬼傳說最一開始的雛形。目前知道狂犬病能跨物種感染哺乳類,包括人、犬、貓、雪貂、浣熊、臭鼬、狐狸、狼、熊、蝙蝠和馬(這些動物如果喪屍化又出現在電影中好像一點也不奇怪)

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除了透過傷口、注射體液傳染,如果密閉空間(像是洞穴)中染病蝙蝠數量眾多,也可能因為吸入懸浮在空氣中帶有狂犬病病毒的唾液、尿液或糞便微粒而感染。這一傳染途徑也符合「阿克雷山脈事件」,透過實驗室空調系統散佈喪屍病毒的情節。

合成的喪屍病原體?

在《惡靈古堡》(BIOHAZARD)的設定中,使健康人類變成喪屍的病原體,是原先計畫開發作為生化兵器的T病毒,為一種非自然、人工合成的病原體。雖然「T病毒」的「T」是「暴君」(Tyrant)的字首,但實際上,「T」比較有可能是「運送」(Transportation)的意思。

是否有可能合成一種病毒,能使普里昂蛋白更快速侵入感染者大腦的額葉?

關於這問題,麻州總醫院(Massachusetts General Hospital)的器官移植傳染科主任費雪曼(Jay Fishman)認為,引起腦炎的西尼羅河病毒的確可以在感染後快速侵入人類腦部,不過要讓病毒帶著普里昂蛋白進入人體,似乎不太可能。同時,如何讓普里昂蛋白破壞感染者腦部到一定程度後就停止作用,避免完全「害死」宿主也是個問題。

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和其他電影、電玩一樣,作品中的世界或多或少和現實的這個平行世界重疊。普里昂蛋白蛋白也好,狂犬病病毒也好,甚至真的有喪屍病原體存在?也許哪天醒來發現整個城市只剩你一個,喪屍惡夢成真,又或許染病成為喪屍的受難者才是陷入無底的惡夢中沒有醒來……。

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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從PD-L1到CD47:癌症免疫療法進入3.5代時代
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/25 ・4544字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文與 TRPMA 台灣研發型生技新藥發展協會合作,泛科學企劃執行

如果把癌細胞比喻成身體裡的頭號通緝犯,那誰來負責逮捕?

許多人第一時間想到的,可能是化療、放療這些外來的「賞金獵人」。但其實,我們體內早就駐紮著一支最強的警察部隊「免疫系統」。

既然「免疫系統」的警力這麼堅強,為什麼癌症還是屢屢得逞?關鍵就在於:癌細胞是偽裝高手。有的會偽造「良民證」,騙過免疫系統的菁英部隊;更厲害的,甚至能直接掛上「免查通行證」,讓負責巡邏的免疫細胞直接視而不見,大搖大擺地溜過。

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過去,免疫檢查點抑制劑的問世,為癌症治療帶來突破性的進展,成功撕下癌細胞的偽裝,也讓不少患者重燃希望。不過,目前在某些癌症中,反應率仍只有兩到三成,顯示這條路還有優化的空間。

今天,我們要來聊的,就是科學家如何另闢蹊徑,找出那些連「通緝令」都發不出去的癌細胞。這個全新的免疫策略,會是破解癌症偽裝的新關鍵嗎?

科學家如何另闢蹊徑,找出那些連「通緝令」都發不出去的癌細胞。這個全新的免疫策略,會是破解癌症偽裝的新關鍵嗎?/ 圖片來源:shutterstock

免疫療法登場:從殺敵一千到精準出擊

在回答問題之前,我們先從人類對抗癌症的「治療演變」說起。

最早的「傳統化療」,就像威力強大的「七傷拳」,殺傷力高,但不分敵我,往往是殺敵一千、自損八百,副作用極大。接著出現的「標靶藥物」,則像能精準出招的「一陽指」,能直接點中癌細胞的「穴位」,大幅減少對健康細胞的傷害,副作用也小多了。但麻煩的是,癌細胞很會突變,用藥一段時間就容易產生抗藥性,這套點穴功夫也就漸漸失靈。

直到這個世紀,人類才終於領悟到:最強的武功,是驅動體內的「原力」,也就是「重新喚醒免疫系統」來對付癌症。這場關鍵轉折,也開啟了「癌症免疫療法」的新時代。

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你可能不知道,就算在健康狀態下,平均每天還是會產生數千個癌細胞。而我們之所以安然無恙,全靠體內那套日夜巡邏的「免疫監測 (immunosurveillance)」機制,看到癌細胞就立刻清除。但,癌細胞之所以難纏,就在於它會發展出各種「免疫逃脫」策略。

免疫系統中,有一批受過嚴格訓練的菁英,叫做「T細胞」,他們是執行最終擊殺任務的霹靂小組。狡猾的癌細胞為了躲過追殺,會在自己身上掛出一張「偽良民證」,這個偽裝的學名,「程序性細胞死亡蛋白配體-1 (programmed death-ligand 1, PD-L1) 」,縮寫PD-L1。

當T細胞來盤查時,T細胞身上帶有一個具備煞車功能的「讀卡機」,叫做「程序性細胞死亡蛋白受體-1 (programmed cell death protein 1, PD-1) 」,簡稱 PD-1。當癌細胞的 PD-L1 跟 T細胞的 PD-1 對上時,就等於是在說:「嘿,自己人啦!別查我」,也就是腫瘤癌細胞會表現很多可抑制免疫 T 細胞活性的分子,這些分子能通過免疫 T 細胞的檢查哨,等於是通知免疫系統無需攻擊的訊號,因此 T 細胞就真的會被唬住,轉身離開且放棄攻擊。

這種免疫系統控制的樞紐機制就稱為「免疫檢查點 (immune checkpoints)」。而我們熟知的「免疫檢查點抑制劑」,作用就像是把那張「偽良民證」直接撕掉的藥物。良民證一失效,T細胞就能識破騙局、發現這是大壞蛋,重新發動攻擊!

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狡猾的癌細胞為了躲過追殺,會在自己身上掛出一張「偽良民證」,也就是「程序性細胞死亡蛋白配體-1 (programmed death-ligand 1, 縮寫PD-L1) 」/ 圖片來源:shutterstock

目前免疫療法已成為晚期癌症患者心目中最後一根救命稻草,理由是他們的體能可能無法負荷化療帶來的副作用;標靶藥物雖然有效,不過在用藥一段期間後,終究會出現抗藥性;而「免疫檢查點抑制劑」卻有機會讓癌症獲得長期的控制。

由於免疫檢查點抑制劑是借著免疫系統的刀來殺死腫瘤,所以有著毒性較低並且治療耐受性較佳的優勢。對免疫檢查點抑制劑有治療反應的患者,也能獲得比起化療更長的存活期,以及較好的生活品質。

不過,儘管免疫檢查點抑制劑改寫了治癌戰局,這些年下來,卻仍有些問題。

CD47來救?揭開癌細胞的「免死金牌」機制

「免疫檢查點抑制劑」雖然帶來治療突破,但還是有不少挑戰。

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首先,是藥費昂貴。 雖然在台灣,健保於 2019 年後已有條件給付,但對多數人仍是沉重負擔。 第二,也是最關鍵的,單獨使用時,它的治療反應率並不高。在許多情況下,大約只有 2成到3成的患者有效。

換句話說,仍有七到八成的患者可能看不到預期的效果,而且治療反應又比較慢,必須等 2 至 3 個月才能看出端倪。對患者來說,這種「沒把握、又得等」的療程,心理壓力自然不小。

為什麼會這樣?很簡單,因為這個方法的前提是,癌細胞得用「偽良民證」這一招才有效。但如果癌細胞根本不屑玩這一套呢?

想像一下,整套免疫系統抓壞人的流程,其實是這樣運作的:當癌細胞自然死亡,或被初步攻擊後,會留下些許「屍塊渣渣」——也就是抗原。這時,體內負責巡邏兼清理的「巨噬細胞」就會出動,把這些渣渣撿起來、分析特徵。比方說,它發現犯人都戴著一頂「大草帽」。

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接著,巨噬細胞會把這個特徵,發布成「通緝令」,交給其他免疫細胞,並進一步訓練剛剛提到的菁英霹靂小組─T細胞。T細胞學會辨認「大草帽」,就能出發去精準獵殺所有戴著草帽的癌細胞。

當癌細胞死亡後,會留下「抗原」。體內的「巨噬細胞」會採集並分析這些特徵,並發布「通緝令」給其它免疫細胞,T細胞一旦學會辨識特徵,就能精準出擊,獵殺所有癌細胞。/ 圖片來源:shutterstock

而PD-1/PD-L1 的偽裝術,是發生在最後一步:T 細胞正準備動手時,癌細胞突然高喊:「我是好人啊!」,來騙過 T 細胞。

但問題若出在第一步呢?如果第一關,巡邏的警察「巨噬細胞」就完全沒有察覺這些屍塊有問題,根本沒發通緝令呢?

這正是更高竿的癌細胞採用的策略:它們在細胞表面大量表現一種叫做「 CD47 」的蛋白質。這個 CD47 分子,就像一張寫著「自己人,別吃我!」的免死金牌,它會跟巨噬細胞上的接收器─訊號調節蛋白α (Signal regulatory protein α,SIRPα) 結合。當巨噬細胞一看到這訊號,大腦就會自動判斷:「喔,這是正常細胞,跳過。」

結果會怎樣?巨噬細胞從頭到尾毫無動作,癌細胞就大搖大擺地走過警察面前,連罪犯「戴草帽」的通緝令都沒被發布,T 細胞自然也就毫無頭緒要出動!

這就是為什麼只阻斷 PD-L1 的藥物反應率有限。因為在許多案例中,癌細胞連進到「被追殺」的階段都沒有!

為了解決這個問題,科學家把目標轉向了這面「免死金牌」,開始開發能阻斷 CD47 的生物藥。但開發 CD47 藥物的這條路,可說是一波三折。

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不只精準殺敵,更不能誤傷友軍

研發抗癌新藥,就像打造一把神兵利器,太強、太弱都不行!

第一代 CD47 藥物,就是威力太強的例子。第一代藥物是強效的「單株抗體」,你可以想像是超強力膠帶,直接把癌細胞表面的「免死金牌」CD47 封死。同時,這個膠帶尾端還有一段蛋白質IgG-Fc,這段蛋白質可以和免疫細胞上的Fc受體結合。就像插上一面「快來吃我」的小旗子,吸引巨噬細胞前來吞噬。

問題來了!CD47 不只存在於癌細胞,全身上下的正常細胞,尤其是紅血球,也有 CD47 作為自我保護的訊號。結果,第一代藥物這種「見 CD47 就封」的策略,完全不分敵我,導致巨噬細胞連紅血球也一起攻擊,造成嚴重的貧血問題。

這問題影響可不小,導致一些備受矚目的藥物,例如美國製藥公司吉立亞醫藥(Gilead)的明星藥物 magrolimab,在2024年2月宣布停止開發。它原本是預期用來治療急性骨髓性白血病(AML)的單株抗體藥物。

太猛不行,那第二代藥物就改弱一點。科學家不再用強效抗體,而是改用「融合蛋白」,也就是巨噬細胞身上接收器 SIRPα 的一部分。它一樣會去佔住 CD47 的位置,但結合力比較弱,特別是跟紅血球的 CD47 結合力,只有 1% 左右,安全性明顯提升。

像是輝瑞在 2021 年就砸下 22.6 億美元,收購生技公司 Trillium Therapeutics 來開發這類藥物。Trillium 使用的是名為 TTI-621 和 TTI-622 的兩種融合蛋白,可以阻斷 CD47 的反應位置。但在輝瑞2025年4月29號公布最新的研發進度報告上,TTI-621 已經悄悄消失。已經進到二期研究的TTI-622,則是在6月29號,研究狀態被改為「已終止」。原因是「無法招募到計畫數量的受試者」。

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但第二代也有個弱點:為了安全,它對癌細胞 CD47 的結合力,也跟著變弱了,導致藥效不如預期。

於是,第三代藥物的目標誕生了:能不能打造一個只對癌細胞有超強結合力,但對紅血球幾乎沒反應的「完美武器」?

為了找出這種神兵利器,科學家們搬出了超炫的篩選工具:噬菌體(Phage),一種專門感染細菌的病毒。別緊張,不是要把病毒打進體內!而是把它當成一個龐大的「鑰匙資料庫」。

科學家可以透過基因改造,再加上AI的協助,就可以快速製造出數億、數十億種表面蛋白質結構都略有不同的噬菌體模型。然後,就開始配對流程:

  1. 先把這些長像各異的「鑰匙」全部拿去試開「紅血球」這把鎖,能打開的通通淘汰!
  2. 剩下的再去試開「癌細胞」的鎖,從中挑出結合最強、最精準的那一把「神鑰」!

接著,就是把這把「神鑰」的結構複製下來,大量生產。可能會從噬菌體上切下來,或是定序入選噬菌體的基因,找出最佳序列。再將這段序列,放入其他表達載體中,例如細菌或是哺乳動物細胞中來生產蛋白質。最後再接上一段能號召免疫系統來攻擊的「標籤蛋白 IgG-Fc」,就大功告成了!

目前這領域的領頭羊之一,是美國的 ALX Oncology,他們的產品 Evorpacept 已完成二期臨床試驗。但他們的標籤蛋白使用的是 IgG1,對巨噬細胞的吸引力較弱,需要搭配其他藥物聯合使用。

而另一個值得關注的,是總部在台北的漢康生技。他們利用噬菌體平台,從上億個可能性中,篩選出了理想的融合蛋白 HCB101。同時,他們選擇的標籤蛋白 IgG4,是巨噬細胞比較「感興趣」的類型,理論上能更有效地觸發吞噬作用。在臨床一期試驗中,就展現了單獨用藥也能讓腫瘤顯著縮小的效果以及高劑量對腫瘤產生腫瘤顯著部分縮小效果。因為它結合了前幾代藥物的優點,有人稱之為「第 3.5 代」藥物。

除此之外,還有漢康生技的FBDB平台技術,這項技術可以將多個融合蛋白「串」在一起。例如,把能攻擊 CD47、PD-L1、甚至能調整腫瘤微環境、活化巨噬細胞與T細胞的融合蛋白接在一起。讓這些武器達成 1+1+1 遠大於 3 的超倍攻擊效果,多管齊下攻擊腫瘤細胞。

結語

從撕掉「偽良民證」的 PD-L1 抑制劑,到破解「免死金牌」的 CD47 藥物,再到利用 AI 和噬菌體平台,設計出越來越精準的千里追魂香。 

對我們來說,最棒的好消息,莫過於這些免疫療法,從沒有停下改進的腳步。科學家們正一步步克服反應率不足、副作用等等的缺點。這些努力,都為癌症的「長期控制」甚至「治癒」,帶來了更多的希望。

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快速通道與無盡地界:科幻作品裡的黑洞——《超次元.聖戰.多重宇宙》
2046出版
・2024/02/08 ・4430字 ・閱讀時間約 9 分鐘

星際捷徑

一個無底深淵怎能成為星際飛行的捷徑呢?原來按照愛因斯坦的理論,黑洞是一個時空曲率趨於無限大——也就是說,時空本身已「閉合」起來的區域。但往後的計算顯示,若收縮的星體質量足夠大的話,時空在閉合到某一程度之後,會有重新開敞的可能,而被吸入的物體,將可以重現於宇宙之中。只是,這個「宇宙」已不再是我們原先出發的宇宙,而是另一個宇宙、另一個時空(姑毋論這是甚麼意思)。按照這一推論,黑洞的存在,可能形成一條時空的甬道(稱為「愛因斯坦-羅森橋接」),將兩個本來互不相干的宇宙連接起來。

這種匪夷所思的推論固然可以成為極佳的科幻素材,但對於克服在我們這個宇宙中的星際距離,則似乎幫助不大。然而,一些科學家指出,愛因斯坦所謂的另一個宇宙,很可能只是這一宇宙之內的別的區域。如果是的話,太空船便可由太空的某處飛進一個黑洞之內,然後在遠處的一個「白洞」(white hole)那兒走出來,其間無須經歷遙遠的星際距離。把黑洞和白洞連結起來的時空甬道,人們形象地稱之為「蛆洞」、「蛀洞」或「蟲洞」(wormhole)。

科幻作品裡常以穿越蟲洞作為星際旅行的快速通道。圖/envato

「蛆洞」是否標誌著未來星際旅行的「捷徑」呢?不少科幻創作正以此為題材。其中最著名的,是《星艦奇航記》第三輯《太空站深空 9 號》(Deep Space Nine, 1993-1999),在劇集裡,人類發現了一個遠古外星文明遺留下來的「蛆洞」,於是在旁邊建起了一個龐大的星際補給站,成為了星際航運的聚散地,而眾多精彩的故事便在這個太空站內展開。

我方才說「最著名」,其實只限於《星艦》迷而言。對於普羅大眾,對於「蛆洞」作為星際航行手段的認識,大多數來自二○一四年的電影《星際效應》(Interstellar,港譯:《星際啟示錄》),其間人類不但透過蛆洞去到宇宙深處尋找「地球 2.0」(因為地球環境已大幅崩壞),男主角更穿越時空回到過去,目睹多年前與年幼女兒生離死別的一幕。電影中既有大膽的科學想像,也有感人的父女之情,打動了不少觀眾。大家可能有所不知的是,導演基斯杜化.諾蘭(Christopher Nolan, 1970-)邀請了知名的黑洞物理學基普.索恩(Kip Thorne, 1940-)作顧問,所以其中所展示的壯觀黑洞景象,可不是憑空杜撰而是有科學根據的呢!

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星際效應裡的黑洞景象。圖/wikimedia

那麼蛆洞是否就是人類進行星際探險的寄託所在呢?

然而事情並非這麼簡單。我們不要忘記,黑洞的周圍是一個十分強大的引力場,而且越接近黑洞,引力的強度越大,以至任何物體在靠近它時,較為接近黑洞的一端所感受到的引力,與較為遠離黑洞的一端所感受到的,將有很大的差別。這種引力的差別形成了一股強大之極的「潮汐張力」(tidal strain),足以把最堅固的太空船(不要說在內的船員)也撕得粉碎。

潮汐張力的危險不獨限於黑洞,方才提及的中子星,其附近亦有很強的潮汐力。 拉瑞.尼文(Larry Niven, 1938-,港譯:拉利.尼雲)於一九六六年所寫的短篇〈中子星〉(Neutron Star),正以這一危險作為故事的題材。

尤有甚者,即使太空船能抵受極大的潮汐力,在黑洞的中央是一個時空曲率趨於無限,因此引力也趨於無限的時空「奇點」(singularity)。太空船未從白洞重現於正常的時空,必已在「奇點」之上撞得粉碎,星際旅程於是變了死亡旅程。

然而,往後的研究顯示,以上的描述只適用於一個靜止的、沒有旋轉的黑洞,亦即「史瓦西解」所描述的黑洞。可是在宇宙的眾多天體中,絕大部分都具有自轉。按此推論,一般黑洞也應具有旋轉運動才是。要照顧到黑洞自旋的「場方程解」,可比單是描述靜止黑洞的史瓦西解複雜得多。直至一九六三年,透過了紐西蘭數學家羅伊・卡爾(Roy Kerr, 1934-)的突破性工作,人類才首次得以窺探一個旋轉黑洞周圍的時空幾何特性。

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圖/envato

旋轉的黑洞

科學家對「卡爾解」(The Kerr solution)的研究越深入,發現令人驚異的時空特性也越多。其中一點最重要的是:黑洞中的奇點不是一個點,而是一個環狀的區域。即只要我們避免從赤道的平面進入黑洞,理論上我們可以毋須遇上無限大的時空曲率,便可穿越黑洞而從它的「另一端」走出來。

不用說,旋轉黑洞(也就是說,自然界中大部分的黑洞)立即成為科幻小說作家的最新寵兒。

一九七五年,喬.哈德曼(Joe Haldeman,1943-)在他的得獎作品《永無休止的戰爭》(The Forever War, 1974)之中,正利用了快速旋轉的黑洞(在書中稱為「塌陷體」——collapsar)作用星際飛行——以及星際戰爭得以體現的途徑。

由於黑洞在宇宙中的分佈未必最方便於人類的星際探險計劃,一位科學作家阿德里安.倍里(Adrian Berry,1937-2016)更突發奇想,在他那充滿想像的科普著作《鐵的太陽》(The Iron Sun, 1977)之中,提出了由人工製造黑洞以作為星際轉運站的大膽構思。

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要特別提出的一點是,飛越旋轉黑洞雖可避免在奇點上撞得粉碎,卻並不表示太空船及船上的人無須抵受極強大的潮汐力。如何能確保船及船員在黑洞之旅中安然無恙,是大部分作家都只有輕輕略過的一項難題。

此外,按照理論顯示,即使太空船能安然穿越黑洞,出來後所處的宇宙,將不是我們原先出發的那個宇宙;而就算是同一個宇宙,也很可能處於遙遠的過去或未來的某一刻。要使這種旅程成為可靠的星際飛行手段,科幻作家唯有假設人類未來對黑洞的認識甚至駕馭,必已達到一個我們今天無法想像的水平。

然而,除了作為星際飛行途徑,黑洞本身也是一個怪異得可以的地方,因此也是一個很好的科幻素材。黑洞周圍最奇妙的一個時空特徵,就是任何事物——包括光線——都會「一進不返」的一道分界線,科學家稱之為「事件穹界」(event horizon)。這個穹界(實則是一個立體的界面),正是由當年史瓦西計算出來的「史瓦西半徑」(Schwarzschild radius)所決定。例如太陽的穹界半徑是三公里,也就是說,假若一天太陽能收縮成一個半徑小於三公里的天體,它將成為一個黑洞而在宇宙中消失。「穹界」的意思就是時空到了這一界面便有如到了盡頭,凝頓不變了。

圖/envato

簡單地說,穹界半徑就是物體在落入黑洞時的速度已達於光速,而相對論性的「時間延長效應」(time dilation effect)則達到無限大。對太空船上的人來說,穿越界面的時間只是極短的頃刻,但對於一個遠離黑洞的觀測者,他所看到的卻是:太空船越接近界面,船上的時間變得越慢。

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而在太空船抵達界面時,時間已完全停頓下來。換句話說,相對於外界的人而言,太空船穿越界面將需要無限長的時間!

無限延長的痛苦

了解到這一點,我們便可領略波爾.安德遜(Poul Anderson, 1926-2001)的短篇〈凱利〉(Kyrie, 1968)背後的意念。故事描述一艘太空船不慎掉進一個黑洞,船上的人自是全部罹難。但對於另一艘船上擁有心靈感應能力的一個外星人來說,情況卻有所不同。理由是她有一個同樣擁有心靈感應能力的妹妹在船上,而遇難前兩人一直保持心靈溝通。由於黑洞的特性令遇難的一剎(太空船穿越穹界的一剎)等於外間的永恆,所以這個生還的外星人,畢生仍可在腦海中聽到她妹妹遇難時的慘叫聲。

安德遜這個故事寫於一九六八年,可說是以黑洞為創作題材的一個最早嘗試。

短篇〈凱利〉便是利用黑洞的特性——遇難的一剎等於外間的永恆——使生還者感受無盡的痛苦。圖/envato

太空船在穹界因時間停頓而變得靜止不動這一情況在阿爾迪斯一九七六年寫的《夜裡的黑暗靈魂》(The Dark Soul of the Night)中,亦有頗為形象的描寫。恆星的引力崩塌,在羅伯特.史弗堡(Robert Silverberg)的《前往黑暗之星》(To the Dark Star, 1968)之中卻帶來另一種(雖然是假想的)危險。故事中的主人翁透過遙感裝置「親身」體驗一顆恆星引力塌陷的過程,卻發覺時空的扭曲原來可以使人的精神陷於瘋狂甚至崩潰的境地。

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以穹界的時間延長效應為題材的長篇小說,首推弗雷德里克.波爾(Frederik Pohl, 1919-2013)的得獎作品《通道》(Gateway, 1977),故事描述人類在小行星帶發現了由一族科技極高超的外星人遺留下來的探星基地。基地內有很多完全自動導航的太空船,人類可以乘坐這些太空船穿越「時空甬道」抵達其他的基地,並在這些基地帶回很多珍貴的,因此也可以令發現者致富的超級科技發明。

故事的男主角正是追尋這些寶藏的冒險者之一。他和愛人和好友共乘一艘外星人的太空船出發尋寶,卻不慎誤闖一顆黑洞的範圍。後來他雖逃脫,愛人和好友卻掉進黑洞之中。但由於黑洞穹界的時間延長效應,對於男主角來說,他的愛人和好友永遠也在受著死亡那一刻的痛苦,而他也不歇地受著內疚與自責的煎熬。

故事的內容由男主角接受心理治療時逐步帶出。而特別之處,在於進行心理治療的醫生不是一個人,而是一副擁有接近人類智慧的電腦。全書雖是一幕幕的人機對話,描寫卻是細膩真摯、深刻感人,實在是一部令人難以忘懷的佳作。

圖/envato

由於這篇小說的成功,波氏繼後還寫了兩本續集:《藍色事件穹界以外》(Beyond the Blue Event Horizon, 1980)及《希徹會晤》(Heechee Rendezvous, 1984)。而且兩本都能保持很高的水準。

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時間延長效應並非一定帶來悲劇。在先前提及的《永無休止的戰爭》的結尾,女主角正是以近光速飛行(而不是飛近黑洞)的時間延長效應,等候她的愛侶遠征歸來,為全書帶來了令人驚喜而又感人的大團圓結局。

七○年代末的黑洞熱潮,令迪士尼(Walt Disney)的第一部科幻電影製作亦以此為題材。在一九七九年攝製的電影《黑洞》(The Black Hole)之中,太空船「帕魯明諾號」在一次意外中迷航,卻無意中發現了失蹤已久的「天鵝號」太空船。由於「天鵝號」環繞著一個黑洞運行,船上的人因時間延長效應而衰老得很慢。這艘船的船長是一個憤世疾俗的怪人,他的失蹤其實是故意遠離塵世。最後,他情願把船撞向黑洞也不願重返文明。

比起史提芬.史匹堡(Steven Spielberg, 1946-)的科幻電影,這部《黑洞》雖然投資浩大,拍來卻是平淡乏味,成績頗為令人失望。除了電影外,科幻作家艾倫.迪安.霍斯特(Alan Dean Foster, 1946-)亦根據劇本寫成的一本同名的小說。

這張圖片的 alt 屬性值為空,它的檔案名稱為 ___72dpi.jpeg

——本文摘自《超次元.聖戰.多重宇宙》,2023 年 11 月,二○四六出版,未經同意請勿轉載。

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未知死,焉知生?從南美館《亞洲的地獄與幽魂》爭議看信仰的存在危機
異吐司想Toasty Thoughts_96
・2022/07/16 ・2810字 ・閱讀時間約 5 分鐘

6 月初,台南市美術館宣佈了《亞洲的地獄與幽魂》特展,透過策展人朱利安.盧梭(Julien Rousseau)的佈置與靜態敘事,展現亞洲文化在西方觀點中的樣貌。對台灣人來說,這些文化元素已形成厚實的同溫層,如經典港片《暫時停止呼吸》(港名《殭屍先生》)系列,以及 2013 年的致敬翻拍《殭屍》,是好幾代人共同的回憶。

正因為熟悉,《亞洲的地獄與幽魂》提供的新觀點才如此有趣,提供重新詮釋經典的機會。

台南市美術館宣佈了《亞洲的地獄與幽魂》特展。圖/台南市美術館

然而,意料之外地,這展覽因為其探討的生死議題起了爭議。最一開始,是零星的偏激基督教徒在南美館臉書貼文下批判展覽,在與路見不平的民眾爭論未果後,有地方教會發公開聲明,指稱「仇敵透過這展覽,污穢國土,玷污人民,我們國家的罪惡越犯越大,無知愚昧,深深得罪神」,把討論熱度推上高峰。

但如果用心理學的角度去剖析,會發現南美館的《亞洲的地獄與幽魂》展並不是爭議起火點。保守教會對異教文化的排斥,才是癥結所在。

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那些跨越生死界線的神蹟

綜觀歷史,世界各時期的主流宗教多少都有「死而復生」或性質類似的神話與神蹟傳世,甚至有信仰便是以「重生」為核心思想,建立極具代表性的習俗與社會規範(Adamek, 2007; Mettinger, 2001)。這些典範,都為我們描述了人類從古至今不曾變過的恐懼之一:死亡。

有趣的是,一些心理學研究指出,人類或許不是真的害怕「死亡」,而是面對生命消逝時感受到的無力感與未知感(Carleton, 2016; Reuman, Jacoby, Fabricant, Herring,& Abramowitz, 2015)。如同我們不一定是真的怕「黑」,而是排斥可能雌伏在其中的未知威脅,進而對這個載體連帶產生負面情緒。

若要消除這份根深蒂固的焦慮感,宗教必須提出一個縝密的答案,讓信眾得以想像死後的世界,以及「自己該做什麼」,消除未知引發的威脅。

世界各時期的主流宗教多少都有「死而復生」,或性質類似的神話與神蹟傳世。圖/Pixabay

而作為上述答案的佐證,證明神有掌控生死能力的「神蹟」必不可少。不只是復活凡人,神靈自己也得具備死後復生的能力,實現生生不息的「永生」(immortality)(Mettinger, 2001),標示人神之間無法跨越的分界。在重視神靈超然地位的信仰中,這份操控生命的權能可說是「神」的象徵,任何侵犯此領域的人都將被視為背棄神的異端。

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時至今日,仍能看到宗教團體以「只有神能創造生命」為反論,抵制複製動物、人造生命等研究,便可一窺生死議題在宗教信仰中的重要性。

當神不是唯一

延續上段的論述,你可能已經發現潛在的衝突了。既然死者蘇生(武藤遊戲:發動魔法卡!)(註:高橋老師一路好走QQ)是唯一真神才能發動的技能,那我們該如何看待同樣有此能力的異教神靈?

武藤遊戲:發動魔法卡!圖/IMDb

這個問題不只影響「神」的唯一性,還會破壞宗教團體執行教義的正當性。要知道,信眾服從教典的原動力,是神靈(或其代行者)承諾的獎勵,包括在另一個世界的美好想像,以及藉由懲罰非我族類衍生的優越感。這些紅利激勵信眾自發的順從,甚至導致競爭心理,試圖證明自己才是最虔誠的那位。

雖然民眾對信仰是心靈層面的寄託,但宗教法人大多得仰賴信徒的奉獻維持運作,勢必得確保自己是信眾的「唯一」。翻開人類歷史,以「異教」名義施行的迫害多如牛毛,且並不限於單一地域或文化,而是具有驚人的跨文化一致性。

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那為什麼宗教團體,特別是一神教信仰,對於所謂的「異教」會有這麼強烈的反彈?因為當信眾意識到這世界有不只一位真神(或是有真神之外的超然存在),教會就失去箝制力,雙方的關係將出現不可逆的翻轉。

說得功利一些,過去封閉的信仰體制中,信徒是執行教義的人,以服從換取未來可能的信仰紅利。然而一旦信眾有複數選擇——例如藉由網路認識世界後,其思考模式便會從「受僱者」轉變成「消費者」,開始為了自身利益比較信仰的優劣,不再受物理環境的主流信仰箝制(McClure, 2017)。

這點在具有世界第二高宗教多元性的台灣更加明顯,從小生活在多元信仰的環境中,讓我們很早開始接觸不同宗教,家庭「信仰傳承」的結構也在網路出現後加速鬆動,新世代根據需求選擇信仰已是相當平常的事。但這份「自由」,對保守教會不一定是件好事。

隨著外界思想越發開放,保守派勢必得想辦法因應潮流,不然招募不到新血還是小事,失去原有成員才是最慘的結果。

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新世代根據需求,自由選擇信仰已是相當平常的事。圖/Pexels

有些教會選擇與時俱進,理解年輕人的需求,鬆開教義對他們的捆綁;重視傳統價值的教會則走上另一個極端,採取更加偏激的手段,把所有與自家教義相悖的論述與現象打上「邪靈」、「邪神」、「魔鬼」等標籤,拉高內部成員接觸外界資訊的成本。

兩種策略沒有孰優孰劣,只是讓我們看見各家教會心中不同的優先順序。信仰價值被淘汰不代表教義本身有誤,只是它不適合當前人類社會的主流價值觀,若哪天我們迎來另一波思想浪潮,信仰世界又會有新的動盪。

回歸到「人」身上的信仰危機

信仰是基於「人」而生的心理現象。我們崇拜超越人理解範疇的存在,依賴祂(們)作為「答案」來撫平內心對未知的恐懼。換言之,信仰就跟料理一樣,是要帶給人們幸福的,但這份純粹的善,很容易在人性影響下染上不美好的色彩。

這次南美館的爭議,其實可以視為保守教會危機意識與防衛機轉的展現。神的本質和善可親,但以使者自居、對教會奉獻自我的人,卻有可能在得失心與焦慮等負面情緒驅使下,做出有違本心的傷人之舉。

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我們不需要認同這些行為,卻可以理解他們的動機,作為前車之鑒自我警惕。

姚瑞中〈地獄空〉,展於南美館《亞洲的地獄與幽魂》。圖/台南市美術館

參考文獻

Adamek, W. L. (2007). The Mystique of Transmission: On an Early Chan History and Its Context. Columbia University Press.

Carleton, R. N. (2016). Fear of the unknown: One fear to rule them all?. Journal of anxiety disorders41, 5-21.

McClure, P. K. (2017). Tinkering with technology and religion in the digital age: The effects of Internet use on religious belief, behavior, and belonging. Journal for the Scientific Study of Religion56(3), 481-497.

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Mettinger, T. N. (2001). The riddle of resurrection: Dying and rising gods in the ancient Near East. Coniectanea Biblica. Old Testament series, (50).

Reuman, L., Jacoby, R. J., Fabricant, L. E., Herring, B., & Abramowitz, J. S. (2015). Uncertainty as an anxiety cue at high and low levels of threat. Journal of behavior therapy and experimental psychiatry47, 111-119.

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異吐司想Toasty Thoughts_96
29 篇文章 ・ 132 位粉絲
最初是想用心理學剖析日常事物,一方面「一吐思想」,另一方面借用吐司百變百搭的形象,讓心理學成為無處不在的有趣事物。基於本人雜食屬性,最後什麼都寫、什麼都分享。歡迎至臉書搜尋「異吐司想」。

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《惡靈古堡》的喪屍病原體
陸子鈞
・2012/09/08 ・3071字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

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那些年,一直追我的喪屍

*本文不由保護傘公司(Umbrella Corp.)贊助。

1998年5月,因為保護傘公司(Umbrella Corp.,原譯:安布雷拉)疑似發生勞資糾紛(?),研究員史賓斯(Spence)在位於阿克雷山區的研究所中竊取 T 病毒和解藥後,摔破一支裝有 T 病毒的容器,T 病毒經由空調系統散佈使感染病毒的員工都成了喪屍(zombie)。同年9月,因為研究所廢棄物堆積超過處理量上限,使某些未經處理的廢棄物外洩,T病毒經由老鼠傳播流出,鄰近阿克雷山區的拉昆市(Raccoon City)開始出現「吃人病」的報導。此時拉昆市的飲用水也遭病毒污染,導致T病毒散布到整個拉昆市。

於是真實身分是蜜拉·喬娃薇琪(Milla Jovovich) 的艾莉絲(Alice,又名Janus Prospero),在往後數年間展開了拍片撈錢拯救世界的旅程。

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離開了電影或電玩,在我們所處的這平行空間中,可能出現喪屍病原體(pathogen)嗎?

喪屍的病原體為何?

在拉昆市大爆發的喪屍(或稱「活死人」,undead)有幾個特徵:染病者行動遲緩、只有基本行為能力、沒有意識、以活人為食。《喪屍解剖學》(The Zombie Autopsies)的作者,哈佛大學精神疾病助理教授斯克茲曼(Steven C. Schlozman)在PopScience的採訪中提到,受感染的人類,其腦部負責「判斷」、「計畫」的額葉(frontal lobe)應該不再具有功能;再者,由喪屍行動遲緩看來,協調身體動作的小腦(cerebellum)應該也無法發揮完整功能;不會因為痛而退縮似乎顯示負責痛覺的腦區也失去作用。也因為如此,遇到喪屍很容易逃跑。攻擊身體其他部位無法擊退喪屍,但用棍棒重擊喪屍頭部,就能將它擊倒。

此外,病原體能透過空氣傳播(空調系統)、水傳播(拉昆市飲用水)、體液經由傷口或粘膜接觸傳播(喪屍啃咬)、透過病媒傳播(老鼠),也就是具傳染性。那麼,已知的病原體種類中最有可能是什麼呢?

目前醫學上有記錄人類的傳染病病原體種類包括:

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  • 病毒-感冒病毒、愛滋病毒…等
  • 細菌-結核桿菌、梅毒螺旋體、炭疽桿菌…等
  • 真菌-隱球菌、念珠球菌…等
  • 蛋白質-普里昂蛋白(Prion)
  • 原生生物-錐蟲、陰道滴蟲…等
  • 多細胞動物-蛔蟲、絲蟲、吸蟲…等

每種病原體的傳染途徑和對人體的損害部位都不盡相同。斯克茲曼認為,已知具感染性,又能破壞人類腦部功能的病原體,似乎普里昂蛋白最有可能是喪屍的病原體;正好普里昂蛋白又能藉由「食人」行為傳播,更符合喪屍的傳染模式。

喪屍病原體會是普里昂蛋白嗎?

普里昂蛋白原來是一種主要出現在神經細胞細胞膜上的蛋白質PrP,功能不明。變性成PrPSC後的普里昂蛋白,會誘發其他正常的PrPC也變性成PrPSC。科學家對於誘發變性的過程仍不了解,不過確定的是,普里昂蛋白會引起海綿狀腦病,使染病個體的大腦功能喪失(在人類身上會伴隨「頭痛」的症狀,也蠻符合喪屍電影中角色染病就抱頭表現極度痛苦的樣子)、行為失調,並且無法根治(最近似乎有突破,請參考連結,感染者只有死路一條,就和那些喪屍一樣。

普里昂蛋白非常頑強,能抵抗高熱、紫外線、甲醛,國際研究團隊在1991年甚至發現連蛋白酶也無法將它清除。唯有銷燬或封鎖感染的個體,才能避免疫情擴大,這也是喪屍肆虐的拉昆市後來面臨的命運。

普里昂蛋白具高度感染性,遭感染的腦脊髓液或血液注射入健康的動物體內也會引發感染(還蠻符合喪屍電影中很常出現拿著「帶有病原」的針筒往身上猛戳的劇情),甚至可能會透過手術用具交叉感染。

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裝有T病毒的注射針筒

除了注射,普里昂蛋白較常透過「互吃」(食用同種的其他個體行為,cannibalism)-也就是像喪屍的啃咬傳染,最著名的例子就是庫魯病(Kuru)。庫魯病在1950年代的巴布亞紐幾內亞(Papua New Guinea)被發現,研究後發現和當地的Fore族部落會吃掉親屬遺體的習俗有關,食用庫魯病患者遺體(特別是腦部)的親屬,會感染庫魯病。

此外,得克薩斯大學醫學分校(University of Texas Medical Branch)的研究團隊,於2008年發表一則研究在《Cell》的研究報告,指出普里昂蛋白能跨物種傳播。如果普里昂蛋白就是喪屍病原體,跨物種傳播的特性也許能解釋拉昆市出現的喪屍化的狼犬、烏鴉、蛇……等動物

雖然普里昂蛋白的傳播途徑和引發的症狀類似喪屍,但和喪屍電影設定不同的是,普里昂蛋白是由「健康者」吃了「感染者」才會感染,而非「感染者」攻擊「健康者」。如果要由感染者攻擊健康者,或許狂犬病的特徵會比較相近。

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喪屍病原體會是狂犬病病毒嗎?

除了普里昂蛋白,另一個也是藉由接觸傷口傳染、染病後喪失理智、無法根治的喪屍病原體大概就是狂犬病病毒了。

狂犬病是一種很早就被知道的人畜共通傳染病,被感染之後的個體會出現狂躁畏光、恐風、恐水的異常行為,這也許就是喪屍或吸血鬼傳說最一開始的雛形。目前知道狂犬病能跨物種感染哺乳類,包括人、犬、貓、雪貂、浣熊、臭鼬、狐狸、狼、熊、蝙蝠和馬(這些動物如果喪屍化又出現在電影中好像一點也不奇怪)

除了透過傷口、注射體液傳染,如果密閉空間(像是洞穴)中染病蝙蝠數量眾多,也可能因為吸入懸浮在空氣中帶有狂犬病病毒的唾液、尿液或糞便微粒而感染。這一傳染途徑也符合「阿克雷山脈事件」,透過實驗室空調系統散佈喪屍病毒的情節。

合成的喪屍病原體?

在《惡靈古堡》(BIOHAZARD)的設定中,使健康人類變成喪屍的病原體,是原先計畫開發作為生化兵器的T病毒,為一種非自然、人工合成的病原體。雖然「T病毒」的「T」是「暴君」(Tyrant)的字首,但實際上,「T」比較有可能是「運送」(Transportation)的意思。

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是否有可能合成一種病毒,能使普里昂蛋白更快速侵入感染者大腦的額葉?

關於這問題,麻州總醫院(Massachusetts General Hospital)的器官移植傳染科主任費雪曼(Jay Fishman)認為,引起腦炎的西尼羅河病毒的確可以在感染後快速侵入人類腦部,不過要讓病毒帶著普里昂蛋白進入人體,似乎不太可能。同時,如何讓普里昂蛋白破壞感染者腦部到一定程度後就停止作用,避免完全「害死」宿主也是個問題。

和其他電影、電玩一樣,作品中的世界或多或少和現實的這個平行世界重疊。普里昂蛋白蛋白也好,狂犬病病毒也好,甚至真的有喪屍病原體存在?也許哪天醒來發現整個城市只剩你一個,喪屍惡夢成真,又或許染病成為喪屍的受難者才是陷入無底的惡夢中沒有醒來……。

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。