0

0
0

文字

分享

0
0
0

淺談性聯遺傳之腎上腺白質退化症

林希陶_96
・2015/01/20 ・3285字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 512 ・六年級

「這孩子從半年前開始,字就越寫越糟糕。一開始我還以為他不認真,作業都隨便寫一寫,每個字都跑出格子外面。好好跟他講,他有聽沒有到,一樣還是寫得歪七扭八。唸也唸過了,打也打過了,都沒有用。學校老師是說,以前沒有這麼糟糕,最近好像變得更嚴重了,可能是視力方面有問題,叫我們帶去給眼科醫師看看。我們也是很擔心,就帶去給眼科看,誰知道醫生看了,說他的視力沒有問題,可能是其他問題造成的,在這裡沒有辦法解決,叫我們帶去大一點的醫院看看。我們也真的有帶去大醫院看,醫生就排了一些檢查,叫我們兩個禮拜後回診。之後看了報告,說什麼他們懷疑是一種罕見疾病,我也聽不懂,不過這裡可能治療不來,最好帶到醫學中心去才有辦法。我有跟我先生商量,想說鄉下哪有什麼醫學中心,就帶來台北給你們看,拜託你們想想辦法,看這個小孩是生什麼病……」

「這個小孩很奇怪,從上小學之後就跟我說,他覺得老師講話很小聲,都聽不太見,他也常常忘記老師交代的事。老師是說,他上課不專心,也沒耐性,對於很多事情都很衝動,根本不聽老師在說什麼。我在家裡是有觀察到,他聽不見電話鈴聲,也聽不見門鈴響的聲音。可是你面對面跟他說,他又聽得到,很奇怪。我們也帶去附近的耳鼻喉科看了,醫生是說他的問題比較複雜,要大醫院才有辦法解決。我們來了你們醫學中心,先看了耳鼻喉科,看完之後又轉到小兒科。之後醫生是說要排一些檢查,如腦波、誘發電位等等,也要我們去兒童心智科、神經科、基因醫學科看看。現在又到你們心理師這邊看,那你們覺得他心理是有什麼問題……」

以上都是個案的父母親對於小孩的描述,乍聽之下可能會以為是聽力或視力有問題,甚至會懷疑是過動兒。不只旁人無法理解他是什麼樣的疾病,連學有專攻的人士,也是要透過一連串的檢查,才能確定所罹患的疾病。以上兩個個案,最後皆經由一項關鍵性的檢驗—血中超長鍊脂肪酸(very long chain fatty acid)之比例檢查,其結果才確定指向同一種罕見性疾病:性聯遺傳之腎上腺白質退化症(X­linked Adrenoleukodystrophy,以下縮寫為X­ALD)。

credit:en.wikipedia.org
credit:en.wikipedia.org

X­ALD之致病原理

腎上腺白質退化症(Adrenoleukodystrophy)這個疾病其實在代謝醫學上分成兩類,一為性聯遺傳之腎上腺白質退化症(X­ALD),一為新生兒之腎上腺白質退化症(Neonatal ALD),兩種是不同致病機轉所導致。雖然兩種皆屬罕見疾病,但一般臨床上較易遇到的,都屬X­ALD這一類。而X­ALD這個疾病是因為身體的代謝系統出了問題,因而無法分解體內的超長鏈脂肪酸。這群無法排解的脂肪酸,主要堆積在人體的腎上腺與腦中白質,而使此處的神經髓鞘去髓鞘化,進而影響神經髓鞘的傳送功能。髓鞘是神經細胞外的一層薄膜,神經訊號的傳導可利用它作高速運輸。假如現在髓鞘受到損害,傳導就會越走越慢,最後甚至傳不動了。以火車為例的話,就是從高鐵等級落到站站停的普通車等級,最後甚至會停駛。神經傳導無法傳送到正確的接收地,整個大腦就無法接受外界的刺激,想當然耳腦部功能都會受到影響,語音區辨、視覺敏銳度、空間能力、運動能力、組織能力、記憶、語言等等功能都會受到阻礙。不過此等影響是漸進式的,不是一下子就全部喪失。個人所遇到的個案中,有些是從視覺受損開始,慢慢的作業就會寫得歪七扭八,無法順利寫到格子裡;有些是從注意力不集中、脾氣暴躁開始,慢慢在課堂上會坐不住,不專心聽講。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

X­ALD之基因與表現型

credit:commons.wikimedia.org
credit:commons.wikimedia.org

X­ALD此一疾病,現今的科學研究已經找到它的基因位置了,是在X染色體長軸編號28的位置(Xq28),也就是國中生物課本有提到的性染色體上,此一染色體是決定我們是男是女的關鍵,倘若有疾病基因在上面的話,就會產生所謂的性聯遺傳。當隱性基因存在於單一X染色體上時,在女生體內就不會表現出來,但在男生上,因其性染色體是一個X,一個Y,X染色體上所背負的隱性基因沒有受到任何抑制,疾病自然就會出現。所以小男生能長大是件不容易的事,因為在生物學上,男性是處於相對弱勢中,許多千奇百怪的遺傳性疾病都由男性承擔。但X­ALD也不是全部的個案都是男生,也有少數幾個是女生,這些人主要是因為異卵雙生所造成的。另外必須說明的是,X­ALD一共有七種表現型,也就是說,有這種基因的人,會有不同的顯現,而最常見的是屬於兒童期之腦葉亞型(childhood cerebral ALD)。這一亞型,在X­ALD中大約佔了百分之三十五,此一亞型的病情進展快速,約在神經學症狀出現後二到三年內,就會過世。存活下來的,可能也不會過得很好,因為各種認知功能逐漸消失,甚至會出現癲癇、癱瘓或幻聽,最後免不了成為植物人。

至於有一些辨識不明的人,會質疑為何媽媽有遺傳性疾病之基因,還一連生了這麼多兒子,並讓所有兒子都陷入此一疾病。但其實這個問題是時代所造成的缺憾,因為個案的家長這一代與上一代醫療不發達所致。在五零年代時,很多小孩常會因不明緣故就夭折,老一輩的人並不會去追究是什麼病因,也常會以為是營養不良或醫藥水準不夠所導致,因此大部分有遺傳性罕見疾病的家族,都不清楚基因從何而來。時至今日,婚前、產前檢查雖然行之有年,但特殊疾病的基因檢查並非例行性工作,所以在婚前會特別去檢查自己的基因的,實在少之又少。

X­ALD之相關治療

關於X­ALD的治療方法,目前都還在實驗階段。如眾所皆知的「羅倫佐的油」(Lorenzo’s oil),在嚴謹的科學驗證中並未具體證實它的功效。因為目前世界上在做此等研究之人,所下的結論都相當的保守,連一個大師級的人物,如H.W. Moser,在這一行研究三十年了,所給的建議也是相當的中肯,他認為「假如小孩子的神經學症狀已經出現的話,建議個案不要吃羅倫佐的油」。因為此油吃多了有副作用,其中一種是會讓血小板的數目急遽降低。而「禁食含油食物」的方式,基本上並無法具體的改善此一疾病,因為我們人體會自行合成超長鍊脂肪酸,不是禁食食物就能禁止超長鍊脂肪酸的生成,所以禁食只能算是消極應對的方式。

「骨髓移植」也是改善X­ALD的方法之一。但全世界的醫院在實行此一手術時都相當謹慎,因其手術風險很高,且移植之後需密集照護。兩者相形之下,妥善的照顧更為重要,因為骨髓移植者,至少要在無菌室待上一個月,等造血、免疫功能恢復不是件容易的事。倘若能順利熬到出院,之前已經喪失的功能並無法恢復,已經去髓鞘化的神經是不會再生的,這是醫療現場上最為殘酷的現實。因此,在現階段的醫療水準中,並非將主力放在「治癒」此一疾病,而是讓這些個案的生活更有品質。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

目前值得期待的作法,就是要加強臨床心理師的功能。每六個月定期評估個案的神經心理功能,有了此一衡鑑之結果,除了可瞭解個案的優勢與劣勢功能外,還可作為個案功能進步或退化之依據。另外,心理師還可幫助整個原生家庭適應此一個案的改變,並針對個案不同的行為問題,提供詳實的應對方式,並提供預防性心理治療,讓所有的家人做好準備,個案在不知期的未來,即將離開人世。在學校方面,也可趁此機會到個案的學校與師生座談,除了衛教宣導外,也針對導師與班上學生,提供具體因應個案行為的方法。當然,也需讓個案詳細的明白X­ALD此一疾病,並對所有的身心變化有所瞭解,進而面對自己的人生。

以上就是X­ALD這個疾病真實的一面,期盼社會大眾可正確的瞭解此一罕見疾病,並經由社會福利制度的制訂,協助個案有所養、有所終,適切的走完人生旅途。

credit:http://ntoshi.pixnet.net/
credit:ntoshi.pixnet.net

後記(20150109):當初這篇入圍2005國科會科普寫作獎決選,但最後並未錄取。另外,Lorenzo Odone於2008年五月去世,享年30歲。有興趣的人可以去找電影Lorenzo’s Oil來看。雖然年代久遠,不過應該還是深具啟發性。

本文轉載自作者部落格暗香浮動月黃昏

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

參考資料:

  • Lin, S. T., Lu, L. H., Su, S. C., Hwu, W. L., Huang, A., Soong, W. T. (2004).Neuropsychological profile of three cases of adrenoleukodystrophy. Archivesof Clinical Psychology.
  • Moser, H.W. (1997). Adrenoleukodystrophy: phenotype, genetics, pathogenesisand therapy. Brain, 120: 1485­1508.
  • Moser, H.W. (1999). Treatment of X­linked adrenoleukodystrophy with Lorenzo’s oil. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 67: 279­280.
  • Moser, H.W., Smith, K.D., Watkins, P.A., Powers, J. & Moser, A.B. (2001).X­linked adrenoleukodystrophy. In: Scriver, C.R., Beaudet, A.L., Sly, W.S.,& Valle, D. (8th Eds). The metabolic and molecular basis of inherited disease. (pp.2325­2349). New York: McGraw­Hill.
  • Shapiro, E., Krivit, W., Lockman, L.,Jambaque, I., Peters, C., Cowan, M.,et al. (2000). Long­term effect ofbone­marrow transplantation for childhoodonset cerebral X­linked adrenoleukodystrophy. Lancet. 356: 713­718.
  • van Geel, B.M., Assies, J., Wanders, R.J.A., & Barth, P.G. (1997). X linkedadrenoleukodystrophy: clinical presentation, diagnosis, and therapy. Journalof Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 63: 4­14.

 

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
林希陶_96
80 篇文章 ・ 53 位粉絲
作者為臨床心理師,專長為臨床兒童心理病理、臨床兒童心理衡鑑、臨床兒童心理治療與親子教養諮詢。近來因生養雙胞胎,致力於嬰幼兒相關教養研究,並將科學育兒的經驗,集結為《心理師爸爸的心手育嬰筆記》。與許正典醫師合著有《125遊戲,提升孩子專注力》(1)~(6)、《99連連看遊戲,把專心變有趣》、《99迷宮遊戲,把專心變有趣》。並主持FB專頁:林希陶臨床心理師及部落格:暗香浮動月黃昏。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
AI 可以設計散熱,但誰敢讓它出貨?林唯耕談算力背後的物理現實
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/08/20 ・2819字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 高柏科技 合作,泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時,曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏,那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓,引來眾多師生抗議。

「從此以後,我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中,帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言:在理論模型中,氨是太空熱控系統的理想介質;但在現實的辦公大樓裡,它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯,但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險,以及必須為後果負責的工程師。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ,曾任職於美國 OAO 工程部熱流組,深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球,他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心:當晶片運算速度無止境攀升,那股伴隨而生的熱,究竟該往哪裡去?

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗,彷彿進步毫無邊界。然而,每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護。在物理現實面前,再動聽的發表會敘事也必須低頭。

晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護 / 圖片:envato

回顧個人電腦發展早期,晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後,鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級,其實更像是對空間的極限勒索:晶片功率翻倍,發熱源的面積卻沒變大,機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出,散熱設計的核心只有三要素:功率、熱源面積與空間限制。他舉例,在標準的 1U 機箱中,若發熱面積約為三十乘三十毫米,氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數,而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於,風扇轉速提升的背後,是噪音、電力損耗與空間占用。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

因此,「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫,而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱,卻也將新的挑戰帶入機房:漏液風險、流道堵塞、材料相容性,以及維運時的難度。工程的進步,本質上鮮少是徹底消滅問題,更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的,不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人,是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中,沒有空氣能讓風扇製造對流;受光面溫度破百度,陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射,以及熱管與環路型熱管(LHP)來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱,冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力:在他設定的特定條件下,實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能;但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變,移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦(kW)。他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此,太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度,偏好無馬達幫浦的被動式設計;但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度,往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒:技術是否「先進」,與它是否「適合」當下的場景,始終是兩回事。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。/圖片:envato

好論文,為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」,而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作,還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據,在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時,也曾遇過實驗數據無法複製,或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠,而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝,高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」,每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作,並指派專業人才在過程中持續微調、校正,確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測,但由於儀器預設以「水」校正,換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算,卻發現缺乏重複性,數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面,改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證,才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號,而在於那段不夠優雅的挫折:假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻,企業需要的不只是會算數的人才,而是能洞察研究何時「走鐘」,並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

林唯耕坦言,過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」,進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽,卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計,若無法穩定生產或贏得客戶信任,也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案,誰來負責出貨?

訪談尾聲,主持人國威提出了一個時代難題:假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計,企業該選擇全面擁抱 AI 的速度,還是保留緩慢但穩定的工程驗證,以規避潛在的失效風險?

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是:兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案;但工程師仍須實作原型,進行嚴苛的性能與可靠度測試,最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺,而是基於一項事實:AI 的資料庫裡,通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節,且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代,最稀缺的未必是熟練下指令(Prompt)的人,而是具備這種能力的人:能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來,並且願意為最終的量產品質負起責任。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中,雲端是由龐大的機房架構而成,裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張,都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值,就是不讓這筆物理帳單,被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
249 篇文章 ・ 320 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia