科學寶可夢 #111 鐵甲犀牛：不如叫石墨烯牛

• 作者／顯微觀點
• 本文轉載自顯微觀點《電子顯微鏡走進生醫研究的關鍵推手：赫爾穆特・魯斯卡》

1986年的諾貝爾物理學獎頒給了恩斯特‧魯斯卡（Ernst Ruska），以表彰他設計出第一台電子顯微鏡。雖然人們大多關注其理論和技術層面為顯微技術帶來長足的進步，但電子顯微鏡的應用層面，尤其是醫學與生物學的影響，更是為電子顯微鏡實現功能性和商業價值發揮關鍵作用；恩斯特的弟弟赫爾穆特‧魯斯卡（Helmut Ruska）在其中扮演著重要的角色——儘管他並未獲得諾貝爾獎項。

人類對微觀世界的探索，最早可以追溯到17世紀。當時，英國博物學家羅伯特‧虎克（Robert Hooke）利用自製顯微鏡觀察軟木塞，觀察到了植物細胞壁，並稱其為「細胞」（cell）。荷蘭的雷文霍克（Antonie van Leeuwenhoek）以精湛的磨鏡技術，進一步製造出放大倍率更高的顯微鏡，在清澈的水中發現了肉眼見不到的「生物」，成為第一個發現細菌、紅血球和精子的人。

隨後的兩百年間，光學顯微鏡雖然不斷進化成為微生物研究的利器，但始終跨不過繞射極限的門檻，受限於光波長的限制，解析度停留在200奈米。任何比這更小的物體，只能呈現出一個模糊的點。因此儘管人們透過過濾、疾病源頭推論等方法，認為有比細菌更小的「病毒」（Virus）存在，卻無法一睹其真面目。直到電子顯微鏡的出現。

兄弟登山「一起探索未知」

恩斯特和赫爾穆特出生於德國知識份子家庭，他們的父親尤利烏斯．魯斯卡（Julius Ruska）是一位學者，專長是東方語言與文化研究，曾在大學任教。恩斯特生於1906年12月25日，是在家中七個孩子裡排行老五；赫爾穆特則於1908年6月7日出生在海德堡，排行第六。

從小兩兄弟關係就特別親密，也對光學儀器留下了深刻的印象。他們的天文學家馬克斯．沃爾夫（Max Wolf）叔叔便曾多次帶他們參觀他管理的王座山（Königstuhl）天文台的望遠鏡。而他們家裡書房裡，則放著父親的大型蔡司顯微鏡。雖然尤利烏斯有時會展示有趣的事物給孩子們看，但他擔心孩子們笨拙地操作會損壞物鏡或標本，因此嚴令他們禁止觸摸。

隨著恩斯特對於工程學的興趣赴慕尼黑工業大學和柏林工業大學學習電子學；赫爾穆特則於1927年開始學習醫學，先後在柏林、茵斯布魯克（Innsbruck）及海德堡大學就讀。在海德堡，赫爾穆特的學術重心集中在臨床醫學與生物化學，直到1932年完成醫學學位、開始臨床醫學專業生涯。

對新技術的可能性深具信心

如果這些目標得以實現，那麼疾病成因研究的進展對醫生來說將具有直接的實際意義，這一點幾乎無需贅述。它將深刻影響到日益重要的臨床疾病實際問題，進一步對公共衛生產生重大影響。

理查．西貝克

1929年，恩斯特在研究論文中證明，使用短線圈可以獲得電子束照射孔徑的清晰放大影像，並在1931年4月獲得確鑿的證據，證明電子束可以像光學顯微鏡一樣經由二次放大成像。儘管該裝置的總放大倍率非常有限，但如今仍被公認為第一台電子顯微鏡。

但當時恩斯特提出的顯微技術並沒有被認真看待，大多數專家認為這只是癡人說夢。但已快完成醫學學業的赫爾穆特堅信，一旦恩斯特提出的顯微技術成功，臨床醫學、生物這些學科將有長足的進步。因此他鼓勵哥哥繼續克服困難，包括樣品被電子束燒毀的問題。

他們仍然花了三年時間才透過赫爾穆特的前臨床老師、柏林夏里特醫院第一內科主任理查．西貝克（Richard Siebeck）教授的專業評估及推薦，成功獲得資助。這些專業的建議讓柏林的西門子和耶拿的卡爾．蔡司留下深刻的印象，他們都準備進一步發展工業電子顯微鏡。

病毒，終於被看見

1937年西門子在柏林斯潘道（Spandau）成立了超微科學實驗室，魯斯卡兄弟與馮．博里斯共同開發原型儀器。赫爾穆特憑藉醫學專長專注於電子顯微鏡的生物學應用，並在1938年完成了兩台原型機，最大放大倍率為30000倍。1940年，西門子更設立了一個由赫爾穆特領導的客座實驗室，配備了四台電子顯微鏡，供來訪科學家使用；赫爾穆特同年也首次展示了噬菌體的影像。

1940年代初，赫爾穆特已發表了約20篇關於細菌、寄生蟲和不同病毒超顯微結構的報告，這些出版物標誌著首次利用電子顯微鏡對病毒進行視覺化。包括1939年他與考舍（Gustav A. Kausche）和普凡庫赫（Edgar Pfankuch）合著的《超顯微鏡下植物病毒的影像》，展示了菸草花葉病毒的桿狀結構，首次揭示病毒的亞微觀顆粒。

赫爾穆特也研發了電子顯微鏡的樣品製備技術，利用鋨燻蒸法，將乾燥樣本暴露於鋨蒸氣中，選擇性地使細胞染黑，且不會過度改變標本以增強對比度。1943年他發表論文〈病毒類型分類的嘗試〉，基於電子顯微鏡的觀察提出病毒形態分類，例如依形狀（球形、桿狀）及大小分類，影響後來的病毒分類系統。

被戰爭淹沒的科學貢獻

赫爾穆特的研究並不局限於病毒，他還參與了糖原結構和血液凝固過程的研究，甚至昆蟲肌肉的精細結構、蚯蚓的虹彩皮膚以及植物葉綠素也都是他曾經研究的主題。

二戰後，赫爾穆特成為柏林大學（後更名為洪堡大學）的教授，並擔任柏林-布赫德國科學院微觀形態學部門的負責人。1952年至1958年，他至美國擔任紐約州衛生部微觀形態學部門負責人，之後出任德國杜賽道夫大學生物物理與電子顯微鏡研究所長。

可惜的是，儘管赫爾穆特在電子顯微鏡的生物應用領域具有開創性貢獻，但他在科學史上的地位卻被嚴重低估。由於赫爾穆特論文大多發表在德國期刊上，加上納粹和二戰時期德國處於孤立狀態，他的研究成果並未廣為人知。赫爾穆特1973年8月30日在杜賽道夫去世，也因此錯失了與哥哥恩斯特·魯斯卡共同分享諾貝爾獎的機會，後者在1986年才獲得遲來的認可。

但赫爾穆特無疑是推動電子顯微鏡跨出實驗室成為商用顯微鏡，並進入生物醫學研究應用的關鍵人物。而他也培養無數後代研究人員，奠定了電子顯微鏡在生物醫學研究中的重要角色。

參考資料：

• Kruger, D. H., Schneck, P., & Gelderblom, H. R. (2000). Helmut Ruska and the visualisation of viruses. Lancet, 355(9216), 1713–1717.
• Ruska, E. (1986, December 8). The development of the electron microscope and of electron microscopy [Nobel Lecture]. Nobel Foundation.
• Helmut Ruska
• Grokipedia: Helmut Ruska

延伸閱讀：

• 用電子照亮世界──電子顯微鏡如何帶來科學革命(1)
• 用電子照亮世界──電子顯微鏡如何帶來科學革命(2)

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《巴金森氏症多元治療策略，改善藥效波動 神經專科醫師圖文懶人包》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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巴金森氏症患者常面臨身體宛如「斷電」般突然僵硬的困境。醫師指出，透過記錄症狀並搭配多元用藥調整，能有效穩定藥效波動、縮短斷電時間，幫助患者重拾平穩生活。

「門診有位患者，屬於早發型巴金森氏病，年紀輕輕、才40多歲就發病，所幸患者積極接受治療，在穩定控制後，順利恢復工作、平時也可搭公車上下班。」國立成功大學附設醫院神經部李宗霖醫師表示。

「然而，隨著多年病程進展後，患者逐漸出現藥效漸退（Wearing-off）的狀況，即使規律服藥，仍可能突然卡住、動作僵硬，就像『斷電』一樣。對仰賴大眾運輸通勤的患者而言，不僅容易趕不上班次，甚至上下車都變得困難。」

李宗霖醫師指出，經過詳細評估後，醫療團隊與患者討論並調整整體治療策略，透過多元藥物搭配與治療時程的優化，使藥效表現更穩定。調整後，患者藥效中斷的時間明顯減少，通勤安全性提升、跌倒風險下降，生活品質也逐漸獲得改善。

如何察覺巴金森氏病？哪些人是高風險族群？

巴金森氏病（Parkinson’s Disease）的主要病理機轉，與中腦黑質分泌多巴胺的神經元退化有關。當多巴胺神經元逐漸凋亡，會造成大腦基底核迴路功能失衡，進而產生運動與非運動症狀。

常見的運動症狀包括：動作遲緩、肌肉僵硬、靜止性顫抖、姿勢前傾、步態不穩、平衡困難、步伐變小…等。此外，許多患者在運動症狀出現前 10–20 年，就可能出現非運動症狀，例如便祕、嗅覺減退、睡眠障礙、憂鬱、焦慮，或快速動眼期睡眠行為異常（例如：睡夢中會拳打腳踢，把夢境演出）等情況。

巴金森氏病的盛行率會隨年齡增加，在 50–60 歲後明顯上升。但李宗霖醫師也提醒，巴金森氏病並非老年人專屬疾病，臨床上也可能見於 30–40 多歲的年輕患者。

巴金森氏病的影響有哪些？可以根治巴金森氏病嗎？該如何治療？

若未接受妥善治療，巴金森氏病可能因動作遲緩與僵硬導致跌倒、骨折；活動力下降也會影響工作與生活品質。隨著病程進展，部分患者可能出現吞嚥困難、營養不良，進一步增加感染或肺炎的風險。

目前巴金森氏病仍屬無法根治，也無法逆轉已發生的神經退化性疾病。但透過長期且適當的治療與管理，可以有效控制症狀，協助患者維持一定的功能與生活品質。

李宗霖醫師指出，臨床治療的核心目標，是針對多巴胺不足的問題，透過藥物補充與調整，讓症狀能夠逐漸獲得穩定控制。

目前巴金森氏病的治療上，可以透過藥物有效控制症狀，幫助患者奪回人生主控權。李宗霖醫師說明，由於巴金森氏病的核心問題，是體內多巴胺的缺乏，因此目前以左旋多巴類藥物為治療主力，搭配其他多巴胺促效劑、酵素抑制劑（例如MAO-B抑制劑、COMT抑制劑）或金剛胺…等藥物，藉此補充患者缺乏的多巴胺。

為什麼治療巴金森氏病一段時間後，效果會變得不穩定？

隨著疾病進展，腦內多巴胺神經元逐漸減少，大腦原本「緩衝」藥效的能力會下降，使得服藥後的效果變得不穩定，容易出現藥效漸退的現象。

李宗霖醫師形容：「這有點像老化的電池，電量掉得很快，時而來電、時而斷電。」患者動作順暢的「來電（on）」時間縮短，而僵硬、無法動彈的「斷電（off）」時間增加，對生活影響甚鉅。

藥效波動不僅影響動作、行走流暢度，也可能干擾如廁、進食等基本生活功能，甚至增加跌倒與意外風險。因此，治療目標會放在縮短斷電時間、延長動作穩定的時間，並降低藥效波動對生活的干擾。

如何及早發現藥效漸退？治療策略可以怎麼調整？

臨床上可透過藥效漸退量表（WOQ-9）協助判斷是否出現藥效漸退的情形。李宗霖醫師建議，臨床症狀不穩定的患者建議每 1–2 週填寫一次，將日常症狀變化系統化記錄下來，幫助醫師看診時更了解實際居家症狀起伏的模式，能夠更精準調整整體治療策略。

巴金森氏病治療策略並非一成不變，而是隨著病程與生活需求，透過藥物種類、劑量、服藥時間與搭配方式的調整，打造個別化、穩定、長期且多元的治療計畫。

長期管理，讓生活更穩定

巴金森氏病的治療重點，在於持續、全方位的管理。規律服藥、良好飲食習慣、復健/物理治療，規則運動與醫療團隊的密切配合，大部分患者都能維持一定的生活品質。

李宗霖醫師表示，許多調整得宜的患者，外表行動甚至不易被外人察覺罹病。醫療團隊會與患者攜手合作，讓生活更穩定、更可掌控。

筆記重點整理

• 巴金森氏症與中腦黑質多巴胺神經元退化有關，會造成運動與非運動症狀。
• 隨病程進展，藥效穩定度可能下降，出現藥效漸退與波動。
• 透過症狀紀錄工具（如 WOQ-9），可協助及早發現藥效變化。
• 治療需長期且個別化，透過多元策略調整，協助患者維持功能與生活品質。

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《乳房檢查發現「怪東西」，下一步該怎麼辦？》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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乳房檢查發現異常別慌張！本文帶您了解常見的切片取樣方式與微創手術優勢，並詳解確診良性或惡性後的治療策略，助您化解不安、早期治療。

乳房檢查發現「怪東西」，下一步該怎麼辦？

早期乳癌沒有症狀，必須定期接受乳房超音波及乳房攝影才能早期發現。針對可疑的乳房腫瘤或微小鈣化點，外科醫師會進行「取樣切片檢查」，確認病灶為良性或惡性。

什麼是切片檢查？只有切一片嗎？

外科醫師會先進行「取樣」，取出檢體後，病理科醫師會將檢體「切片」才能在顯微鏡底下判讀並完成病理報告。所以不是切一片而已喔！

常見的取樣方式有3種，粗針取樣、手術取樣、乳房真空輔助微創手術取樣，後兩者能夠取得較多的檢體，幫助獲得更準確的診斷。

粗針切片取樣後，通常腫瘤還在，後面兩種方式幾乎等同移除腫瘤。

若病理報告顯示為「良性」而且想要移除怎麼辦？

可以選擇「傳統手術」、「內視鏡手術」、或「乳房真空微創手術」

什麼狀況之下，即使「良性」也建議移除腫瘤呢？

如果腫瘤範圍較大、較分散、數量多，取樣可能會有誤差，需切除完整病灶來化驗；其次，若影像看起來非常可疑，但是切片結果卻是良性；或者有些良性腫瘤的病變風險較高 ，也會建議切除，避免惡化；若腫瘤持續變大、外觀有變化，或不願承受心理壓力者，以及不方便定期追蹤者，都會建議切除來解除不安。

相較於傳統手術，乳房真空微創手術傷口較小，約為0.3至0.5公分。在超音波引導下，入針一次即可完成。

術後疼痛較少、恢復期較短、也能較好的維持乳房外觀，即使為多發性腫瘤，也只需要一個小傷口，就能移除。

如果病理報告為「惡性」怎麼辦？

如果病理報告顯示為「惡性」，醫師便會根據乳癌亞型擬定治療計畫。

只要是癌症，無論先前是進行傳統手術還是微創手術，都需要進行以下的治療計畫：1、再次手術進行擴大切除 2、淋巴取樣 3、塑型 4、放射線治療/化學治療。

若需施打化療藥物，一般需要植入「人工血管」，確保化學治療的品質、安全及患者的舒適度。植入後不會影響日常活動，可以正常運動，也可以游泳喔！

何時會使用腫瘤標記夾？

化療前做定位，化療後即使腫瘤縮小到看不見，也知道原本位置；也常用於術後追蹤治療上。

小小一片不會影響生活、不會感染，過海關也不會有問題喔！

只要接受正規治療，早期乳癌的五年存活率可超過九成，請務必定期接受檢查，才能早期發現、早期治療！