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全基因組分析能讓我們知道多少事?

研之有物│中央研究院_96
・2018/05/18 ・4821字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 571 ・九年級

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「全基因組分析」有什麼用?

每個人的身體狀況會因為居住環境、生活習慣而有相當大的差異。但對於同一家族裡的成員來說,相似的基因存在親戚手足之間,彼此未來健康與否,可以從家族病史中看出一些端倪。不過,或許在不久的將來,就可以透過個人的基因資訊,直接評估患病風險,還能篩選適合自己的用藥。

中研院生物醫學科學研究所(簡稱生醫所)所長郭沛恩與研究團隊,正努力推行兩個基因分析計畫:一個針對罕見遺傳疾病;另一個則力求讓大眾問診、用藥更加精確。攝影│張語辰

請問家族病史?

身體不舒服去看醫生時,會填一張病歷表,其中一項常見的問題是:

家族有哪些病史。

疾病的成因,有些是因為先天基因變異,有些是後天環境、飲食、傳染病造成。詢問家族病史的目的在於,相似的基因自祖父母、雙親,再傳到子代,想知道罕見遺傳疾病、甚或癌症、心血管疾病、糖尿病等發生的機會,過往是透過詢問「家族病史」來瞭解。

但未來將有更精確的方式預估患病風險——直接查看基因資訊

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圖/wikimedia

罕見遺傳疾病:分析單一基因變異

針對單一基因異常造成的罕見遺傳疾病,郭沛恩團隊使用「全基因組遺傳分析」(full genome analysis) 來分析病因。

這類罕見遺傳疾病,包含先天性異常 (congenital anomalies) 、神經退化性疾​​病 (neurodegenerative disease) 等等。全基因組遺傳分析分成兩個部分,只要從血液、口水取得可供分析的 DNA,就可以進行全基因體定序 (whole genome sequencing),了解該 DNA 片段的鹼基如何排列;以及繪製全基因體圖譜 (whole genome mapping),了解該 DNA 片段在染色體上的位置。

郭沛恩研究團隊的成員,從血液細胞樣本裡抽取 DNA 。攝影│張語辰

首先,「全基因體定序」,是將已發病患者的 23 對染色體中,每一個基因全部都定序。定序完成後,參考已知的生物學、基因組學、醫學等知識,確認影響發病的基因;或是藉由比對健康雙親的基因,從可能的序列中搜尋基因變異處,再找出罕見遺傳疾病的發病機制。

接著,再利用「全基因體圖譜繪製」,來組裝長片段的 DNA,以提高基因排列的正確性、以及偵測結構性變異的靈敏度。

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全基因體圖譜繪製流程。資料來源│Vilella Genomics  圖片重製│張語辰

如上圖所示,郭沛恩團隊建立基因圖譜 (gene map) 的方法,是先將 DNA 分成較大的片段,利用特定的酵素來標記 DNA 上的特定序列,並黏上螢光當作標籤 (label)。透過機器測量各個螢光標籤之間的距離後,再從影像組合成長 DNA 片段,並定位出該 DNA 片段在染色體的位置。

全基因體圖譜繪製,彌補了全基因體定序讀取長度限制的缺憾;而全基因體定序,則提供了準確的 DNA 序列。藉由這兩個方式,團隊得以進行全基因組遺傳分析 (full genome analysis) ,進而探討罕見遺傳疾病的致病因子。郭沛恩提到:

「DNA 裡充滿重複的序列,讓重建工程增添難度。但如果找到特殊的序列,對定序會很有幫助。」。

相較於小片段 DNA,團隊所使用的較大 DNA 片段有更多序列線索,可以辨認、拼湊出基因原本排列的順序。將辨認大片段 DNA 得到的基因圖譜拼在一起,就能重組整條染色體。

圖/wikipedia

大眾常見疾病:分析多基因關聯

對於「單一」基因異常造成的罕見遺傳疾病,能藉由全基因組定序 (whole Genome Sequencing) 和全基因組圖譜繪製 (whole genome mapping) ,找到可能致病的遺傳因子,再進一步研究發病原因與機制。

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但面對「多基因」交互影響的疾病,例如糖尿病、癌症、心血管疾病、精神疾病等等,上述的全基因組遺傳分析 (full genome analysis) 就無法測出各個單一基因對疾病的影響程度。因為,以心血管疾病來說,少部分為單基因遺傳疾病,而大部分為多基因加上環境飲食等因子交互影響所致,病因相當複雜。

圖/maxpixel

針對多基因影響的常見疾病,郭沛恩研究團隊利用另一種方法:全基因組關聯分析 (genome-wide association study,簡稱 GWAS )。

全基因組關聯分析 (GWAS) 搭配醫療資料的大數據分析,期望能找到與疾病預防、進程、及治療相關的生物標記 (biomarker),也就是體內可以反應某種疾病狀態的指標。目前,郭沛恩團隊正積極地與臺灣各大醫院合作,運用此方法,推行和大眾健康息息相關的「臺灣精準醫療計畫」。

在臺灣精準醫療計畫中,郭沛恩團隊透過文獻收集與疾病相關的「已知」基因變異點,並設計適合檢測該基因位點的晶片,之後病人的檢體就會利用這張晶片進行全基因組關聯分析 (GWAS),確認病人的基因是否在該處有變異情況。

另一方面,由於多數疾病的基因變異點尚「未知」,團隊可藉由全基因組關聯分析 (GWAS) 探究大量的病患基因樣本,從大數據找出與該疾病相關的致病基因;換句話說,當某種疾病的大多數病患,幾乎都在某處基因出現問題,就能推測其為關鍵的基因變異位點。

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若想了解個人罹患糖尿病、癌症、心血管疾病等等這類常見疾病的風險,大眾可先進行基因檢測,建立自己的基因遺傳輪廓 (gene profile),並透過上述的全基因組關聯分析 (GWAS) 觀察基因變異點或表現量,再與自己的臨床病歷比對分析,就可從基因評估患病風險,比參考家族病史更為準確。

圖/wikipedia

降低藥害風險:體外基因檢測

由於不同的基因型會影響人體對藥物的反應,經由體外的基因檢測 (gene test),也能事先得知病患對藥物的反應,協助醫生選用最適合的藥物。基因檢測除了讓醫療決策更精準,用藥也能更符合個人需求。目前市面流通的藥物,多數是由歐美國家針對西方人開發,用在亞洲人身上可能沒有效果、甚至有害。例如,治療心血管疾病常用的抗凝血劑 Warfarin (音譯華法林)。

Warfarin 是從老鼠藥研發而來,具有相當程度的毒性,運用於人體醫療可以預防中風、心臟病。但因為亞洲人缺乏代謝此藥物的基因,很容易產生副作用,用藥過量會出血死亡。2006 年,中研院陳垣崇院士已經找到 Warfarin 的基因標的,並與醫院合作進行用藥前的基因篩檢。

至於常用於治療癲癇與三叉神經痛的藥物 Carbamazepine (卡巴氮平),誤用會引起史蒂文生氏強生症候群 (SJS), 與毒性表皮溶解症 (TEN) 等皮膚病徵。在用藥前先進行基因檢測,可以避免病人為副作用所困擾。

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圖/flickr

目前在臺灣部分大醫院進行單一位置的基因檢測,所費不貲。後續郭沛恩研究團隊若與健保合作,可以讓大眾用較低的費用了解自己的基因組資訊。

但為了達成精準醫療,除了檢測個人基因資訊,還需要蒐集臨床病歷資料、日常運動與飲食習慣等等。資訊越詳細,對疾病預測、治療越有幫助,但前提是要獲得個人的同意。郭沛恩想像,或許有一天,人人身上都有穿戴式裝置的追蹤器,就可以精確蒐集各種訊息。

「但個人意願如何,這就不知道了。」郭沛恩說。

需要時間證明成效

圖/pexels

2018 年初,針對罕見遺傳疾病的全基因組遺傳分析 (full genome analysis) 計畫才剛開始,至少需要一年的時間來執行;至於目標是運用全基因組關聯分析 (genome-wide association study) 提升大眾健康的「臺灣精準醫療計畫」,郭沛恩則期望在這個計畫推行一年半的時候,評估與健保系統合作的可行性,以及是否能真的找到目前未知的致病基因。

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與疾病篩檢的「目的性」檢驗不同,臺灣精準醫療計畫偏向「預防性」檢測,計畫推廣的同時,需要更大量的樣本協助研究。但基因組分析通常會是在人們健康的時候進行,不同於以往大眾所熟悉的目的性疾病篩檢,推廣的過程勢必會受到質疑。面臨這個挑戰,郭沛恩表示研究團隊必須加強示範基因檢測的實際益處,而非以純粹提供數據讓科學家研究為理由來說服民眾。

可預先分析新生兒的基因嗎?

圖/pexels

分析雙親的基因組資訊,的確可以預測新生兒可能面臨的遺傳疾病,但實際狀況依然要等胚胎成形後才能確認。若是從胚胎中取出細胞,並將細胞核中的基因組完全定序,避開疾病與缺陷,只留下優良的基因組合就不再只是夢想。

要完整分析基因組,需要約一百萬個細胞。但在胚胎時期,頂多只能取得幾個細胞,遠不及基因定序所需的量。但即使技術上可行,在倫理層面,郭沛恩還是覺得極不妥當。「我們不知道甚麼樣的寶寶是最好的。」郭沛恩認為,聰明的、健康的、外貌出色的,對每位父母而言「最好的寶寶」都不一樣。

況且,不符合這些特徵的新生兒,並不代表沒有活下來的權力。因此郭沛恩強調,用全基因組分析來篩選小孩,絕對不是個好主意。

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臺灣得天獨厚的優勢

圖/wikipedia

時任生醫所所長的劉扶東升任中研院副院長後,原本一年約莫來臺灣一次的郭沛恩收到擔任所長的邀請。但對於香港長大,在美國就讀大學,並一路當上加州大學舊金山分校皮膚科教授、心血管研究所特聘教授的郭沛恩來說,離開熟悉的環境需付出相當龐大的代價。「我其實沒有想過要離開舊金山,因為研究進行得很順利。」

不過,得知有機會能將精準醫療計畫付諸實行後,郭沛恩對來到臺灣工作相當期待。因為歐美國家也曾推行精準醫療,但歐洲國家如瑞典、荷蘭,將重點放在費用昂貴的全基因體定序。「一個人定序要一千美金,瑞典全國定序要花一百億,很難找到這麼多經費。」郭沛恩提到執行的困難時說。

至於美國,除了民族組成複雜增加分析難度,缺乏完善的健康福利政策更讓基因醫療窒礙難行。由於美國人民的健康保險,是由任職的公司向合作的私人保險集團投保,只要換工作就會由新的保險公司接手,因此當下發生意外或疾病才會給付醫療服務。加上私人保險集團以營利為宗旨,防患未然的基因檢測很難要求保險公司給付。

有些國家有健康照護問題,有些國家則是樣本數量不足。擁有全民健保、人口又夠多的臺灣,確實是個合適的地方。「再說,政府也很有興趣,因為這計畫有機會節省醫療支出,又讓大家更健康。」郭沛恩說。

在美國進行研究多年,後應邀來臺灣,熟悉兩方研究環境的郭沛恩指出,兩國在研究領域都有聰明的人才,差異在於行政系統。在美國,每一筆花費都必須各別申請,雖然申請很困難,但獲得的經費很多;至於臺灣,整筆研究經費是來自國家,雖然資源有其侷限,但研究員有較大的自主空間,可以探索感興趣的領域。

和能力相應的薪資與友善的環境,是招募人才不變的道理

圖/flickr

對於人才招募,郭沛恩認為:

資源(或薪資)、名譽、還有工作的快樂,是讓人有動力工作的要素。

只要臺灣能提供與能力相對應的待遇,就能吸引各地優秀的人才一起來合作。問及現在工作的心得,郭沛恩笑著說:「這裡的同事彼此會熱心地提供協助,工作起來很愉快。」

延伸閱讀

本著作由研之有物製作,原文為《破解遺傳疾病、評估大眾用藥風險──全基因組分析》以創用CC 姓名標示–非商業性–禁止改作 4.0 國際 授權條款釋出。

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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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上網也要有「技術」!從言論、隱私到國安,你我都該懂的界線
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/18 ・2366字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文由 國家通訊傳播委員會 委託,泛科學企劃執行。 

以為鍵盤俠天下無敵?小心一個不留神就觸法!人們常忽略「網路並非法外之地」這個重要事實。不只現實生活中的法律同樣適用於網路空間,隨著科技發展,更多應網路特性而生的法律規範也相繼出現。從基本的言論自由到隱私權保護,從智慧財產權到國家安全,法律體系正全面性地回應數位時代的種種挑戰。

在臺灣,網路上的言論自由權利源自《憲法》第 11 條的明確規定:「人民有言論、講學、著作及出版之自由。」釋字第 509 號則指出,「國家應給予最大限度之維護,俾其實現自我、溝通意見、追求真理及監督各種政治或社會活動之功能得以發揮。」網路快速傳播的特性放大了言論的影響力,而大法官的解釋將言論自由的邊際刻畫得更明確,這在數位時代裡顯得格外重要。

網路與社群媒體的快速傳播,放大了言論的影響力。圖/unsplash

網路上的性、暴力與未成年保護

顯然言論自由並非是毫無限制,2023 年 11 月的一起案件就展現其中一種界線的樣貌。當時,一名 36 歲男子將他和網友在網咖的性愛影片上傳至推特,還寫下「《網咖包廂實戰計 1》我跟某公司 OL 戰鬥」等文字。這段影片一經發布,當事女子立即採取法律行動。最終,法院依其以網際網路「供人觀覽猥褻影像」的罪名,判處該名男子拘役 30 日,得易科罰金。這個判決清楚說明了,即便在虛擬空間,散布猥褻影像仍須承擔實質的法律責任。

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特別是在保護未成年人方面,法律的規範更加嚴格。《刑法》第 235 條明文禁止散布、播送或販賣猥褻物品,無論形式是圖文、聲音還是影像。而《兒童及少年性剝削防制條例》第 36 條更進一步禁止任何形式的兒童色情製品被製造、散布和持有。2019年彰化縣曾層發生過這樣一起案件:一名陳姓中年男子將9歲女童帶往居所,不僅強迫她觀看色情影片,還對她進行猥褻行為,甚至將過程上傳至 Google 雲端。儘管他後來試圖以資助女童就學表達悔意,法院仍以加重強制猥褻等罪,判處他 4 年 4 個月有期徒刑。

不實言論的散布同樣可能觸犯法律。2021 年 9 月爆發的「台大狼師案」就是一個警示。一名女大生在網路上指控教師誘騙她發生關係並傳染性病,幾個月後又指控對方對她進行強制性行為。當她提出告訴時,檢方卻查無性侵事實,加上她反覆的說詞,不僅性侵告訴失敗,還因誹謗罪反被加重判刑。

當駭客、間諜都轉戰網路戰場

2013 年,一名退役空軍上校赴陸經商時被情治單位吸收,返台後透過人脈網絡發展組織、刺探軍事機密,並以空殼公司掩護非法報酬,這個情報網持續運作了 8 年之久。

在涉及國家安全的議題上,法律的態度更是嚴厲。根據《國家安全法》第 2 條的規定,任何人都不得為境外敵對勢力及其控制的組織、機構進行資助、主持、操縱、指揮或發展組織,更不能洩漏、交付或傳遞公務機密,違反者將面臨嚴厲的刑事處罰。《刑法》規定,意圖破壞國體、竊據國土,或以非法方法變更國憲、顛覆政府者,處7年以上有期徒刑,首謀更要判處無期徒刑。

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抄襲與轉貼的邊界在哪裡?

在智慧財產權的保護上,臺灣也經歷了數位時代的轉變。台灣第一個網路著作權相關判決,就發生在傳統出版與數位平台的碰撞之中。南方社區文化網路負責人陳豐偉等三人在中山大學 BBS 上發表的文章,未經同意就被《光碟月刊》收錄在隨刊光碟中發行。三人向台北地檢署提告後,《光碟月刊》發行人兼總經理黃俊義被判處七個月有期徒刑,緩刑三年。這個判決為數位時代的著作權保護樹立了重要典範。

臺灣首例網路著作權案判決,為數位時代智慧財產權保護樹立典範。圖/envato

近年來,影音平台的著作權爭議更趨複雜。2022 年,知名 YouTube 頻道「觸電網」就因為片商車庫娛樂檢舉七十多支未經授權的影片,導致經營 12 年的頻道被迫下架。車庫娛樂透過律師聲明,這是針對「未經合法授權影音內容」的標準處理,並表明將追究民事與刑事責任。

受害了怎麼辦?申訴管道報你知

當我們在網路上的權利受到侵害時,可以根據侵害類型尋求不同的救濟管道。最基本的言論自由權利受到侵犯時,可以先向社群平台提出檢舉。若遇到更嚴重的情況,如散布猥褻影像、非法性私密影片等,除了平台檢舉外,還可以向警方提告,或是尋求衛福部「性影像處理中心」的協助。

在面對網路霸凌、不實言論時,可以向台灣事實查核中心、MyGoPen 等組織求助,協助澄清真相。若發現有害兒少身心健康的不當內容,則可以向 iWIN 網路內容防護機構提出申訴。這個由國家通訊傳播委員會支持的組織,會在受理後進行查核、轉介業者改善或依法處理。

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智慧財產權的侵害在網路時代極為常見,就像「觸電網」遭片商檢舉下架的案例。這類情況可以透過平台既有的著作權保護機制處理,情節嚴重者也可以提起民事訴訟要求賠償。若發現可疑的廣告或不公平交易行為,則可以向公平交易委員會檢舉;若是特定領域的違規內容,則應該向各該主管機關反映,例如藥品廣告歸衛福部管轄、證券期貨廣告則由金管會負責。

網路時代的法律規範正不斷演進,從個人隱私到國家安全,從言論自由到智慧財產權,每個面向都在尋求數位環境下的最佳平衡點。作為網路使用者,我們必須理解並遵守這些法律界線,同時也要懂得運用各種救濟管道保護自身權益。唯有每個人都清楚了解並遵守這些規範,才能共同營造一個更安全、更有序的網路環境。

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當心網路陷阱!從媒體識讀、防詐騙到個資保護的安全守則
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/17 ・3006字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文由 國家通訊傳播委員會 委託,泛科學企劃執行。 

網路已成為現代人生活中不可或缺的一部分,可伴隨著便利而來的,還有層出不窮的風險與威脅。從充斥網路的惡假害訊息,到日益精進的詐騙手法,再到個人隱私的安全隱憂,這些都是我們每天必須面對的潛在危機。2023 年網路購物詐欺案件達 4,600 起,較前一年多出 41%。這樣的數據背後,正反映出我們對網路安全意識的迫切需求⋯⋯

「第一手快訊」背後的騙局真相

在深入探討網路世界的風險之前,我們必須先理解「錯誤訊息」和「假訊息」的本質差異。錯誤訊息通常源於時效性考量下的查證不足或作業疏漏,屬於非刻意造假的不實資訊。相較之下,假訊息則帶有「惡、假、害」的特性,是出於惡意、虛偽假造且意圖造成危害的資訊。

2018 年的關西機場事件就是一個鮮明的例子。當時,燕子颱風重創日本關西機場,數千旅客受困其中。中國媒體隨即大肆宣傳他們的大使館如何派車前往營救中國旅客,這則未經證實的消息從微博開始蔓延,很快就擴散到各個內容農場。更令人遺憾的是,這則假訊息最終導致當時的外交部駐大阪辦事處處長蘇啟誠,因不堪輿論壓力而選擇結束生命。

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同年,另一則「5G 會抑制人體免疫系統」的不實訊息在網路上廣為流傳。這則訊息聲稱 5G 技術會影響人體免疫力、導致更容易感染疾病。儘管科學家多次出面澄清這完全是毫無根據的說法,但仍有許多人選擇相信並持續轉發。類似的例子還有 2018 年 2 月底 3 月初,因量販業者不當行銷與造謠漲價,加上媒體跟進報導,而導致民眾瘋狂搶購衛生紙的「安屎之亂」。這些案例都說明了假訊息對社會秩序的巨大衝擊。

提升媒體識讀能力,對抗錯假訊息

面對如此猖獗的假訊息,我們首要之務就是提升媒體識讀能力。每當接觸到訊息時,都應先評估發布該消息的媒體背景,包括其成立時間、背後所有者以及過往的報導記錄。知名度高、歷史悠久的主流媒體通常較為可靠,但仍然不能完全放下戒心。如果某則消息只出現在不知名的網站或社群媒體帳號上,而主流媒體卻未有相關報導,就更要多加留意了。

提升媒體識讀能力,檢視媒體背景,警惕來源不明的訊息。圖/envato

在實際的資訊查證過程中,我們還需要特別關注作者的身分背景。一篇可信的報導通常會具名,而且作者往往是該領域的資深記者或專家。我們可以搜索作者的其他作品,了解他們的專業背景和過往信譽。相對地,匿名或難以查證作者背景的文章,就需要更謹慎對待。同時,也要追溯消息的原始來源,確認報導是否明確指出消息從何而來,是一手資料還是二手轉述。留意發布日期也很重要,以免落入被重新包裝的舊聞陷阱。

這優惠好得太誇張?談網路詐騙與個資安全

除了假訊息的威脅,網路詐騙同樣令人憂心。從最基本的網路釣魚到複雜的身分盜用,詐騙手法不斷推陳出新。就拿網路釣魚來說,犯罪者通常會偽裝成合法機構的人員,透過電子郵件、電話或簡訊聯繫目標,企圖誘使當事人提供個人身分、銀行和信用卡詳細資料以及密碼等敏感資訊。這些資訊一旦落入歹徒手中,很可能被用來進行身分盜用和造成經濟損失。

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網路詐騙手法不斷進化,釣魚詐騙便常以偽裝合法機構誘取敏感資訊。圖/envato

資安業者趨勢科技的調查就發現,中國駭客組織「Earth Lusca」在 2023 年 12 月至隔年 1 月期間,利用談論兩岸地緣政治議題的文件,發起了一連串的網路釣魚攻擊。這些看似專業的政治分析文件,實際上是在臺灣總統大選投票日的兩天前才建立的誘餌,目的就是為了竊取資訊,企圖影響國家的政治情勢。

網路詐騙還有一些更常見的特徵。首先是那些好到令人難以置信的優惠,像是「中獎得到 iPhone 或其他奢侈品」的訊息。其次是製造緊迫感,這是詐騙集團最常用的策略之一,他們會要求受害者必須在極短時間內作出回應。此外,不尋常的寄件者與可疑的附件也都是警訊,一不小心可能就會點到含有勒索軟體或其他惡意程式的連結。

在個人隱私保護方面,社群媒體的普及更是帶來了新的挑戰。2020 年,一個發生在澳洲的案例就很具有警示意義。當時的澳洲前總理艾伯特在 Instagram 上分享了自己的登機證照片,結果一位網路安全服務公司主管僅憑這張圖片,就成功取得了艾伯特的電話與護照號碼等個人資料。雖然這位駭客最終選擇善意提醒而非惡意使用這些資訊,但這個事件仍然引發了對於在社群媒體上分享個人資訊安全性的廣泛討論。

安全防護一把罩!更新裝置、慎用 Wi-Fi、強化密碼管理

為了確保網路使用的安全,我們必須建立完整的防護網。首先是確保裝置和軟體都及時更新到最新版本,包括作業系統、瀏覽器、外掛程式和各類應用程式等。許多網路攻擊都是利用系統或軟體的既有弱點入侵,而這些更新往往包含了對已知安全漏洞的修補。

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在使用公共 Wi-Fi 時也要特別當心。許多公共 Wi-Fi 缺乏適當的加密和身分驗證機制,讓不法分子有機可乘,能夠輕易地攔截使用者的網路流量,竊取帳號密碼、信用卡資訊等敏感數據。因此,在咖啡廳、機場、車站等公共場所,都應該避免使用不明的免費 Wi-Fi 處理重要事務或進行線上購物。如果必須連上公用 Wi-Fi,也要記得停用裝置的檔案共享功能。

使用公共 Wi-Fi 時,避免處理敏感事務,因可能存在數據被攔截與盜取的風險。圖/envato

密碼管理同樣至關重要。我們應該為不同的帳戶設置獨特且具有高強度的密碼,結合大小寫字母、數字和符號,創造出難以被猜測的組合。密碼長度通常建議在 8~12 個字元之間,且要避免使用個人資訊相關的詞彙,如姓名、生日或電話號碼。定期更換密碼也是必要的,建議每 3~6 個月更換一次。研究顯示,在網路犯罪的受害者中,高達八成的案例都與密碼強度不足有關。

最後,我們還要特別注意社群媒體上的隱私設定。許多人在初次設定後就不再關心,但實際上我們都必須定期檢查並調整這些設定,確保自己清楚瞭解「誰可以查看你的貼文」。同時,也要謹慎管理好友名單,適時移除一些不再聯繫或根本不認識的人。在安裝新的應用程式時,也要仔細審視其要求的權限,只給予必要的存取權限。

提升網路安全基於習慣培養。辨識假訊息的特徵、防範詐騙的警覺心、保護個人隱私的方法⋯⋯每一個環節都不容忽視。唯有這樣,我們才能在享受網路帶來便利的同時,也確保自身的安全!

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從遺傳學角度剖析:女性能在體育場上超越男性嗎?——《運動基因》
行路出版_96
・2024/08/10 ・3712字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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科學期刊的預言:女性能追趕甚至超越男性?

我在 2002 年還在讀大四時,第一次看到兩位 UCLA 生理學家的論文〈不用多久女性就會跑得比男性快?〉,當時我覺得這個標題很荒謬。在那之前我花了五個賽季,進行 800 公尺中距離跑步訓練,成績已經超越世界女子紀錄。而且我還不是自己接力隊上跑最快的。

但那篇論文發表在《自然》(Nature)期刊上,這是世上極具聲望的科學期刊,所以一定有些道理。大眾就是這麼認為的。《美國新聞與世界報導》雜誌在 1996 年亞特蘭大奧運之前,對一千個美國人做了調查,結果其中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。

1996 年亞特蘭大奧運前,一千位美國人中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。 圖/envato

《自然》期刊上那篇論文的作者,把男子組和女子組從 200 公尺短跑到馬拉松各項賽事歷年的世界紀錄畫成圖表,發現女子組紀錄進步得遠比男子組急速。他們用外推法從曲線的趨勢推斷未來,確定到 21 世紀前半葉,女性就會在各個賽跑項目擊敗男性。兩名作者寫道:「正因進步速度的差異實在非常大,而使(兩者)差距逐漸縮小。」

2004 年,趁著雅典奧運成為新聞焦點之際,《自然》又特別刊出一篇同類型的文章〈2156 年奧運會場上的重要衝刺?〉(Momentous Sprint at the 2156 Olympics?)──標題所指的,正是女子選手會在 100 公尺短跑比賽中,勝過男子選手的預計時間。

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2005 年,三名運動科學家在《英國運動醫學期刊》發表了一篇論文,省去問號開門見山在標題宣稱:〈女性終將做到〉(Women Will Do It in the Long Run.)。

難道男性主導世界紀錄的情況,始終是歧視女性、把女性排除於競技場外的結果?

20 世紀上半葉,文化規範與偽科學嚴重限制了女性參與運動競技的機會。在 1928 年阿姆斯特丹奧運期間,有媒體(捏造)報導指稱,女性選手在 800 公尺賽跑後筋疲力竭地躺在地上,這讓一些醫生和體育記者十分反感,使得他們認為這個比賽項目會危害女性健康。《紐約時報》上有篇文章就寫:「這種距離太消耗女性的體力了。」〔1〕那幾屆奧運之後,在接下來的三十二年間,距離超過 200 公尺的所有女子項目,都突然遭禁,直到 2008 年奧運,男女運動員的徑賽項目才終於完全相同。但《自然》期刊上的那幾篇論文指出,隨著女性參賽人數增多,看起來她們的運動成績到最後可能會與男性並駕齊驅,甚至比男性更好。

運動能力的基因密碼:性別差異的生物學根源

我去拜訪約克大學的運動心理學家喬.貝克時,我們談論到運動表現的男女差異,尤其是投擲項目的差異。在科學實驗裡證實過的所有性別差異中,投擲項目一直名列前茅。用統計學術語來說的話,男女運動員的平均投擲速度相差了三個標準差,大約是男女身高差距的兩倍。這代表如果你從街上拉一千個男子,其中 997 人擲球的力氣會比普通女性大。

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不過貝克提到,這種情形可能是反映女性缺乏訓練。他的太太是打棒球長大的,輕輕鬆鬆就能贏過他。他打趣說:「她會發出一束雷射光。」那麼這是生物學上的差異嗎?

男性和女性的 DNA 差異極小,僅限於在女性身上為X或男性為Y的那單一染色體。姊弟或兄妹從完全相同的來源取得基因,透過重組母親和父親的 DNA,確保兄弟姊妹絕對不會相近到變成複製人。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,它的全名是「Y 染色體性別決定區基因」。若要說有「運動能力基因」,那就非 SRY 基因莫屬了。人類生物學的安排,就是讓同樣的雙親能夠同時生育出男性的兒子和女性的女兒,即使傳遞的是相同的基因。SRY 基因是一把 DNA 萬能鑰匙,會選擇性地啟動發育成男性的基因。

我們在生命初期都是女性──每個人類胚胎在形成的前六週都是女性。由於哺乳動物的胎兒會接觸到來自母親的大量雌激素,因此預設性別為女性是比較合算的。在男性身上,SRY 基因到第六週時會暗示睪丸及萊氏細胞(Leydig cell)該準備形成了;萊氏細胞是睪丸內負責合成睪固酮的細胞。睪固酮在一個月之內會不斷湧出,啟動特定基因,關閉其他基因,兩性投擲差距不用多久就會出現。

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男孩還在子宮時,就開始發育出比較長的前臂,這使得他們日後投擲時會做出更有力的揮臂動作。儘管男孩和女孩在投擲技能方面的差異,不如成年男性和女性之間那麼顯著,但這種差異在兩歲幼童身上已經很明顯了。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,會選擇性地啟動發育成男性的基因。 圖/envato

文化與訓練的影響:投擲項目中的性別差距

為了確定孩童之間的投擲差距有多少與文化有關,北德州大學和西澳大學的科學家組成團隊,共同測試美國孩童與澳洲原住民孩童的投擲技能。澳洲原住民沒有發展出農業,仍過著狩獵採集生活,他們教導女孩丟擲戰鬥及狩獵用武器,就像教導男孩一樣。這項研究確實發現,美國男孩和女孩在投擲技能上的差異,比澳洲原住民男孩和女孩之間的差異顯著許多。不過儘管女孩因為較早發育長得較高較壯,男孩仍比女孩擲得更遠。

普遍來說,男孩不僅比女孩更善於投擲,視覺追蹤攔截飛行物的能力往往也出色許多;87% 的男孩在目標鎖定能力的測試上,表現得比一般女孩好。另外,導致差異的部分原因,至少看起來是因為在子宮的時期接觸到了睪固酮。由於先天性腎上腺增生症,而在子宮裡接觸到高濃度睪固酮的女孩,上述項目的表現會像男孩一樣,而不像女孩;患有這種遺傳疾病的胎兒,腎上腺會過度分泌男性荷爾蒙。

受過良好投擲訓練的女性,能輕易勝過未受訓練的男性,但受過良好訓練的男性,表現會大幅超越受過良好訓練的女性。男子奧運標槍選手擲出的距離,比女子奧運選手遠大約三成,儘管女子組使用的標槍比較輕。此外,女性投出的最快棒球球速的金氏世界紀錄是 65 mph(相當於時速 105 公里),表現不錯的高中男生的球速經常比這還要快,有些男子職業球員可以投出超過 100 mph(相當於時速 160 公里)的球速。

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在跑步方面,從 100 公尺到 1 萬公尺,經驗法則是把菁英級表現差距定在 11%。從短跑到超級馬拉松,不管任何距離的賽跑,男子組的前十名都比女子組的前十名快大約 11%。〔2〕在職業等級,那就是個鴻溝。女子組的 100 公尺世界紀錄,跟 2012 年奧運男子組的參賽資格還差了四分之一秒;而在一萬公尺長跑,女子組的世界紀錄成績,與達到奧運參賽資格最低標準的男選手相比落後了一圈。

不論距離,男子組前十名的跑步速度普遍比女子組快約 11%。圖/enavato

投擲項目與純爆發力型運動項目的差距更大。在跳遠方面,女子選手落後男子 19%。差距最小的是長距離游泳競賽;在 800 公尺自由式比賽中,排名前面的女子選手,與排名前面的男子選手差距不到 6%。

預言女性運動員將超越男性的那幾篇論文暗示,從 1950 年代到 1980 年代,女性表現的進展遵循一條會持續下去的穩定軌跡,但在現實中是有一段短暫爆發,隨後趨於平穩──這是女子運動員,而非男子運動員進入的平穩期。儘管到 1980 年代,女性在 100 公尺到 1 英里各項賽跑的最快速度,都開始趨於穩定,但男子運動員仍繼續緩慢進步,雖然只進步一點點。

數字很明確。菁英女子選手並未趕上菁英男子選手,也沒有保持住狀況,男性運動員則在非常慢地進步。生物學上的差距在擴大。但為什麼原本就有差距存在?

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註釋

  1.  各報上氣不接下氣地報導 800 公尺女子選手紛紛倒在跑道上。正如運動雜誌《跑步時代》(Running Times)2012 年的一篇文章指出的,實情是只有一個女子選手在終點線倒下,其餘三名都打破了先前的世界紀錄。據稱人在現場的《紐約郵報》記者寫道,「11 位淒慘的女性」當中有 5 人沒有跑完,5 人在跑過終點線後倒下。《跑步時代》報導說,參賽的女運動員只有 9 個,而且全部跑完。
  2. 過去普遍認為,隨著比賽距離拉長,女子賽跑選手會超越男子選手。這是克里斯多福.麥杜格(Christopher McDougall)在《天生就會跑》這本很吸引人的書裡談到的主題,但不完全正確。成績非常優秀的跑者之間的 11% 差距,在最長距離和最短距離同樣穩固存在。儘管如此,南非生理學家卻發現,當一男一女的馬拉松完賽時間不相上下,那個男士在距離短於馬拉松的比賽中通常會贏過那個女士,但如果競賽距離加長到 64 公里,女士就會跑贏。他們報告說,這是因為男性通常比較高又比較重,比賽距離越長,這就會變成很大的缺點。然而在世界頂尖超馬選手當中,男女體型差異比一般群體中的差異小,而 11% 的成績差距,也存在於超級長距離的最優秀男女選手之間。

——本文摘自 大衛・艾普斯坦(David Epstein)運動基因:頂尖運動表現背後的科學》,2020 年 12 月,行路出版,未經同意請勿轉載

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