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背後中箭、大啖貝類,史前南科住了誰?

研之有物│中央研究院_96
・2019/02/23 ・4586字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 503 ・六年級

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本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

  • 執行編輯|林婷嫻、美術編輯|張語辰

南科考古發現 5000 年前的園區新貴(?)

出土遺骸背後插著頁岩製成的箭,大量貝殼從遺址中挖出。南科園區曾是海洋,隨著洪氾沖積成平原,距今 5000 年前人們來到此地,運用各種環境資源謀生存。

來到南科考古工作室,挖故事的人──李匡悌(南科考古計畫協同主持人),與我們分享南科千百年前的生活。
攝影│張語辰

我以前和你一樣也是個冒險家,直到我的背後中了一箭

背後中箭,不是險惡的現代社會才有。南科遺址中,看到墓葬死者背後被射了幾箭,史前文化住民的鬥爭躍然眼前。這些箭鏃呈現運用環境資源的策略,有的是動物骨骼磨製,例如鹿角、鈍鋸鮫牙齒;有的是頁岩或板岩,其頁理明顯、易加工成尖銳片狀。

南科南關里東遺址出土,大坌坑文化時期的遺骸,背後插著頁岩箭鏃(紅色虛線標示)。
攝影│張語辰

南科遺址中,另有一類環境資源被大量發現,那就是「貝殼」。遺址中可以看到雲母蛤製成的貝刀、堆積成疊的血蚶殼、穿孔就變飾品的榧螺、製成勺器的硨磲貝殼等等,也有混著貝殼砂的陶器,若將鹽酸滴在陶器表面,會與貝殼的碳酸鈣產生化學反應、冒出小小的白泡泡。

值得注意的是,其中硨磲貝常見於恆春半島或澎湖等地,並非生長於台南附近海域。李匡悌推論:「應為外地捕撈或貿易獲得。而且硨磲貝生長在需潛水才能觸及的深度,不是彎腰就能撿到,推測史前文化住民就像海女般已會潛水技術。」

南科南關里東遺址出土,大坌坑文化時期以硨磲貝製成的勺器。
圖片來源│南科考古隊
南科三寶埤遺址出土,大湖文化時期的遺留,骨骸下方堆積著血蚶殼。
攝影│張語辰

原來南科史前文化住民屬於狗派?

除了背後會中箭、愛吃或常使用貝類,古今人們還有一個相似處──飼養小狗。在南科南關里遺址出土了 4 具犬隻骨骸,骨架保存完整,且其中 2 具擺放方向朝南、與埋葬人體的頭向相同。南科考古隊研判在距今 4000-5000 年的大坌坑文化時期,這些犬隻可能被視為家庭或社群成員,而不是被拿來當食物。

南科南關里遺址出土,大坌坑文化時期的「臺灣第一狗」,是目前臺灣最早養狗的證據。
圖片來源│南科考古隊

以上這些考古發掘,只是南科遺址中幾顆耀眼的星星。在猶如滿天星斗的南科眾多遺址中,可觀見一個共通點:史前文化住民的生活,與環境自然資源密不可分。

用貝殼寫下史前的食記

南科考古計畫協同主持人李匡悌,也是中研院歷史語言研究所的研究員,著重於以生態學的角度,探討史前文化住民與生態環境的互動。

李匡悌一邊開車前往南科考古工作室,一邊指著車窗外高大的南科廠樓說:「這裡以前都是海。」南科園區在距今 6000 年前原是汪洋,經過曾文溪逐年洪氾沉積,海岸線不斷往西推移,人們得以在此定居。

海邊除了是史前文化住民的遊樂場,也是食物的來源,尤其是退潮的海灘、積水的水塘,有許多貝類容易撿拾,有吃又有拿。證據是南科出土的大量貝類遺留,其中南關里遺址發現 21 科 47 種的貝類,總重量 2525 公斤;累計貝殼件數最多為「刻紋海蜷」(共 56441 件),累計總重量最重為「近江牡蠣」(共 412.6 公斤)。

南科南關里遺址出土,累計貝殼件數最多的「刻紋海蜷」。
圖片來源│南科考古隊

南科考古隊以碳、氧同位素分析這些出土的貝類遺留,回推其被採收時的溫度與水體環境,發現南科遺址的六個不同文化時期(大坌坑、牛稠子、大湖、蔦松、西拉雅、近代漢人),一年四季都有採貝活動,但以「秋冬」最多。

李匡悌說明:「這現象可能的解釋是,如同現在人們認為秋冬的海鮮最肥美好吃,史前文化住民也在這個季節吃得比較多。是人類和自然環境的互動。」

南科遺址中常見的牡蠣,現今仍可見於臺灣的餐桌。但遺址中頻繁出現的血蚶、結毛蚶、紅樹蜆、雲母蛤等等,皆已在臺灣西南部海岸消失多時。「西南部海岸線的變化、人類過度捕食、人為開發影響環境,這些都是原因。」借鏡史前,李匡悌希望提醒人們運用環境資源的分寸。

至於為何小小的「刻紋海蜷」留下的貝殼件數居冠?明明有更大、肉更多的牡蠣可食用,為何史前文化住民想吸食這種肉少少的「燒酒螺」,難道是因為嘴饞?

來自臺師大地球科學系的團隊成員黃映琁提到:「這是量測出來的事實,背後的因果關係我們也很好奇。」南科遺留被挖掘出來,透過科學方法分析後,仍繚繞層層雲霧等待撥雲見日。

解決問題的樂趣,大於發現遺物的樂趣!

「我們的任務是,透過科學方法、科學理論,找出遺址遺物背後的故事。」李匡悌推了一下眼鏡說。鏡片前方有四尊模擬的史前人像,是《南科史前文化住民面部復原研究計畫》的成果。

團隊挑選幾具保存較為完整的頭骨,拼合頭骨、利用 3D 掃描和 CT 掃描輸出 1:1 模型,再依法醫人類學 (Forensic anthropology))塑造肌理、貼上皮膚,還原史前文化住民的長相。

左邊兩位蔦松文化人,屬於南方臉孔。右二的大湖文化人、右一的大坌坑文化人,屬於北方臉孔。
攝影│張語辰

李匡悌指著頭像說明:「左邊這兩人頭型較小、是典型南方臉孔,右邊這兩人是北方挺拔粗獷的輪廓。這些都是在南科遺址出土的頭骨,可以看到史前的人來人往。」

而動物骨骼出土後,會來到南科考古隊的「動物骨骼室」。先秤重計量、清理剔土後,再與現有生物的骨骼標本比對分類,並登錄建檔以供後續研究,例如分析史前這些動物在哪出現、推論當時人們捕捉動物的技術。

至於史前住民製作的文化遺物出土後,例如石器、陶器,會來到「繪圖室」描繪紀錄。先測量遺物的口徑、剖面、厚度,也會分析製作方法與接合點,再拍攝、點描、彩繪並完稿。

南科考古工作室中,動物骨骼室和繪圖室的工作情景。
攝影│張語辰

「為什麼相機那麼發達,還要手繪?」李匡悌挑眉提出這個問題。

因為在同一張手繪圖中,可以同時呈現遺物外層與內層的結構,例如石器表面的粗糙程度、打磨的質理,陶器的口徑大小、紋路細節等等。「這是僅靠一張照片無法取代的。」李匡悌這句話中,蘊含考古的職人精神。

南科考古工作室中,這些距今 5000 年到 300 年前的遺留是如何被發現?時光要倒轉回到 1995 年,那偶然的一鏟。

用怪手挖 vs. 用人手挖的考古大挑戰

為了發展高科技產業,1995 年行政院選定台南新市、善化、安定之間,作為南部科學工業園區台南園區基地(本文簡稱南科)。但那一鏟開發下去發現……地下怎麼有奇怪的東西?越掘越多、越挖越廣,分布於不同岩層、不同地段的遺址,通通現身和工程人員打照面。

南科地屬曾文溪洪氾區,土壤堆積迅速,以致遺址多深埋地下 1~8 公尺,在過去的農耕活動或小型工程不易被發現,直到南科大規模開發才得以深掘。中研院史語所的臧振華研究員與團隊實地調查,向當時的國科會提出建議,依據〈文化資產保存法〉希望在工程開發前搶救南科遺址。

於是 1996 年,南科園區出現人機競速奇觀。

怪手、卡車、鑽岩芯機轟隆隆開挖基地,塵土飛揚不遠處,一群來自中研院、臺灣史前文化博物館的南科考古團隊,蹲在一個個方坑中,小心翼翼地拿著小鏟,一層層挖掘長埋地下的文物。工作人手從個位數,逐漸增加到一兩百人。

考古工作並不只靠考古隊的付出,也有賴政府的協商、廠商的讓步。為了平衡南科園區施工作業的延宕,有時考古隊會挖到夜晚、與月娘搶時間。

 

1998 年,南科考古隊於南關里遺址進行夜間發掘。
圖片來源│南科考古隊
南科遺址有些埋藏較深,發掘時也有危險性。
圖片來源│南科考古隊

「是在挖寶嗎?」、「那用怪手來挖不是更快?」南科考古隊偶爾會聽到旁人這麼詢問。「我們不是在挖寶,我們是在考古。」儘管這麼回答,問者仍然露出納悶的眼神。

人進去、文物出來,考古發大財?

電影中的挖寶、盜墓者可以任意挖掘,只在乎挖到有金錢價值的物品。但考古要找尋、紀錄、保存發現的遺址遺物,並且遵循國家法律規範。有些人聽說「考古很賺錢」,李匡悌笑笑地搖頭,「那不是考古的目的。」

考古是為了讓世代了解:不是只有我們住在這。

透過考古出土的各種文物,可以重建古代人類如何生活,包含如何吃?怎麼住?與生態環境的關係?社群組織、宗教信仰等問題。若想了解臺灣這塊土地的史前史、亞洲和太平洋地區的文化發展史,南科遺址出土的文物也可提供許多證據。

至今南科共發現 68 處遺址,比對出土層順序、遺物遺跡的類型風格,結合放射性碳 14 的年代測定,可以辨識出六個時期文化:最早到達的先民「大坌坑文化」,落地生根的「牛稠子文化」,新來的人群「大湖文化」,使用鐵器的「蔦松文化」,平埔族的祖先「西拉雅文化」,以及唐山過臺灣的「漢人文化」

南科遺址包含六個文化時期。
圖片來源│南科考古隊

其中大坌坑文化是南科目前已知最早的史前文化,主要分布於南關里遺址、南關里東遺址,埋藏深度分別約為海拔 -1.1 及 -1.6 公尺。

南科遺址的發掘,就像滿天星斗照得考古學家瞳孔發亮。出土的遺物有陶器、石器、玉器、古角器、鐵器、銅器、玻璃器等,也有來自生態環境的植物種子、動物骨骼。遺跡則可見到建築遺痕、墓葬、溝渠、水井和灰坑等等。

南科遺址分布位置圖。
圖片來源│南科考古隊

1999 年開始參與南科考古,二十多年來,李匡悌持續開車往返南港中研院與南科園區,高速公路變成穿越現代與史前的時空隧道。問這番舟車勞頓累不累,李匡悌回答:「生活不會有不累的時候。」週間與團隊埋首考古研究,週末就提醒自己多將時間留給家庭。

李匡悌家中養了一隻非洲灰鸚名叫 「Forever」,以前很愛講話、大叫自己的名字,最近卻埋首拔自己的毛、悶悶不樂,獸醫師看診後提醒「你們太少關心牠了。」採訪結束,開著車離開南科考古工作室的李匡悌,想起家中的非洲灰鸚,靦腆地說:「是該好好陪陪家人啦!」

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本文轉載自中央研究院研之有物,原文為背後中箭、大啖貝類,史前南科住了誰?,泛科學為宣傳推廣執行單位

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/01 ・2113字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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大黃魚和海鯰,古代台南人愛吃什麼魚?
寒波_96
・2022/04/01 ・4023字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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魚類是人類重要的資源,許多古代文化裡魚是日常飲食的一部分,台灣古時候也是如此。一項新發表的研究,調查台南 5000 年來的遺址中有哪些魚,得知古早台南人食用的魚類,受到環境變化的影響。

大黃魚。圖/〈野生大黃魚的滅絕危機

用耳朵裡的石頭,判斷古代人吃哪些魚

如何得知古代人吃哪些魚呢?魚有骨頭,有機會在遺址中留下遺骸,但是相對其他動物來說,魚類的骨頭沒那麼容易留下。所幸硬骨魚的頭部內,有種負責聽覺的構造「耳石(otolith)」。

耳石成分為碳酸鈣,魚去世後是相對容易留存的部位。不同魚類的耳石型態有別,所以見到遺址中的耳石,可以得知古時候有哪些物種。比較不同年代遺址間,耳石組成的變化,便能推論不同時代吃魚的改變。

由中研院的生物多樣性研究中心,林千翔主導的研究,算是用魚類耳石回答考古學的問題。自然死亡的魚也會留下耳石,不過這項研究分析的耳石大部分來自貝塚,也就是人類活動造成的垃圾堆遺址,當年應該曾經是人類的食物。

南科遺址群的地理位置。圖/參考資料

樣本皆來自南科遺址群,也就是南部科學園區的臺南園區的一系列遺址。中研院的歷史語言研究所於公元 1993 到 2010 年,在李匡悌等人率領的挖掘下有許多收穫,魚耳石只是其中一小部分。

從距今 5000 年的新石器時代早期開始,現在是南科的這塊地方便有許多人類活動。南科遺址群的 82 處遺址中,有 17 處出土過魚類耳石,被納入本次研究。考古學上可分為 5 個時期:新石器時代的早期、中期、晚期,鐵器時代,以及歷史時期。

5 個時期中,新石器時代中期只有 1 處遺址 1 件樣本;距今 300 年到現在的歷史時期,也只有 3 處遺址 8 件樣本。用於分析的 1254 件樣本,大部分屬於新石器時代早期、新石器時代晚期、鐵器時代。

遺址們的資訊。圖/參考資料

新石器時代早期,距今 4200 到 5000 年前的 2 個遺址,總共出土 789 件魚類耳石,分別屬於 24 個分類群(taxa),不論數量或多樣性都最高。

新石器時代晚期,距今 2000 到 3300 年前的 7 處遺址,共出土 112 件樣本,分屬 16 個分類群。而鐵器時代,距今 300 到 1400 年前的 4 處遺址,出土 344 件樣本,分屬 13 個分類群。

新石器時代最有存在感的是大黃魚(Larimichthys crocea),早期占 57.29%,晚期占 41.96%,皆為當期最高比例的魚類。鐵器時代變成海鯰(sea catfish)最多,占 61.24%。

遺址中魚耳石的種類。圖/參考資料

台南環境變化,影響食用魚種

地處台南同一個地區的遺址,魚類的數量和多樣性都漸漸減少。之前有個論點主張,這是由於過度捕魚所致。但是這項研究充分利用耳石分析的優點,判斷出土魚耳石組成的變化,並非人為捕撈,主要是自然環境變化的影響。

同一種魚,耳石的型態不會改變,但是大小會變,耳石大小又正比於魚體的尺寸,耳石愈大,魚體也愈大,反之亦然。

遺址中大黃魚的耳石。圖/參考資料

大黃魚在現代也是常見的食用魚類,最近卻由於過度捕撈(過漁),使得野生族群大福縮水;在此之下觀察到,多數個體的身體及耳石也明顯變小。由此推測,倘若古時候發生過漁,遺址中大黃魚的耳石應該會縮小。

新石器時代早期、新石器時代晚期,鐵器時代,三個時期都有大黃魚。比較發現大黃魚的耳石並沒有變小,鐵器時代的耳石雖然數量大幅減少,尺寸還變大一點。表示至少從新石器時代早期到鐵器時代,也就是從 4000 多年到幾百年前,大黃魚並沒有面臨生存危機。

3 個時期大黃魚的耳石尺寸。圖/參考資料

大黃魚在台南遺址的存在感之所以下降,更合理的論點是:海岸線和沿岸環境的改變。

台南的地貌不斷變化,陸地向海延伸。如今南科遺址群位於內陸,離海岸有相當距離;但是在新石器時代早期,南關里、南關里東遺址的年代(屬於小有知名度的大坌坑文化),這塊地方位在海邊;新石器時代晚期陸地範圍前進,不過依然位於海邊。

大黃魚住在岸邊海域,而新石器時代的台南人住在海邊,使他們不難獲得大黃魚之類的海產。魚類以外,這些遺址也出土不少貝類,表示當時的居民,善於利用沿海的水產資源。

隨著泥沙持續淤積,原本位於海邊的南科地區,鐵器時代成為內陸,淤積和河道後來形成台江內海。南科到台灣海峽之間有潟湖存在,鐵器時代的台南人,不用太靠近海邊便能取得水產資源。也許就是如此,大黃魚不再那麼流行,住在河口、潟湖環境的海鯰,變成這個時期遺址中最常見的魚類。

台南自然環境的變化。南科地區在新石器時代就在海邊,鐵器時代變成內陸,和台灣海峽之間有著台江內海。圖/參考資料

耳石只代表一部分古代魚類

不論古今,耳石都是識別魚類的好材料。比較不同年代魚類耳石的改變,可以判斷自然環境與人類文化的變化,但是也要注意,考古遺址中的耳石,無法代表古代食用魚的全貌。

見到某種魚的耳石,那種魚一定存在過,可是曾經存在過的魚,不一定會留下紀錄,耳石組成也不完全等於實際比例。這兒最明顯的例子是,不同年代的多個遺址有出土鯛科魚類(Sparidae)的骨頭,然而其耳石只有 1 件。或許還有些魚類,不論魚骨或耳石都沒有留下,我們根本不知道它們存在過。

我們見到大黃魚在新石器時代早期占 57.29%,晚期占 41.96% 這項數據,並非意謂當時真的有 57%、42% 食用魚為大黃魚;合適的解讀大概是,大黃魚是新石器時代主要的食用魚種,晚期的比例有所降低。

遺址中海鯰科魚類(Ariidae)的耳石。圖/參考資料

大黃魚的古老傳承與當代危機

有趣的是,一直到中國漁民近期過度捕撈以前,野生大黃魚在東亞的東部沿海都很常見。古代台南人捕食不少大黃魚,可謂有偏好也具備技術,他們對大黃魚的偏愛和捕捉技術,或許能追溯到還在對岸海邊的日子。

綜合考古、語言學等方面的資訊推敲,台南在新石器時代的大坌坑文化,應該是台灣初期的南島族群,他們很可能是更早以前來自東亞沿岸移民的後裔。這群人的生產方式包含農業,會種植稻、小米等馴化植物,不過仍然有不少採集和狩獵,以及利用水產資源。他們捕食大黃魚的文化,也許在祖先尚未渡海移民前已經養成。

古代人吃進不少大黃魚,現在大黃魚也是受到歡迎的食用魚,一度族群龐大的魚群還因為濫捕面臨滅團危機,至今沒有從過度捕撈的打擊中走出去。無疑,人類如今也成為影響魚類生態的要角。

延伸閱讀

參考資料

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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這裡痛,那裡痛,全部都是壓力惹的禍!揭開纖維肌痛症的成因
研之有物│中央研究院_96
・2021/03/22 ・3906字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

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  • 採訪撰文|歐宇甜
  • 美術設計|林洵安

日常壓力會誘發纖維肌痛症

纖維肌痛症 (fibromyalgia) 病患有全身慢性肌肉痠痛,可能伴隨失眠、焦慮和憂鬱等症狀,致病機轉一直是個未解之謎。中央研究院生物醫學科學研究所陳志成研究員與研究團隊,找到纖維肌痛症可能的生理與心理致病機轉和關鍵抑制劑,論文於 2020 年 9 月發表於國際風濕免疫科權威醫學期刊 (Annals of the Rheumatic Diseases)。

無藥可醫的纖維肌痛症

「纖維肌痛症 」最常見的症狀是全身肌肉慢性痠痛,伴隨疲勞、失眠、焦慮和憂慮,有時被稱為稍微累一點就全身痠痛的「公主病」。目前醫學對於該病的致病機制並不清楚,病人往往不斷轉診仍找不到明確病因,因此也尚未有專屬用藥,只能先緩解症狀,但效果相當有限。

纖維肌痛症是一種很常見卻又神秘的疼痛病。在成年人中,約有 2 ~ 6% 的人罹患此病,特徵是慢性廣泛性肌肉疼痛,並伴隨疲勞、失眠、焦慮和憂鬱,嚴重影響病人的生活品質,甚至導致失能。圖/iStock

不過臨床上發現,日常生活精神壓力會誘發或加重纖維肌痛症症狀。多數病患的背後都是一段故事,可能有家庭、親友、經濟、工作等各種問題。只是心理壓力和纖維肌痛症到底誰是因、誰是果?背後的致病機制是什麼?「我們必須建立一個可以反應纖維肌痛症的動物模式,以驗證心理壓力與纖維肌痛症的關係。」 陳志成說明。

在此之前,先來看看痠痛是怎麼引發的呢?

組織酸化誘發痠痛

過去研究認為組織酸化會誘發痠痛。1980 年德國人曾做過人體實驗,直接把酸性物質注射入人體,結果發現真的會引起痛感,而且流速越快、越痛,初步證明酸與痠痛的因果關係。但酸是透過什麼樣的分子機制來刺激痛覺神經,卻一直沒有定論。

陳志成嘗試以此建立纖維肌痛症的動物模式。他們先幫小鼠注射酸鹽水,然後以壓肌肉或用細尼龍線刺激小鼠腳掌,發現小鼠碰到刺激會縮腳,代表的確有「疼痛過敏化」現象,但這疼痛過敏化現象在 24 小時以後會消失不見。但如果五天之內在同樣位置再打一次,就會導致持續約一個月的疼痛過敏化,而且也會發生鏡像性的疼痛,成功符合纖維肌痛症的特徵。

這個小鼠實驗模式提供了一個平台,讓陳志成可以從神經學的分子機制上,深入研究組織酸化如何誘發慢性肌肉疼痛。

我們身上各個組織都有痛覺神經,神經上有許多可被酸給激活的離子通道或受體分子,最重要的包括酸敏性離子通道(ASICs),以及辣椒素受體蛋白 (TRPV1) 等等。陳志成實驗發現,如果以藥物抑制 ASICs 或 TRPV1,五天後再次的肌肉酸化刺激就無法誘發慢性疼痛。但是,如果再次的肌肉酸化刺激發生於第二天,仍會誘發 7 ~ 10 天的疼痛過敏化現象。因此,陳志成推論出,第一次肌肉組織酸化不僅是誘發短暫的疼痛過敏化現象,也讓肌肉痛覺神經產生了可塑性變化,所以五天以內再次肌肉酸化刺激,就足以發展成慢性疼痛。

我們身上所有組織都有痛覺神經,上面有許多離子通道或是受體分子,分別對應不同來源的痛覺,其中可被酸激活的是酸敏性離子通道(ASICs)以及辣椒素受體蛋白(TRPV1)。圖/研之有物

用噪音製造壓力源

了解痠痛的神經科學分子機制,下一步就是建立心理壓力造成痠痛的動物模式,怎麼做?噪音是好工具!一般的壓力來源很難定量,但是噪音可以換算分貝並以程式設定,比較好掌握。

他們讓小鼠待在籠中,不定時播放尖銳、人耳可能聽不見的超音波噪音,一天重複六次,隔兩天後再連續兩天重覆進行……結果,受到噪音壓力的小鼠,出現了疼痛過敏化現象持續約一個月。「我們發現,關鍵是要有不確定性、間歇性、重複性的壓力刺激,如果是給予短暫的壓力刺激,小鼠並不會出現慢性疼痛過敏化現象。」

此外,一般纖維肌痛症患者常出現共病,像焦慮、憂鬱等情緒問題。他們觀察具有疼痛過敏化現象的小鼠們,焦慮行為也變得明顯:一般健康的小鼠喜歡到處探索、玩耍, 放入十字迷宮時,敢走到兩側開放懸空的部分,但有焦慮行為的小鼠喜歡躲在隱蔽空間、不敢跑出來。

壓力 –> 氧化脂質 –> 疼痛訊號

建立一套動物模式後,接下來他和研究團隊想知道,體內有什麼東西誘發了痠痛?

他們分析小鼠血液中的脂質,發現小鼠在遭受壓力後,體內有一群特別的脂質被代謝出來。「我們發現到一種氧化脂質 LPC16:0 ,令人眼睛為之一亮!」陳志成說道。原來,幾年前有法國科學家發現這種氧化脂質 LPC16:0 可以專一性的刺激感覺神經元上的 ASIC3 酸敏性離子通道。賓果!全部事情似乎都可以串連在一起了。

經過反覆實驗,致病機轉的輪廓漸漸清楚了!外界的壓力源 (噪音),會導致小鼠體內的氧化壓力上升,造成脂質代謝異常,產生過量的氧化脂質 LPC16:0 ,活化肌肉感覺神經元上的 ASIC3 酸敏性離子通道,造成疼痛過敏化現象,持續刺激下轉變成慢性疼痛。

圖/研之有物 (資料來源|陳志成)

纖維肌痛症療法現曙光

在小鼠身上驗證後,回到纖維肌痛症病人身上觀察:他們體內是不是有比較高的氧化壓力?比較高的異常脂質代謝呢?研究團隊將病患根據症狀嚴重程度分類,一群是全身痛、但症狀比較輕微,一群是全身又痠又痛、症狀比較嚴重,發現全身痠痛症狀嚴重的病人體內的 LPC16:0 特別高,另一組症狀輕微的病患則沒有,兩組之間有明顯的差異。

圖/研之有物 (資料來源|陳志成)

而人體其實本有快速代謝 LPC16:0 的路徑,但在五天內重複刺激,就可能變成慢性痠痛;換句話說,很多纖維肌痛症患者的病因可能是長時間一直受壓力刺激,體內會持續產生氧化脂質 LPC16:0,導致肌肉長期慢性痠痛,「這也能說明一個奇特現象:許多纖維肌痛症病患即使用藥也不見效,但當壓力源去除,像是搬離不幸福的家庭,全身痠痛就可能突然不藥而癒。」陳志成補充。

研究人員證明氧化脂質 LPC16:0 是引起痠痛感的禍首後,就可以嘗試去阻斷它產生。研究團隊用一種可以抑制這種酵素的藥物–血小板活化因子乙醯水解酵素抑制劑 (platelet-activating factor-acetylhydrolase inhibitor; darapladib),打到小鼠的身上,果真成功降低壓力造成的疼痛反應,此發現已申請國際專利,未來可望運用在纖維肌痛症臨床治療。

纖維肌痛症的神祕面紗,至此終於稍稍揭開!這項重大研究成果於 2020 年 9 月刊登在國際風濕免疫科權威醫學期刊 (Annals of the Rheumatic Diseases) 上。不過這只是陳志成痠痛研究的一角。他首創「痠覺理論」,希望能從更深入、全面解答慢性痠痛的成因,尋找更有效的療法。

建立痠覺理論,尋找新一代止痛藥物

何謂痠覺理論?首先,陳志成認為:痠是痠、痛是痛,兩者並不一樣。

這點對華人沒有問題!在臺語詞彙中有痠(SNG)、也有痛,國語詞彙中有又痠又痛、腰痠背痛等,可是在許多國家語言中只有關於疼痛 (PAIN) 的詞彙,沒有單獨提到痠覺的字彙。目前國際上只有對於疼痛的定義,把痠痛視為同一件事,或認為痠只是比較輕微的痛覺。

但是痠痛成因其實相當複雜,與組織酸化的關係也有待釐清!

比方說,酸可能引起疼痛,但你知道它也有止痛的效果嗎?在上述的小鼠肌肉酸化實驗中,陳志成發現同時抑制 ASIC3 與 TRPV1 ,可抑制酸所誘發的疼痛過敏化現象。但奇怪的是,第二天對於小鼠再次進行肌肉酸化刺激,雖然 ASIC3 與 TRPV1 這次沒被抑制,但小鼠竟完全沒疼痛反應!由此得知:除了 ASIC3 與 TRPV1 之外,還有一個未知、但是很重要的受體參與反應。這個神秘的受體是一個可以止痛的酸敏性受體分子,讓止痛的效果從第一次實驗延續到第二次!

接著,陳志成發現這個受體分子被刺激後,會促使感覺神經末梢釋放重要的神經傳導物質–物質 P。他認為:當痛覺神經被刺激後,在肌肉端的神經末梢會釋放物質 P,物質 P 會抑制神經活性,達成止痛作用,宛如痠痛的煞車系統。陳志成隨即抑制物質 P ,果然一次肌肉組織酸化就足以誘發慢性疼痛,讓小鼠無止盡痛下去。

那麼,問題來了!既然酸可以誘發疼痛、又可止痛,那麼痠痛病人到底是抱怨痠,還是痛呢?痠顯然不只是一種輕微的痛覺這麼簡單!這個「酸止痛」的神奇現象,提供了痠與痛的另類思考,物質 P 也可能成為新一代的止痛藥物。

「我現在就像一個傳教士,必須努力說服大家,痠與痛不一樣!我也跟語言學家合作,了解其他國家的相關詞彙,希望不久後可以將痠覺清楚定義出來。」唯有正視痠痛的不同,分別了解痠、痛背後各自的分子病理機制,才能發展更有效的止痛或止痠療法,嘉惠更多受到慢性痠痛折磨的病患。

陳志成自許像一個傳教士,努力建立痠覺理論,並跟語言學家合作,希望不久後可以將痠覺清楚定義出來,進一步找出痠與痛的不同分子機制,發展更有效的止痠與止痛療法。圖/研之有物

研之有物│中央研究院_96
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