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庫里生日│ 科學史上的今天:8/22

張瑞棋_96
・2015/08/22 ・1004字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 452 ・五年級

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1969 年 4 月 4 日,德州心臟研究院的手術房內,庫里醫生將 47 歲病患的心臟摘除,改植入一顆人工心臟。手術後病人順利甦醒,成為史上第一位安裝全人工心臟的人。64 小時以後,有顆捐贈的心臟抵達院內,庫里醫生再做心臟移植手術,用它取代病人體內的人工心臟。不幸,病人 32 小時後即死於肺部真菌感染。

無論如何,庫里還是成為世上第一位成功完成人工心臟移植手術的醫生。由他拔得頭籌似乎並不令人太意外,畢竟前一年他才繼南非的伯納德(Christiaan Barnard)醫生首創心臟移植手術之後,成功將一顆來自 15 歲女孩的心臟移植至一位中年男子體內,成為美國的第一人。而他在 1962 年到 1967 年之間所做的人工心臟瓣膜手術,更是史無前例地將病患的死亡率從 70% 降到 8%,因此獲得國際外科手術學會頒予最高榮譽的獎項。

然而,他這一次的成就卻招來的尖銳的質疑與非難,而且砲火來自於過去的夥伴,血管手術權威──德貝基(Michael DeBakey)醫生。

庫里與與德貝基兩人於 1950 年代在貝勒醫學院(Baylor College of Medicine)及附屬醫院共事,兩人在互相切磋下,在手術方法上做出許多創新,例如德貝基於 1953 年首度完成頸動脈內膜切除術,庫里也發明了移除主動脈瘤的新方法。然而兩人卻逐漸變得水火不容,庫里最後於 1960 年離開醫院,但仍保留醫學院的教職;兩年後,他創立了德州心臟研究院。

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庫里所用的人工心臟來自貝勒醫學院的實驗室,而這個由政府提供經費的研發計畫正是由德貝基帶領。雖然這顆人工心臟是由設計人里歐塔(Domingo Liotta)帶給庫里,但當時人在外地的德貝基毫不知情,因此聞訊後氣急敗壞地指責庫里偷竊、忘恩負義;並批評他未經評估,就貿然將只做過動物實驗的人工心臟用在人身上,既不合法又不道德。

經過調查後,美國外科醫師協會投票通過譴責庫里;第二年,他黯然離開任教十九年的貝勒醫學院,從此與德貝基更是形同陌路。庫里轉而專注於冠狀動脈繞道手術;到 1972 年為止,他就已經做了一千二百件繞道手術──又是另一項世界第一。

庫里在 1972 年成立以他為名的心血管手術基金會,舉辦研討會,促進全世界的心血管外科醫生彼此交流。2007 年 11 月 7 日,他的基金會頒發終身成就獎給德貝基。當 99 歲的德貝基坐著輪椅現身時,87 歲的庫里上前擁抱,兩人四十幾年的恩仇終於在這一刻化解。

圖片版權:ERIC KAYNE/HBJ

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本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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張瑞棋_96
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1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文與  益福生醫 合作,泛科學企劃執行

昨晚,你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎?這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾,甚至在腦海中數了幾百隻羊,大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程,讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇:你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠,我們得先認識身體的一套精密防衛系統:下視丘-垂體-腎上腺軸(HPA axis) 。這套系統原本是演化給我們的禮物,讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時,能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動,腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙),這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性,讓我們在危機中保持清醒 。

然而,現代人的「劍齒虎」不再是野獸,而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

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在理想的狀態下,人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後,身體會進入「修復模式」,此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點,讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素(Melatonin)接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號,它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素(Orexin)神經元,幫助大腦順利關閉覺醒開關。

對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態 / 圖片來源:envato

然而,當壓力介入時,這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出,長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化,使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌,更會讓食慾素在深夜裡持續活化,強迫大腦維持在「高覺醒狀態(Hyperarousal)」。 這種令人崩潰的狀態就是,明明你已經累到不行,但大腦卻像停不下來的發電機!

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升,而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸,分泌更多皮質醇來試圖消炎,高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期(REM),導致睡眠品質變得低弱又破碎,最終形成「壓力-發炎-失眠」的惡行循環。也就是說,你不是在跟睡眠上的意志力作對,而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關:PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局,科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系:腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」,而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便,更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話,直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」(Psychobiotics)。

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腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」/圖片來源:益福生醫

在眾多研究菌株中,發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發,累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」(First Night Effect, FNE),也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難,俗稱認床。科學家在進行實驗時發現,補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期(NREM)的睡眠長度,且入睡更快,起床後也更容易清醒。更重要的是,不同於常見的藥物助眠手段(如抗組織胺藥物 DIPH)容易造成快速動眼期(REM)剝奪或導致睡眠破碎化,PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力,它能有效縮短入睡所需的時間,並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現,即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理(Heat-treated),轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」(Postbiotics),其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點,讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中,科學家觀察到一個耐人尋味的現象:當詢問受試者的主觀感受時,往往會遇到強大的「安慰劑效應」,無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人,主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相,讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而,客觀的生理數據(Biomarkers)卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後,實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人(84.6%)出現了夜間褪黑激素分泌增加,且壓力荷爾蒙(皮質醇)顯著下降,這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統,而不僅僅是心理安慰。

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最值得關注的是,對於那些失眠指數較高(ISI ≧ 8)的族群,這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後,不僅生理標記改善,連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間,以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌:https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠:構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息,而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠,關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石,始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境,到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統,並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現,身體便能更順暢地啟動睡眠開關,回歸自然的運作節律。

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與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持,每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始,為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通 / 圖片來源 : envato

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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作,泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡,乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生;但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視,那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」(IPF),其預後往往不太樂觀,確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先,我們得先破解一個迷思:肺纖維化並不是單一疾病,而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」,腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象,患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕,像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是,IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化,是兩種完全不同的概念。

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IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉 / 圖示來源:shutterstock

肺部為何會變成「菜瓜布」?

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布?這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織,就是肺部間質組織(interstitium)的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍,包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下,肺部損傷後會啟動修復機制,並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內,這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號,導致負責修復工作的「纖維母細胞」(fibroblasts)被過度活化,進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織,最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現,這個過程之所以棘手,在於它是一個「惡性循環」,肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ,它們相互加乘,演變成難以阻斷的強大破壞力。

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雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸,特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外,患有自體免疫疾病(如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎,)的患者,他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人,必須特別警覺。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。/ 圖示來源:shutterstock

打斷惡性循環的挑戰,為何只對抗「纖維化」還不夠?

面對這個不可逆的疾病,醫學界長年束手無策,直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥:Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺,首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而,這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望,卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看,這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題:既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊,那麼,我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略,從而更有效地打斷這個惡性循環?

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找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題,科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素:磷酸二酯酶 4B(PDE4B)

為什麼鎖定它?讓我們看看它的「雙重作用」機制:

  1. 關鍵位置: PDE4B 同時存在於免疫細胞(與發炎有關)與纖維母細胞(與纖維化有關)當中。
  2. 作用機制: PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP(環磷酸腺苷) 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
  3. 雙重抑制: 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性,細胞內的 cAMP 就不會被分解,濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞,同時產生抗發炎抗纖維化的雙重效應。

簡單來說,鎖定並抑制 PDE4B,就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程,有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來,全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗,我們相信,在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後,期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

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最後,我們必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手,雖然現有的治療手段能延緩惡化,但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織,因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。/ 圖示來源:


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主動脈瘤為何致命卻無感?醫師解析最新支架手術
careonline_96
・2025/09/30 ・2067字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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請問什麼是主動脈瘤?

陳紹緯醫師:主動脈瘤並不是我們傳統認知的惡性腫瘤,並不會造成遠端轉移,也不是什麼不治之症。主動脈瘤指的就是血管異常的膨大。一般而言,主動脈瘤的定義是大於5公分。根據不同的位置,包括了升主動脈、主動脈弓、降主動脈以及腹主動脈,不同的位置會有不同的治療條件。主動脈瘤如果及早發現,一般治療效果都相當的好。但是如果拖到了主動脈破裂,手術風險就相當的高。

請問主動脈瘤的危險因子為何?

陳紹緯醫師:常見的主動脈瘤危險因子包括了年紀,年紀越大的人越容易發生主動脈瘤。此外,抽菸、家族病史以及高血脂,都有可能增加主動脈瘤的風險。

請問主動脈瘤該如何治療?

陳紹緯醫師:根據主動脈瘤不同的位置,會決定它不同的治療方式。絕大多數的病人都可以利用主動脈支架微創手術來進行治療。但是升主動脈瘤由於靠近心臟,主動脈支架並不適合治療,必須藉由傳統開胸心臟手術來治療升主動脈瘤。

請問開放式手術有哪些優點?

陳紹緯醫師:如果主動脈瘤發生在主動脈根部、升主動脈這些位置,目前都只能以傳統的開放式手術進行。此外,開放式手術最大的好處是一勞永逸。我們在手術中將病灶主動脈瘤切除,並植入新的人工血管,長期的結果相當可靠。

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請問主動脈支架手術有何優點?

陳紹緯醫師:絕大多數的病人可以藉由腹股溝打針、穿刺的方式進行手術,沒有任何手術切口。在先進的影像導引系統定位之下,我們將主動脈支架置放於病灶。主動脈支架撐開之後會將血液導流,使血液不會進入主動脈瘤,因此主動脈瘤會逐漸萎縮甚至消失。主動脈支架手術最大的好處就是微創、低侵襲性。傳統開放式手術由於傷口較大,恢復較慢,會有出血性的危險。藉由支架手術,可以大幅降低手術的死亡風險以及出血的風險。

請問主動脈支架手術可能出現哪些併發症?

陳紹緯醫師:主動脈支架手術雖然微創、低侵襲性,可以有效降低手術的風險。然而主動脈瘤的治療長期效果還是需要詳細的追蹤。有10%到20%的病人,在長期追蹤中會發生主動脈支架移位、主動脈支架滲漏的問題,有可能需要經過二次手術再次治療。部分的病人,在反覆治療之後仍然沒有辦法有效解決,最後必須以開放式手術來進行。

請問主動脈支架手術有哪些新的進展?

陳紹緯醫師:目前有一些新的技術可以輔助讓主動脈支架手術更安全,效果更理想。
首先是藉由先進的影像系統,在混成手術室中執行這項手術,可以達到更精準的定位,來降低側漏以及主動脈支架移位的併發症。傳統主動脈支架手術在鼠蹊部仍然必須要有手術切口,鼠蹊部的手術切口常常會有感染以及淋巴滲液的併發症。可以藉由新技術血管縫合釘,在沒有傷口、打針穿刺的狀況下,就可以完整地進行主動脈支架手術。主動脈支架手術最大的併發症就是主動脈支架出現滲漏或者是位移的風險。近年來,研發出新型的技術——主動脈支架錨釘。藉由錨釘的固定,可以將主動脈支架有效地固定在主動脈,降低位移以及滲漏的風險。

請問什麼是胸主動脈分支支架?

陳紹緯醫師:主動脈瘤的治療最困難的位置就是在主動脈弓。由於主動脈弓解剖構造複雜,主動脈支架常常難以有效地應用。新型的主動脈分支支架可以有效解決主動脈弓主動脈瘤的問題。藉由先進的新型支架,可以將腦部的血管藉由分支支架灌流。在部分的病人可以免除開胸的危險性,採用微創主動脈支架就能解決所有的主動脈瘤病灶。

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陳紹緯醫師:在十年前,一位八十多歲的老先生因為主動脈瘤破裂、休克,緊急送醫。當時我們採用緊急手術,進行開胸主動脈置換手術,將升主動脈置換,挽救病人生命。
經過10年之後,後端的主動脈弓又出現新的主動脈瘤。病人已經90多歲,不適合再用傳統開放式手術。我們採用新型的胸主動脈分支支架來進行治療,讓病人免除心臟停止、開胸,以及降低出血的風險,得到良好的治療。

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