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「黑死病」鼠疫為什麼不會經由網購傳播?讓跳蚤吃不飽的鼠疫二三事

miss9_96
・2019/11/26 ・2222字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

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中國大陸今 (2019) 年迄今累計確診 4 例鼠疫病例(詳見:疾管署新聞稿),這個許久未見的疾病也激起了一些謠言。其中最令人擔憂的傳言便是:小小的鼠蚤可以經由包裝傳播,讓你有機會經由網購也遭殃?關於這點,疾管署很快就提出了說明:「由於感染鼠疫的跳蚤會因鼠疫桿菌繁殖導致腸胃阻塞而一直處於極度飢餓須不停吸血的狀態……不可能停留在紙箱或衣服上……因此上述都非鼠疫的傳染途徑。」

嗯,這是真的嗎?背後的科學原理是什麼呢?

疾病管制署(以下稱疾管署)針對「鼠蚤是否會透過網購商品跨國傳播」之說明新聞稿。From: 疾管署

重創人類的疾病──鼠疫

鼠疫是少數曾重創人類,並在文化、宗教等劃下深刻印記的疾病。14 世紀時,十字軍的宗教戰爭將鼠疫帶入歐洲,殺死四分之一的歐洲人2、引起巨大的恐慌,更深刻地影響了歐洲人的藝術、文化等,「黑死病」一詞從此成為死神的代言人。

上圖:中世紀歐洲瘟疫流行時,當時的防疫衛生醫療人員的穿著;此造型現已成為一種文化、藝術象徵。下圖:日本動漫「炎炎消防隊-第3大隊長」造型。From: Wikipedia & 炎炎消防隊動畫官網

跳蚤得了鼠疫就永遠吃不飽的詛咒

而時至今日, 近期在中國確認的鼠疫病例3,在台灣引起了民眾的害怕和恐慌,網路上甚至出現了「鼠疫可透過網購商品跨國傳播」的流言,引起疾管署發文澄清1:「鼠疫桿菌會在蚤類的胃形成膠狀團塊,導致腸胃阻塞而一直處於極度飢餓,須不停尋找活生物吸血的狀態,因此不會停留在衣物或紙箱內…」

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這段敘述引起我的好奇,這是真的嗎?

東方鼠蚤 (Xenopsylla cheopis)。圖/commons wikimedia

1914 年,科學家透過解剖無數的跳蚤,首次明白地敘述了跳蚤體內的桿菌堵塞現象;而直到 1971 年,美國科學家提出了此現象的說明4-6 。鼠疫桿菌(Yersinia pestis)內有個質體 (9.5 kb) 能分泌凝結酶,與跳蚤腸道的消化酵素交互作用,進而在體內引發血塊、堵塞腸胃5,讓跳蚤再也吃不飽,成了瘋狂吸血、傳染疾病的機器。

正常的跳蚤消化道裡,具備防止食物逆流的結構/瓣膜,可阻止在胃裡的血逆流出食道4。跳蚤吸食了帶有鼠疫桿菌的血液,經過 1~2 天,胃裡會開始出現簇狀、褐色、帶黏性的斑點狀固體,且此固體充滿了鼠疫桿菌,為鼠疫桿菌形成的膠狀團塊4

堵塞跳蚤腸胃道的桿菌凝集物。上圖:1914 年的染色圖;中圖:1998 年的掃描式電子顯微鏡圖;下圖:2002 年的鼠疫桿菌螢光顯微鏡圖。from: 參考文獻4, 5、wikipedia

從此時開始,這跳蚤就步上了被詛咒的不歸路。桿菌的膠狀團塊越來越大,堵塞了食道、胃等器官,但又不妨礙跳蚤進食(吸吮血液)的動作。堵塞的消化道讓新鮮血液無法進入胃,因此跳蚤永遠感到飢渴難耐,只能盡力地張大食道並吸吮新鮮血液,而此時帶桿菌的舊血會隨著擴大的食道逆流、沾染到被吸血的動物傷口,進而達到細菌傳播的目的(如下圖)。

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註:根據參考文獻5,桿菌的阻塞似乎會提高跳蚤的死亡率,但並非完全的正相關。

1914 年的桿菌與跳蚤交互作用的手繪示意圖。From: 參考文獻4

 

人類在千年前就開始和鼠疫打交道,隨著科學、公衛的進步,鼠疫已不再是黑死病,臺灣在 1953 年後亦再無本土鼠疫2

根據疾管署的新聞稿,目前中國大陸之鼠疫自然疫源區包括西部旱獺疫源地、西南家鼠疫源地、華北沙鼠疫源地及喜馬拉雅旱獺鼠疫疫源地,歷年雲南、貴州、廣西、西藏、青海、甘肅、內蒙古等地區均有個案發生。如有相關當地的旅遊經歷,返國入境時如有不適症狀,應通知機場檢疫人員並儘速就醫,就醫時請告知旅遊接觸史,以利及早診斷治療。

換言之,現今科學家對鼠疫的傳播途徑、防疫措施、傳染特色等都已有充沛的研究。面對鼠疫,我們已不再如中世紀古人般地束手無策,應當相信防疫前線,提高自身對不明流言的判斷,才能將「心中的黑死病」根除、不再迷思在網路的謠言裡。

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筆者認為疾管署作為台灣防疫的最前線、認真且辛苦,懇請大家給予他們支持與讚美

  1. 疾管署澄清:感染鼠疫的跳蚤不會透過網購途徑附著於物體上帶入國內,請民眾放心。2019/11/23新聞稿。衛生福利部疾病管制署
  2. 鼠疫-疾病介紹。衛生福利部疾病管制署
  3. 2019/11/15中國大陸-鼠疫 國際重要疫情。衛生福利部疾病管制署
  4. A. W. Bacot and C. J. Martin (1914) Observations on the mechanism of the transmission of plague by fleas. Journal of Hygiene ( London , UK). 13 (Suppl). 423-439
  5. B. Joseph Hinnebusch, Elizabeth R. Fischer, and Tom G. Schwan (1998) Evaluation of the Role of the Yersinia pestis Plasminogen Activator and Other Plasmid-Encoded Factors in Temperature-Dependent Blockage of the Flea. The Journal of Infectious Diseases. 178. 1406-1415
  6. C. R. ESKEY, M.D. (1938) Fleas as Vectors of Plague. American Journal of Public Health. 28. 1305-1310
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蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9

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純淨之水的追尋—濾水技術如何改變我們的生活?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/17 ・3142字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 BRITA 合作,泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎?

如果你回到兩百年前,試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水,可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐,氣味刺鼻,甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」,當時的人們雖然知道水不乾淨,但卻無力改變,導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」(圖片來源 / freepik)

幸運的是,現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物,但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰,哪些技術真正有效?

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19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展,面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊,甚至未經處理的地下水,導致傳染病肆虐。

1854 年,英國醫生約翰·斯諾(John Snow)透過流行病學調查,發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關,這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度,促使公衛政策改革,加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初,英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒,成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率,這一技術迅速普及,成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾,尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後,惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年,後藤新平出任民政長官,他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設,對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題,他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓(William Kinnimond Burton) 來台,規劃現代化的供水設施。在雙方合作下,台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年,全台已有 16 座現代水廠,有效改善公共衛生,為台灣城市化奠定關鍵基礎。

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圖片來源/BRITA

進入 20 世紀,人們已經可以喝到看起來乾淨的水,但問題真的解決了嗎? 科學家如今發現,水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物,甚至微量的內分泌干擾物,這些看不見、嚐不出的隱形污染,正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此,濾水技術迎來了一波科技革新,活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透(RO)等技術相繼問世,各有其專長:

活性碳吸附:去除氯氣、異味與部分有機污染物

離子交換樹脂:軟化水質,去除鈣鎂離子,減少水垢

微濾技術逆滲透(RO)技術:攔截細菌與部分微生物,過濾重金屬與污染物等

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這些技術相互搭配,能夠大幅提升飲水安全,然而,無論技術如何進步,濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯,決定了水質能否真正被淨化,而現代濾水器的競爭,正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是,最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能?

濾芯的壽命與更換頻率:濾水效能的關鍵時刻濾芯,雖然是濾水器中看不見的內部構件,卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例,其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂,能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質,並過濾鉛、銅等重金屬,同時軟化水質,提升口感。

然而,隨著市場需求的增長,非原廠濾芯也悄然湧現,這不僅影響濾水效果,更可能帶來健康風險。據消費者反映,同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯,顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全,建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯,避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙,正面則可看到 BRITA 商標,以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計,底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節,才能確保濾芯發揮最佳過濾效果,讓每一口水都能保證潔淨安全。

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濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計 (圖片來源 / BRITA)

不過,即便是正品濾芯,其效能也非永久不變。隨著使用時間增加,濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞,導致過濾效果減弱,濾水速度也可能變慢。而且,濾芯在拆封後便接觸到空氣,潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯,不僅會影響過濾效能,還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質,形成「過濾器悖論」(Filter Paradox):本應淨化水質的裝置,反而成為污染源。為此,BRITA 建議每四週更換一次濾芯,以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題,BRITA 推出了三大智慧提醒機制,確保濾芯不會因過期使用而影響水質:

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈:即時監測濾芯狀況,顯示剩餘效能,讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒:掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間,自動提醒何時該更換,減少遺漏。

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3. LINE 官方帳號自動通知:透過 LINE 推送更換提醒,確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天,濾芯已不僅僅是過濾裝置,更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備,成為了健康生活的關鍵。

人類對潔淨飲用水的追求,從未停止。19世紀,隨著城市化與工業化發展,水污染問題加劇並引發霍亂等疾病,促使濾水技術迅速發展。20世紀,氯消毒技術普及,進一步保障了水質安全。隨著科技進步,現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術,去除水中的污染物,讓每一口水更加潔淨與安全。

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(圖片來源 / BRITA)

今天,消費者不再單純依賴公共供水系統,而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如,BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求,從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題,去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%,並通過 SGS 檢測,通過國家標準水質檢測「可生飲」,讓消費者能安心直飲。

然而,隨著環境污染問題的加劇,真正的挑戰在於如何減少水污染,並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具,更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備,它象徵著人類與自然的對話,提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利,更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源,且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

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終結鼠疫!「臺灣醫學衛生之父」——高木友枝
PanSci_96
・2023/03/26 ・3213字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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1901 年,一場可怕的災難無聲無息地降臨到臺灣,無數看不見的細菌跟在老鼠身上,穿越過大街小巷,讓鼠疫在臺灣各地四散傳播,最終有 4 千多人染疫,3 千 6 百多人因此身亡,就連當時負責收治、隔離傳染病的「台北避病院」院長本田祐太郎也不幸殉職。

過街老鼠還能人人喊打,但看不見的鼠疫卻依然難以預防,於是,時任臺灣總督府民政長官的後藤新平特別請來了「鼠疫專家」高木友枝來臺灣。他一舉讓臺灣醫療升級成 2.0 版本,成功撲滅了令人頭痛的鼠疫,到了 1910 年,該年度臺灣因鼠疫死亡的人數一口氣降至僅僅 18 人。

究竟是多麼強大的存在,有如外掛般推動臺灣的公共衛生發展呢?高木友枝在臺灣醫療史上有重要的一席之地,被杜聰明譽為「臺灣醫學衛生之父」。

臺灣總督府衛生課長高木友枝。圖/國立臺灣圖書館

空前成功的霍亂防治經驗

雖說高木友枝是後藤新平在帝國大學唸書時認識的好友,但真正讓後藤新平延請高木來到臺灣的理由,還是著眼於他於傳染病防治本身的強大實力與經驗。

1894 年,中日之間爆發甲午戰爭,隨著戰爭而來的,除了硝煙戰火,更有無數傳染病趁虛而入,當時,高木友枝就曾深入香港進行鼠疫調查。

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隔年,日本的軍事用船上爆發霍亂,高木友枝被派往似島臨時陸軍檢疫所擔任事務官,最後製造出了霍亂血清、成功治療了霍亂患者,締造了史上首次用血清治療霍亂的成功案例。

這漂亮的第一仗,建立了高木友枝在公衛領域的名聲,接下來他擔任了各種公衛相關職位,更在 1897 年成為日本代表,前往莫斯科參加萬國醫事會議,以及柏林萬國癩(痲瘋)病會議。

而面對臺灣的鼠疫,高木友枝認真制定了兩大方針:撲滅鼠類、接種疫苗。

雙管齊下撲滅鼠疫

消滅老鼠說起來容易,做起來卻不簡單,高木友枝首先針對船舶、火車等處頒布了相關檢疫辦法,對外部來源進行控管。對內部原有的潛在病原呢,高木友枝則採用了軟硬兼施的方式,除了用獎勵的方式鼓勵大家捕鼠,也會請衛生警察加強規範清潔不合格、或沒有配合捕鼠的家戶,最後則透過重新規劃城市分區,來提升臺灣的衛生條件。

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1919 年臺北廳實施家戶大清潔。圖/中央研究院台灣史研究所檔案館

另一方面,高木友枝也全力支持鼠疫疫苗接種計畫,一步步降低感染率與死亡率,最終讓鼠疫逐漸絕跡。後來,高木友枝將這段時間內的研究與行政措施出版成德文著作《臺灣的衛生事情》,為這段歲月留下了光輝的紀錄。

鼠疫病死者與患者統計對照表。圖/國立台灣師範大學台灣史研究所范燕秋

然而,撲滅鼠疫並非高木友枝對臺灣醫療衛生唯一的貢獻,他還有許多影響更加深遠。

為醫之前必先學為人 高木友枝的醫療教育理念

1902 年,高木友枝開始擔任臺灣總督府醫學校的校長。

就任醫學校校長期間,他創立了「臺灣醫學會」,嘗試聯合當時的臺灣醫界力量,為公衛盡一份心力。同時,他還創辦《臺灣醫學會雜誌》,讓大家可以透過刊物去探討西方醫學研究的成果,同時對總督府的衛生政策提出建議。

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高木友枝在臺擔任教職時,從不會有種族偏見,也不禁止學生在學校使用母語,用一顆尊重臺灣文化的心,栽培新一代的醫生。同時,他也非常重視學生的品格教育,對每一屆畢業生都會給出同樣的勉勵:

為醫之前,必先學為人。

1912 年前後,臺灣總督府曾意圖逮捕當時從事抗日活動與學生運動的蔣渭水、杜聰明等人。當時他們尚在醫學院就讀,高木友枝身為校長,以「教育獨立」、「校園自治」的理念一肩扛下總督府的壓力,甚至對學生表達自己不反對相關運動的立場。

種種事蹟,都在這些學生心中留下了無法取代的重要形象。

為科學研究奠定基礎建設

除此之外,高木友枝對於當時的臺灣科學研究也奠定了重要的基礎。

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當時基礎建設並不發達,臺灣各處仍處於瓦斯與自來水缺乏的時代,要進行實驗可說是非常不便:加熱試管得用酒精燈、想要有壓力的水也得自己生,總之就是十分麻煩。於是乎,高木產生了設立基礎研究機關的念頭,並且拿著草案去找了後藤新平。

計畫很快就取得了共識。1907 年,日本特別撥下了一筆經費,準備成立「臺灣總督府中央研究所」,其下分別有化學部及衛生部,而首任所長正是高木友枝。

日治時期的臺灣總督府中央研究所(簡稱中央研究所)。圖/wiki

1939 年,中央研究所在幾經改制後撤廢,另成立農業試驗所林業試驗所工業研究所熱帶醫學研究所。雖然「中央研究所」不復存在,但其打下的基礎仍成為了臺灣早期學術研究發展最重要的支柱。而部分單位如林業試驗所、農業試驗所亦延續至今,繼續為臺灣做出貢獻。

1919 年高木接到一項令人意想不到的任務。時任臺灣總督的明石元二郎創立了「臺灣電力株式會社」,並制定了當時臺灣最大規模的電力建設案──日月潭水力發電計畫。

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這案子有多大,其中出現弊案的可能性就有多大。為了避免這些事情影響工程進度,明石元二郎特別找來了高木擔任社長(沒錯他又一次地空降了),而且,這個位子一做就是十年。

想見識高木友枝的廬山真面目?彰化高中就看得到!

高木友枝在臺灣的期間,充分發揮了一位知識份子的影響力,不僅推動了公共衛生發展、培育了無數重視德行的學生、促成了研究院的誕生、監督了水力發電的開發,更是用一顆溫暖而充滿人道精神的心,溫暖了無數學子。

在他過世後,杜聰明等人特別撰文表達自己對他的懷念,黃土水更特別為他雕塑了半身像,如果你想瞧瞧高木友枝這位一代宗師的真面目,可以去彰化高中的博物館看看這件國寶級作品喔!

  1. 張名榕。高木友枝典藏故事館落腳彰化高中,教者之愛打動人心。台電月刊,677 期。https://tpcjournal.taipower.com.tw/article/3203 
  2. 林炳炎。重塑台灣醫校長高木友枝博士的雕像。https://www.lib.ntu.edu.tw/CG/resources/U_His/academia/no2-ch3.htm
  3. 鈴木哲造(2007)。日治初年台灣衛生政策之展開——以「公醫報告」之分析為中心。臺大歷史學報,37,143-180。https://www.his.ntnu.edu.tw/publish01/downloadfile.php?locale=en&periodicalsPage=3&issue_id=33&paper_id=193
  4. 鼠疫:疾病介紹。衛生福利部疾病管制署。https://www.cdc.gov.tw/Category/Page/iCortfmEfVKqcZMeDdEuDA
  5. 陳恒安(2017)。漱口水、高木友枝與《台灣的衛生狀況》。科技大觀園。https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/C000003/detail?ID=d9810238-4efa-47b0-a619-94d98a603f77
  6. 莊永明(1998)。台灣醫療史: 以臺大醫院為主軸。遠流出版,頁 711。
  7. 林炳炎(2013)。高木友枝醫學博士的學術生涯。https://pylin.kaishao.idv.tw/wp-content/uploads/2013/11/20131114drtakaki.pdf
  8. 劉仁翔(2020),明治初期岩田技師的臺灣中部地區鼠疫調查報告。國史館臺灣文獻館電子報,197 期。https://www.th.gov.tw/epaper/site/page/197/2729
  9. 避病院。維基百科,自由的百科全書。https://zh.wikipedia.org/wiki/避病院
  10. 范燕秋。醫療衛生歷史篇:日治時期。國家圖書館,臺灣記憶展覽。https://tme.ncl.edu.tw/tw/醫療衛生歷史篇#h1-
  11. 劉士永。日治時期臺灣的防疫與衛生行政。https://www.ntl.edu.tw/public/Attachment/1119143647100.pdf
  12. 魚夫。中央研究所──日治時期臺灣學的重鎮。天下,獨立評論。https://opinion.cw.com.tw/blog/profile/194/article/4481?fbclid=IwAR2kIbtcHiFZizClhLs0RxSs7GjDNwA9POujMN-YLkmI7Gq5i3RRMYfwxj4
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2022 年《Science》年度十大科學突破(下):EBV 病毒與發燒的地球
PanSci_96
・2022/12/30 ・2786字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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接續上篇:2022 年《Science》年度十大科學突破(上):持續進化的 AI 與韋伯太空望遠鏡

看過 2022 年十大科學突破的前五項後,你是否迫不及待想知道另外五項呢?讓我們繼續看下去吧!

多發性硬化症的元兇:EBV 病毒

多發性硬化症(Multiple sclerosis)是一種中樞神經系統疾病,初期症狀只有視力模糊、手腳麻木、走路不穩等,到了後期便逐漸讓病患喪失視力、無法說話和行走。

長久以來,科學家懷疑多發性硬化症的元兇是「人類疱疹病毒第四型病毒」(EBV)。這種病毒主要透過唾液傳播,幾乎每個人一生中都會感染到,然後病毒會潛伏在白血球中。雖然患者大多都有 EBV 抗體,但 95% 的健康成年人也有,難以作為判定依據。

然而,今年 1 月刊載在《Science》的研究指出,感染 EBV 將導致罹患多發性硬化症的風險增加 32 倍。另一篇《Science》研究也發現潛伏在白血球中的病毒可能會「甦醒」,而病毒的其中一種蛋白質,會誘使免疫系統攻擊中樞神經細胞。

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這些新發現給了科學家開發疫苗的方向。目前,有一種 EBV 疫苗正在進行臨床試驗,要是數據顯示疫苗有效,那麼在未來,多發性硬化症或許就能像小兒麻痺一樣,從此絕跡。

新研究確定了 EBV 病毒(藍色)與多發性硬化症的關聯。圖/Science

美國簽署《降低通膨法案》,搶救發燒的地球

今年 2 月,聯合國 IPCC 第六次評估報告指出,若是全球平均升溫超過 1.5°C,各地都將出現多種極端氣候災害,部分地區也將不再適合人類居住。

8 月,美國總統拜登(Joe Biden)簽署了《降低通膨法案》(Inflation Reduction Act),試圖從綠能、醫療、稅收等三大面向解決通貨膨脹的問題,同時減少溫室氣體排放,堪稱美國史上最重要的氣候法案。

身為全球第二的溫室氣體排放國,美國將在未來 10 年撥出 3690 億美元,投入綠能、電動車、核能發電等產業,目標是在 10 年後(2032 年)將溫室氣體排放量降低到 2005 年的 40%。

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目前,全球平均升溫(相較於工業革命前)來到 1.2°C,而且今年的溫室氣體排放量仍持續上升,沒有下降趨勢。許多氣候科學家都認為升溫幅度必然超過《巴黎協定》規範的 1.5°C 上限,因此我們都需要盡快採取更多行動保護地球。

《降低通膨法案》將補貼太陽能在內的綠能產業。圖/Science

逃過黑死病的方法,竟然是遺傳?

700 年前,橫行歐洲的黑死病殺死了 1/3 到 1/2 的人口。關於那些倖存者,科學家好奇了很久,想知道他們當初是如何逃過一劫,以及黑死病究竟帶來了什麼影響。

今年 10 月, ㄧ篇《Science》的研究顯示倖存者體內可能有基因變異,提升他們對鼠疫桿菌(Yersinia pestis)的免疫反應。團隊分析了 500 多具遺骨中的古代 DNA,發現在英國倫敦爆發黑死病後,倖存者體內有 245 處的基因都有出現變異。

在這些 DNA 裡,內質網胺肽酶 2(ERAP2)引起了科學家的注意。這種蛋白酶有兩種變體:一種是完整尺寸,另一種較短,但都可以幫助免疫細胞識別、對抗病毒。科學家發現,遺傳完整尺寸 ERAP2 的人類存活機率是 2 倍,因為他們能夠生成更多細胞激素,協助免疫系統對抗鼠疫桿菌。

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如今,約有 45% 的英國人體內還存有完整尺寸的 ERAP2 變體,但代價就是 ERAP2 也會增加罹患克羅恩病(Crohn’s disease)和類風濕性關節炎等自體免疫性疾病的風險。

從 14 世紀英國倫敦的遺骨中採集 DNA 並紀錄變化。圖/Science

碰!NASA 撞歪小行星!

多年來,NASA 持續監測直徑超過 0.5 公里的近地小行星,並且透過「雙小行星重定向測試計劃」(DART)研究多種讓小行星偏離軌道的方法。

今年 9 月,NASA 讓 DART 飛行器以 22,530 公里的時速撞擊小行星 Dimorphos,讓 Dimorphos 更靠近它繞行的另一顆小行星 Didymos,縮短了 32 分鐘的公轉週期,比 NASA 原先設定的目標還要高出 26 倍。

目前為止,天文學家估計軌道與地球軌道相交的近地小行星有 25,000 顆,大小都足以摧毀一座大城市。雖然行星防禦系統(Planetary Defense)尚未建構出完整情報,但針對人類首次改變天體運行的壯舉,NASA 署長表示「這是行星防禦任務的分水嶺,也是人類文明的分水嶺」,有助於降低小行星或隕石撞到地球的機率。

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寬達 160 公尺的小行星 Dimorphos。圖/Science

從永凍土提取環境 DNA,重建古代生態系統

以往普遍認為 DNA 的保質期約為 100 萬年,但在今年 12 月,科學家從北極寒漠的永凍土中,提取了 200 萬年前殘留至今的環境 DNA 片段。透過分析這些片段,科學家還原了格陵蘭東北部皮里地(Peary Land)約 200 萬年前生態系統的樣貌。

英國劍橋大學研究顯示,在 200 萬至 300 萬年前,皮里地的平均氣溫比現在高 11℃ 至 19℃。從 5 處沉積層中提取的 41 個 DNA 片段,證實了當時有楊樹、樺樹、崖柏和各種針葉樹,也有野兔旅鼠、馴鹿、囓齒動物,以及 1 萬年前滅絕的大象近親——乳齒象。過去從來沒有科學家料到乳齒象的活動範圍竟然延伸到那麼遠的北方。

可惜的是,因為缺少脊椎動物的化石,目前還不清楚確切的生物群落組成,但這項研究證明了利用環境 DNA 追溯 200 萬年前的古生物是可行的,而這也有助於科學家進一步探討生物和環境的演化。

環境 DNA 揭示了 200 萬年前格陵蘭的生態。圖/Science
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PanSci_96
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「黑死病」鼠疫為什麼不會經由網購傳播?讓跳蚤吃不飽的鼠疫二三事
miss9_96
・2019/11/26 ・2222字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

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中國大陸今 (2019) 年迄今累計確診 4 例鼠疫病例(詳見:疾管署新聞稿),這個許久未見的疾病也激起了一些謠言。其中最令人擔憂的傳言便是:小小的鼠蚤可以經由包裝傳播,讓你有機會經由網購也遭殃?關於這點,疾管署很快就提出了說明:「由於感染鼠疫的跳蚤會因鼠疫桿菌繁殖導致腸胃阻塞而一直處於極度飢餓須不停吸血的狀態……不可能停留在紙箱或衣服上……因此上述都非鼠疫的傳染途徑。」

嗯,這是真的嗎?背後的科學原理是什麼呢?

疾病管制署(以下稱疾管署)針對「鼠蚤是否會透過網購商品跨國傳播」之說明新聞稿。From: 疾管署

重創人類的疾病──鼠疫

鼠疫是少數曾重創人類,並在文化、宗教等劃下深刻印記的疾病。14 世紀時,十字軍的宗教戰爭將鼠疫帶入歐洲,殺死四分之一的歐洲人2、引起巨大的恐慌,更深刻地影響了歐洲人的藝術、文化等,「黑死病」一詞從此成為死神的代言人。

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上圖:中世紀歐洲瘟疫流行時,當時的防疫衛生醫療人員的穿著;此造型現已成為一種文化、藝術象徵。下圖:日本動漫「炎炎消防隊-第3大隊長」造型。From: Wikipedia & 炎炎消防隊動畫官網

跳蚤得了鼠疫就永遠吃不飽的詛咒

而時至今日, 近期在中國確認的鼠疫病例3,在台灣引起了民眾的害怕和恐慌,網路上甚至出現了「鼠疫可透過網購商品跨國傳播」的流言,引起疾管署發文澄清1:「鼠疫桿菌會在蚤類的胃形成膠狀團塊,導致腸胃阻塞而一直處於極度飢餓,須不停尋找活生物吸血的狀態,因此不會停留在衣物或紙箱內…」

這段敘述引起我的好奇,這是真的嗎?

東方鼠蚤 (Xenopsylla cheopis)。圖/commons wikimedia

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1914 年,科學家透過解剖無數的跳蚤,首次明白地敘述了跳蚤體內的桿菌堵塞現象;而直到 1971 年,美國科學家提出了此現象的說明4-6 。鼠疫桿菌(Yersinia pestis)內有個質體 (9.5 kb) 能分泌凝結酶,與跳蚤腸道的消化酵素交互作用,進而在體內引發血塊、堵塞腸胃5,讓跳蚤再也吃不飽,成了瘋狂吸血、傳染疾病的機器。

正常的跳蚤消化道裡,具備防止食物逆流的結構/瓣膜,可阻止在胃裡的血逆流出食道4。跳蚤吸食了帶有鼠疫桿菌的血液,經過 1~2 天,胃裡會開始出現簇狀、褐色、帶黏性的斑點狀固體,且此固體充滿了鼠疫桿菌,為鼠疫桿菌形成的膠狀團塊4

堵塞跳蚤腸胃道的桿菌凝集物。上圖:1914 年的染色圖;中圖:1998 年的掃描式電子顯微鏡圖;下圖:2002 年的鼠疫桿菌螢光顯微鏡圖。from: 參考文獻4, 5、wikipedia

從此時開始,這跳蚤就步上了被詛咒的不歸路。桿菌的膠狀團塊越來越大,堵塞了食道、胃等器官,但又不妨礙跳蚤進食(吸吮血液)的動作。堵塞的消化道讓新鮮血液無法進入胃,因此跳蚤永遠感到飢渴難耐,只能盡力地張大食道並吸吮新鮮血液,而此時帶桿菌的舊血會隨著擴大的食道逆流、沾染到被吸血的動物傷口,進而達到細菌傳播的目的(如下圖)。

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註:根據參考文獻5,桿菌的阻塞似乎會提高跳蚤的死亡率,但並非完全的正相關。

1914 年的桿菌與跳蚤交互作用的手繪示意圖。From: 參考文獻4

 

人類在千年前就開始和鼠疫打交道,隨著科學、公衛的進步,鼠疫已不再是黑死病,臺灣在 1953 年後亦再無本土鼠疫2

根據疾管署的新聞稿,目前中國大陸之鼠疫自然疫源區包括西部旱獺疫源地、西南家鼠疫源地、華北沙鼠疫源地及喜馬拉雅旱獺鼠疫疫源地,歷年雲南、貴州、廣西、西藏、青海、甘肅、內蒙古等地區均有個案發生。如有相關當地的旅遊經歷,返國入境時如有不適症狀,應通知機場檢疫人員並儘速就醫,就醫時請告知旅遊接觸史,以利及早診斷治療。

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換言之,現今科學家對鼠疫的傳播途徑、防疫措施、傳染特色等都已有充沛的研究。面對鼠疫,我們已不再如中世紀古人般地束手無策,應當相信防疫前線,提高自身對不明流言的判斷,才能將「心中的黑死病」根除、不再迷思在網路的謠言裡。

筆者認為疾管署作為台灣防疫的最前線、認真且辛苦,懇請大家給予他們支持與讚美

  1. 疾管署澄清:感染鼠疫的跳蚤不會透過網購途徑附著於物體上帶入國內,請民眾放心。2019/11/23新聞稿。衛生福利部疾病管制署
  2. 鼠疫-疾病介紹。衛生福利部疾病管制署
  3. 2019/11/15中國大陸-鼠疫 國際重要疫情。衛生福利部疾病管制署
  4. A. W. Bacot and C. J. Martin (1914) Observations on the mechanism of the transmission of plague by fleas. Journal of Hygiene ( London , UK). 13 (Suppl). 423-439
  5. B. Joseph Hinnebusch, Elizabeth R. Fischer, and Tom G. Schwan (1998) Evaluation of the Role of the Yersinia pestis Plasminogen Activator and Other Plasmid-Encoded Factors in Temperature-Dependent Blockage of the Flea. The Journal of Infectious Diseases. 178. 1406-1415
  6. C. R. ESKEY, M.D. (1938) Fleas as Vectors of Plague. American Journal of Public Health. 28. 1305-1310
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miss9_96
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蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9