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認識病毒全攻略!病毒的發現、與細菌的不同、科赫假說和致病機制

賴昭正_96
・2020/10/28 ・6731字 ・閱讀時間約 14 分鐘 ・SR值 568 ・九年級

人類繼續位居地球統治地位的最大威脅是病毒

“The single biggest threat to man’s continued dominance on the planet is the virus.”

—約書亞·雷德伯格(Joshua Lederberg),1958 年諾貝爾生理醫學獎得主

經過幾萬年的進化,人類成了地球上的萬物之靈,建立了「人定勝天」的的自信,認為愚公尚可移山,我們還有什麼做不到的?

但這次「2019 年冠狀病毒肺炎」 (COVID-19) 的瘟疫爆發,相信會讓很多人重新思考著這個問題,甚至覺得人類原來這麼渺小,竟然會被一個「不倫不類」的病毒 (virus) 搞到天翻地覆:有足但不能出去、有錢但買不到東西、有醫院但沒有床位、⋯⋯有生命但必須看病毒的臉色!

美、法政府都因之向病毒宣戰,知己知彼百戰百勝,可是我們的敵人在哪裡?

關於病毒,你知道多少?圖 / photocreo

2019年冠狀病毒瘟疫的報章雜誌報導成幾何級數的增加,但它們大多是談如何預防、解藥以及疫苗的發展,很少涉及「病毒到底是什麼東西」。要知己知彼,僅僅談論那些表面的問題,當然只是「知其然不知其所以然」,是不夠的;了解病毒的本質才是根本之道,現在就讓我們一起來探討「病毒到底是什麼東西」吧!

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病毒和細菌有什麼不一樣?

病毒與細菌 (bacteria) 都是導致人類疾病的微生物 (microbe) ,因此相信許多讀者都想知道它們到底有什麼分別?從微生物的觀點上來看,它們最大的分別在於前者不屬於細胞,而後者則是一種細胞。

病毒與細胞。圖/作者賴昭正提供

細胞是生命的基本單位,它主要由基因組 (genome) 、細胞膜 (cell membrane) 、細胞質 (cytoplasm) 、和核醣體 (ribosome) 組成。

細胞質為執行細胞生長、代謝、和復制功能的地方,為細胞中的微觀工廠;核醣體將遺傳密碼從核酸的分子語言翻譯為氨基酸的分子。細胞本身含有代謝酶,因此有營養系統;不需宿主活細胞,即可自行繁殖。

細菌因為沒有真正的細胞核 (nucleus) ,屬於原核生物 (prokaryote) ;儘管如此,它們卻有一個叫做「核苷」(nucleoid,「類核」之意)的區域,內含了懸浮的遺傳物質。像植物的細胞一樣,許多細菌也有支持整個細胞結構的細胞壁。細菌中有一條稱為「質粒」 (plasmid) 的小環狀 DNA 鏈,可以獨立地複製其遺傳結構:因很容易取得、注入、或在(不同)細菌間互換,已經成了生物科技的「寵物」。

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細菌沒有細胞核,有內含懸浮遺傳物質的核苷 (nucleoid) 。圖/ Wikimedia Commons

高等動植物的細胞因為具有真正的細胞核,故稱為真核細胞 (eukaryotic cell) 。它們沒有「質粒」,但卻有像消化系統一樣的「線粒體」 (mitochondria) 來吸收營養,分解營養,並為細胞創造能量豐富的分子。像「質粒」一樣,線粒體含有自己的(小環狀)基因組,也可以獨立自行複製,因此有理論謂它們是細菌進化遺留下來的。

因人類線粒體只由母體遺傳過來,因此在家譜及個體辨識上的研究佔有非常重要的地位註1

高等動植物的細胞圖有「線粒體」 (mitochondria) 來吸收 、分解營養。/ Wikimedia Commons

Virus 一詞來自拉丁語,意思是「粘液」或「毒藥」;中文譯成「病毒」註2。病毒比細菌還小,大約在 20 到 750 奈米( 10-9 公尺)之間,所以它們可通過「錢伯蘭過濾器」 (Chamberland filter) ,因此早期被稱為「過濾性病毒」。

病毒的基本結構由以 RNA 或 DNA 遺傳分子為中心,加上外圍之蛋白質層衣殼 (capside) 組成的。 RNA 或 DNA 具傳染性,衣殼則為病毒提供個別個性。蛋白質層和遺傳信息的排列形式多種多樣,可成二十面體、包膜、或螺旋形。在某些病毒體中,衣殼常被一層脂肪被膜 (envelop) 包裹著註3

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病毒外圍之蛋白質層衣殼 (capside) 組成。圖/Pexels

病毒因本身沒有任何代謝酶,故在沒有宿主活細胞的幫助下,無法自行繁殖。所以保持良好的衛生環境對病毒傳播的疾病是沒有什麼幫助的。在實驗室中,我們可以將病毒像一般沒有生命的化學物質一樣操作,如結晶、離心、及擴散等。就這一點來看,稱病毒為「微生物」是有問題的。

從發現病毒的歷史說起

1676 年,荷蘭商人兼科學家、微生物之父列文虎克 (Anton van Leeuwenhoek) 改進了顯微鏡,首先通過顯微鏡觀察到了單細胞的「原生動物」 (protozoa) ,並將其稱為「動物」 (animalcules) ,為微生物學奠定了基礎。

德國博物學家埃倫貝格 (Christian Ehrenberg) 於 1838 年因最早觀察到的細菌呈棒狀,將它們改稱為「細菌」(bacteria, 源自希臘語 baktḗria ,「小棍子」之意)。

德國博物學家埃倫貝格 (Christian Ehrenberg)。圖/Wikimedia Commons

1892 年,俄羅斯微生物學家伊萬諾斯基 (Dmitri Ivanoski) 試圖尋找引起煙草花葉變色的原因時,發現經過錢伯蘭過濾器過濾後,感染煙草花葉葉片的提取物仍具有感染力;因細菌不能通過這種過濾器,表示該提取物應比細菌還小。 但是,伊萬諾夫斯基可能不知道他事實上是發現了新的微生物,因此報告了他的實驗結果後,就繼續從事其他工作去。

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六年後的 1898 年,荷蘭生物學家貝耶林克 (Martinus Beijerinck) 獨立進行了相同的實驗,宣布發現了一種新型感染生物 (infecting organism) ,並將其命名為「病毒」。

煙草花葉病毒的電子顯微鏡圖像。圖 /STORE NORSKE LEKSIKON

1935 年,美國生化學家斯坦利 (Wendell Stanley) 分離出一種顯示煙草花葉病毒活性的蛋白質和核酸分子的棒狀聚集體註4:它雖然像是一種正在生長的生物,但明顯的是由一些複雜的無生命化學物質組成,因此缺乏代謝功能⎯⎯—生命的生化活性所必需的功能。斯坦利和其他人進一步研究證實,病毒的構造比原核細胞還簡單

造成疾病的原因眾說紛紜

1850 年代前,大部分醫生都不相信看不見的、那麼小的細菌(單細胞生物)會傳播疾病,甚至導致死亡。那個時候的醫生大多認為疾病(例如霍亂或黑死病)是由瘴氣(miasma,古希臘語「污染」)引起的。此一稱為「瘴氣理論」 (Miasma Theory) 認為流行病的起源是由有機物腐爛引起的瘴氣所造成的。

1854 年英國醫生斯諾 (John Snow) 確定倫敦的霍亂流行源是 Broad Street 泵污染的水。 他下令關閉泵後,流行病逐漸消退。 然而,許多醫生還是拒絕相信隱形生物會傳播疾病。

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1854年布羅德街霍亂爆發。圖 /Wikipedia

1857年,法國啤酒釀造商請巴斯德 (Louis Pasteur) 尋找葡萄酒和啤酒有時會變質之原因時,巴斯德研究發現:雖然酵母在釀造過程中可以將糖變成酒精,但細菌可以進一步將酒精變成醋。 他建議釀造過程中將產品加熱到足以殺死細菌,但不能殺死酵母的溫度來防止啤酒變質註5

科赫假說:引起疾病的病原體是誰?

1880年初,德國醫師兼微生物學家科赫 (Robert Koch) 確定了結核 註6 和霍亂等的病原體 (pathogen),為傳染病的概念提供了實驗室的證據。

科赫假說 (Koch’s  postulates) 是將某一微生物與某一疾病聯繫在一起的一系列四項通用原則,奠定了現在的流行病學基礎。到1880年代末,瘴氣理論終漸被「疾病的細菌學理論」 (Germ Theory of Disease) 取代。

疾病的細菌理論是目前公認的疾病科學理論。 它認為疾病是因為「病菌」 (germ) 或「病原體」造成的。這一理論裡面所指的「病菌」或「病原體」事實上是包括任何不用顯微鏡就看不到的「微生物」:它們一旦侵入了人類或其他生物體,立即在宿主體內生長和繁殖而導致疾病。「微生物」的主要類型有病毒細菌真菌 (fungi) 、和原生動物

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病毒如何讓人生病?關於致病機制

病毒透過各種「欺騙」手段混入細胞(稱為宿主)後,它們就脫掉蛋白質外衣,裸露其基因,並誘導細胞自身的複制機制來複製其 DNA 或 RNA ,並根據病毒核酸中的指示生產更多的病毒蛋白質; 新創建的病毒片段會聚集,並產生更多病毒,感染其他細胞。

它們雖然具有上述那些成長、適應環境、繁殖、和進化的生物特質,但卻缺乏通常被認為是生命所必需的其它關鍵特徵(例如細胞結構、新陳代謝等),故病毒常被認為是處於活體與非活體之間的「生命邊緣生物」

病毒既然沒有生命,因此嚴格來說「殺死」病毒是沒有意義的;我們只能說「破壞其化學結構」,使其失去感染的活性。話雖如此,談論病毒可以「存活」(具感染力)多長時間還是有意義的。

化學物質能夠「存活」多久,當然與其結構及環境有關;比如一塊鐵片,在乾燥的環境中可以保存相當久,但是濕度一高便生鏽變質。一般化學物質在高溫度時均比較不穩定,因此年初 2019 年冠狀病毒病爆發時,不少科學家認為疫情到夏天應該會緩和下來;但現在看來這一假設顯然是錯誤的註7

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噬菌體」 (bacteriaphage)可以感染細菌。圖 /flickr

雖然不到 1% 的細菌會引起人類疾病,但大多數病毒都會對特定某一器官如肝臟或呼吸系統引起疾病。某些病毒⎯⎯稱為「噬菌體」 (bacteriaphage) ⎯⎯—甚至可以感染細菌。因為都是身體免疫系統試圖清除感染所造成的反應,故細菌和病毒感染所引起的症狀都非常相似:咳嗽、打噴嚏、發燒、發炎、嘔吐、腹瀉、疲勞、和抽筋等等。

病毒竟然也懂「偷渡」?

病毒常可導致宿主死亡;但這在「進化論」中事實上是違反了「適者生存」之原則:宿主死了,自己不是也跟著滅亡嗎?

因此一個致死率很高的新病毒,應該都是從其它動物傳來的「外來物」;為了生存,它們終將在人類中慢慢進化演變成致死率較低的病毒。從病毒本身的角度來看,理想的感染應是幾乎無症狀的感染,使其宿主不知不覺地提供無限制的庇護和營養;「較聰明」的的病毒甚至可以幫助宿主生存!

這說明了為什麼人類的基因組裡攜帶了成百上千的這種偷渡者,它們模糊了與「正常基因組」之間的界限!

病毒感染的治療與預防

抗生素的發現被認為是醫學史上最重要的突破之一。「不幸」的是:抗生素是透過破壞代謝過程來殺死或抑制特定的細菌;因為病毒不具代謝功能,而是利用宿主細胞來為其執行活動,故抗生素對病毒束手無策!

因病毒不具代謝功能,抗生素也束手無策。圖/giphy

加上病毒相對較小,構造簡單,並且可以在細胞內繁殖,因此病毒感染的治療甚具挑戰性。例如由流感病毒引起的傳染性呼吸道疾病(感冒),全世界每年有 10 億人感染, 300 到 500 萬嚴重病例,以及 30 萬至 50 萬例死亡,但目前還是只有緩解症狀的藥物,沒有治療的藥物。

幸運的是,經過幾萬年的進化,我們的身體已發展出兩套主要的治療方法。

其一是當病毒開始繁殖時,被感染的細胞表面就會發生改變,讓身體裡一些稱為T淋巴細胞的免疫系統細胞,識別並殺死含有病毒的細胞免其繁殖。

被病毒感染的細胞也會產生並釋放一稱為乾擾素 (interferon) 的小蛋白質,它們不但可干擾病毒在感染細胞內的複制能力,也可充當信號分子,警告附近的細胞有病毒存在,促使 T 細胞在該區域進行調查。

T淋巴細胞會辨識並殺死含病毒的細胞。圖/giphy

其二是我們體內有超過100億種因免疫系統針對異物 [稱為「抗原」 (antigen) ] 而產生的抗體 (antibody) ;它們是白血球細胞製造出來的一種蛋白質,可識別入侵的病原體並與其結合(粘附),為免疫系統武器中的主要武器!

「疫苗」 (vaccine) 就是在人體中注射缺乏活性的「異物」,預先引發身體的抗體反應,嚴陣以待具活性之敵人的入侵。 17 世紀時,中國佛教僧侶雖然不明其理,就已經知道喝蛇毒可以增強對蛇咬的免疫力,及用牛痘塗抹皮膚傷口以增強對天花的免疫力。

疫苗可觸發免疫系統,打擊入侵的病毒。圖/Pixabay

1796 年,英國醫師兼科學家詹納 (Edward Jenner) 因聽聞患了牛痘後的擠奶員不受天花的侵害,將牛痘病毒 (cowpox) 注射到一位 8 歲的園丁小男孩身上,發現果對天花具有免疫力註8

儘管當時曾被(尤其是教會)批評為「(用患病動物物質接種人類是)令人反感和不敬虔的」,但現在詹納已被公認為是西方疫苗學的奠基人。 1798 年,詹納從拉丁語「 vacca」(牛)創造出了 vaccine 一詞,醫學畀也開發出第一種天花疫苗。

好的疫苗應可同時觸發免疫系統的兩臂(抗體和 T 細胞),強力反擊入侵的外客。

準備好對抗病毒了嗎?

上次全世界大瘟疫發生於 100 多年前,因此現在還活著的人可以說大都沒親身體會過病毒的厲害:據估計, 1918 – 1819 年由具有禽源基因的 H1N1 病毒引起的流感感染了三分之一的世界人口(約 5 億人),死亡人數至少為 5,000 萬,其中約 675,000 在美國發生。

COVID-19的瘟疫爆發。圖/Pexels

了解病毒事實上只是一種構造簡單的無生命化學物質之後,降低感染之道當然淺而易懂:戴口罩、經常洗手(能戴上眼鏡更好)、及避免到人多地窄不通風的窒內聚會!前面提過,病毒比細菌還小,可通過錢伯蘭過濾器,因此即使是所謂的手術用面罩 N95 ,也不能阻止單獨的病毒通過註9

經常洗手也是降低感染之道。圖/Pexels

還好病毒單獨存在的機率是非常小的!面罩旨在幫助阻止可能包含病毒和細菌的大顆粒唾液和呼吸道分泌物的飛濺(大約在兩公尺內),進入他人的口鼻或塵落於它物表面註10,以及幫助自己減少吸入他人(可能是無症狀患者)的飛濺分泌物。

人體平均約含 37 萬億個細胞,可是病毒卻連半個細胞都稱不上,你相信它們會是「人類繼續在地球上統治地位的一個最大威脅」嗎?

註解

  1. 個體的線粒體基因與核基因的遺傳機制不同。在人類中,當卵細胞受精後,卵核和精子核在遺傳 DNA 上做出同等貢獻。 相反,線粒體及其 DNA 通常僅來自卵細胞。 精子的線粒體進入卵子後,不會為胚胎提供遺傳信息,反而被標記以便在胚胎內破壞。卵細胞中的線粒體相對較少,但是這些線粒體能夠存活並分裂,形成生物體的細胞。 因此,線粒體在大多數情況下僅從母親那裡繼承過來。
  2. 有些病毒生物學家稱被感染的細胞為病毒,存在於宿主細胞外部的完整感染性病毒病則稱為「病毒體」(virion)⎯⎯我們在這裡不做此一區分。
  3. 在這種情況下,病毒體可因暴露於脂肪溶劑(如乙醚和氯仿)而失活。
  4. 斯坦利因「以純淨的形式製備酶和病毒蛋白」的貢獻而得 1946 年諾貝爾化學獎。
  5. 這一現在稱為「巴氏滅菌法」(pasteurize)在日常生活中還到處可見:例如鮮牛奶的消毒與保存。
  6. 由於對結核病的研究,科赫於 1905 年獲得了諾貝爾醫學獎。
  7. 另一可能的解釋是: 2019 年冠狀病毒透過污染物體表面傳播的機率不大(見註 10)。
  8. 隔年,詹納投了一篇短稿到英國皇家學會 (Royal Society) ,描述了實驗和觀察結果;但是,論文被拒登了!
  9. 2019 年冠狀病毒病的粒徑在 0.06 微米至 0.14 微米之間, N95 掩模可過濾至0.3 微米,因此 N95 口罩原則上應該是無法阻擋病毒顆粒通過。但因掩模通道都不是直線的,曲折的病毒顆粒運動大大增加了它們被面罩纖維纏住被捕獲的機會。
  10. 美國疾病管制中心 (CDC) 謂目前的證據顯示 2019 年冠狀病毒可以在物體表面上存活數小時至數天,因此雖然未有病毒透過污染物體表面傳播的案例(見註 7 ),但仍建議消毒物體表面。

人類永無止盡的瘟疫戰爭,快看影片一起聊聊抗疫史吧!

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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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找回擁有食物的主導權?從零開始「菇類採集」!——《真菌大未來》
積木文化
・2024/02/25 ・4266字 ・閱讀時間約 8 分鐘

菇類採集

在新冠肺炎(COVID-19)大流行後,馬斯洛「需求層次理論」裡的食品與安全在眾目睽睽下被抽離出來,變成後疫情時代最重要的兩個元素。對食物的焦慮點燃人們大腦中所有生存意志,於是大家開始恐慌性地購買,讓原本就已經脆弱、易受攻擊的現代糧食系統更岌岌可危。

值得慶幸的是,我們的祖先以前就經歷過這一切,留下來的經驗值得借鏡。菇類採集的興趣在艱難時期達到顛峰,這反映了人類本能上對未來產生的恐懼。1 無論是否有意,我們意識到需要找回擁有食物的主導權,循著古老能力的引導來找尋、準備我們自己的食物,如此才能應付食物短缺所產生的焦慮。

在新冠肺炎大流行後,馬斯洛「需求層次理論」裡的食品與安全在眾目睽睽下被抽離出來,變成後疫情時代最重要的兩個元素。圖/pexels

我們看見越來越多人以城市採集者的身分對野生菇類有了新的品味,進而找到安全感並與大自然建立起連結。這並不是說菇類採集將成為主要的生存方式,而是找回重新獲得自給自足能力的安全感。此外,菇類採集的快感就足以讓任何人不斷回歸嘗試。

在這個數位時代,菇類採集是讓我們能與自然重新連結的獨特活動。我們早已遺忘,身體和本能,就是遺傳自世世代代與自然和諧相處的菇類採集者。走出現代牢籠、進入大自然從而獲得的心理和心靈滋養不容小不容小覷。森林和其他自然空間提醒著我們,這裡還存在另一個宇宙,且和那些由金錢、商業、政治與媒體統治的宇宙同樣重要(或更重要)。

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在這個數位時代,菇類採集是讓我們能與自然重新連結的獨特活動。圖/unsplash

只有願意撥開遮蓋的落葉並專注尋找,才能體認到菇類的多樣性和廣泛分布。一趟森林之旅能讓人與廣大的生態系統重新建立連結,另一方面也提醒我們,自己永遠屬於生命之網的一部分,從未被排除在外。

腐爛的樹幹不再讓人看了難受,而是一個充滿機遇的地方:多孔菌(Bracket Fungi)──這個外觀看起來像貨架的木材分解者,就在腐爛的樹幹上茁壯成長,規模雖小卻很常見。此外,枯葉中、倒下的樹上、草地裡或牛糞上,也都是菇類生長的地方。

菇類採集是一種社會的「反學習」(遺忘先前所學)。你不是被動地吸收資訊,而是主動且專注地在森林的每個角落尋找真菌。不過度採集、只拿自身所需,把剩下的留給別人。你不再感覺遲鈍,而是磨練出注意的技巧,只注意菇類、泥土的香氣,以及醒目的形狀、質地和顏色。

只有願意撥開遮蓋的落葉並專注尋找,才能體認到菇類的多樣性和廣泛分布。圖/unsplash

菇類採集喚醒身體的感官感受,讓心靈與身體重新建立連結。這是一種可以從中瞭解自然世界的感人冥想,每次的發現都振奮人心,運氣好的話還可以帶一些免費、美味又營養的食物回家。祝您採集愉快。

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計畫

菇類採集就像在生活中摸索一樣,很難照既定計畫執行,而且以前的經歷完全派不上用場。最好的方法就是放棄「非採集到什麼不可」的念頭,持開放心態走出戶外執行這項工作。菇類採集不僅是享受找到菇的滿足感,更重要的是體驗走過鬆脆的樹葉、聞著森林潮濕的有機氣味,並與手持手杖和柳條筐的友善採菇人相遇的過程。

菇類採集很難照既定計畫執行,最好的方法就是放棄「非採集到什麼不可」的念頭。採集過程幾乎就像玩捉迷藏,只不過你根本不確定自己在找什麼,甚至根本不知道要找的東西是否存在。圖/unsplash

你很快就會明白為什麼真菌會有「神秘的生物界」的稱號。真菌無所不在但又難以捉摸,採集過程幾乎就像玩捉迷藏,只不過你根本不確定自己在找什麼,甚至根本不知道要找的東西是否存在。但還是要有信心,只要循著樹木走、翻動一下原木、看看有落葉的地方,這個過程就會為你指路。一點點的計畫,將大大增加你獲得健康收益的機會。所以,讓我們開始吧。

去哪裡找?

林地和草原,是你將開始探索的兩個主要所在。林地底層提供真菌所需的有機物質,也為樹木提供菌根關係。橡樹、松樹、山毛櫸和白樺樹都是長期的菌根夥伴,所以循著樹種,就離找到目標菇類更近了。

林地底層提供真菌所需的有機物質,也為樹木提供菌根關係。圖/pexels

草原上也會有大量菇類,但由於這裡的樹木多樣性和環境條件不足,所以菇類種類會比林地少許多。如果這些地點選項對你來說都太遠了,那麼可以試著在自家花園或在地公園綠地當中尋找看看。這些也都是尋菇的好地方。

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澳洲新南威爾斯州奧伯倫

澳洲可以說是真菌天堂。與其他大陸隔絕的歷史、不斷變化的氣候以及營養豐富的森林,讓澳洲真菌擁有廣大的多樣性。澳洲新南威爾斯州(New South Wales)的奧伯倫(Oberon)就有一座超過四萬公頃的松樹林,是採集菇類的最佳地點之一。

在那裡,有廣受歡迎的可食用菌松乳菇(又稱紅松菌),據說這種真菌的菌絲體附著在一棵歐洲進口樹的根部,而意外被引進澳洲。 1821 年,英國真菌學家塞繆爾・弗里德里克・格雷(Samuel Frederick Gray)將這種胡蘿蔔色的菇命名為美味乳菇(Lactarius deliciosus),這的確名符其實,因為「Deliciosus」在拉丁語中意為「美味」。如果想要在奧伯倫找到這些菇類,秋天時就要開始計劃,在隔年二月下旬至五月的產季到訪。

位於澳洲新南威爾斯州的奧伯倫就有一座超過四萬公頃的松樹林,是採集菇類的絕佳地點。圖/unsplash

英國漢普郡新森林國家公園

在英國,漢普郡的新森林國家公園(Hampshire’s New Forest)距離倫敦有九十分鐘的火車車程。它由林地和草原組成,當中有種類繁多的植物群、動物群和真菌可供遊客觀賞,甚至還有野生馬匹在園區裡四處遊蕩。

這片森林擁有兩千五百多種真菌,其中包括會散發惡臭的臭角菌(Phallus impudicus),它的外觀和結構就如圖鑑中描述般,與男性生殖器相似且不常見。還有喜好生長於橡樹上,外觀像架子一樣層層堆疊的硫色絢孔菌(Laetiporus sulphureus ,又稱林中雞)。該國家公園不允許遊客採收這裡的菇,所以請把時間花在搜尋、鑑別與欣賞真菌上。如果幸運的話,該地區可能會有採集團體可以加入,但能做的也僅限於採集圖像鑑別菇類,而非採集食用。

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在英國,漢普郡的新森林國家公園由林地和草原組成,當中有種類繁多的植物群、動物群和真菌可供遊客觀賞。該國家公園不允許遊客採收這裡的菇,所以請把時間花在搜尋、鑑別與欣賞真菌上。圖/unsplash

美國紐約市中央公園

甚至紐約市的中央公園也有採集菇類的可能性。雖然在 1850 年代公園建造之時並未刻意引進菇類物種,但這個占地八百四十英畝的公園現已登錄了四百多種菇類,足以證明真菌孢子的影響之深遠。

加里・林科夫(Gary Lincoff)是一位自學成才、被稱作「菇類吹笛人」2 的真菌學家,他住在中央公園附近,並以紐約真菌學會的名義會定期舉辦菇類採集活動。林科夫是該學會的早期成員之一,該學會於 1962 年由前衛作曲家約翰・凱吉(John Cage)重新恢復運作。凱吉也是一位自學成才的業餘真菌學家,並靠自己的能力成為專家。

甚至紐約市的中央公園也有採集菇類的可能性。雖然在 1850 年代公園建造之時並未刻意引進菇類物種,但這個占地八百四十英畝的公園現已登錄了四百多種菇類。圖/wikipedia

進行菇類採集時,找瞭解特定物種及其棲息地的在地專家結伴同行,總是有幫助的。如果你需要一個採集嚮導,求助於所在地的真菌學會會是一個正確方向。

何時去找?

在適當的環境條件下(例如溫度、光照、濕度和二氧化碳濃度),菌絲體全年皆可生長。某些物種對環境條件較敏感,但平均理想溫度介於 15~24 ℃ 之間,通常是正要進入冬季或冬季剛過期間,因此秋季和春季會是為採集菇類作計畫的好季節。

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秋季和春季是為採集菇類作計畫的好季節,但因為菇類受溫度變化模式和降雨量的影響很大,所以每年採菇的旺季時間會略有不同。圖/unsplash

當菌絲體從周圍吸收水分時,會產生一股破裂性的力量,讓細胞充滿水分並開始出菇。這就是菇類通常會出現在雨後和一年中最潮濕月份的原因。牢記這些條件,就可以引導你找到寶藏。但也要記得,因為菇類受溫度變化模式和降雨量的影響很大,所以每年採菇的旺季時間會略有不同。

註解

  1. Sonya Sachdeva, Marla R Emery and Patrick T Hurley, ‘Depiction of wild food foraging practices in the media: Impact of the great recession’, Society & Natural Resources, vol. 31, issue 8, 2018, <doi.org/10.1080/08941920.2 018.1450914>. ↩︎
  2. 譯注:民間傳說人物。吹笛人消除了哈梅林鎮的所有老鼠,但鎮上官員拒絕給予承諾的報酬,於是他就吹奏著美麗的音樂,把所有孩子帶出哈梅林鎮。 ↩︎

——本文摘自《真菌大未來:不斷改變世界樣貌的全能生物,從食品、醫藥、建築、環保到迷幻》,2023 年 12 月,積木文化出版,未經同意請勿轉載。

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2020 年公民科學事件簿:#長新冠(#Long Covid)
A.H._96
・2023/10/20 ・5564字 ・閱讀時間約 11 分鐘

通過患者主導的研究和患者主導的行動主義,
患者似乎正在編寫第一本關於長新冠的教科書

(Amali Lokugamage, 2020 而後被世衛總幹事引用1

時空回到 2020 年 5 月下旬,台灣的新冠疫情頭條新聞是國內新冠肺炎疫情趨緩,連續超過一個月沒有本土確診病例,然而全球確診數卻已衝破 500 萬大關 2。那是台灣全民和網路社群每日為 +0 歡欣鼓舞的日子,清零台灣很難想像其他國家在疫情狂飆下的生活樣貌。

全球大部分國家在封城與疫情無法控制的脈絡下,原本防疫科學辭典裡沒有的名詞,在 2020 年春季歐美英語使用者的網路社群中漸漸流傳開來。由於網路社群媒體允許患者在封鎖與身體狀態不佳的限制下,在網路社群中相互尋找和資訊交流,產生共鳴與共識進而發展出一個共通術語,也就是我們現在熟知的「長新冠(Long COVID)」或國內較不熟悉的另一個相似詞「長途運輸者(Long-hauler)/長途運輸的新冠 (long-haul COVID) 3」。

我們現在知道的「長新冠」已不是網路世界中的虛擬事件,而是科學家和國際組織認定的「科學物件 (scientific object)」。世界衛生組織正式定義:新冠後症狀(Post COVID-19 condition ),簡稱長新冠(Long COVID) 是指在初次感染新冠病毒三個月後繼續或出現新症狀,症狀持續至少兩個月,無法用其他診斷來解釋的病症 4。長新冠患者的發病率也從早期研究的 10%,20% 至近期《自然》期刊《科學報告》5 所敘述的 30-60% 。此篇論文主要提出感染新冠兩年後仍對免疫系統造成不良影響,再次令人不僅感嘆新冠的長尾還真是長,不過我們關注的焦點是論文中的這段敘述:

“有趣的是「長新冠」一詞是由倫敦大學考古學家艾爾莎・佩雷戈(Elsa Perego)在推特上推廣來自患者創造的術語而興起的。”

圖一:網路社群廣用的主題標籤來描述或分享長新冠資訊。圖/作者提供

這個來自 2020 年春天「患者創造的術語」, 2021 年 10 月 6 日世衛公布長新冠的正式定義,雖然使用的是「新冠後症狀(post COVID-19 condition)」,但長新冠仍是最通用的術語。在今年(2023)的 7 月 31 日美國衛生與公眾服務部(Health and Human Service, HHS)宣布正式成立「長新冠研究與實務辦公室 (the Office of Long COVID Research and Practice)」,同時也啟動了長新冠的臨床試驗 6。這場網路社群的公眾參與科學論述理念,由下而上的草根運動,進而引起廣泛群眾社會良知並驅動科學家研究,最後促成相關政策組織的成立過程,即是社會學家所稱的「公民科學(citizen science)」7

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那麼我們不禁好奇,這一切是如何開始的?

現在若按照世衛的「長新冠」定義,感染三個月後持續二個月症狀合計至少五個月的病程,那麼文獻上 2020 年 5 月這個時間點,反應了歐美國家初期大規模感染後,累積一定數量患者在確診後「理論上康復」但卻持續有各種症狀困擾的情形。當時各國的衛生當局和醫療機構尚未認識到新冠感染造成長期後遺症的可能性,而世衛最初資訊亦表示新冠輕症感染者的病程平均持續兩周。

佩雷戈在 2020 年 5 月 20 日(英國時間)是目前文獻上記載最早的長新冠推文,後續網路社群媒體陸續出現如圖一所標示與長新冠有關的主題標籤。佩雷戈與其他科學家 2020 年 9 月發表了一封公開信,標題是「為什麼我們需要患者所提出的『長新冠』術語」,說明長新冠一詞強調了當時輕症卻持續超過二周以上的多種後遺症,這個術語有助於認識新冠發病機制本身具有特異性,而術語本身的簡單性和力量則有助於在全球範圍內爭取公平認可,並確保公眾在接觸新冠風險時,瞭解感染的潛在長期影響 8

圖二:2020 年自 5 月起長新冠公民科學形成的過程。圖/作者提供
註:長新冠公民科學的發展並非完全線性的發展,其中多種面相是重疊的。
(點圖放大)

圖二摘要描述 2020 年自 5 月起長新冠公民科學形成的過程,主要依據佩雷戈與英國格拉斯哥大學人文地理學教授菲麗西蒂・卡拉德(Felicity Callard)、英國劍橋、牛津等大學研究學者梅洛迪・特納(Melody Turner)等人記錄這場 2020 年公民科學發展過程的三篇論文 9, 10, 11

以 2020 年自 5 月的第一條推文,推特社群與其他網路媒體(如臉書、 Slack 和 WhatsApp 社群)快速構建,並在此過程中引入了長新冠作為一種社會條件,導致在短短的三個月內被世衛確認長新冠為一種醫療狀況:世衛國際疾病分類(International Classification of Diseases 11th Revision, ICD-11)正式定義長新冠為新冠後症狀,圖二最後以《自然》期刊編輯於該年 10 月發表的公開呼籲做結:「長新冠:讓患者協助定義長新冠症狀」副標題:長新冠症狀的術語以及康復的定義必須納入患者的觀點。

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「從一條相當不起眼的推文(引入了一個新的主題標籤,最初只被『點讚』一次),在短短三個月內轉變為世衛使用的詞」佩雷戈回憶說明, #longcovid 的使用呈指數級增長。一週內從社群媒體轉向印刷媒體,短短一個月醫學期刊從討論、呼籲、科學家開始下定義、到「長新冠」的引號在主流媒體與科學期刊內容消失,直接使用長新冠一詞,三個月後 2020 年 8 月 21 日在世衛新冠技術負責人瑪麗亞・范克爾霍夫 (Maria Van Kerkhove)聯繫英國的長新冠 SOS 組織(LongCovidSOS)了解宣導者要求後,世衛組織總幹事在線上會議與長新冠宣導者討論這一個疾病。

患者症狀故事:新冠不只影響肺部

佩雷戈與卡拉德指出,長新冠患者在網路社群的公民運動中通過與其他經歷長期後遺症患者集體分享而出現,提供了後來科學的新知,其貢獻包括:口頭、書面、視覺敘述、證詞和論點以及宣傳和政策干預,對傳統科學提出了挑戰,例如在大流行初期的新冠公眾資訊傳遞過程中僅限對肺部影響的討論,長新冠網路社群則協助擴大範圍。

2020 年 4 月一篇廣為流傳的推文,而後經由報紙專欄強調這位患者的後遺症「純粹是胃部症狀」而不是肺部系統,其他患者的多重器官後遺症則陸續在各種平台上,各自分享自身的醫學檢查,要求醫療單位進行更深入調查並向傳統研究團體致電等。現在這些「症狀故事」已在許多科學期刊的出版物中得到驗證,換言之,這些患者不僅提供了早期複雜的症狀,更有助於修正新冠損害的範圍,強調了需要關注所有潛在的面相,並提供有關疾病的機制和治療方法的假設。

新冠不只影響肺部,有位患者的後遺症純粹是胃部症狀。
圖/pexels

特納等人 2023 年發表的研究,在論文中提到是特納本人經歷長新冠症狀後與其他研究人員著手展開的。她反思自己的經歷如何影響她的研究,並質疑患者如何以及為何能在各種醫療機構前識別出長新冠,進而質疑傳統實證醫學的過程。他們蒐集整理 3 萬多筆帶有 #longcovid 和 #longhauler 標籤推文,進一步語意分析 974 條推文內容中的關鍵字後歸納指出:推特使用者最初將長新冠描述為一種無情、多器官、致殘的疾病,卻也因當時公眾和醫療機構缺乏認知,這些推特使用者面臨著恥辱和歧視的不公平待遇。但這些長新冠的早期推特使用者,後來被研究記錄為長新冠最初經歷的科學實證者,藉由此次的集體社會運動 (collective social movement)對長新冠患者的醫療保健需求建立共識。

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同時另一個推特標籤 #researchrehabrecognition (#研究康復認知)也引起了世衛總幹事譚德賽的注意,最後承認長新冠問題並力促解決,特納等人解釋,長新冠患者賦予疾病經歷的含義在很大程度上被理解為有價值的知識形式,可以更全面地認識和治療病情及其影響,這些公民知識通過塑造臨床醫生與患者討論診斷的方式來直接影響臨床實踐,提高了就治療方案和任何建議的生活方式改變達成共識的能力。

長新冠公民運動:衛生服務部門的具體回應

佩雷戈與卡拉德提到的另一個網路社群運動也使得英國政府不得不採取具體行動。 2020 年 7 月,患有長新冠的英國南安普敦大學公共衛生教授尼斯林・阿爾萬(Nisreen Alwan)發起了社群媒體活動「#計算長新冠(#CountLongCovid)」,強調迫切需要正確的康復病例定義、收集數據的標準化方法以及大量基於人群的樣本資料,呼籲政府全面收集監測長新冠。

9 月,網友結合「六個月前」脈絡在推特上集合紛紛留下個人長新冠前後的對比故事。現在我們可藉由應用程式 Thread Reader App 將此推文串合併,一窺當時網路社群如何串連長新冠的個人經歷 12。 2020 年底英國國家統計局公布,「長新冠」監測數據,證實了真實患病率可能比以前認為的要高得多、患者症狀持續三個月或更長時間 13

另外針對兒童和青少年的長新冠症狀, 2020 年的 #兒童長新冠(#LongCovidKids)運動亦促成了英國國會跨黨派國會新冠小組(All-Party Parliamentary Group on Coronavirus in the UK)在 2021 年 1 月舉行的兒童長新冠公聽會,今(2023)年 2 月 16 日世衛也公布了兒童和青少年版長新冠的正式定義 14

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世界衛生組織也公布了兒童和青少年版長新冠的正式定義。
圖/unsplash

特納等人綜合歸納 #longcovid 推文標籤的六個主題:

  1. 個人長期恢復
  2. 看不見的疾病,例如考慮最初對長新冠缺乏認識可能是一種孤立和無形的體驗
  3. 意外族群,如參與者對觀察結果表示驚訝和擔憂,許多長新冠患者很年輕而且以前「身體健康」
  4. 通過量化進行驗證,如對疫情統計資料和醫療系統有限投入的憂慮,強調最初兩週的定義的不足,要求通過監測計算患者發病率來了解病情
  5. 支持和研究的需要,如推特使用者擔心由於知識的缺乏,醫療機構可能無法充分提供醫療保健服務或投資長新冠的研究,因此使用 #researchrehabrecognition,最後獲得世衛的重視
  6. 衛生服務部門的認可

如推文中參與者評論醫療機構如何逐漸意識到長新冠與受到官方醫療保健的認同,如當時的美國首席醫療顧問安東尼・福奇以及世衛譚德塞,從而創造了衛生服務部門的具體行動以及為社會和科學新的認識契機。

網路社群媒體的開放性

網路社群在 2020 年經歷了所謂的醫療煤氣燈(medical gaslighting)效應,當他們處於科學對長新冠不確定性的大環境時,經常覺得被敷衍或誤診,就像是 1944 年經典電影《煤氣燈下》(Gaslight)明明房間裡煤氣燈忽明忽暗,但影片中的老公卻堅持一切正常,這些求助無門的人們,經歷許多令人沮喪的醫療保健挫折,藉由網路群眾的長新冠公民運動,將確診後揮之不去的各種後遺症和醫療狀況與具有相同經歷的人們聯繫起來,以尋求資訊、支持和認可,最終獲得了疾病的驗證和社會的支援 15

當他們處於科學對長新冠不確定性的大環境時,經常覺得被敷衍或誤診。
圖/pexels

特納等人分析推特如何促進集體社會運動的形成社會共識,通過社群媒體的公開和開放的系統,推特的社交網絡使得以前互不相干的使用者能夠分享這些情緒、資訊與交換知識,從普通公民、醫生、科學家到世衛總幹事等知名人士。推特與其他社交網站(如臉書和 Slack )使用方法不同,後者的長新冠社群多是封閉群組,限制公開分享;推特則在長新冠的推文中具有「去中心化」的特性:如沒有單一的意見領袖、使用者間訊息自由流動等。

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例如推特使用者廣泛分享了 #research 、 #rehabilitation 和 #recognition 等單獨術語。 最終,使用者將這三個術語合併成 #researchrehabrecognition ,此標籤的演變展示了集體決策的過程,旨在挑戰長新冠患者由最初缺乏醫療認可和醫療保健規定而面臨的公民知識需求和認可狀態。

長新冠患者的知識因民眾直接地發起參與研究自己或社區、社群的環境和健康危害,提高學界醫界對新冠的新認識,知識從患者通過媒體傳播到正規的臨床和衛生政策管道,就像特納等人的分析,長新冠從一種看不見的疾病轉變為一種公認的疾病。

這些網路社群推文積極的行動,達成的集體共識足以令人信服地向包括世衛在內的醫療機構證明,儘管缺乏傳統的實證醫學,但長新冠是一種真實的疾病。一群網路公民在 2020 年集體編寫了第一本關於長新冠的教科書,此刻我們見證了網路社群的群眾力量,不僅促成了現實世界的真實變化,確保對醫療保健供應的認可,也揭開了科學研究的新序幕。

參考資料

  1. Lokugamage A, Rayner C, Simpson F, Carayon L. We have heard your message about long covid and we will act, says WHO. The BMJ. Published September 3, 2020. ↩︎
  2. Yahoo News:國際新冠肺炎疫情還在燒 全球確診數破 500 萬大關 ↩︎
  3. 目前已知「長途運輸者」在佩雷戈論文中引用來自 2020 年 6 月的推文:「長途運輸新冠戰士」的患者召集人艾咪・沃森(Amy Watson) ,她從她接受測試時戴的卡車司機帽子中衍生出來:https://twitter.com/katemeredithp/status/1277316840453267456 ↩︎
  4. WHO:https://www.who.int/europe/news-room/fact-sheets/item/post-covid-19-condition ↩︎
  5. López-Hernández, Y., Monárrez-Espino, J., López, D.A.G. et al. The plasma metabolome of long COVID patients two years after infection. Sci Rep 13, 12420 (2023) ↩︎
  6. HHS News: https://www.hhs.gov/about/news/2023/07/31/hhs-announces-formation-office-long-covid-research-practice-launch-long-covid-clinical-trials-through-recover-initiative.html ↩︎
  7. 泛科學、左岸文化 (2018/05/17),什麼是公民科學?誰是公民科學家? ↩︎
  8. Perego, Elisa, et al. “Why the patient-made term ‘long covid’ is needed.” Wellcome Open Research 5.224 (2020): 224. ↩︎
  9. Callard, Felicity, and Elisa Perego. “How and why patients made Long Covid.” Social science & medicine 268 (2021): 113426 ↩︎
  10. Perego, Elisa, and Felicity Callard. “Patient-made Long Covid changed COVID-19 (and the production of science, too).” (Feb. 2021) ↩︎
  11. Turner, Melody, et al. “The# longcovid revolution: A reflexive thematic analysis.” Social Science & Medicine (2023): 116130. ↩︎
  12. Thread Reader App#計算長新冠(#CountLongCovid)與“六個月前”結合的網頁: https://threadreaderapp.com/convos/1308678318821199872 ↩︎
  13. 英國獨立報 The Independent (16 December 2020) ,https://www.independent.co.uk/news/health/coronavirus-long-covid-ons-data-b1774821.html ↩︎
  14. WHO:A clinical case definition for post COVID-19 condition in children and adolescents by expert consensus, 16 February 2023 ↩︎
  15. Russell, David, et al. “Support amid uncertainty: Long COVID illness experiences and the role of online communities.” SSM-Qualitative Research in Health 2 (2022): 100177 ↩︎
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