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蛭類的醫療用途(四):探究人類的「抗凝血好朋友」——麻醉成分只是都市傳說?

ntucase_96
・2021/09/03 ・3007字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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編按:此系列文章前三篇分別介紹了水蛭「活體外用」與「藥材內服」的醫療用途,此篇將接續介紹蛭類抗凝血的原因。

蛭類抗凝血成份萃取

無論是活體外用或是藥材內服,重點還是蛭類體內的功能性因子進入人體後產生作用。若是能夠將蛭類體內的有效成份純化萃取甚至大量製造,以注射或口服方式直接進入血液或患處發揮效果,似乎都能更加迅速而有效。

因此,過去一百多年來,東西方的學者都耗費不少心血,努力從水蛭身上萃取出各式各樣的有效成份,而這一切的濫觴當然非「蛭素(Hirudin)」莫屬。

蛭素的分子結構示意圖。圖/維基百科

十九世紀末,雖然蛭類放血療法在西方醫學中不再受歡迎,科學界對蛭類的抗凝血能力卻依然興味盎然。

1809 年,俄羅斯教授「迪亞科諾夫(Diakonov)」在著作中提及「歐洲醫蛭腸道內的血液並不會凝固」,因此推測其中必有溶解血液的因子;1884 年,英國學者「海克拉夫特(John Berry Haycraft)」則是發現歐洲醫蛭「唾液中有一種抗凝血因子」,之後德國學者「雅各比(Jacobj)」便在 1904 年,將此抗凝血因子濃縮並命名為「蛭素(Hirudin)」。

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但一直到半世紀後的 1955 年,德國學者「馬克沃德特(Markwardt)」才將蛭素從歐洲醫蛭唾腺中萃取純化出來,並展現其抗凝血活性,於是開啟了蛭類抗凝血物質的現代研究。

歐洲醫蛭。圖/Karl Ragnar Gjertsen, CC2.5

1986 年,「哈維(Harvey)」解開蛭素的 cDNA 序列,利用基因工程技術,將此序列轉殖大腸桿菌,首次量產人工重組蛭素;不過,由於重組蛭素在第 63 位的酪氨酸殘基並未硫酸化,因此抗凝血活性比起天然蛭素有所下降。

即使如此,重組蛭素也早已商品化為 Lepirudin 和 Desirudin 兩種抗凝血劑上市,1998 年,蛭素通過美國 FDA 認可,可做為「肝素誘發血小板減少症」和骨科手術後預防血栓的治療藥物,同時也是唯一一個 FDA 通過臨床使用認可且提取自吸血動物的抗凝血因子。

蛭素與其他抗凝血因子

蛭素身為至今以來最強效的天然凝血酶抑制劑,其抗凝血能力來自於蛭素與凝血酶能夠直接結合,使血液的凝血機制無法運作。

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蛭素(帶狀結構)與凝血酶(枝狀結構)結合後的複合體示意圖。圖/維基百科

同樣具有抗凝血功能的常見藥物「肝素」,其抗凝血機制則是結合並活化「抗凝血酶 III」,活化後的抗凝血酶 III 再進一步影響抑制凝血酶和凝血因子 Xa 及其他蛋白酶。

相較之下,蛭素的抗凝血功能優勢在於不依賴凝血酶 III、特異性強大、不和內皮細胞結合、用量與抗凝血效果的相關性較好、不會誘發血小板減少症、也不增加血管通透性。

除了抗凝血功能外,蛭素也有抗血栓功能。蛭素直接針對凝血酶結合,不僅阻斷了血液凝固,也抑制了血液凝固後觸發的「纖維蛋白凝固」和「血小板聚集」,因此具有防止血管血栓生成的能力。又因為蛭素不僅能夠跟游離凝血酶結合、也能夠和血塊上的凝血酶結合,因此防止血栓形成和延伸的能力又比肝素更強大。

除了抗凝血功能外,蛭素也有抗血栓功能。圖/維基, CC0

此外,蛭素也具有抗發炎功效,而且在心腦血管疾病、急性瀰漫性血管內凝血、腎臟疾病的臨床應用與基礎研究,甚至是皮膚疤痕和醫材塗布研究上,都持續展現影響力。

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除了蛭素之外,數十年來科學家陸續又在蛭類中找到許多抗凝血因子以及各種功能性因子。值得一提的是,由於蛭類的祖先以血液為食,因此即使不是吸血維生的種類,許多蛭類體內依然會分泌少量或較原始的抗凝血因子,這也是為什麼捕食性的「寬體金線蛭」和「尖細金線蛭」體內也可以測到抗凝血活性的原因。

以下整理出在吸血與非吸血蛭類上,找到較知名的抗凝血因子和其他功能性因子。

一、抑制凝血酶:

  • 萃取自歐洲醫蛭與菲擬醫蛭的 Hirudin(蛭素)
  • 萃取自菲擬醫蛭的 Bufrudin
  • 萃取自日本醫蛭的 Grabulin
  • 萃取自森林山蛭(Haemadipsa sylvestris)的 Haemadin
  • 萃取自整嵌晶蛭(Theromyzon tessulatum)的 Theromin(Cytin 可能也有類似功能)。

二、作用於凝血因子 Xa 阻止凝血,經常也能對抗腫瘤轉移或抗發炎:

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  • 萃取自歐洲醫蛭和 Haemanteria officinalis 的 Antistasin
  • 萃取自 Haemanteria ghillianii 的 Ghilanten
  • 萃取自 Haemanteria depressa 的 Lefaxin
  • 萃取自整嵌晶蛭的 Therostasin、Tessulin 和 Therin
  • 萃取自歐洲醫蛭的 Bdellastasin 和 Hirustasin
  • 萃取自日本醫蛭的 Piguamerin 和未知金線蛭的 Guamerin
  • 萃取自菲擬醫蛭的 Gelin
圖/GIPHY

三、抑制血小板聚集:

  • 萃取自 Macrobdella decora 的 Decorsin
  • 萃取自 Placobdella ornata 的 Ornatin
  • 萃取自歐洲醫蛭的 Calin 和亦可抗發炎的 Bdellin
  • 萃取自 Haementeria officinalis 的 Saratin
  • 萃取自 Haemanteria officinalis 的 Leech Anti-Platelet Protein(LAPP)
  • 萃取自 Haemanteria ghillianii 的 Tridegin
  • 萃取自未知種醫蛭,對人體為過敏原亦可抗發炎的 Eglin

四、其他功能:

吸血蛭類的唾腺能分泌「類組織胺」,能夠促進局部血管與組織通透性,這也是蛭類吸血後的傷口,會持續數十分鐘甚至數小時不斷滲血、且傷口周圍在癒合過程中經常輕微腫脹的主要原因。

  • 萃取自 Haemanteria ghillianii 的 Hementin,能抑制纖維蛋白原被切割而阻止凝血,也能溶解血栓;
  • 萃取自歐洲醫蛭的 Destabilase,能切斷纖維蛋白的交互連結,也能溶解血栓;
  • 萃取自 Haementeria lutzi的Hementerin,能活化人體血漿中的纖維蛋白溶解系統;
  • 萃取自歐洲醫蛭的 LDTI,具有類胰蛋白酶的功能;
  • 萃取自歐洲醫蛭的 Hyaluronidase,可降解細胞間聯繫讓組織通透性增加,亦有抗菌功能,據稱可治療青光眼,且已經商品化為 Orgelase 上市。

值得注意的是,雖然蛭類唾腺會分泌麻醉物質,所以「咬人不痛」的說法歷久不衰,且好些研究也指出蛭類療法在某種程度上有助止痛,但目前在各種蛭類的唾腺分泌物中,依然從未找到具麻醉作用的成份。

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雖然常有水蛭「咬人不痛」的說法,但實際上目前尚未在蛭類唾腺中找到麻醉成分。圖/envato elements
  1. J.Malcolm Elliott1 and Ulrich Kutschera. 2011. Medicinal leeches: historical use, ecology, genetics and conservation. Freshwater Reviews 4: 21-41
  2. Jun-Gu Kang, Sohyun Won, Hye-Won Kim, Baek-Jun Kim, Bae-Keun Park, Tae-Seo Park, Hong-Yul Seo and Joon-Seok Chae. 2016. Molecular detection of Bartonella spp. in terrestrial leeches (Haemadipsa rjukjuana) feeding on human and animal blood in Gageo-do, Republic of Korea. Parasites & Vectors 9: 326-331
  3. U. Kutschera. 2012. The Hirudo medicinalis species complex. Naturwissenschaften 99: 433–434
  4. Sebastian Kvist, Gi-Sik Min & Mark E Siddall. 2013. Diversity and selective pressures of anticoagulants in three medicinal leeches (Hirudinida: Hirudinidae, Macrobdellidae). Ecology and Evolution 3: 918–933
  5. Sebastian Kvist, Indra Neil Sarkar and Mark E. Siddall. 2011. Genome-wide search for leech antiplatelet proteins in the non-blood-feeding leech Helobdella robusta (Rhyncobdellida: Glossiphoniidae) reveals evidence of secreted anticoagulants. Invertebrate Biology 130: 344-350
  6. Gi-Sik Min, Indra Neil Sarkar, and Mark E. Siddall. 2010. Salivary Transcriptome of the North American Medicinal Leech, Macrobdella decora. Journal of Parasitology 96: 1211-1221
  7. Mark E. Siddall, Peter Trontelj, Serge Y. Utevsky, Mary Nkamany and Kenneth S. Macdonald III. 2007. Diverse molecular data demonstrate that commercially available medicinal leeches are not Hirudo medicinalis. Proc. R. Soc. B 274: 1481–1487
  8. Sawyer, R.T. 1986. Leech Biology and Behaviour. Oxford University Press, New York, USA
  9. Michel Salzet. 2001. Minireview Anticoagulants and inhibitors of platelet aggregation derived from leeches. FEBS Letters 492: 187-192
  10. Michel Salzet. 2002. Leech Thrombin Inhibitors. Current Pharmaceutical Design 8: 493-503
  11. 张和韡,王丽萍。2013。水蛭素的研究进展。中国中西医结合肾病杂志,14: 76-78
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CASE的全名是 Center for the Advancement of Science Education,也就是台灣大學科學教育發展中心。創立於2008年10月,成立的宗旨是透過台大的自然科學學術資源,奠立全國基礎科學教育的優質文化與環境。

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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

本文與 研華科技 合作,泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言,總能牽動整個 AI 產業的神經。然而,我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線,那如果哪天「網路斷了」,會發生什麼事?

想像你正在自駕車打個盹,系統突然警示:「網路連線中斷」,車輛開始偏離路線,而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭,開始暴走跳舞,甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎?當然不是!也因為如此,「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端,AI 就能在現場即時反應,不只更安全、低延遲,還能讓數據當場變現,不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ?

邊緣 AI,乍聽之下,好像是「孤單站在角落的人工智慧」,但事實上,它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前,像是企業、醫院、學校內部的伺服器,個人電腦,甚至手機等裝置,都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。簡單來說,就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力,「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

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那麼,為什麼需要這樣做?資料放在雲端,集中管理不是更方便嗎?對,就是不好。

當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。/ 圖片來源:MotionArray

第一個不好是物理限制:「延遲」。
即使光速已經非常快,數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房,再把分析結果傳回來,中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回,就算只是幾十毫秒的延遲,對於需要「即刻反應」的 AI 應用,比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時,每一毫秒都攸關安全與精度,這點延遲都是無法接受的!這是物理距離與網路架構先天上的限制,無法繞過去。

第二個挑戰,是資訊科學跟工程上的考量:「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送,湧入的資料數據量就像超級大的水流,一下子就把水管塞爆!要避免流量爆炸,你就要一直擴充水管,也就是擴增頻寬,然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理,把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端,是不是就能減輕頻寬負擔,也能節省大量費用呢?

第三個挑戰:系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時,一旦網路不穩、甚至斷線,那怎麼辦?很多關鍵應用,像是公共安全監控或是重要設備的預警系統,可不能這樣「看天吃飯」啊!邊緣處理讓系統更獨立,就算暫時斷線,本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應,這在工程上是非常重要的考量。

所以你看,邊緣運算不是科學家們沒事找事做,它是順應數據特性和實際應用需求,一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇,是我們想要抓住即時數據價值,非走不可的一條路!

邊緣 AI 的實戰魅力:從工廠到倉儲,再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了,接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢?它強就強在能夠做到「深度感知(Deep Perception)」!

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所謂深度感知,並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減,而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型,從原始數據裡面,去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

研華科技為例,旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例,利用物件偵測模型,快速將工業產品中的瑕疵挑出來,而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測,因此品管上能達到一致性,減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中,檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品,替工廠節省大量人力,同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。/ 圖片提供:研華科技

此外,在智慧倉儲場域,研華與威剛合作,研華與威剛聯手合作,在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台,打造倉儲系統的 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣,AMR 不需要事先規劃好路線,靠著感測器偵測,就能輕鬆避開障礙物,識別路線,並且將貨物載到指定地點存放。

當然,還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning ),除了可以做備忘錄跟排程規劃以外,還能將實務上碰到的問題記錄下來,等到之後碰到類似的問題時,就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問,那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了?其實,對許多企業來說,內部資料往往具有高度機密性與商業價值,有些場域甚至連手機都禁止員工帶入,自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安,又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言,自行部署大型語言模型(self-hosted LLM)才是理想選擇。而這樣的應用,並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現:要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型,會不會太吃資源?這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一:如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」,又不減智慧。接下來,我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

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語言模型瘦身術之一:量化(Quantization)—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像:有些畫面細節我們肉眼根本看不出來,刪掉也不影響整體感覺,卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此,只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示,什麼是浮點數?其實就是你我都熟知的小數。舉例來說,圓周率是個無窮不循環小數,唸下去就會是3.141592653…但實際運算時,我們常常用 3.14 或甚至直接用 3,也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思! 

然而,量化並不是那麼容易的事情。而且實際上,降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時,工程師會精密調整,確保效能在可接受範圍內,達成「瘦身不減智」的目標。

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。/ 圖片來源:MotionArray

模型剪枝(Model Pruning)—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型,其實就是在搭建一整套類神經網路系統,並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而,在這麼多參數中,總會有一些參數明明佔了一個位置,卻對整體模型沒有貢獻。既然如此,不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候,總會雜草叢生,但這些雜草並不是我們想要的作物,這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在,而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術,就稱為 AI 模型的模型剪枝(Model Pruning)。

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模型剪枝的效果,大概能把100變成70這樣的程度,說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助,但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型,僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手,採取更治本的方法:一開始就打造一個很小的模型,並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」,是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾(Knowledge Distillation)—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下,一位經驗豐富、見多識廣的老師傅,就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在,他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案,老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」,例如「為什麼我會這樣想?」、「其他選項的可能性有多少?」。這樣一來,小小的學徒模型,用它有限的「腦容量」,也能學到老師傅的「智慧精髓」,表現就能大幅提升!這是一種很高級的訓練技巧,跟遷移學習有關。

舉個例子,當大型語言模型在收到「晚餐:鳳梨」這組輸入時,它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯:50%,蝦球:30%,披薩:15%,汁:5%」。在知識蒸餾的過程中,它可以把這套機率表一起教給小語言模型,讓小語言模型不必透過自己訓練,也能輕鬆得到這個推理過程。如今,許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成,讓我們得以在資源有限的邊緣設備上,也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是!即使模型經過了這些科學方法的優化,變得比較「苗條」了,要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料,並且高速、即時、穩定地運作,仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說,要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型,真正放到邊緣的現場去發揮作用,就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

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邊緣 AI 的強心臟:SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色!那麼,它到底厲害在哪?

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要?因為 GPU 的設計,天生就擅長做「平行計算」,這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的!

你想想看,那麼多數據要同時處理,就像要請一大堆人同時算數學一樣,GPU 就是那個最有效率的工具人!而且,有多張 GPU,代表可以同時跑更多不同的 AI 任務,或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果,在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎!

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房,有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計,體積相對緊湊,散熱空間也比較好(這對高功耗的 GPU 很重要!),部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算,進行「工程化」,讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格,背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場,系統穩定壓倒一切!你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧?這些設計確保了部署在現場的 AI 系統,能夠長時間、穩定地運作,把實驗室裡的科學成果,可靠地轉化成實際的應用價值。

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研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。/ 圖片提供:研華科技

台灣製造 × 在地智慧:打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能,能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署,及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析,還是其他 AI 相關的服務,都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務,讓企業在啟動 AI 專案前,大幅降低前期投入門檻,靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構,從精密製造、城市交通管理,到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全,都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是,這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示,這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果,往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI,不只是一項技術創新,更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場,就能被有效的「理解」與「利用」,是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石!

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看完電影「失落謎城」,我們來談談「水蛭」吧?
YTLai_96
・2022/07/02 ・3275字 ・閱讀時間約 6 分鐘

話說,珊卓布拉克和查寧坦圖主演的失落謎城(The Lost City)近日在二輪片戲院上映了,電影本身頗具娛樂效果也讓我相當享受,但裡頭出乎意料的居然出現了水蛭吸血的橋段。

本著龜毛水蛭宅的認真心態,我當然仔仔細細地檢視了這個橋段,除了確定查寧坦圖沒有露出半根不該露出的東西(例如毛髮,請別想歪),也確定這個橋段裡面的水蛭有好些不盡正確的特徵,在此想要跟各位讀者分享,希望哪一天有人要在電影裡面用上水蛭的時候,特效或模型可以做得更精準一點。

https://youtu.be/BToKsF6CIv4?t=101
這是Youtube上可以找到最完整的水蛭和屁股的畫面了,各位讀者請享用

先講優點,電影裡的水蛭模型做的還算有模有樣,體表的質感雖然乾皺了點但還算可以接受,值得一提的是水蛭正吸血時口吸盤會有的「垂直壓向皮膚」的姿態也做出來了。光是這一點,就值得為模型組的工作人員拍拍手。

這是一隻正在吸血的菲擬醫蛭,左邊是牠的頭部,請注意吸血中的頭部那個「垂直壓向皮膚」的姿態。 圖/作者提供

好話說完了,接下來要開始挑剔了。

水蛭的附著和去除方式不正確,攻擊位置不盡合理

首先,吸血的水蛭不算是長時間游泳的高手,而且很依賴水波震動來找尋下水移動的倒楣宿主,所以通常是棲息在靜止或頂多是緩流的水域,電影裡面那樣不算開闊又有明顯水流的小溪是不太可能遇到吸血水蛭的。不過這一點相對不那麼有問題,我們就假設兩位主角涉水的溪流曾經經過一段緩流的溼地,只是畫面沒有拍到好了。

比較明顯的問題是水蛭吸血時的特徵行為和應對方式。

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根據幕後花絮的說法,劇組是用膠水把水蛭黏在查寧坦圖的下背跟屁股上,也因此珊卓布拉克將水蛭拔掉的時候就像撕掉膠布一樣,甚至還可以看到膠水在水蛭跟皮膚之間拉開的黏絲

但可惜的是,水蛭是靠著口尾兩個吸盤附著的,其他部位的體表毫無黏附的能力,所以要是你我被水蛭咬上吸血,從皮膚上把水蛭拔下來的時候,切記得要用指甲貼住皮膚把水蛭的兩個吸盤推掉,這才是最快也最安全的方法。至於為什麼這個方法最好,其他坊間流傳的火燒灑鹽法又有什麼不好,還請讀者參考先前的拙文「被水蛭咬了怎麼辦」,就不在這裡再多費唇舌了。

失落謎城的幕後花絮:水蛭篇

再說,水蛭身體本來就佈滿黏液,吸血的時候絕對是又黏又滑根本抓不住,要把吸血中的水蛭從皮膚上取下來,絕對不可能像珊卓布拉克那樣輕鬆,用手指直接捏住水蛭身體如撕膠布一樣的把水蛭拿下來,這樣做只會一直把水蛭身體捏扁,把牠吸到肚子裡的血液混著體內共生菌又擠回傷口裡面增加感染風險而已,各位讀者千萬不要學啊。

另一個問題是水蛭咬上身體的部位。一般而言,水蛭游到在水裡走動的宿主身上,基本上是找尋皮膚裸露處吸血,不太會鑽進衣服覆蓋的身體部位,尤其是那麼大隻的水蛭更是如此。

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所以,既然水蛭沒有那麼會鑽,吸到查寧坦圖的上衣下擺跟褲頭之間還有可能,畢竟他的上衣看起來沒有紮進褲頭可能會在水中擺動,讓上身的水蛭有機可乘;但吸到包在褲子裡面的屁股就不太合理了,大概只是為了讓觀眾大飽眼福而已。

話說回來,查寧坦圖的台詞倒是說得沒錯,像珊卓布拉克在戲裡那樣的連身緊身衣,基本上對吸血水蛭而言就是絕佳防護,所以她的身上沒有水蛭也是合情合理。

珊卓布拉克的連身緊身衣,除了胸口那一大塊裸露區域,在水中可稱得上水蛭的絕佳防護裝。 圖/yahoo!sports

衣物包緊緊,水蛭不上身:美軍的水蛭避忌實驗在台灣

各位讀者想必有所不知,二戰時期歐美軍方在太平洋戰場體驗到吸血蛭類的擾人之後,蛭類避忌藥劑與效果研究才開始蓬勃的發展。由於水棲與陸棲吸血蛭類在東亞、東南亞與南亞地區種類繁多又常見,吸血蛭類的避忌研究也因此多以亞洲的種類為實驗物種。

例如越戰時期,美國軍方曾苦於前線官兵在越南叢林受到蛭類侵擾,便與 1955 年於台北重新設立的美國海軍第二醫學研究所(US Naval Medical Research Unit No. 2, NAMRU-2)以及瘧疾研究所合作,在屏東潮州進行一系列蛭類毒殺與避忌的實驗。

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同樣是吸血蛭類,水棲種類與陸棲種類的擾人程度其實有相當的差異。吸血的水蛭生活在水中,只要不涉水就不會造成任何困擾;而且一般而言吸血水蛭的體型較大,不容易鑽過衣物間的縫隙,更不可能穿過疏鬆的衣物纖維直達皮膚。

因此,要防止吸血水蛭上身其實很簡單,只要士兵不要下水、萬一不得已下水時務必穿著衣褲襪子並且紮好紮滿,尤其是褲管必定要紮入襪子裡,確保沒入水中的身體都被衣物緊密覆蓋,吸血水蛭也就只能黏附在衣物上遊走,幾乎無法接觸皮膚吸食血液。這樣一來,就算長褲襪子沒有施用任何避忌藥物,也已經足以防止吸血水蛭的攻擊,而且避忌效果就和驅蟲劑處理過的長褲一樣好。也因此,針對吸血水蛭的避忌研究就相對少了許多。

在雨鞋上不得其門而入的日本醫蛭,牠們只會在水面下頂多高出水面一點的範圍試探,不會像吸血螞蟥那樣四處遊走找尋縫隙。 圖/作者提供

話雖如此,美軍還是針對吸血水蛭測試了好些避忌配方,經過一番試驗,藉著混合綿羊油、礦物脂和矽氧樹脂這些成份,終於把塗抹皮膚用的驅蟲藥劑從入水後五分鐘就會失效,延長到避忌效果可達 70 分鐘左右或更久。也有研究發現有 15 種單方與複方組合,能夠在超過 200 次入水洗手後依然保持避忌效果。

不過,這些以塗抹皮膚的避忌藥物在戰場上頂多只能做為輔助配備,以軍方的角度而言,如果能在制服上施加藥物,讓避忌各種昆蟲與蛭類的效果如同軍事裝備將戰士「武裝」起來並提供持久效果,當然更是理想。

因此,為了戰場所需,當時的諸多研究便著眼於以浸泡的方式讓衣物吸附各種避忌藥劑並評估持久程度,尤其在陸棲吸血蛭類的避忌研究中更是蔚為主流。

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畢竟,俗稱螞蟥的陸生吸血蛭類跟吸血水蛭的擾人程度可不是同一個等級的,這些飢腸轆轆又敏捷的小傢伙沾上身體以後,即使是附著在衣物鞋襪上也會四處遊走,無所不用其極地找到衣褲鞋襪的交界、甚至是布料纖維間的縫隙,然後死命擠過去以抵達皮膚大快朵頤。

所以,美軍測試了許多配方,就是為了找到讓吸血螞蟥厭惡至極而拒絕靠近的辦法,但到底找到了什麼配方並不是這篇文章的重點,我們還是回來討論電影裡的水蛭吧。

拔掉那麼大的水蛭,傷口沒有持續流血幾小時是不可能的

最後,關於傷口沒有流血這件事,實在是非提不可的大問題。自古以來,吸血水蛭的抗凝血能力就舉世皆知,甚至因此被拿來當成放血治療的醫療工具,在十九世紀末歐洲的吸血水蛭還因為採集過度搞到瀕臨絕種。像電影裡面那麼大的吸血水蛭,咬出來的傷口絕對不小,拔掉以後應該會一直流血,就算是剛吸血十幾分鐘的傷口大概也要流個半小時的血,如果已經吸血超過半小時,傷口沒流血個幾小時都是上天保佑。所以,珊卓布拉克拿掉水蛭以後那些傷口應該會持續不斷的滲血出來,查寧坦圖的下背和屁股應該會漸漸染血成片,才不可能毫不狼狽地繼續帥氣行動呢。

是的,遠比電影裡還小的水蛭,吸血以後就會變成這種景象,千萬不要小看自然界最強的抗凝血能力啊。圖/作者提供

哪裡有蛭,哪裡就有我的事。今天挑剔「失落謎城」電影裡的水蛭橋段就到這裡,下次再看到電影裡面出現水蛭的時候,就是我們再會的時候啦。

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YTLai_96
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也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著

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蛭類的醫療用途(三):淺談中藥典籍中的 3 種水蛭乾,內服的抗凝血程度大不同
ntucase_96
・2021/08/20 ・2928字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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編按:前兩篇作者介紹了水蛭「活體外用」的歷史,分為《傳統篇》與《現代篇》,這篇將接續說明水蛭的另一大醫療用法:內服藥材。

中藥水蛭典籍考

中國最早的中藥學著作,成書於秦漢時期的《神農本草經》當中,就描述了水蛭做為藥材內服的藥性為「味鹹,平。主逐惡血,瘀血,月閉,破血瘕,積聚,無子,利水道」;明代李時珍編著的《本草綱目》中,則記載水蛭做為內服藥,主治漏血不止、産後血暈、墜跌打擊等,與「血液瘀積」或「局部循環不良」有關的病症。

值得一提的是,《神農本草經》將藥分為三品,無毒的稱上品為「君」,毒性小的稱中品為「臣」,毒性劇烈的則稱下品為「佐使」,而水蛭記載於下品當中,可見其藥/毒性之強烈。

在《神農本草經》中,水蛭被分類為毒性強烈的「下品」。(清朝顧觀光之輯本)圖/博客來

不過仔細想來,全世界的淡水棲的蛭類數百種,在中國境內也有數十種,食性上也有捕食性和吸血性之別,可以做為藥材的蛭類理應有所侷限。

所幸,隨著歷代中醫著作的考據和修訂,南北朝時期的中藥典籍,已經將生於山中的陸生蛭類排除在藥材外;唐朝五代時期的中藥典籍,則訂定「僅使用水中且個頭較小的蛭類」。

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而後至清朝時期,中醫典籍裡最終做了定論,認為僅有「吸食人畜血液又個頭小的淡水棲蛭類」可做為藥材,甚至更點出其形態為「色黃褐,間黑紋數道,腹微黃,背隆腹平,中闊,兩頭尖,都有嘴吶者,可引可縮」。

中國藥典規範做為水蛭藥材之一的日本醫蛭。圖/作者提供
中國藥典規範做為水蛭藥材之一的尖細金線蛭。圖/作者提供

中藥水蛭哪種好?

然而,中藥典籍對水蛭這一味藥材的描述如此,民間的理解和採集的種類卻不盡然相同;而且即使民間理解所採集的種類不同,在用藥習慣上也經常不分。

於是,考量中藥市場上流通的水蛭藥材和不分種類的用藥習慣之事實,自 1963 年中國政府公佈的《初版中國藥典》乃至後續修訂的所有版本,都認定水蛭這一味藥材裡可包含「水蛭」(日本醫蛭 Hirudo nipponia,以哺乳動物血液為食)、「螞蟥」(寬體金線蛭 Whitmania pigra,主要以淡水螺類為食)、以及「柳葉螞蟥」(尖細金線蛭 Whitmania acranulata,主要以水棲寡毛類為食)三種淡水棲蛭類,反而忽略了歷代中醫典籍所歸納的「僅有淡水棲吸血蛭類才可做為水蛭藥材」的智慧。

台灣中藥店購買的水蛭乾,依其體型、體態、與泡水後顯現的花紋判斷,應為「醫蛭科牛蛭屬」或「擬醫蛭屬」的大型吸血蛭類。雖然與《中國藥典》規範水蛭藥材中所列三種蛭類不同,但應和藥材之一、以吸血維生的「日本醫蛭」同樣具有功效,依筆者觀點可視為代用品。
此種水蛭飲片也是最常在中藥店出售的水蛭品項。圖/作者提供

事到如今,即使同樣是水蛭藥材,但所用的種類不同,破血化瘀的藥性也就有所差別。2015 年版的《中國藥典》當中,在主成份和重金屬與黃麴毒素等品管規範之外,還特別為水蛭藥材中的三種蛭類,訂出各自在每克乾重中,抗凝血酶活性的最低標準。

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不意外的,由於這三種蛭類當中僅有日本醫蛭以血液為食,因此規範「日本醫蛭」每克乾重中的抗凝血酶活性,至少應為 16 單位,而「寬體金線蛭」和「尖細金線蛭」每克乾重中的抗凝血酶活性則僅至少應為 3 單位;顯而易見,日本醫蛭的水蛭乾和另兩種金線蛭的水蛭乾,在抗凝血能力的藥效上有極大差別。

台灣中藥店購買的水蛭乾的另一品項,其大小、體型、與花紋來看,很明顯是藥典中所提到的「寬體金線蛭」。圖/作者提供

正因為水蛭這一味藥材在種類上的歧義,中國的蛭類學者楊潼認為,應該將「寬體金線蛭」和「尖細金線蛭」這兩種非吸血蛭類,排除在水蛭這一味藥材之外。

另亦有學者與有識者認為,應該在《中國藥典》中,將水蛭這一味藥材區分為「水蛭」和「金線蛭」兩類;前者應為日本醫蛭和菲擬醫蛭、顆粒牛蛭、湖北牛蛭等各種「淡水棲吸血蛭類」的集合,後者則是寬體金線蛭、尖細金線蛭及光潤金線蛭這三種「捕食性蛭類」的集合。

如此一來,中醫用藥時便能夠根據病症嚴重程度,選用藥性強弱不同的水蛭藥材。

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台灣中藥店購買的水蛭乾的另一品項,雖然剖開去除內臟又烘乾,但依其泡水後的型態與特徵判斷絕對不是蛭類,分子鑑定後反而是棘皮動物門的海參一類,與蛭類天差地別,顯然屬於偽品。
此一品項在 2017 年的中藥店訪查中,出現頻率僅次於前述的牛蛭/擬醫蛭,且出現在全台多家中藥店,絕非零星個案,是否具有水蛭藥材應有的功效,相當令人存疑。圖/作者提供

進入成藥裡的中藥水蛭

即使水蛭藥材中所含種類不一,近三十年來,中藥領域裡水蛭藥材的利用與重要性依然呈現倍數成長。

據悉,1980 年以前,中國每年水蛭銷量不及 20 噸,但 1990 年後期,水蛭因用於生產新藥而銷量大增,於是供貨量和需求量便雙雙鵲起,至今依然不歇,甚至讓蛭類養殖自本世紀初,成為興盛的特種養殖事業,不但在中國農村興起熱潮,也影響了馬來西亞和越南的農村。

自世紀之交以來,水蛭藥材除了以傳統方式用在中醫治療之外,以水蛭為主要成份的中成藥,如:脈血康膠囊、活血通膠囊、血栓心脈寧膠囊、芪蛭通絡膠囊、通心絡膠囊、蛭丹絡活膠囊、蛭龍血通膠囊、蛭芎膠囊、欣復康溶栓膠囊、速溶治栓湯、韓氏癱速康、芪蛭降糖膠囊、血脈寶⋯⋯等多種產品,也陸續在中國問市。

以水蛭為主要成分的中醫成藥陸續在中國問世。圖/藥最網

這些成藥多半主攻破血、逐瘀、通脈止痛、防治心腦血管疾病,不僅有改善血液循環、加快血流速度、促進新陳代謝、降低血液黏度、保持血管彈性等保健效果,甚至宣稱能治療高血壓、高血脂、糖尿病、關節炎、肝炎、肝硬化、老化、腎病、癌症等多種適應症。

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  1. 張衛,張瑞賢,李健,梁飛,錢忠直。 2013。中藥水蛭品種考證及資源可持續利用發展探討。中國中藥雜誌 38(6): 914-918
  2. 張和韡,王麗萍。 2013。水蛭素的研究進展。中國中西醫結合腎病雜誌,14: 76-78
  3. 李慶東,2002。水蛭人工養殖技術—特種養殖點金術。廣西科學技術出版社,南寧,中國
  4. 劉明山,2002。水蛭養殖技術。金盾出版社,北京,中國
  5. 日本醫蛭善治血瘀證是破血藥,寬體金線蛭善治絡病是通絡藥,你分得清嗎?
  6. 醫學蛭類與水蛭素
  7. 脈血康膠囊與水蛭膠囊區別
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ntucase_96
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CASE的全名是 Center for the Advancement of Science Education,也就是台灣大學科學教育發展中心。創立於2008年10月,成立的宗旨是透過台大的自然科學學術資源,奠立全國基礎科學教育的優質文化與環境。