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從《哈利波特》的尖叫植物認識麻醉史!——《奇怪的生物知識增加了》

聚光文創_96
・2021/10/09 ・1915字 ・閱讀時間約 3 分鐘
  • 作者/蘇仁福、曾明騰
  • 繪者/Oliver Wei、卡斯威爾

藥到命除

麻醉用的藥物其實自古就有,例如:酒精、曼德拉草(Mandragora)、天仙子、大麻、鴉片等等,有些醫師為了減輕病人的疼痛,甚至連催眠也用上了。

酒精的麻醉歷史最為古老,據說西元前三千年,人們就已經開始將酒精運用於麻醉之上。

除了酒精,鴉片的歷史也同樣淵源流長。

西元一五〇到二〇〇年,希臘軍醫迪奧斯科里德斯(Pedanius Dioscorides),則是不做選擇兩種都要,他使用的正是在《哈利波特》中擔任解藥一角的曼德拉草。

《哈利波特》中的「魔蘋果」(即為曼德拉草)是喜怒無常的人形植物,尖叫聲極為致命。圖/GIPHY

迪奧斯科里德斯的麻醉配方,是以紅酒燉煮曼德拉草的根部,讓病人在進行截肢手術之前喝下,目的是為了使病人陷入沉睡並幫助止痛;他也是第一位使用麻醉(Anesthesia)這個術語的人。

在越過海洋的遙遠東方,同時期的華佗,則成為醫學史上第一位使用麻醉藥——也就是鼎鼎大名的「麻沸散」——來進行外科手術的醫師。

可惜的是,無論東方西方,這些麻醉藥物的處方並沒有流傳下來,湮沒在歷史之中;幾個世紀之後,回教世界的醫生又轉身投入各種草藥的懷抱,並且藉此來為病患止痛。

這些草藥不僅劑量難以控制,止痛的效果也同樣需要打上問號。許多病人不是在手術途中,因為疼痛而呼天搶地,就是悲傷的陷入長眠,從此一睡不醒。

圖/聚光文創提供

別擔心,在現代的手術中,這些難以預期的草藥已經不再被人們使用;然而在那個遙遠的年代,強壯的助手依然是外科手術的必備要素。

如果你想問,在沒有麻醉的手術臺上,該如何處理疼痛問題?當然是忍啊!忍無可忍,就繼續再忍!畢竟,那個年代可沒有安心亞能幫你呼呼。

英國研究、美國取樂

「乙醚」的發現,無異是麻醉史上最重要的第一步。

這個玩意兒來自於十三世紀一位煉金術士的配方,因為其味甘甘,當時還被取名為「甜礬」。一直到十七世紀,一位來自瑞士的醫生(同時也是煉金術師)──帕拉塞爾蘇斯(Paracelsus)才發現,這傢伙除了甜,居然還具備著令人意外的止痛效果。

只可惜,身為內科醫師的帕拉塞爾蘇斯和外科手術臺不熟,因此沒能發揮乙醚的鎮痛專才。

被稱為「笑氣」的氧化亞氮(Nitrous Oxide, N2O),則為麻醉史取得另一項重大的進展。

一七二二年,英國化學家普利斯特利(Joseph Priestley)首先發現了這種氣體;一八〇〇年,同為英國化學家的戴維(Humphrey Davy)則經由觀察得知,這款氣體可以讓吸入它的人感到十分愉快,並且興奮的捧腹大笑,他因此將它稱為「笑氣」。

之後,戴維更進一步的發現(這其實是他親自吸入後的心得),笑氣,居然也可以舒緩牙痛!再之後,戴維的助手法拉第也發現,吸入乙醚和吸入氧化亞氮的效果差不多,都能夠舒緩疼痛。

無論是乙醚還是笑氣,即便它們的止痛效果在十八世紀已逐漸為人所知,依然要等到十九世紀的中期,才真正被人們當作麻醉劑使用。

戴維的笑氣實驗。圖/聚光文創提供

散播歡樂的笑氣,在傳入大西洋對岸的美國之後,成為一種超時髦的取樂方法。

除了用以享樂,當時還有兩種醫生,對笑氣的麻醉效果深感興趣。一種是需要進行深度全身麻醉的外科醫師,至於另外一種,則是需要進行局部麻醉的牙醫師們。

當時的美國醫學院與牙醫學院的醫學生們,甚至會不定時的舉辦「乙醚狂歡會」與「笑氣派對」,號稱吸了之後,恐怖感↓ 愉悅感↑,連大腦都在顫抖抖抖抖抖。

一八四二年,一位參加過「乙醚狂歡會」的學生根據自身經驗,向他的牙醫波普(Eljia Pope)提出建議,認為乙醚或許可以幫助需要拔牙的病患來消除疼痛。

波普真的採納了這個建議,將乙醚使用在一位需要拔牙的女病患身上,這名女病患,因此成為史上第一位經歷「無痛拔牙」的患者。

說起來,無痛拔牙可真是個好東西,時至今日,因為醫學技術的進步與麻醉的普及,(成年的)病人也因此技術,不再視拔牙為畏途(應該吧)。

——本文摘自《奇怪的生物知識增加了》,2021 年 10 月,聚光文創

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聚光文創_96
3 篇文章 ・ 1 位粉絲
據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》