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生命的本質是意識還是肉體?我們該透過基因科技成為「超人類」嗎?——《再.創世》專題

再・創世 Cybernetic_96
・2021/11/23 ・5241字 ・閱讀時間約 10 分鐘

  • 作者/曹家榮 世新大學社會心理學系助理教授

我們全都知道我們有多不完美。為什麼不讓我們更適合生存一點?——Siddhartha Mukherjee

2018 年,中國的基因科技研究團隊透過基因編輯技術,實現了首例使嬰兒具備愛滋病免疫的人類胚胎基因改造實驗。這項「成就」從一開始的驚豔與備受矚目,到隨即飽受爭議與批評,凸顯了過去半世紀以來,基因科技的矛盾處境。一方面,自 1953 年克里克(Francis Crick)與華生(James Watson)發現了 DNA 模型,科學家們對於基因預測、治療,甚至基因改造的可能性,充滿了野心與期望;但另一方面,當基因科技的發展逐漸觸碰到類似「人的本質」的底線時,各種恐懼、質疑與反彈也隨之而來。我們該透過科技「改造」人類嗎?我們不該嘗試讓人變得「更好」嗎?似乎,過去無往不利的科技發展,在碰上「人的生命」時,終於才又放緩了腳步。

Watson(左)& Crick(右)

人類改造的起點

回到起點,雖然在 1953 年,科學家就已發現了 DNA 的雙螺旋結構,但基因科技真正被應用在人類身上,則是要到 1970 年代才開始發展。雖然隨著胚胎幹細胞的發現,科學家們開啟了基因改造的可能性,但到了 1990 年代初期,這樣的嘗試隨即遇到了新的技術阻礙。而相較於「激進」的基因改造,基因預測與較保守的基因治療則較快有了實質的發展。在《基因:人類最親密的歷史》中,辛達塔.穆克吉(Siddhartha Mukherjee)提到了一個案例。1990 年,一名因基因自發性突變而導致免疫系統發育不全的小女孩,參與了美國國家衛生研究院的基因治療計畫,接受將基因改造後的 T 細胞注射進身體中,以治療因基因突變導致的免疫不全問題。即便這一計畫最終的成果對許多基因治療學者來說有其爭議,但其後,基因治療確實展現了大步向前的發展姿態。

然而,不到十年的光景,一位十八歲少年的死亡,又為基因治療法罩上了前途不明的烏雲。傑西.蓋爾辛爾(Jesse Gelsinger),天生有著新陳代謝相關的基因突變,導致無法正常代謝蛋白質,但相對幸運的是,他的病情還能在藥物與飲食調製下獲得控制。1999 年的夏天,他參與了賓州大學的基因治療試驗,在治療團隊的說明下,相信這不僅是件有意義的好事,也沒什麼太大的風險。但就在注射基改病毒後四天內,蓋爾辛爾的身體狀況急轉直下,肝臟受損、腎臟衰竭、肺部硬化塌陷,最後在絕望之中走向死亡。這一事件之後,導致 2000 年幾乎所有基因治療試驗都被勒令停止。後來有學者形容,基因治療於此時幾乎等同於被流放至科學凍原。

圖/Pixabay

因此,大概在 1990 年至 2000 年間,不管是激進的基因改造還是較為保守的基因治療,都陷入了停滯。但另一邊,透過閱讀基因來預測或確定疾病的基因診斷則有了長足的發展。1990 年開始的人類基因組計畫,在 2003 年宣告完成,絕大部分的人類基因組已完成定序。這意味著,即便基因科技尚未能介入、改變我們的身體組成或遺傳特徵,但透過解讀基因組的資訊,科學家們已能夠「預先」確定基因組內是否存在缺陷,並採取預防性的排除手段。例如,好萊塢女星安潔莉娜.裘莉(Angelina Jolie)即是在得知自身帶有 BRCA1 及 BRCA2 基因缺陷,並考量有家族病史後,選擇預防性切除手術以降低罹癌風險。此外,其實一般人與這類基因預測的技術也並不遙遠。像是在台灣,孕婦於懷孕初期需做的一連串產檢中,即包含如唐氏症篩檢、羊膜穿刺等胎兒染色體檢查。

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2000 年後,原先因蓋爾辛爾的悲劇事件幾乎宣告終結的基因治療也緩慢地重新站了起來。例如,在 2014 年,基因科學家們宣告基因治療法已可治療血友病。甚至,2015 年,中國的基因科學家更發表了對人類受精卵進行「基因組編輯」的報告。乃至於前文已提及的,2018 年備受爭議的人類胚胎基因改造實驗。換言之,基因改造如今也有了可能的發展。但同時,這也意味著,我們也許到了那個關鍵的抉擇時刻:我們該透過科技改造人類嗎?

人類的染色體型組圖。圖/維基百科

兩種超人類

在相關的討論當中,有一個關鍵概念「超人類主義」(transhumanism)可以作為我們進一步理解的起點。用哲學家尼克.博斯特倫(Nick Bostrom)的話來說,超人類主義的核心理念是:「現在的人類本質是可以藉由應用科學或其他合理的方法加以改良。這些方法不但可以延長人類健康的年限,擴充我們在智能與身體上的能力,還能加強我們對心靈狀態與情緒的控制[1]。」在這邊我想要先做幾個概念的區分。一方面是所謂的「超人類」(transhuman)與「後人類」(posthuman),這兩個概念在許多時候其實指涉的是相同的狀態。例如,Bostrom 討論的「超人類」,正是法蘭西斯.福山(Francis Fukuyama)在《後人類未來:基因工程的人性浩劫》中所稱的「後人類」。在此我傾向使用「超人類(主義)」指涉支持透過科技改造人類自身的理念與狀態。因為「後人類」這一概念對於如羅西.布拉伊多蒂(Rosi Braidotti)、唐娜.哈洛威(Donna Haraway)等女性主義哲學家們來說有著另一指涉。另一方面,在此比較重要的是,所謂「超人類」又可分作兩種,一種是前述透過基因科學嘗試改造人類「本質」,另一種則是透過與科技物嵌合而誕生的「賽伯格」(cyborg)。

賽伯格,全稱為「模控有機體」(cybernetic organism),最早出現於 1960 年代,由曼菲德.克萊恩斯(Manfred Clynes)與內森.克萊恩(Nathan Kline)兩人提出。在那個美俄競逐太空探險的年代,「賽伯格」所代表的想像是,我們是否能夠重新設計「人」以符合外太空環境。同時,賽伯格的想像也跟資訊理論與科學的發展有關,當科學家們將人的心智比擬作一種資訊運作的模式,一種拋棄脆弱肉身的意圖也油然而生。這種賽伯格式的超人類更常是科幻電影的題材,例如,早期的《機器戰警》中,被改造成機器人的警官墨菲;或是晚近,《成人世界》中,一位開發人工智慧的程式設計師,最終在一場意外後,意識被上傳至一台機器人。當然,最經典也引發最多哲學思辨的日本動畫《攻殼機動隊》,其中只剩下大腦是其原生生物機體的草薙素子,她對於「存在」的探問,也更凸顯了賽伯格與超人類主義需面對的根本問題。

電影《 機器戰警 》(2014)。圖/IMDb

什麼是「活著」?

首先,我想先跟著草薙素子的追問,在透過科技物的嵌合改造人類身體的未來,怎樣才算是「活著」?對人類來說,存在的狀態就意味「活著」嗎?但是,怎樣又才算是「存在」?從超人類主義的角度來看,繼承了傳統人文主義的觀點,「意識」才是人類存在的本質,「身體」雖然是必要的載體,但並非不可更換或改造的。因此,不管是基因改造與治療,還是將人類身體嵌合或替換成科技物,在超人類主義看來,都是要試圖透過科技的應用來克服原先會受老化、疾病與損傷所苦的身體狀態。

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換言之,有別於一般保守主義者常認為人是上帝的造物,超人類主義者主張,即便人真的是上帝的造物,那麼這個造物者的設計也是有缺陷的設計,而我們應該要透過科技來改善此一缺陷。但若是如此,作為仍保留著生物大腦與自我意識的草薙素子,為何還會產生存在的疑問?這邊讓我們對照另一部電影《點燃生命之海》,這部法國電影描述一位因跳水意外而全身癱瘓的男子拉蒙尋求安樂死的歷程。電影中有個橋段大概是這樣的,當拉蒙的親友認為他還「活著」該珍惜生命時,他回應:我這樣真的還能算是活著嗎?草薙素子與拉蒙之間的對比,凸顯出也許「身體」並不如超人類主義者想像那樣只是有缺陷的載體。有意識、能聽聞口說的拉蒙,在全身癱瘓的處境中無法感到「活著」,但即便裝載了全機械義體,草薙素子也絕非就毫無疑問地「活著」。

電影《點燃生命之海》(2004)。圖/IMDb

這種強調「肉身身體」乃是人類「活著」的重要基礎的觀點,正是 How we became posthuman 一書作者凱薩琳.海爾斯(N. Katherine Hayles)的立場。海爾斯認為,人的肉身身體提供了高度複雜且差異的感官感受能力,這使得每一個有著不同組成與特徵肉體的個體,都感受著不同的經驗、活著不同的生命。因此,對於海爾斯而言,「活著」絕非僅僅是意識的運作,而更是我們那差異的或也許脆弱的肉身身體,在與環境的觸碰、交流、行動或抗拒中,所綻放出的各種體驗與感受。甚至是在痛苦與死亡的恐懼中,「活著」才更清楚地、對反地顯現出來。

什麼是「生命」?

那如果不抹除肉身身體,而是透過基因治療或改造,如此一來,我們還是有著複雜且差異的身體感受能力,這樣的「超人類」是否就是可接受的?在生物保守主義(bioconservatism)陣營看來,即便如此,我們還是得面對「到底什麼是生命?」的問題。這裡指的不是科學定義上的爭論,而同樣也是偏向哲學思辨的問題。在生物保守主義陣營這一方,這個問題討論的一個核心是:我們能或該「控制」生命的形式嗎?或者,生命本就該有著不可控制的成分?用生物保守主義陣營大將邁可.桑德爾(Michael Sandel)的話來說,那是一種對於「天賦」的感激。

這裡的討論得先區分幾個層次。首先,如果單純高舉「生命本質」這種理念,恐怕會忽略了對於現實苦難的關懷。也就是說,事實上就有著許多生命因遺傳基因的缺陷,註定面臨難以承受的苦難,例如,我們比較熟悉的唐氏症。而現今的基因科技已能在懷孕初期檢測出胎兒是否有染色體異常。那麼,難道我們不該盡力避免生命承受這樣的苦難嗎?這答案的爭議性顯然較低。穆克吉在《基因:人類最親密的歷史》中也提到了,目前科學家們普遍的共識是,若某一種會造成極大生命苦難的疾病,已能透過基因檢測幾乎百分之百確定突變的基因將會致病,那麼非強制性的干預措施便是可接受的。生物保守主義陣營的另一大將,德國社會學家哈伯瑪斯(Jürgen Habermas)在這一點上也持贊同立場。

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然而,除此之外的情況,就有著高度爭議性。關鍵問題在於三點:可控制性、自主性與公平性。首先,第一個爭議點是,基因科技雖然歷經了幾代的發展,但到底所謂可預測、可控制的程度有多高?如果像是穆克吉說的,基因組的改變實際上難以準確預測,且還有難以考量的環境影響因素。那麼,這不免讓人想起,當代以理性、科學為名,卻總是發生「意外」的各種事故。穆克吉在《基因:人類最親密的歷史》書中,有一句話是相當警醒的,他說:

「人類能負責任地增強自己的基因組嗎?增加我們基因編碼的自然信息,會有什麼後果?我們能不能讓我們的基因組變得好一點,而不冒會讓我們自己壞很多的風險。」

第二個爭議是關於自主性。也就是,以哈伯瑪斯的措詞來說,這是關於「孩子的自由」。倘若父母不是因為重大疾病的緣故,而要對子女的基因進行檢測甚至修改,這是可以接受的嗎?我們可以想像一下,如果你意外得知,父母在你出生前已幫你「決定」了可能的天賦傾向,你會如何看待自己的人生?無法預測且難以承受的苦難該被排除,但被他人(某種程度上)決定且無從異議的人生,恐怕就不見得令人嚮往了。此外,若以桑德爾的角度來看,這種自主性的喪失也就意味著人(胎兒)已物化為商品。

而當我們可以「訂製完美」,第三個爭議也就浮現:基因科技會否成為階級不平等再生產的終極手段?也就是說,當基因科技至少在很長一段時間內必然所費不貲的情況下,能夠訂製完美基因的當然是那些付得起錢的人。如此一來,階級不平等的問題,不僅會因資本的再生產無法改善,未來會否也將因「基因的再生產」更加惡化?事實上,這可能不是未來的情境。現階段,一些產前檢查的自費項目中,就有著要價相對高昂的基因檢測。如此一來,「別讓你的孩子輸在起跑點」這類廣告術語,也許將會變成「別讓你的胚胎輸在起跑點」。訂製完美的瘋狂競賽成了下一波資本主義的熱銷賣點。

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圖/Pixabay

什麼是「科技」?

除了「可控制性」、「自主性」與「公平性」這三個問題可作為我們討論的爭點之外,最後,在思考「是否該透過科技改造人類」的問題上,我認為也許還可以追問一個關鍵問題:什麼是科技?科技一般被視為是人達成目的的手段或工具,但在哲學家海德格(Martin Heidegger)看來卻不是如此。海德格主張現代科技是一種對於自然的限定與強求,也就是說,一切事物在現代科技的作用中,都僅僅成了潛在的「資源」。甚至,在海德格看來,「人」如今在現代科技的作用中也成了某種資源。

我們也許可以單純將科技當成是工具,甚至認為科技在今天賦予了人們前所未有的創造能力。但如果我們願意選擇更謹慎地面對科技,聽從海德格的提醒,注意到現代科技雖然可能有其生產與創造能力,但卻也將人們帶到了最危險的邊緣。

參考文獻

1.  Bostrom, N. 2005. In defense of posthuman dignity. Bioethics, 19(3): 202-214.

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再・創世 Cybernetic_96
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由策展人沈伯丞籌畫之藝術計畫《再・創世 Cybernetic》,嘗試從演化控制學的理論基礎上,探討仿生學、人工智慧、嵌合體與賽伯格以及環境控制學等新知識技術所構成的未來生命圖像。

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從「衛生紙」開始的環保行動:一起愛地球,從i開始
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/03 ・1604字 ・閱讀時間約 3 分鐘

你是否也曾在抽衛生紙的瞬間,心頭閃過「這會不會讓更多森林消失」的擔憂?當最後一張衛生紙用完,內心的愧疚感也油然而生……但先別急著責怪自己,事實上,使用木製品和紙張也能很永續!只要我們選對來源、支持永續木材,你的每一個購物決策,都能將對地球的影響降到最低。

二氧化碳是「植物的食物」:碳的循環旅程

樹木的主食是水與二氧化碳,它們從空氣中吸收二氧化碳,並利用這些碳元素形成枝葉與樹幹。最終這些樹木會被砍伐,切成木材或搗成紙漿,用於各種紙張與木製品的製造。

木製品在到達其使用年限後,無論是被燃燒還是自然分解,都會重新釋放出二氧化碳。不過在碳循環中,這些釋出的二氧化碳,來自於原本被樹木「吸收」的那些二氧化碳,因此並不會增加大氣中的碳總量。

只要我們持續種植新樹,碳循環就能不斷延續,二氧化碳在不同型態間流轉,而不會大量增加溫室氣體在大氣中的總量。因為具備循環再生的特性,讓木材成為相對環保的資源。

但,為了木製品而砍伐森林,真的沒問題嗎?當然會有問題!

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圖說:從吸碳到固碳的循環

砍對樹,很重要

實際上,有不少木材來自於樹木豐富的熱帶雨林。然而,熱帶雨林是無數動植物的棲息地,它們承載著地球豐富的生物多樣性。當這些森林被非法砍伐,不僅生態系統遭到破壞,還有一個嚴重的問題–黃碳,也就是那些大量儲存在落葉與土壤有機質中的碳,會因為上方森林的消失重新將碳釋放進大氣之中。這些原本是森林的土地,將從固碳變成排碳大戶。

不論是黃碳問題,還是要確保雨林珍貴的生物多樣性不被影響,經營得當的人工永續林,能將對環境的影響降到最低,是紙漿和木材的理想來源。永續林的經營者通常需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。木材反覆在同一片土地上生成,因此不用再砍伐更多的原始林。在這樣的循環經營下,我們才能不必冒著破壞原始林的風險,繼續享用木製品。

圖說:人工永續林的經營者需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。

如何確保你手中的紙張來自永續林?

如果你擔心自己無意中購買了對環境不友善的商品,而不敢下手,只要認明FSC(森林管理委員會)認證與PEFC(森林認證制度)認證標章,就能確保紙漿來源不是來自原始林。並且從森林到工廠、再到產品,流程都能被追蹤,為你把關每一張紙的生產過程合乎永續。

圖說:只要認明FSC(森林管理委員會)認證與PEFC(森林認證制度)認證標章,就能確保紙漿來源不是來自原始林。

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不僅是紙張,家樂福自有品牌的產品都已經通過了環保認證,幫助消費者在日常生活中輕鬆實踐環保。選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步,你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌,這代表商品在生產過程中已經符合多項國際認證永續發展標準。

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圖說:選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步,你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌
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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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從遺傳學角度剖析:女性能在體育場上超越男性嗎?——《運動基因》
行路出版_96
・2024/08/10 ・3712字 ・閱讀時間約 7 分鐘

科學期刊的預言:女性能追趕甚至超越男性?

我在 2002 年還在讀大四時,第一次看到兩位 UCLA 生理學家的論文〈不用多久女性就會跑得比男性快?〉,當時我覺得這個標題很荒謬。在那之前我花了五個賽季,進行 800 公尺中距離跑步訓練,成績已經超越世界女子紀錄。而且我還不是自己接力隊上跑最快的。

但那篇論文發表在《自然》(Nature)期刊上,這是世上極具聲望的科學期刊,所以一定有些道理。大眾就是這麼認為的。《美國新聞與世界報導》雜誌在 1996 年亞特蘭大奧運之前,對一千個美國人做了調查,結果其中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。

1996 年亞特蘭大奧運前,一千位美國人中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。 圖/envato

《自然》期刊上那篇論文的作者,把男子組和女子組從 200 公尺短跑到馬拉松各項賽事歷年的世界紀錄畫成圖表,發現女子組紀錄進步得遠比男子組急速。他們用外推法從曲線的趨勢推斷未來,確定到 21 世紀前半葉,女性就會在各個賽跑項目擊敗男性。兩名作者寫道:「正因進步速度的差異實在非常大,而使(兩者)差距逐漸縮小。」

2004 年,趁著雅典奧運成為新聞焦點之際,《自然》又特別刊出一篇同類型的文章〈2156 年奧運會場上的重要衝刺?〉(Momentous Sprint at the 2156 Olympics?)──標題所指的,正是女子選手會在 100 公尺短跑比賽中,勝過男子選手的預計時間。

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2005 年,三名運動科學家在《英國運動醫學期刊》發表了一篇論文,省去問號開門見山在標題宣稱:〈女性終將做到〉(Women Will Do It in the Long Run.)。

難道男性主導世界紀錄的情況,始終是歧視女性、把女性排除於競技場外的結果?

20 世紀上半葉,文化規範與偽科學嚴重限制了女性參與運動競技的機會。在 1928 年阿姆斯特丹奧運期間,有媒體(捏造)報導指稱,女性選手在 800 公尺賽跑後筋疲力竭地躺在地上,這讓一些醫生和體育記者十分反感,使得他們認為這個比賽項目會危害女性健康。《紐約時報》上有篇文章就寫:「這種距離太消耗女性的體力了。」〔1〕那幾屆奧運之後,在接下來的三十二年間,距離超過 200 公尺的所有女子項目,都突然遭禁,直到 2008 年奧運,男女運動員的徑賽項目才終於完全相同。但《自然》期刊上的那幾篇論文指出,隨著女性參賽人數增多,看起來她們的運動成績到最後可能會與男性並駕齊驅,甚至比男性更好。

運動能力的基因密碼:性別差異的生物學根源

我去拜訪約克大學的運動心理學家喬.貝克時,我們談論到運動表現的男女差異,尤其是投擲項目的差異。在科學實驗裡證實過的所有性別差異中,投擲項目一直名列前茅。用統計學術語來說的話,男女運動員的平均投擲速度相差了三個標準差,大約是男女身高差距的兩倍。這代表如果你從街上拉一千個男子,其中 997 人擲球的力氣會比普通女性大。

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不過貝克提到,這種情形可能是反映女性缺乏訓練。他的太太是打棒球長大的,輕輕鬆鬆就能贏過他。他打趣說:「她會發出一束雷射光。」那麼這是生物學上的差異嗎?

男性和女性的 DNA 差異極小,僅限於在女性身上為X或男性為Y的那單一染色體。姊弟或兄妹從完全相同的來源取得基因,透過重組母親和父親的 DNA,確保兄弟姊妹絕對不會相近到變成複製人。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,它的全名是「Y 染色體性別決定區基因」。若要說有「運動能力基因」,那就非 SRY 基因莫屬了。人類生物學的安排,就是讓同樣的雙親能夠同時生育出男性的兒子和女性的女兒,即使傳遞的是相同的基因。SRY 基因是一把 DNA 萬能鑰匙,會選擇性地啟動發育成男性的基因。

我們在生命初期都是女性──每個人類胚胎在形成的前六週都是女性。由於哺乳動物的胎兒會接觸到來自母親的大量雌激素,因此預設性別為女性是比較合算的。在男性身上,SRY 基因到第六週時會暗示睪丸及萊氏細胞(Leydig cell)該準備形成了;萊氏細胞是睪丸內負責合成睪固酮的細胞。睪固酮在一個月之內會不斷湧出,啟動特定基因,關閉其他基因,兩性投擲差距不用多久就會出現。

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男孩還在子宮時,就開始發育出比較長的前臂,這使得他們日後投擲時會做出更有力的揮臂動作。儘管男孩和女孩在投擲技能方面的差異,不如成年男性和女性之間那麼顯著,但這種差異在兩歲幼童身上已經很明顯了。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,會選擇性地啟動發育成男性的基因。 圖/envato

文化與訓練的影響:投擲項目中的性別差距

為了確定孩童之間的投擲差距有多少與文化有關,北德州大學和西澳大學的科學家組成團隊,共同測試美國孩童與澳洲原住民孩童的投擲技能。澳洲原住民沒有發展出農業,仍過著狩獵採集生活,他們教導女孩丟擲戰鬥及狩獵用武器,就像教導男孩一樣。這項研究確實發現,美國男孩和女孩在投擲技能上的差異,比澳洲原住民男孩和女孩之間的差異顯著許多。不過儘管女孩因為較早發育長得較高較壯,男孩仍比女孩擲得更遠。

普遍來說,男孩不僅比女孩更善於投擲,視覺追蹤攔截飛行物的能力往往也出色許多;87% 的男孩在目標鎖定能力的測試上,表現得比一般女孩好。另外,導致差異的部分原因,至少看起來是因為在子宮的時期接觸到了睪固酮。由於先天性腎上腺增生症,而在子宮裡接觸到高濃度睪固酮的女孩,上述項目的表現會像男孩一樣,而不像女孩;患有這種遺傳疾病的胎兒,腎上腺會過度分泌男性荷爾蒙。

受過良好投擲訓練的女性,能輕易勝過未受訓練的男性,但受過良好訓練的男性,表現會大幅超越受過良好訓練的女性。男子奧運標槍選手擲出的距離,比女子奧運選手遠大約三成,儘管女子組使用的標槍比較輕。此外,女性投出的最快棒球球速的金氏世界紀錄是 65 mph(相當於時速 105 公里),表現不錯的高中男生的球速經常比這還要快,有些男子職業球員可以投出超過 100 mph(相當於時速 160 公里)的球速。

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在跑步方面,從 100 公尺到 1 萬公尺,經驗法則是把菁英級表現差距定在 11%。從短跑到超級馬拉松,不管任何距離的賽跑,男子組的前十名都比女子組的前十名快大約 11%。〔2〕在職業等級,那就是個鴻溝。女子組的 100 公尺世界紀錄,跟 2012 年奧運男子組的參賽資格還差了四分之一秒;而在一萬公尺長跑,女子組的世界紀錄成績,與達到奧運參賽資格最低標準的男選手相比落後了一圈。

不論距離,男子組前十名的跑步速度普遍比女子組快約 11%。圖/enavato

投擲項目與純爆發力型運動項目的差距更大。在跳遠方面,女子選手落後男子 19%。差距最小的是長距離游泳競賽;在 800 公尺自由式比賽中,排名前面的女子選手,與排名前面的男子選手差距不到 6%。

預言女性運動員將超越男性的那幾篇論文暗示,從 1950 年代到 1980 年代,女性表現的進展遵循一條會持續下去的穩定軌跡,但在現實中是有一段短暫爆發,隨後趨於平穩──這是女子運動員,而非男子運動員進入的平穩期。儘管到 1980 年代,女性在 100 公尺到 1 英里各項賽跑的最快速度,都開始趨於穩定,但男子運動員仍繼續緩慢進步,雖然只進步一點點。

數字很明確。菁英女子選手並未趕上菁英男子選手,也沒有保持住狀況,男性運動員則在非常慢地進步。生物學上的差距在擴大。但為什麼原本就有差距存在?

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註釋

  1.  各報上氣不接下氣地報導 800 公尺女子選手紛紛倒在跑道上。正如運動雜誌《跑步時代》(Running Times)2012 年的一篇文章指出的,實情是只有一個女子選手在終點線倒下,其餘三名都打破了先前的世界紀錄。據稱人在現場的《紐約郵報》記者寫道,「11 位淒慘的女性」當中有 5 人沒有跑完,5 人在跑過終點線後倒下。《跑步時代》報導說,參賽的女運動員只有 9 個,而且全部跑完。
  2. 過去普遍認為,隨著比賽距離拉長,女子賽跑選手會超越男子選手。這是克里斯多福.麥杜格(Christopher McDougall)在《天生就會跑》這本很吸引人的書裡談到的主題,但不完全正確。成績非常優秀的跑者之間的 11% 差距,在最長距離和最短距離同樣穩固存在。儘管如此,南非生理學家卻發現,當一男一女的馬拉松完賽時間不相上下,那個男士在距離短於馬拉松的比賽中通常會贏過那個女士,但如果競賽距離加長到 64 公里,女士就會跑贏。他們報告說,這是因為男性通常比較高又比較重,比賽距離越長,這就會變成很大的缺點。然而在世界頂尖超馬選手當中,男女體型差異比一般群體中的差異小,而 11% 的成績差距,也存在於超級長距離的最優秀男女選手之間。

——本文摘自 大衛・艾普斯坦(David Epstein)運動基因:頂尖運動表現背後的科學》,2020 年 12 月,行路出版,未經同意請勿轉載

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不抽菸也會得肺癌?PM2.5 如何「叫醒」沉睡的癌細胞?
PanSci_96
・2024/06/25 ・4403字 ・閱讀時間約 9 分鐘

不好意思,你很可能會得這種癌症。其實,我也是。

它就是台灣十大癌症榜首,肺癌。

現在,根據 2023 年 11 月衛福部發布的最新統計數字,肺癌一年的新增病人數已經超越大腸直腸癌,成為台灣每年癌症發生人數之最,堪稱臺灣人的「國民病」。

可怕的是,肺癌在癌症之中有三個之最:死亡率最高、發現時已經是晚期的比例最高、醫藥費也最高。現在再加上發生人數最高,堪稱從癌症四冠王。

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你說肺癌是抽菸的人的事?錯!台灣抽菸人口比例在全球排名 30,比日本、韓國、中國和多數歐洲國家都還低!顯然抽菸並不是肺癌的唯一主因!那難道是二手菸?還是空污惹的禍?還是台灣人的基因天生脆弱?我們到底要怎麼做才能遠離肺癌?

臺灣人的肺癌特別在哪?癌症和基因有關嗎?

根據衛福部國健署的說法,肺癌人數的增加,其實與 2022 年 7 月開始推動肺癌篩檢的政策有關。

隨著篩檢量的上升,近年內肺癌的確診人數預期還會再往上。

原來是因為篩檢量啊,那就不用擔心了。但換個角度想,這才是肺癌最可怕的地方,它可能已經存在在很多人身體裡,而我們卻沒能發現它。肺癌早期幾乎沒有症狀,高達 50% 的患者發現時已經是第 4 期。屆時不只肺部遍布腫瘤,癌細胞可能還轉移到大腦、骨頭等器官,讓治療變得加倍困難。

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對付肺癌,最關鍵點是愈早發現愈好。按照國健署統計,如果第 1 期就發現,5 年存活率可達九成以上,第 2 期發現降為六成,第 3 期存活率大約三成,一旦到第 4 期,僅僅剩下一成。

當然,最好的方法,就是做好預防,打從一開始就不讓癌細胞誕生。

那麼我們就要先了解問題到底是出在環境,還是你、我身體中的基因? 過去關於肺癌的遺傳研究,多半以歐美國家為主,套用到我們身上總有些牛頭不對馬嘴。幸好,我這裡一份以臺灣人為主角的大規模研究報告,將為我們揭露答案。

這份研究是由中央研究院團隊主導,結合臺灣大學、臺北醫學大學、臺中榮總等單位的研究,還登上生物領域頂尖期刊《Cell》2020 年 7 月的封面故事。非常具有權威性,不能不看。

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同時,這也是全球第一次完整剖析東亞地區肺癌的成因。他們的主題很明確:「為什麼不吸菸也會得肺癌?」

在西方,肺癌病人裡面只有 20% 左右的人不吸菸。但是在臺灣,卻有超過一半的肺癌病人都不抽菸,顯示有其他致癌要素潛伏在基因裡作怪。另外,臺灣肺癌病人的男女比例和西方人也大不同,臺灣女性通常更容易罹患肺癌。 為了瞭解肺癌,研究團隊取得肺癌病人的腫瘤和正常組織,解讀 DNA 序列和蛋白質表現量,最後鑑定出 5 種和西方人明顯不同的變異特徵。

其中最受關注的,是一種 APOBEC 變異,因為它有可能是臺灣女性為什麼容易罹患肺癌的關鍵。

這種變異特徵屬於內生性的,也就是人體機制自然產生的 bug。

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APOBEC 不是指單一基因,它是細胞內負責編輯 mRNA 的一組酵素,包含 11 個成員。主要功用是把胞嘧啶核苷酸(C)轉變尿嘧啶核苷酸(U)。簡單來說,APOBEC 原本是細胞正常活動的一環。但因為它有改寫核酸序列的能力,在 DNA 修復過程同時活躍時,就很有可能出事。這就像是一個創意豐富的阿嬤,看到破損的古畫,就在沒和別人討論的情況下上去東湊西補,用自己的方式重新修復了這件藝術。一個與原本不同的突變細胞可能就這樣產生了。

APOBEC 變異在臺灣女性病人身上特別明顯,舉例來說,60 歲以下沒有吸菸的女性患者,就有高達四分之三有這種變異特徵。研究團隊認為,APOBEC 出錯造成的基因變異可能是導致女性肺癌的關鍵。 除了內生性變異,另外一個容易導致肺癌發生的,就是周遭環境中的致癌物。

致癌物有哪些?

研究團隊總結出 5 種肺癌危險物質:烷化劑、輻射線、亞硝胺(Nitrosamine)、多環芳香烴(PAHs),還有硝基多環芳香烴(Nitro-PAHs)。

其中,亞硝胺類化合物主要來自食品添加物和防腐劑,多環芳香烴大多來自抽菸和二手菸,硝基多環芳香烴則是透過汽機車廢氣和 PM2.5 等毒害肺部。

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圖/unsplash

他們進一步分析,大略來說,女性在不同年紀,致癌因素也有差異。60 歲以下的女性肺癌病人,APOBEC 特徵的影響比較明顯;70 歲以上的女性患者,和環境致癌物的相關度比較高。 既然找到致癌原因,我們該如何著手預防呢?你知道肺癌,其實有疫苗可打!?

空氣污染和肺癌有關嗎?有沒有癌症疫苗?

想預防肺癌,有 2 種對策,一種是「打疫苗」,一種是「抗發炎」。

是的,你沒聽錯,英國牛津大學、跟佛朗西斯.克里克研究所,還有倫敦大學學院在 2024 年 3 月下旬公布,他們正在研發一款預防性的肺癌疫苗,就叫 LungVax。它所使用的技術,和過往牛津大學協同阿斯特捷利康藥廠製造 COVID-19 AZ 疫苗時的方法相似。

他們已經募到一筆 170 萬英鎊的經費,預計未來兩年資金陸續全數到位,第一批打算先試生產 3000 劑。不過,關於這款肺癌疫苗,目前透露的消息還不多,我們挺健康會持續追蹤這方面研究的進展。

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在疫苗出來之前,我們還有第二個對策:抗發炎。發炎和肺癌有什麼關係呢?這就要先回到一個問題:為什麼空污會提高得肺癌的機率呢?

一個很直觀又有力的推測是,空污會導致肺部細胞 DNA 突變,因此而催生出腫瘤。

圖/unsplash

但是修但幾勒,科學要嚴謹,不能只看結果。科學史上發生過很多次表象和真實截然不同的事件,空污和肺癌會不會也是這樣?

2023 年 4 月《Nature》的一篇封面故事,明確地說:Yes!肺癌真的和我們想的不一樣。

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其實早在 1947 年,就有以色列生化學家貝倫布魯姆(Isaac Berenblum)質疑主流觀點,他提出的新假設是:除了 DNA 突變以外,癌細胞還需要其他條件才能坐大。用白話說,就是肺癌是個會兩段變身的遊戲副本頭目,正常細胞先發生變異,接著再由某個條件「扣下扳機」,突變細胞才會壯大成腫瘤。

也就是説,只要攔住任一個階段,就有機會能防範肺癌。假如這論點正確,全球肺癌防治的方向將會直角轉彎。

《Nature》的研究支持這個假說,扭轉了過去 70 多年來的看法。在這項里程碑研究中,臺灣也是要角。

時間回到 2020 年,《Nature Genetics》上發表了一份針對 20 種致癌物質的研究報告,包括鈷、三氯丙烷和異丙苯等,但注意,這研究指出這些致癌物大多沒有增加實驗鼠的 DNA 變異量。

這個現象實在太違反直覺,過了 3 年,疑團還是懸而未決。直到《Nature》的跨國研究出爐,才解開部分謎底。

英國倫敦佛朗西斯.克利克研究所主導 2023 年的一項研究,他們鎖定對象為肺腺癌。肺腺癌是典型「不吸菸的肺癌」,台灣每 4 個肺癌病人就有 3 人是肺腺癌,尤其是女性肺腺癌患者有高達九成不抽菸。 為了抽絲剝繭探明空污和肺癌的關係,研究團隊聚焦在肺腺癌患者常發生的表皮生長因子受體基因變異,縮寫 EGFR。他們收集英國、加拿大、韓國和臺灣四國大約 3 萬 3 千名帶有 EGFR 突變的病人資料,進行深入分析,並且發現 PM2.5 和肺腺癌發生率有顯著關聯。研究團隊進一步用小鼠做試驗,把小鼠分成吸入和未吸入 PM2.5 兩組,結果發現吸入組更容易長出惡性腫瘤。

圖/pexels

到目前為止都還不算太意外,然而,團隊切下肺部細胞、分析 DNA 以後發現,DNA 的突變量居然沒有明顯增加!但是有另一件事發生了:堆積在肺的 PM2.5 顆粒會吸引免疫細胞從身體各處聚集過來,並分泌一種叫做 IL-1β 的發炎因子,導致肺組織發炎。

這下子有趣了,根據克利克研究所團隊的檢驗結果,估計每 60 萬個肺部細胞有 1 個帶有 EGFR 突變,這些細胞在發炎環境裡會快馬加鞭生長。相反的,當他們給小鼠注射抑制 IL-1β 的抗體,肺癌發病率就跟著下降。 《Nature》一篇評論引述美國加州大學舊金山分校分子腫瘤學專家波曼(Allan Balmain)的看法。他總結說,空污致癌的主要機制,可能不是因為空污誘發了新突變,而是持續發炎會刺激原本已帶有突變的細胞生長。換句話說,本來在熟睡的壞細胞會被發炎反應「叫醒」。

這會給肺癌防治帶來巨大衝擊,這樣一來,問題就從「用公衛或醫療方法防止 DNA 變異」變成了「如何抑制發炎」。

人體的細胞每天不斷分裂,用新細胞替換老舊細胞。但是這就像工廠生產線,良率無法百分百,組裝幾十萬產品難免會做出幾件瑕疵品,也就是帶有基因突變的細胞。換句話說,從自然界角度來看,DNA 變異是一種自發現象,醫療手段實際上幾乎不可能阻止。

但是,降低發炎卻是有可能做到的,例如注射抑制 IL-1β 因子的抗體。不過,就公共衛生來說,要給幾千萬人施打抗發炎因子藥物根本不切實際,因為太花錢,而且也可能造成其他的副作用。 波曼在《Nature》評論裡建議,透過簡易可行的飲食方式來降低體內發炎,或許有機會減少某些癌症的風險。這也就是說,科學家應該重新回來審視,怎樣把每天的生活點滴點石成金變成防癌手段。

圖/unsplash

這也等於預告了肺癌的下一階段研究方向,除了內科、外科醫療科技持續精進,尋求預防惡性疾病的最佳飲食要素,也成為聚焦重點。

也想問問你,關於肺癌,你最看好的下一個突破是什麼呢?

  1. 希望有篩檢技術 2.0,不但百發百中,如果連X光都不必照,只要抽血就能順便驗出有沒有癌細胞,那該多好。
  2. 當然是癌症疫苗,最好是能一勞永逸。
  3. 科學證實有效的抗發炎防癌食物組合,我一定立刻加入菜單,不過還是希望味道要好吃啦。

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