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抗病基因的祕密:疾病形塑人類

探索頻道雜誌_96
・2015/04/08 ・3083字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 593 ・九年級
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024-037 抗病基因的秘密1
伸出一根偽足的巨噬細胞。出自《探索頻道雜誌國際中文版》

撰文:瑞秋.蘇利文(Rachel Sullivan)

即使在最嚴重的疫情中,總也有人倖存下來埋葬死者,這些倖存者為何與眾不同?這種看似隨機的天擇又如何決定人類的樣貌呢?答案就在基因裡。科學家對人類基因體的探索日新月異,目標是解開我們基因遺產、免疫系統的祕密,找到 方法抵禦現今砲火猛烈的入侵者,現在就跟《Discovery 探索頻道雜誌》一起聽聽這些科學家的說法吧!

當今是對抗疾病最告急的時刻。2014 年年末,伊波拉病毒的感染呈指數成長,突破各種防疫措施,各界益發擔憂即將上演全球大爆發。這種疾病具高度傳染性,且未治療情況下的致死率高達 90%,即便接受治療也高達 70%。西非的致死案例持續增加,伊波拉成為全球數一數二致命的疾病。

這並不光榮。1346 年到 1350 年間,黑死病扭轉了歐洲歷史,在歐洲、中東、 俄羅斯和北亞地區奪走約三分之二感染者的性命;19 世紀霍亂肆虐全球,在未治療情況下的致死率為 50%到 60%;甚至人人聞之色變的天花也只有 30%的致死率(儘管歐洲探險家將天花帶到不曾接觸此疾病的新大陸,導致高達 90%的感染者死亡)。

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相較之下,嚴重急性呼吸道症候群(SARS)的致死率頗低,近 10%,儘管 2002 到 2003 年間 SARS 從香港傳到世界各地 37 個國家時,曾引起悲觀的預測和大眾恐慌。這些數據雖然有如一記記警鐘,卻也點出了令人玩味的重要事實, 那就是在還沒有現代醫學插手的年代,無論是再要命的疾病、再嚴重的疫情,都有人存活;因此「殺不死我的,使我更堅強」這句話其實能得到科學背書,至少以物種來說是如此。

此HIV感染已臻成熟,病毒在人類淋巴組織中蔓延。出自《探索頻道雜誌國際中文版》,點擊看看它在雜誌裡的樣子。

疾病形塑人類

無論我們願不願意承認,疾病都是形塑人類今日樣貌的一大推力。我們都曉得人類起源於非洲,但約莫 10 萬年前出現了一個扭轉乾坤的事件,將當時的人類數量削減到少於 1 萬人。而現代人類就從中演化而來,數量遽增,取代了尼安德塔人等其他早期的人種。

針對這所謂的演化瓶頸和隨之而來的指數性人口成長,各界提出不少理論, 包括基因突變、語言文化發展,以及大型火山爆發等氣候變遷事件,然而還有另一項可能的重要因素,那就是疾病。

目前有美國科學家認為,在 10 萬到 20 萬年前間的某段時期,曾出現橫掃早期智人的流行病,使智人的數量銳減,僅有具特定突變基因的人存活下來。

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其中一位科學家是聖地牙哥加州大學的阿吉特.瓦基(Ajit Varki),他表示, 無論當年的罪魁禍首是什麼疾病,遭受最大衝擊的很可能是年紀小的人。「我們在人類身上找到兩個無作用的基因,是其他人類近親的靈長類動物體內沒有的, 這很可能就是病菌攻擊的目標,而對新生兒和幼兒來說更是致命。」瓦基是聖地牙哥加大的細胞與分子醫學教授,他告訴我們,該流行病的「幼小戰術」可能是削減人口的高效方式。「殺死年幼個體對繁衍有極大殺傷力──在那之後物種的存續就看該物種能否抵抗病原體或清除對病原體有利的標的蛋白。」

瓦基指出,這兩個與免疫系統有關的基因(Siglec-17 和 Siglec-13)失活, 很可能使得現代人類祖先更能抵禦兩種會引發人類胚胎和嬰幼兒罹患敗血症和腦膜炎的細菌(大腸桿菌和鏈球菌)。他表示:「在規模有限的小型群體中,一個小突變就可能發揮大影響,一個稀有等位基因(在成對染色體相對位置上的相對遺傳基因)可能享有很高的基因頻率。」瓦基認為這種病原威脅很可能發揮了「選擇性清除」的作用,只讓少數具備現代人類生理結構的人存活;確切來說,這些祖先繁衍到今天的 70 億人口都擁有無功能的 Siglec-17 基因,而 Siglec-13 基因更是完全消失。

但就像許多科學問題一樣,並沒有這麼簡單,瓦基指出,人類的演化瓶頸很可能是多重因素交互作用的結果。「促使物種形成(又稱種化、成種作用)的事很多,我們認為傳染原只是其中一項。」

深入了解免疫力

當然,戰勝疾病不只需要好基因。當我們生病時,年齡、地理環境和種族等各種複雜的因素相互作用,都會影響我們何時痊癒,以及究竟能不能病癒。

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感染暨免疫專家伊佛.穆勒(Ivo Mueller)教授任職於澳洲墨爾本的華特與伊莉莎霍爾醫學研究所和西班牙的巴塞隆納國際健康研究中心(CRESIB),他參與一項研究,調查非洲和巴布亞紐幾內亞的人口對於瘧疾的抵抗力強弱,他指出,我們對疾病的抵抗可分為兩層次,分別是免疫系統遺傳適應

「免疫系統是第一道防線,因為免疫系統能在被攻擊時快速調適、演化,所以免疫反應能迅速處理多數感染,」穆勒解釋,「免疫反應的後天適應能力意味著雖然我們的壽命比病原體長無數倍,但仍能跟上病原體演化的速度。」人的身體生來就具備抵抗多種病原體的防護力,能幫助我們戰勝多種常見疾病;此外我們也能從外界獲得被動免疫,好比母乳就能提供短期的抵抗力。隨著我們接觸各種疾病和疫苗,後天免疫力更逐漸演化。

免疫系統是由諸多細胞、組織和器官組成的協同網絡,而這道防禦機制的關鍵之一就是白血球。白血球位於脾臟、淋巴系統和骨髓內,其中兩種白血球能合力揪出入侵者並加以摧毀──吞噬細胞(phagocyte)能吞噬外來的毒素、細菌、 病毒、寄生蟲和真菌類;由骨髓製造的淋巴細胞(lymphocyte,即淋巴球)則幫助身體辨識曾經入侵的外來分子。

024-037 抗病基因的秘密2
巨噬細胞(黃色)正吞噬一隻疏螺旋菌(藍色)。出自《探索頻道雜誌國際中文版》,點擊看看它在雜誌裡的樣子。

淋巴細胞可分成兩個專精的種類。T 淋巴細胞(T 細胞)位於胸腺內,一旦依形狀辨識出外來分子,便會分泌細胞激素(cytokines),以便傳送化學訊息來警告免疫系統;至於 B 淋巴細胞(B 細胞)也扮演情報站的角色,能蒐集入侵物 的資訊,並分泌一批批抗體──就是特化的蛋白質,能攔截外來的抗原,阻止入侵。

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抗體基因由基因體中的去氧核糖核酸(DNA)片段組合而成,並隨免疫反應的迭代、突變和淘汰循環而演進,須經歷 20 到 40 次突變才能完美變形,鎖住並殺死外來分子。免疫系統就是如此調整來抵禦每年不斷突變的流行性感冒病毒。抗體擊敗病原後會留在體內,一旦再遇到類似的入侵者就能立即行動,這就是交叉抵抗性和免疫作用的成因,也解釋了為什麼水痘通常得過了就不會再得。

戰勝疾病、突破了演化瓶頸的早期人類迅速在世界各地開枝散葉,但疾病形塑人類基因體的工程可沒劃下句點,有些病毒 DNA 甚至融入了我們的基因藍圖。

愛麗諾.卡爾森博士(Dr Elinor Karlsson)解釋:「我們已經發現許多傳染病改變人類基因體的案例,而現今的健康問題其實正與這現象有關。」卡爾森在美國哈佛大學與麻省理工學院合辦的布洛德研究所(Broad Institute)擔任博士後研究員。

人類四處遷徙,各群體會遭遇不同的病原體,物競天擇也使等位基因更為普遍,對病原體和宿主都有利。古老的歷史到今天仍影響著人類對傳染病的易感染程度,也造就有地理差異的常見疾病,例如自體免疫疾病代謝疾病等。「以前人罹患這些疾病的死亡率比較高,而沒罹病的人則比較可能活下來, 繁衍更多子孫,」卡爾森說,「演化其實就是持續千萬年的浩大臨床試驗,我們不斷隨機調整基因體,看看能否變得更健康,而較健康的人通常會存活下來,沒這麼健康的人則被淘汰。」

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卡爾森解釋,科學日新月異,如今我們已能細細追溯人類歷史悠久的疾病大戰。「現在我們有新的基因體技術,能研究整個基因體,這是人類第一次有能力回溯演化史的臨床試驗帶來了什麼樣的成果。」

本文出自《探索頻道雜誌國際中文版》2015 年 03 月號第 26 期

還想知道更多:抗病基因的秘密:侵入者與宿主

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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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電子信箱串連 Line 通知?再也不怕漏收重要信件!信件自動化篩選、通知,詳細教學!
泛科學院_96
・2024/05/19 ・4129字 ・閱讀時間約 8 分鐘

上次 notion + zapier 做完後,開會總算沒挨罵了,自動化服務真的讚!

而這次介紹 MAKE 串 LINE 做重要信件通知,也源自於我遇到的問題。

如果你不想聽故事,可以往下看教學。

Line Notify

首先,我們會用到 line notify 的服務,要先到官網登入申請。

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登入後如果完全沒用過,會直接進到登錄服務畫面。

這邊除了 email 以外可以隨便填,email 之後要收確認信用的,請用你常用的 email。 然後提醒一下,網址跟 callback URL 不要用 google 之類常見的網址,會沒辦法通過,請隨便打一串看起來正常的網址。

設定完成後按登錄。

這時回去剛剛填的 email 收通知信,開通剛設定好的 line notify。

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大功告成,這時點右上角的「管理登入服務」,就會看到剛剛設定好的 line notify,這樣 line 的部分就設定好了,可以去 make 做自動化串連。

Make

接著登入 make,如果是第一次使用,他會問你很多廢話。

不用管他隨邊點,直到你看到這個畫面。

點右上角 creat a new senario。

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一進去會看到的這個圓圈,這個圓圈跟之前 Zapier 說的 trigger 是一樣的東西,可以手動自己設定流程 flow。

但我們還是叫 AI 幫我們啦,點右下角的 AI Assistant,對話框選選 creat or edit a senario。

輸入「if my gmail get a new email, then send LINE notification」

然後得到畫面上的 flow,左邊是 Gmail watch email,右邊是 line send a notification。

如果你用中文輸入類似的內容,常會跑出很複雜的 flow,這種 flow 裡面有很多有趣的功能。

但這集用不到,我們還是先回到正確的 flow 上。

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點開 gmail,連上要整理的信箱。

連接完成後進入設定,先點選藍色的 click here to choose folder。

這邊會出現你在 gmail 裡做的標籤分類,由於我完全沒有按照規則整理,就直接選 inbox,對所有郵件進行分析。

filter type 用 simple filter。

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下面的 Criteria 選 all emails 就好了,我們後面會再用 filter 細分。

然後這個,選 no。

選擇 yes 會把偵測過的 email 變成已讀,我不想這樣。

然後這邊是每次執行 flow 時,會抓取多少筆最新的 email 到 line 上發布通知。

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免費的 make 是 15 分鐘執行一次 flow,請自己評估每 15 分鐘會收到多少封有用的信件,設定太多你的 LINE 通知會炸裂。

我自己測試後,設定為 5 就差不多了。

設定好點下 OK,會跳出從哪封 email 開始抓資料,用 from now on 就好,之後的新郵件就會自動讀取了。

按下OK,接下來就可以來設定 filter 啦。

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點連接線旁邊的板手會跳出選單,選第一個 set up a filter。

進入 filter 設定畫面,上面的 label 是幫這個 filter 上標籤,填你喜歡的就好。

然後點 condition 下面的輸入框,選 subject 標題跟 text content 內文。

然後在 text operator 這裡,選擇 contains。

contains 是在特定字串中如果包含某個關鍵字,就可以通過。

這邊說的特定字串,就是上面欄位設定的標題跟內文。

接下來,在下面空格打上關鍵字,就完成啦。

如果有多個關鍵字要篩選,點選 add OR rule 設定其他關鍵字,不能多個關鍵字打在一起。

按下OK,你會看到板手變成一個漏斗,這樣 filter 就設定完成。

接著點開 line,他會要你輸入 notify API。

回到 line notify 的「管理登入服務」頁面,點擊剛剛設定好的服務,進入服務細節的頁面,複製上面的 client ID。

回到 Make 複製貼上按SAVE。

接著會進到這個頁面,這邊是設定你要在哪個聊天室發送通知,你可以設定在工作群組發送,我這邊先設定我自己就好。

然後進入 line 推播訊息的設定頁面。

message 這欄可以打成這樣,這樣就不會丟一個不知道在做什麼訊息,你也可以發揮創意寫一些幹話進去,增添趣味。

下面的設定用不到,我們直接按OK就完成了。

接下來就要測試啦,我先分別寄三封信件到公用信箱中,分別是:

  1. 標題有關鍵字
  2. 內文有關鍵字
  3. 沒有關鍵字

寄完後,按下 run once。

成功的話就會在 line 上收到通知,果然,沒有把不含關鍵字的信件傳到 line 上,測試成功。

現在把下面的 scheduling 打開,就完成所有設定了。

以後再也不用擔心自己漏接公用信箱的重要信件啦!

結論

最後分享一下實做心得:

比起 zapier 跟 ifttt,make 用起來更有寫程式的感覺,對完全沒有程式背景的人,Zapier 跟 ifttt 會比較好上手,但在免費版的情況下,make 能做到比 zapier 更複雜的自動化功能。

像前面有出現過的複雜流程圖,就可以用 router 做出複數條件判斷的流程,例如前面抓gmail的流程,加上 router 後就不只能傳送提醒到line,還能自動回復罐頭訊息給符合條件的郵件,這如果要在zapier做,就要做兩個流程才能達成了。

另外如果你的公司信箱不是使用Gmail,前面的模組可以從Gmail改成Email,Connection type選用Microsoft系列。

理論上只要這邊按 save,就可以選擇你要串連的microsoft帳號。我串完之後還是抓不到信件,但 make 跟 microsoft 帳戶上,都顯示授權成功,如果有人知道這是什麼問題,請一定要留言告訴我⋯⋯

這次的分享就到這邊,如果有其他想看的 AI 工具測試或相關問題,可以直接留言 ,或給加入 Discord 跟我們一起討問喔。

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我是泛科學院的AJ,有15年的軟體測試與電腦教育經驗,善於協助偏鄉NPO提升資訊能力,以Maker角度用發明解決身邊大小問題。與你分享人工智慧相關應用,每週更新兩集,讓我們帶你進入科技與創新的奇妙世界,為未來開啟無限可能!

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想要擁有一台 AI PC,有必要嗎?NPU 是什麼?超詳盡 AI PC 選購指南來啦!
泛科學院_96
・2024/05/18 ・1080字 ・閱讀時間約 2 分鐘

2023 年 3 月 intel 跟微軟共同發布了 AI PC 定義。

定義需要用 intel 的 Core Ultra 處理器,要有微軟系統內建 的Copilot AI,鍵盤上還需要有一個實體 copilot 按鍵,才算是一台 AI PC。

這個 AJ 看到後,發現案情並不單純,定義 AI PC 這件事情,遠比你想得還要重要!

所以今天呢,我們就來回答三個問題:

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  1. AI PC 是什麼?
  2. AI PC 強在哪?
  3. 有哪些公司跟 AI PC 有關?

最後再跟大家分享是否要買 AI PC 的建議。

好啦,本集我們整理了整個 AI PC 的脈絡,我把懶人包放在這裡,有需要的可以暫停看一下。

最後來給買 AI PC 的建議吧,如果你主要用桌上型電腦,4090 獨立顯卡直接給他買下去,因為桌上型的處理器至少到目前為止,都還沒看到內建 NPU 的規劃,所以所有的平行運算都還是靠顯示卡 GPU 來處理。

筆記型電腦方面,各家網購平台都已經推出 AI 筆電專區,最低三萬元左右就可以買到最新的 AI PC。

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或許你還沒體驗到 AI 工具帶來的工作流程改變,不過潮流已經出現,據說到 2025 年,將出貨超過一億台AI PC,各家軟硬體廠商在這個全新的賽道上,只會不斷推出各種基於 AI PC 架構的應用與服務,畢竟,你如果不做,你的競爭對手可是不會等你。

有點離題了,在可遇見的未來,我們勢必會發現自己的電腦擁有更多基於 AI 技術的功能,

也許,你可以再等一會,等桌上型電腦也內建 NPU 之後,再來買真正的 AI 「PC」,不過要問我的話,如果是購買筆電的需求,選擇適合 Intel Evo 認證的筆電是值得推薦的選擇。

最後,你覺得 AI PC 會如微軟和 intel 預想的發展下去嗎?

  1. 會,終究要讓自己電腦分擔伺服器工作。
  2. 不會,AI PC 就只是宣傳話術。
  3. 我是果粉我驕傲,AI PC 如浮雲。

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