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孕婦早產,有可能是寶寶的問題!?

活躍星系核_96
・2015/04/27 ・1338字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 602 ・九年級

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source:wiki
圖中的寶寶僅為示意,非早產兒。source:wiki

文/林佑

懷孕是女性人生中很重要的一個階段,但有些狀況我們很難預防它的發生:像是早產。這對胎兒會有甚麼影響呢? 統計顯示,台灣地區早產的發生率約8.5%,早產兒的死亡率則接近15%。由於早產的胎兒體重只有1000~2499g,虛弱的體質會增加像是腦性麻痺、智力障礙、肢體殘疾等疾病發生的風險,而可能成為胎兒的成長過程中要一輩子面對的健康問題。

我們知道孕婦早產由多種複雜的因素引起,主要歸納為4大因素:個人因素(體質虛弱,勞累顛簸及不良生活習慣);心理因素(各種情緒問題);外來因素(機械性損傷或羊水過多使宮腔受壓);病源因素(子宮感染或陰道炎)。

如果是個人或是心理因素引起的話,可以透過心理輔導及自我刻服來調節。除此以外,一些外傷及婦科疾病可透過專科驗查來預防及治療。我們似乎已經知道孕婦早產的成因,並考慮到各種預防及治療方法,但在臨床上對於早產預防的成效還是相當有限,到底是甚麼原因呢?

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為了探索當中的原因,科學界嘗試從遺傳學的角度進行研究。他們驚訝地發現,母體與胎兒之間的遺傳信號會互相影響,如果不幸地遺傳信號出現異常的改變,以致不能完全按照母體基因複制程序執行,對母體的潛在影響是可以預見的。科學家努力尋找有力的証據支持這種「創造生命失誤」的理論可以引起孕婦早產的說法。

如果想要理解上述的概念,可能要先解擇一下胎盤在科學上的定義。

眾所周知,孕婦與胎兒相互接擉的地方就是胎盤,母體會通過胎盤把營養物質傳送給胎兒(尚未成形),它是一個高度篩選的屏障,有效阻隔來自母體的大部分有毒物質與及非營養物質(包括大分子化合物)透過胎盤被胎兒吸收。

到了1850年左右,科學家發現胎盤有著大量母體的遺傳訊息,這些訊息記錄了很多與母體有關的遺傳資料(大部分尚未知道),可以根據這些資料來析別胎兒與母親的血源關係或推測羅患家族遺傳病的機率等。但在懷孕期間,如果胎兒的基因出現構型上的重複折疊,或是遺傳編碼的錯誤複製,最終會導致孕婦早產。

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此項研究是由Joseph Biggio 教授針對數以百計的嬰兒和他們母親的血液或唾液DNA進行比對。通過基因組學和蛋白質組學分析,結果顯示在懷孕34週前,若嬰兒的任意四個基因被重複或有七個基因被刪除,早產的機率會增加2~11倍,而且可以根據DNA變化的區域或變化的程度不同推測胎兒早產的風險。

其中一種情況可能是DNA變化的區域負責調節免疫系統,胎兒的免疫功能因而受到抑制而降低,使其容易受到外環境感染而觸發母體早期分娩反應。儘管DNA變異的真實位置及其作用尚未完全明確,然而這種潛在改變的傾向是科學界公認的事實。

這一突破性的研究結論擴展了全新的視野,解開了學術界對孕婦早產的過往迷思,解擇了為何有些已做足萬全的預防措施卻無法避免孕婦早產的原因。過去只從孕婦的數據模式不斷反複思考,而沒有從另一個角度出發,有些早產的關鍵因素其實並非孕婦的問題而是胎兒,原來早產與基因異變也有著密切的關係。

參考來源:

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  1.  Sifakis S, Koukou Z, Spandidos D A. (2015). Cell-free fetal DNA and pregnancy-related complications (Review). Mol Med Rep, 11(4): 2367-2372. DOI: 10.3892/mmr.2014.3118
  2.  面對早產
  3.  Pcbaby 百科
  4.  Baby’s genes, not mom’s, may trigger some preterm births. Scienceblog [Feb. 4. 2015]
  5.  早產. 權威醫學科普網絡平台.百度
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活躍星系核_96
778 篇文章 ・ 128 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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家長留意!「胎兒小於妊娠年齡」影響生長發展,從出生到成年都會面臨健康問題
careonline_96
・2024/03/05 ・2446字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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  • 林口長庚醫院 兒童內分泌科 邱巧凡醫師/新生兒科 江明洲醫師

兒童內分泌生長門診中很常出現的一個族群是「胎兒小於妊娠年齡」的孩子。

這些小朋友在長大的過程中,相較於正常出生體重的孩子,容易出現身材矮小、性早熟、過重、肥胖,甚至到成人時期罹患代謝症候群與心血管疾病的風險也明顯較高,兒童健康守護者應特別留意。

什麼是「胎兒小於妊娠年齡」

胎兒小於妊娠年齡(small for gestational age, SGA)是指「出生體重低於同樣妊娠週數新生兒第十百分位或低於負二個標準差者」。

如何知道我的孩子是否為「胎兒小於妊娠年齡」

大家可以參考以下圖片對照寶寶出生週數與體重,即可得知寶寶出生體重是否符合該週齡。

舉例來說:一個懷孕 39 週出生的足月寶寶,出生體重只有 1800 公克,屬於「胎兒小於妊娠年齡」。

為什麼會「胎兒小於妊娠年齡」

造成「胎兒小於妊娠年齡」的原因包含:母體因素、胎盤因素與胎兒因素。

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  • 母體因素:如高血壓、子癲前症、營養不良、甲狀腺功能低下、感染、抽菸、吸毒、飲酒、高齡妊娠等。
  • 胎盤因素:如胎盤血管異常(如單一臍動脈、雙胞胎輸血症候群)。
  • 胎兒因素:染色體異常、先天性異常、胎兒感染等。

胎兒小於妊娠年齡」孩子成長過程會面臨哪些健康問題

  • 新生兒時期

約有 1/3「胎兒小於妊娠年齡」寶寶,在新生兒時期因為肝醣儲積不足,脂肪量不足,造成「低血糖」的發生。也容易因為體表面積相對較大,皮下脂肪相對不足,而增加「低體溫」的風險。若早產合併胎兒小於妊娠年齡,也明顯「增加新生兒死亡率」。

  • 嬰兒期

「胎兒小於妊娠年齡」的寶寶往往在出生後 3~6 個月開始出現「追趕生長」,且常常體重追趕得比身長來的快。研究發現,此階段的體重快速增加將大幅提升未來長期肥胖、代謝性症候群與心血管疾病的風險。

  • 兒童時期與青春期

生長

大多數「胎兒小於妊娠年齡」的兒童,可在成長過程發生「追趕生長」。即生長速率可高於同齡同性別之平均值,使生長曲線逐漸邁入正常範圍。將近 90%「胎兒小於妊娠年齡」的兒童可在兩歲前完成「自發性追趕生長」;若「早產」合併「胎兒小於妊娠年齡」,則需要更長時間完成追趕生長,大部分可在四歲前追趕達標。

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然而,仍然有 10% 左右的「胎兒小於妊娠年齡」兒童無法完成自發性追趕生長,造成終生持續身材矮小。此族群目前在美國、歐盟與日本皆已列為「生長激素治療」之適應症族群。此族群透過適當的生長激素治療,除了可改善身高預後,還可改善身體組成(減少脂肪量、增加肌肉量)、改善高膽固醇血症,並提升骨質密度。

青春期發育

大多數「胎兒小於妊娠年齡」的青春期發育時間會落在正常時間:女孩 8~13 歲,男孩 9~14 歲。但平均而言,「胎兒小於妊娠年齡」兒童的青春期還是會早於正常出生體重的兒童(初經比正常出生體重兒童提前 5~6 個月),女孩容易發生「早發性陰毛發育」,青春期的進展速度也較快,但青春期階段的生長速率卻較為緩慢,而這樣「偏早又偏快的青春期,以及偏慢的長高速率」,往往不利於理想成人身高的達成。

神經發展與認知

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大部分「胎兒小於妊娠年齡」兒童的腦部發育是正常的。但在極度早產兒,會增加發展遲緩、認知功能障礙、注意力不足過動症與學習障礙的風險。

  • 成人時期

相較於正常出生體重的兒童,「胎兒小於妊娠年齡」兒童在成人階段有較高的機率罹患中樞型肥胖、脂質異常、胰島素阻抗、葡萄糖代謝異常、高血壓等代謝症候群與心血管疾病,特別是兒童時期高熱量飲食、體重快速增加的肥胖兒童。由此可見「小時候胖」幾乎註定成人以後肥胖的趨勢,甚至助長成人肥胖併發症的發生。

「胎兒小於妊娠年齡」的寶寶,從出生一直到長大成人,都有許多健康議題需要特別關注。建議此族群家長,應格外留意以下幾點:

  1. 「胎兒小於妊娠年齡」的寶寶,於兩歲以前的生長曲線未達標請先不要過度擔心,出生後應密切配合新生兒科醫師或兒科醫師的追蹤安排,留意後續的生長發育狀況。
  2. 若 3~4 歲生長曲線仍明顯落後,請就診兒童內分泌科進一步評估診療。
  3. 應留意是否過早出現第二性徵。若女孩 8 歲前胸部、陰毛發育,10 歲前初經來潮;男孩 9 歲前睪丸長大、陰莖明顯變長變粗、長陰毛,請務必就診兒童內分泌科。
  4. 應避免不當餵食導致過度的體重增加,因為這將大幅提升未來代謝症候群與心血管疾病的風險。
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孕婦是COVID-19高風險群:早產、高血壓、加護病房、死亡率增加
寒波_96
・2021/06/02 ・1643字 ・閱讀時間約 3 分鐘

感染 COVID-19(也稱武漢肺炎、新冠肺炎)之後,不同人症狀差異很大,風險有別。孕婦應該也算高風險群,但是之前缺乏直接比較的證據。2021 年 4 月發表的論文報告,

孕婦如果感染武漢肺炎,自己的併發症、死亡率,以及胎兒早產的機率都會更高。孕婦也該列入優先使用疫苗的對象。

孕婦也是 COVID-19 的高風險群。圖/envato elements

直接比較感染與未感染的孕婦

理論上,懷孕的女生,免疫系統、肺部、心血管等組織負擔都變得更重,也更容易出現血栓,碰上武漢肺炎應該更加脆弱。

初步觀察支持這點,但是缺乏直接證據;例如可以和瘟疫之前的數據比較,但是怎麼知道瘟疫造成的醫療壓力,不會影響孕婦的健康?

新發表的研究,取樣方法能進行直接的比較。方法是,

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只要發現一位感染的孕婦,便隨即在同一個地方,再找兩位沒有感染的孕婦作為對照,確保她們處於同樣的時空背景。

取樣時間介於 2020 年 3 到 10 月,總共 18 個國家 —— 俄羅斯、印度、巴西、奈及利亞、迦納、埃及、義大利等等 —— 43 個醫療單位參與調查。最後總共取樣 2130 位孕婦,1424 位沒有感染,706 位感染,其中 41% 沒有症狀。

在同一時間、地點找來感染與未感染的孕婦,直接比較得疫對孕婦健康的影響。圖/envato elements

染疫增加孕婦與胎兒的風險

最嚴重的後果:死亡。706 位感染孕婦中有 11 人去世,占 1.6%;沒有感染的孕婦則有 1 人死亡。直接比較之下,感染的死亡率為 22 倍,不過樣本很有限,無法進行太明確的分析,但是足以告訴我們,

孕婦得疫確實會大幅增加死亡的機率。

媽媽得疫之下,胎兒早產的機率增加 60% 到 97%;而寶寶出生時,感染病毒的比例有 12.1% 。

母體本身,則是有多項健康指標受到負面影響,例如妊娠高血壓(preeclampsia/eclampsia)的機率增加 76%、進加護病房的機率增加 5 倍。

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注意,感染孕婦中有 41% 沒有症狀,但是無症狀感染者和沒有感染的孕婦相比之下,仍然更有可能出現健康問題。

孕婦最好能避免感染 COVID-19,更直接的手段是接種疫苗。圖/envato elements

總之,這項研究的實驗設計,以及遍佈全世界的廣泛取樣,證實在瘟疫期間,感染武漢肺炎的孕婦,確實有更高機率發生健康危機。而收入較低的國家,孕婦也更容易碰上問題,似乎反映出醫療資源的影響。根據新研究的發現,

高風險群除了高齡、過重、糖尿病等對象之外,也應該納入孕婦。孕婦同為風高險群,最好能避免感染,更直接的手段是接種疫苗。

儘管孕婦使用疫苗的試驗樣本有限(目前沒見過嚴重的副作用),不過通過測試的合格疫苗,應該也能有效保護孕婦及胎兒,避免可能的悲劇。

延伸閱讀

參考資料

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
193 篇文章 ・ 1093 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。