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致命甜點──《致命廚娘:不要叫我傷寒瑪麗》

遠流出版_96
・2016/03/16 ・2670字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 482 ・五年級

瑪麗來到華倫家大約三週之後,某個週日,她在冰淇淋機的金屬內鍋中倒入鮮奶油、牛奶和糖,然後在內鍋外層裹上加鹽的冰塊,開始用力轉動手把,幾分鐘後倒出攪拌好的成品:香滑濃郁的冰淇淋。

瑪麗在冰淇淋裡拌入切塊的新鮮桃子。那年夏天桃子特別甜美多汁,當地一家果園在《長島新聞報》上這樣誇口:「本季上市的桃子又大又甜,前所未見。」

瑪麗舀起冰淇淋擺盤,放在托盤上,由女僕端給華倫一家享用。那天晚上瑪麗製作的冰淇淋足夠分給所有人,包括華倫家的僕人,連園丁也有一份。冰淇淋是為夏季正餐畫下句點的理想甜點,因為不需要烹煮,而且不管吃得多飽,總是還有空間容納冰淇淋。

瑪麗幾乎在每個工作過的家庭都做過這道甜點。品嘗著冰淇淋的華倫一家和僕人想必發出了讚嘆,或許他們在席間還聊到了桃子園的主人,說起他如何拿自家產品獻寶,送了一籃新鮮桃子給正在幾哩外薩格摩丘宅邸避暑的老羅斯福總統。

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晚宴過後,瑪麗開始為第二天的工作做準備,洗碗盤、刷鍋子、收拾瓶瓶罐罐、清理爐子,把所有東西歸位。

在上床睡覺之前,說不定瑪麗會偷得半刻清閒,站在環抱大宅的門廊,呼吸著從長島海灣一路吹往大西洋的鹹鹹海風。說不定在這一刻,她會任由自己的思緒飄回愛爾蘭,那是她在十來歲時飄洋過海、孤身離開的家鄉。

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瑪麗就是在這棟牡蠣灣的大宅裡,為華倫一家烹煮餐點。

瑪麗從來沒有向雇主或共事的僕人吐露自己的成長背景。我們對瑪麗的認識主要來自於少數幾份文件、別人對她的評論,以及她親筆書寫的一封長達六頁的信。

根據瑪麗的死亡證明書,我們得知她於一八六九年九月二十三日出生於愛爾蘭;父親是約翰‧馬龍,母親是凱薩琳‧伊果。

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從其他的紀錄中,我們得知瑪麗出生於北愛爾蘭蒂龍郡的庫克斯敦。她在一八八三年十四歲生日前後,登上了一艘開往美國的蒸汽輪船。抵達紐約市之後,她一開始和姑父姑母同住,但不久這兩位長輩雙雙辭世,留下尚未成年的瑪麗獨自在異鄉奮鬥。

我們不清楚瑪麗為什麼要離開愛爾蘭,也不知道瑪麗還有沒有其他親友留在愛爾蘭。我們只知道,瑪麗的父母熬過了一八四五年到一八五○年間爆發的愛爾蘭大饑荒;當時由於馬鈴薯歉收,使得百萬窮困人民死於飢餓和相關疾病。位於北愛爾蘭的蒂龍郡損失了至少一成人口,其他許多郡縣災情更慘重。或許瑪麗前往美國是為了尋求更好的生活。

19 世紀中期發生的愛爾蘭大飢荒,讓許多人選擇遠渡重洋,到美國討生活。瑪麗就是其中之一。
19 世紀中期發生的愛爾蘭大飢荒,讓許多人選擇遠渡重洋,到美國討生活。瑪麗就是其中之一。

我們知道瑪麗能讀寫、會算術(當時愛爾蘭的識字率是七成三,比美國低了一成),還知道她會縫紉、善編織;而且上述這些技能她都做得很好。

瑪麗學會烹飪的過程我們不得而知。有可能她在紐約落腳後,一開始到一些小家庭幫傭,先是洗衣服,然後是熨燙衣物、清掃房間,一步步學會各種家務。我們知道瑪麗非常看重自己的工作,並且以此為榮。雇主說她工作很賣力,出門度假時常帶著她,讓她繼續為主人一家烹煮三餐。

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根據文件紀錄,我們知道瑪麗曾經在一家醫院的兒童病房工作。她喜歡孩子,孩子也喜歡她。她對《紐約世界報》的記者說:「那些病得很重的孩子常常乏人照顧。」

我們不知道為什麼瑪麗對愛爾蘭的往事絕口不提──是否為了逃避痛苦的回憶?還是恥辱的回憶?不論原因為何,或許和過往保持距離正是她的生存之道。

我們知道的是,瑪麗輕快的愛爾蘭口音始終跟隨著她;雖然年深月久不免漸漸淡化,但從未完全消失。這是瑪麗唯一隱隱透露出的愛爾蘭過往。

在牡蠣灣工作的瑪麗投入於每天的例行事務,為華倫家烹煮精緻的餐點,也為僕人烹煮一般的餐點。

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將近八月底的某一天,九歲的瑪格莉特‧華倫突然感到全身疲軟無力,提不起勁和兄弟姊妹跑跳玩耍,還抱怨頭很痛。華倫太太摸了摸瑪格莉特的臉頰,發現有點燙,她不僅發燒還拉肚子。

一開始華倫太太很可能不以為意。當時有一則家喻戶曉的廣告宣稱小兒夏季腹瀉是很平常的,當地報紙上刊登的廣告這樣寫著:「張氏特效藥專治腸絞痛、霍亂、腹瀉,服用後再以蓖麻油清腸胃,保證見效。」這款特效藥在當地藥房只要二十五分錢就可以買到。

接下來那幾天,瑪麗繼續在廚房熬湯、切水果、削紅蘿蔔和馬鈴薯、烘焙布丁和蛋糕;瑪格莉特的病情則是越來越嚴重。她不僅持續發燒,高溫還達到攝氏四十度半,因而引發譫妄,也就是意識混亂、出現幻覺的症狀。女僕在小女孩的額頭敷上溼布降溫,或許還幫她泡了冷水澡,但是咳嗽反而加劇,頭痛到像是鐵錘在腦袋裡敲。

腹瀉的情況也日益加重,甚至還帶血。瑪格莉特一拉肚子,女僕就得扯下弄髒的床單趕緊送下樓清洗。瑪麗在爐子上燒著一鍋水備用,有個女僕或洗衣婦專門負責刷洗床單然後晾乾,再由女僕抱著新床單跑上樓更換。

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染上傷寒的患者身上會出現玫瑰色的紅疹。credit:Science Channel《True Story Behind Typhoid Mary 》| Dark Matters

之後瑪格莉特開始出疹子,這下全家上下都猜到她得了什麼病。華倫太太立刻派人去請醫生。醫生確診瑪格莉特得了傷寒,這種腸道感染疾病不僅傳染力強,而且死亡率高,每五個患者就有一人死亡。

一九○六年還沒有預防傷寒的疫苗,也沒有治療傷寒的藥物。傷寒疫苗要到一九一一年才問世,抗生素的發現更要等到一九四二年,而後到了一九四九年才研發出專門治療傷寒的氯黴素。

此時,華倫家能做的只有想辦法讓女兒減輕症狀,懷著希望等待並且虔誠祈禱。如果瑪格莉特能度過這一關,她的身體就會對傷寒產生自然免疫力。

在那一週當中,很快又有五個人病倒:華倫太太、瑪格莉特的姊姊、兩個女僕加上園丁。其中兩人被送到當地的醫院,其餘三人則是請醫生到府治療。

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華倫家相信這場傳染病的起因是飲用水受到汙染,這是傷寒最常見的病因,於是他們匆匆打包行李,搬回位於紐約市上東區安全的住家,瑪格莉特的兩個兄弟則被送到紐澤西州親戚家避難。

瑪麗‧馬龍並沒有跟著華倫家返回市區的褐石連棟豪宅,或許是因為華倫家不再需要瑪麗掌廚,也有可能是因為她找到更好的工作,或是因為她擔心自己染上這種可怕的疾病。又或者她感覺自己運氣實在很背,在她工作過的許多家庭都發生了傷寒感染。

瑪麗離開的真正原因,我們不得而知,也永遠無法知道,因為她從未提起。瑪麗是一個重視隱私、不多管閒事的人。她希望別人也能像她一樣。


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遠流出版_96
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遠流出版公司成立於1975年,致力於台灣本土文化的紮根與出版的工作,向以專業的編輯團隊及嚴謹的製作態度著稱,曾獲日本出版之《台灣百科》評為「台灣最具影響力的民營出版社」。遠流以「建立沒有圍牆的學校」、滿足廣大讀者「一生的讀書計畫」自期,積極引進西方新知,開發作家資源,提供全方位、多元化的閱讀生活,矢志將遠流經營成一個「理想與勇氣的實踐之地」。

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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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我禿了,也變強了?「這是真的!」沙門氏菌表示
活躍星系核_96
・2019/03/19 ・2731字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

  • 本文轉載自《科普中国 我是科学家》。作者:Nekout,編輯:YuKi。

20世紀初,美國紐約曼哈頓的空氣中,籠罩著被傷寒所威脅的恐怖。而這一切都來源於一位名為瑪麗·馬龍(Mary Mallon)的廚師。

第一個被發現的傷寒帶原者

 

當時對瑪麗的新聞報導。圖/Wikimedia

1906 年的夏天,瑪麗在銀行家查理斯·沃倫(Charles H. Warren)紐約的豪宅中尋得了一份廚師的工作。然而,在她就職的兩週後,這一家 11 人中,有 6 人因得了傷寒住進了醫院。

在現代醫學和微生物學剛剛啟蒙、抗生素還未發明的當時,傷寒是一種死亡率大於 10% 的可怕傳染病。

為了查清家人受害的原因,沃倫雇了當時有名的衛生學家喬治·索伯(George Sober)來調查真相。索伯簡單詢問了病患,發現他們的共同點是都吃了當地的蚌,他推測可能是水產攜帶了病原體,於是草草整理了調查結果,就這麼交了差。畢竟,傷寒在當時紐約衛生條件糟糕的貧民區經常發生,他覺得這次富人家中的傷寒爆發可能只是一個意外。

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瑪麗因東家的變故丟了工作,又輾轉到多戶富人家中,繼續做廚師的工作。傷寒也跟著她到處傳播。至 1907 年的 3 月,瑪麗一共服務了 8 戶人家,而這 8 戶人家,無一例外地出現了傷寒症狀。

此時,索伯有點摸不著頭緒了,在他的概念中,傷寒的出現往往與糟糕的環境和不潔的飲食直接聯繫,可這次傷寒卻連續出現在環境優渥、衣食無憂的富人家中,難不成出現了只感染富人的傷寒?

直到後來,索伯發現一個規律——這些染病的家庭都曾僱傭過瑪麗。這時他才意識到,瑪麗有可能是一位健康的帶原者。他登門要求瑪麗配合他的調查,然而卻被瑪麗痛罵,並趕出了房門。

索伯不得不求助於紐約市衛生局,迫使瑪麗配合調查,並提供了自己的唾液、糞便和尿液樣本。

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檢測結果發現,瑪麗確實是傷寒帶原者。

傷寒瑪麗的出現

隨後,瑪麗被隔離在紐約東河(East River)北兄弟島(North Brother Island)上的一家傳染病醫院裡。兩年的隔離治療讓瑪麗「學乖」了,一位新上任的衛生專員同情她,並給了她一次機會重新回到社會,但警告她不能再做廚師了。

瑪麗被隔離於醫院中。圖/Wikimedia

由於瑪麗並沒有其他的專長,出院幾經輾轉後,她改名瑪麗·布朗(Mary Brown),又做回了廚師。這次,她在 3 個月內傳染了 25人,衛生局又一次將她抓回了北兄弟島隔離了起來。

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這次,瑪麗再也沒有恢復自由。

後來,瑪麗成了美國的「名人」,被大家稱為「傷寒瑪麗」(Typhoid Mary),甚至漫威還以她為原型塑造了同名的超級大反派。

漫威超級大反派──傷寒瑪麗。圖/Wikimedia

傷寒沙門氏菌如何致病

傷寒瑪麗所攜帶的病原菌,就是大名鼎鼎的傷寒沙門氏菌(Salmonella typhi)。這種病原菌經常出現在雞蛋殼,不新鮮的肉製品,抑或是患病者的排泄物中。

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得益於現代社會衛生條件的進步,特別是現代廁所的大規模普及,污水處理技術的進步以及抗生素的推廣,使得傷寒沙門氏菌的危害相比 100 年前顯著降低了。但時不時出現的食物中毒案例,仍有可能把人們打個措手不及。

沙門氏菌屬。圖/Wikimedia

那麼,沙門氏菌究竟是如何侵入人體的呢?

從某種意義上講,它們確實算得上是「有備而來」——沙門氏菌攜帶著一種叫做三型分泌系統(Type III Secretion system)的武器,形似注射器,位於菌體表面。

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III型分泌系統針狀複合物。圖/Wikimedia

這個「注射器」能夠刺穿宿主上皮細胞的細胞膜,並注射入一系列效應因子(effector),像對細胞下達了「放我進來」的指令,通過改變宿主細胞的骨架,讓正常的上皮細胞敞開門戶迎接(吞噬)在外排隊等待的細菌。

沙門氏菌利用三型分泌系统「注射器」刺穿宿主上皮细胞,並注射入效應因子(示意圖)。圖/果殼編輯Yiki繪製

上皮細胞不像巨噬細胞,它們不具有消化細菌的能耐,沙門氏菌被上皮細胞吞噬後,就像來到了桃花源,細胞內的營養物質任牠吃喝,而宿主的免疫系統又找不到它。吃完一家再換一家,引發宿主產生一系列炎症反應,並造成嚴重的病變。

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免疫系統vs.沙門氏菌

傷寒沙門氏菌在成功侵染宿主細胞之前,還是需要謹慎行事——免疫系統時時刻刻都監控著宿主的身體,一旦發現外來入侵者的踪跡,就會主動對其進行剿滅。

而免疫系統識別傷寒沙門氏菌的「標籤」,就是它們那一頭漂亮的秀髮——鞭毛。

這些鞭毛的結構與三型分泌系統類似,特點是能夠像螺旋槳一樣旋轉,推動細菌四處遊走。

圖/Wikimedia

免疫系統一旦抓到這些「小辮子」,就會命令巨噬細胞去吞噬並消滅絕大部分入侵的沙門氏菌。

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而沙門氏菌為了長期生活在人體,會想方設法不被免疫系統察覺。

比如,它們會通過刷低自己的「存在感」,向宿主的免疫系統妥協——當成功入侵上皮細胞後,就降低自身的代謝水平,靠低調行事來躲避免疫細胞的追殺。而這也很可能就是傷寒瑪麗一直攜帶著沙門氏菌卻不發病的原因。

沙門氏菌的新技能

近日,加拿大麥克馬斯特大學(McMaster University)的研究者又發現了沙門氏菌躲避免疫細胞監測的一種新的方式[3]——變「禿」。

為了防止被免疫細胞揪住「小辮子」,有些沙門氏菌選擇了拋棄鞭毛,忍痛割「髮」,從而讓自己在免疫細胞面前變成「隱形菌」。

丢掉「小辮子」的沙門氏菌在巨噬细胞面前變成「隱形菌」。圖/果殼編輯Yiki繪製

這些沙門氏菌又是如何變禿的呢?

原來,沙門氏菌有一種名為 SsrB 的轉錄因子能夠負向調控鞭毛合成相關的基因。當 SsrB 激活時,沙門氏菌的腦袋就會變禿,雖然暫時失去了運動能力,但卻獲得了針對免疫系統的隱身技,從而躲過免疫細胞的攻擊。確實算得上是非常機(狡)智(詐)了。

犧牲了一頭秀髮的沙門氏菌,最終開啟了隱身技能,變得更加強大。

我禿了,也變強了!source:IMDb

看來,變禿意味著變強大果真名不虛傳。所以還是樂觀地面對自己上揚的髮際線,和日漸稀疏的頭頂吧!

  1. “Dinner With Typhoid Mary” (PDF). FDA.(https://orauportal.fda.gov/courseware/FD202W100/SCORM_FD202_Module_3_Microbiology/Module_3_Dinner_With_Typhoid_Mary.pdf)
  2. Marineli et al. 2013. “Mary Mallon (1869-1938) and the history of typhoid fever”. Annals of Gastroenterology. 26 (2): 132–133.
  3. Ilyas et al. 2018. Regulatory Evolution Drives Evasion of Host Inflammasomes by Salmonella Typhimurium. Cell Report. In press.
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活躍星系核_96
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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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咎由自取?──《致命廚娘:不要叫我傷寒瑪麗》
遠流出版_96
・2016/03/20 ・1985字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 521 ・七年級

瑪麗這次遇上了對手。

她在救護車裡又踢又叫又罵,驚恐又憤怒,拉車的馬在市區一路飛馳,奔向威拉德帕克醫院。這間隔離檢疫醫院位於下東城區東十六街的東河沿岸。

瑪麗被單獨關在一間設在外面的隔離病房,房裡所有東西都是白色的:白色的牆、白色的天花板、白色的日光燈、白色的地板、白色的床和白色的小水槽。

小隔間裡設有白色的馬桶,瑪麗在別無選擇的情況下一定得使用這個馬桶。

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瑪麗穿著白色的浴袍。她不得不穿,因為醫院看護沒收了她的衣服,好像她是個被收押的犯人。瑪麗也不能打電話或寫信和任何人聯絡,連布萊霍夫也不行。

對於像瑪麗這樣極端獨立自主也一直自立自強的女性來說,被關進醫院是莫大的侮辱。

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自認無辜的瑪麗被強行帶走關進醫院,做一系列的病毒檢測。credit:History Film《The Life and Sickness of Typhoid Mary

威拉德帕克醫院是一間教學醫院,醫學院學生在此研究各種重大傳染病,像是麻疹、天花、霍亂、斑疹傷寒、黃熱病、結核病和傷寒。院裡的病人當然都是罹患這些疾病的人,多半來自紐約市最貧困的廉租公寓區。

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瑪麗沒有犯罪,卻被警察強行逮捕關了進來,周圍都是病人,又不准與外界聯繫,還要被迫接受醫學檢驗。

她不知道醫院打算把她關多久,毫無疑問必然十分害怕。

根據梭普的解釋,拘禁瑪麗是必要的手段,因為紐約市衛生局認為她「危險而不可信賴,可能會趁機逃跑」。

貝克對瑪麗也不抱憐憫之情,她說:「如果瑪麗願意配合,讓我順利拿到樣本,可能一輩子都不會被關。是她自己惡劣的行徑導致不幸的命運。」

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等到瑪麗再也忍耐不住用了廁所,看護採集了她的尿液和糞便樣本,送到衛生局的檢驗室。瑪麗的血液樣本也在沒有法院命令、未經本人同意的情況下被採集。

瑪麗的樣本被送到檢驗室由細菌學家分析,尋找傷寒桿菌。

喬治‧梭普和衛生主管機關無不期盼著檢驗結果出爐。

細菌學家在實驗室分離出瑪麗檢體中的細菌,然後加以培養,也就是在培養皿中讓細菌增生,再把細菌夾在玻璃片中,放在顯微鏡下觀察,尋找傷寒桿菌。

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人類的腸道是個複雜的微生物生態系統。大腸的職責是擠出我們吃喝的食物當中存有的每一丁點液體、鹽分和養分,剩餘的殘渣就成為糞便排出體外。

為了完成職責,大腸裡面布滿數十億個微生物,這些有益的細菌幫助身體消化我們吃喝的食物。人類糞便成分中有四分之三是水、四分之一是固體;而健康成人的糞便固體成分中,有十分之三是那些幫助消化後死掉的細菌。

尿液則是由腎臟製造後進入膀胱貯藏,百分之九十五為水;在健康的膀胱中,尿液是無菌的。

細菌學家在瑪麗的尿液樣本中沒有發現細菌,但是從糞便樣本分離培養出純化的傷寒桿菌。這表示這種致命的病菌很有可能寄生於瑪麗的膽囊。

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細菌學家把檢驗報告交給細菌檢驗實驗室主任威廉‧哈洛克‧派克(William Hallock Park)醫師。

派克讀了報告,打電話告知梭普這個消息。儘管瑪麗‧馬龍有著紅潤的雙頰、整齊健康的牙齒、炯炯有神的藍眼睛和白皙的皮膚,看起來非常健康,但她卻是傷寒帶原者。

這項發現使梭普欣喜若狂,印證了他之前的猜想,「那個廚娘確實是活生生的細菌培養皿。」

1909 年 6 月的《美國紐約人報》用大篇幅的文章和漫畫報導了「傷寒瑪麗」的消息,並批露了瑪麗的本名「Mary Mallon」。

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儘管瑪麗否認曾經得過傷寒,檢驗結果證實了她曾經在某個時候罹患這種疾病。

瑪麗是在說謊嗎?不見得。可能她得病的時候年紀很小,所以不記得,或是症狀太輕微,被誤以為是流感。或許包括瑪麗在內沒有一個人發現,她得到可怕而致命的傷寒。

不可否認的是,這是一種非常特殊的情況。當我們生病時,體內的免疫系統和細菌展開一場大戰;以傷寒來說,在百分之九十七的病例中,要嘛是傷寒桿菌戰勝、病患死亡;要嘛是免疫系統戰勝、傷寒桿菌死亡。

在少數大約百分之三的病例中,病患痊癒後,體內持續帶有致命病菌,時間可能長達數月之久。

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在極少數、大約百分之一或更少的病例中,病菌和免疫系統大戰的結果是平手,沒輸沒贏。患者是康復了,但終生帶有傷寒桿菌。

在這樣的例子中,傷寒桿菌持續存活於患者的膽囊。除了一開始發病的階段,之後患者並未出現任何症狀,他們在各方面仍然正常生活,半點也沒意識到自己和正在發病的人一樣帶有病菌,更沒想到自己正在散播病菌、使人生病。

瑪麗的情況就是這樣,但是她的例子更加特殊,因為瑪麗的免疫系統似乎運作得太好,以至於連一開始都沒人發現她生病,甚至她本人也沒發現。

對喬治‧梭普來說,發現瑪麗的案例不啻是個重大突破,他說:「根據我的判斷,這顯然是一起長期散布傷寒病菌的案例,德文稱為『Typhusbazillenträgerin』。」

終於完成檢驗。梭普希望現在瑪麗會好好聽他說話,聽他闡述他的偉大構想。


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