2014年11月28日 星期五

關於沙克(Jonas Salk, M.D.)

10月28日是沙克的百歲冥誕。大家對他的記憶,大概都只限於他發明了針對小兒麻痺(polio)的沙克疫苗,不久以後被沙賓(Sabin)疫苗取代。

沙克(Jonas Edward Salk)在紐約出生,是猶太人的後裔。在他就讀紐約大學醫學院(根據維基百科的資料,他就讀NYU主要是因為學費便宜,而且對於猶太人不排斥)時,他開始對研究發生了興趣。或許這是命定的,不過他因為家境的因素必需半工半讀,其中有一份工作就是實驗室助理。當然,根據他自己的說法,他在高中以前也從未表現過對醫學的興趣;而他也說自己去念醫學系其實是為了做醫學研究。

1955年的沙克(Jonas Edward Salk)。
圖片來源:wiki

當他在醫學院裡面的時候,他開始對細菌學感興趣;但是,等到他在1941年到密西根大學的Thomas Francis博士(B型流感病毒的發現者)的實驗室裡做研究以後,他開始對病毒學感興趣。

雖然他並不想當醫生,但是他還是在紐約的西奈山醫院(Mount Sinai Hospital)完成了他的住院醫師訓練。接著他換了幾個單位之後,在1947年落腳於匹茲堡大學醫學院。

1956年,他接受了美國國家小兒麻痺基金會( National Foundation for Infantile Paralysis)的邀請,開始進行小兒麻痺病毒研究計畫。除了羅斯福總統本身就是小兒麻痺症的受害者以外,在當時,美國人對於小兒麻痺的恐懼大概僅次於原子彈。1952年的大流行造成3,145人死亡,21,269人終身殘廢,而大部分的患者是小孩。這個經由糞口傳染的病毒,是當年家長們最大的恐懼。

雖然他在1956年才接受小兒麻痺基金會的邀請,但他在到達匹茲堡以後,就開始進行發明小兒麻痺疫苗的工作了。當時對於人體試驗的限制沒有現在這麼嚴格,他在1952年就開始進行人體試驗-在華生兒童身障院(D.T. Watson Home for Crippled Children)以及波克啟智學校(Polk State School for the retarded and feeble-minded)為兒童進行疫苗的注射。這些人體試驗引發了大眾的疑懼。而面對外界的質疑,他的反應是,他會負起全責,同時他也強調,他的妻子與三個兒子也都參加了這項試驗。

在1954年,他的疫苗開始進行大規模的測試(field trial)。這項測試包括了兩萬名醫師與公衛人員,六萬四千名學校的人員,一百八十萬名學童以及二十二萬名志願者。因為大眾對小兒麻痺的恐懼,以及這項測試所牽涉到的人是那麼多,當年的蓋洛普調查發現,知道這項測試的人,比知道美國總統的名字的人還要多。而測試所需的經費,除了國家提供以外,March of Dimes Foundation也全力支持,甚至不惜讓基金會負債。

March of Dimes為疫苗測試製作的募款海報。
圖片來源:wiki

而這些努力都感動了沙克,足足有兩年半的時間,他每天工作十六小時,從不休息,終於在1955年4月12日(羅斯福總統的十週年忌日)發佈了報告,證明了疫苗是有效的。在宣布的那一刻,全國歡欣鼓舞,教堂鐘聲齊鳴,甚至有商店在櫥窗上寫了:「沙克醫師,謝謝你!」

圖片來源:wiki
雖然後來發現只有百分之60到90的免疫率,而且在幾年內很快的被沙賓疫苗取代,但是在當年,小兒麻痺症很快地由一年數萬名感染降到一年幾十個。而大家所不知道的是,由於沙賓疫苗近年來被發現有引發變種的疑慮,因此美國從1998年開始,已經不再提供沙賓疫苗,而是以改良版的沙克疫苗做為預防小兒麻痺的方式。

而沙克的成名也促成了沙克研究所(The Salk Institute for Biological Studies)的建立。可能是因為他在匹茲堡大學時的經驗,當他建立沙克研究所時,他找了他的好朋友Louis Kahn來設計建築,並要求每間實驗室都要有對外的窗戶。筆者剛到The Salk時,就對於它的建築讚嘆不已;但顯然日本人也有相同的喜好。假日時總會看到許多觀光客(日本人最多),躑躅於建築物之間,透過每間實驗室的窗戶往裡面好奇的窺探;有些研究人員感到不堪其擾,便拿了大張的海報把窗戶貼起來,這好像又違背了沙克博士的想法了。

沙克研究所。圖片來源:wiki
沙克一直對於科學研究與人文科學的融合非常有興趣,也不遺餘力地推動。雖然不見得成功,但是他對於人文科學的興趣,使得他結交如Louis Kahn等人,更不用提他1970年再婚的對象是畢卡索的最後一任女友Françoise Gilot囉。Françoise Gilot至今仍在人世,經常以展出畫作的方式為沙克研究所募款。

筆者在1998年剛到The Salk時,植物研究室是棲身於研究所後方的停車場的木造建築中;後來等到實驗室完成後,整個植物研究室搬到研究所的最前方。據說,那些木造建築是當年沙克做研究的地方,而「侏羅紀公園」的作者Michael Crichton曾經在沙克博士手下做過一段時間的研究,當時沙克的研究室還是在木造建築裡面。當時曾聽到討論要保存那些建築,不知道是否仍屹立在停車場上呢?

(台大科教中心擁有此文版權,其他單位需經同意始可轉載。)

參考文獻:

Wikipedia. Jonas Salk, Françoise Gilot
Daniel C. Schlenoff. 2014. Remembering Polio Vaccine Developer Jonas Salk a Century after His Birth.

2014年11月10日 星期一

雄性大鴇(Otis tarda)藉由服毒來博取雌性芳心?!


大鴇。圖片來源:wiki
看過大鴇(great bustard)這種鳥嗎?牠屬於鶴形目鴇科,分佈的地區包括了西北亞到中東,以及中亞與中國北方等地區。由於大鴇的雄性與雌性的差別還蠻大的,造成古代的華人以為大鴇的雄鳥是別種鳥類,認為大鴇只有雌鳥,接著便創造出「雌性大鴇要交配的時候,可以跟任何一種鳥來交配」這種神話,於是便把「鴇」做為妓女的代稱,妓院老闆便稱為「老鴇」了。

幸而歐洲人並沒有這樣的誤會。事實上,過去研究大鴇的交配行為的學者發現,雄性的大鴇在追求對象時,會特別跑去吃下有毒的甲蟲(blister beetles)。這一科的甲蟲會製造一種萜類化合物(terpenoid)稱為斑蝥素(cantharidin,蝥音毛),接觸到會產生皮膚炎,因此被稱為blister beetles。全世界這類的甲蟲約有七千五百種,其中最有名的應該就是西班牙蒼蠅(Lytta vesicatoria,Spanish fly)。

斑蝥素(cantharidin)。圖片來源:wiki

原本科學家們以為,雄性大鴇的這種行為,可能是類似於男孩子在心儀的女性前面好勇鬥狠,好博取女性的芳心;但最近的研究發現,雄性大鴇這麼做,雖然的確是為了求偶,但是卻不是純粹的逞兇鬥狠而已。

原來,斑蝥素可以殺死大鴇體內的寄生蟲;這些寄生蟲住在大鴇的泄殖腔開口。寄生蟲多,就代表這個大鴇不健康,雌性大鴇便會拒絕跟牠交配。

雌性大鴇如何知道雄性大鴇的寄生蟲多或少呢?原來雄性大鴇在求偶時的表演,會使得雌性大鴇很容易就可以看到他的泄殖腔開口,加上大鴇的泄殖腔開口附近的羽毛都是白色的,如果有寄生蟲,根本就是ㄧ望而知,無從隱藏哪!

雄性大鴇的求偶展示(A,B)以及泄殖腔的寄生蟲(E)。
圖片來源:PLOS ONE

因此,雄性大鴇在交配季節到來時,便會趕緊去找含有斑蝥素的甲蟲來吃,好提高自己雀屏中選的機會。筆者覺得,這就像抽煙的男性在第一次約會之前猛刷牙,不是嗎?

至於西班牙蒼蠅嘛...其實它的壯陽效果就是來自於它製造的斑蝥素。前面提過,皮膚接觸斑蝥素會引發水腫,口服斑蝥素會造成生殖器血流增加,產生類似性興奮的效果,所以被認為有壯陽的效果。其實斑蝥素是一種毒素,服食過量會造成消化道與泌尿道出血,10毫克可以致命。因此,筆者覺得,還是不要輕易去嘗試這類的藥品吧!臨床上斑蝥素可以用來除掉皮膚表面的疣,也可以用來除掉刺青;不過筆者記得現在除刺青應該是用雷射了吧?

所以,過去以為雄性大鴇在交配季節時會有「服毒」(吞食有毒的甲蟲)的行為是為了顯示自己很勇敢,以博取雌鳥芳心。這個研究發現,雖然目的還是為了博取雌鳥青睞,但與其說是「服毒」,不如說是「服藥」比較正確呢!

參考文獻:

Carolina Bravo, Luis Miguel Bautista, Mario García-París, Guillermo Blanco, Juan Carlos Alonso. 2014. Males of a Strongly Polygynous Species Consume More Poisonous Food than Females. PLOS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0111057

Wikipedia. Cantharidin, Spanish fly.