一次對人體解剖學的大膽探索
挑戰幾個世紀以來的信仰
一道神秘的光彩 指引出令人震驚的新世界
一個神奇的靈藥拯救了無數同盟國士兵
造成傳染病的兇手現了形
這些都是醫學史上最偉大的發現
這些革命性的突破之所以能拯救生命 因為他們擴展了知識的疆界
突破了思想的枷鎖
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史上百大發現之 醫學
人體解剖
古希臘的醫療多以哲學為根據
而非基於對人體解剖的真正認識
外科手術極為罕見 人體解剖也不被眾人接受
因此醫生對人體內部缺乏直接的瞭解
文藝復興後,人體解剖學才問世
比利時醫生安德列-維薩里 他決定剖開人體研究解剖學造成舉世震驚
他常常被迫在夜色掩護下取得人體
像他這種想解剖人體的醫學院學生 他們得用非法途徑取得人體
維薩里在帕度亞當教授時 負責處決的人是他的朋友
所以他能進入牢房觀察等待處決的囚犯 並說:我要這個人,我要那個人
然後那些人就會被處決
拜勒比博士指出 維薩里想將他從純熟的解剖中所獲取的第一手知識傳承下去
因此寫了一本關於人體解剖的書 也就是《人體結構》這本書
該書於1538年首次出版 此書被視為是醫學文獻中的一本曠世巨作
此書也是醫學中最偉大的發現之一 因為它首次對人體內部做出正確的描述
古希臘醫生的權威第一次受到重大挑戰
這本書大為暢銷,除了醫學界,讀者遍及有文化涵養的富人
加上書中文字還配有精美的圖片 使得人體解剖學更容易為一般人所瞭解
由於維薩里的關係 經由解剖研究人體解剖學成為醫療訓練重要的一環
而且為下一個偉大發現鋪平了道路
血液迴圈
人的心臟是如拳頭大小的肌肉
一天跳動超過10萬次 等你70歲時,總共跳動超過20億次
每分鐘抽取超過5加侖的血液
血液流過身體 流經由動脈和靜脈組成的複雜幹道
據估計,如果將人體內的血管排成一線
長度可達6萬英里 可以繞地球2圈以上
但17世紀初的人,誤解了血液的運作方式
按照當時盛行的理論, 血液透過軟組織的細孔,以漲落的方式流經心臟
英國醫生威廉-哈威也相信這種理論 他對心臟的運作也非常著迷
隨著他在解剖臺上對動物心跳的研究越來越深 他越明白公認的血流理論並不正確
他明確的說:"我開始思考血液是否繞體內環形流動"
然後他開始寫下一段 他寫道:“我之後發現這是真的.”
在解剖時,哈威看到 心臟有讓血液維持單向流動的瓣膜
有些瓣膜讓血液流入,有些讓血液流出
這就是他的偉大發現
他發現心臟將血液打入動脈 再經靜脈繞行一周回到心臟
然後重複整個迴圈過程
今天,人們都知道血液在人體內迴圈
但在17世紀,哈威的發現是革命性的
這個發現衝擊了傳統醫學觀念的核心
哈威在論文結尾說 當我想到這會對醫學界帶來的無窮影響
我就看見了幾乎無限的可能性
哈威的發現,使得解剖研究和手術方法突飛猛進 也促成了簡單的急救術
在全球的創傷中心手術室中 醫生用手術鉗夾住斷了的血管阻止血流,維護患者的循環系統
這個簡單的器具 卻時時提醒著哈威的重大發現
血型
另一個和血液有關的偉大發現發生在1900年的維也納
當時整個歐洲有一股輸血熱
起初有人聲稱這具有神奇的療效 但不出幾個月,輸血者紛紛死亡
為什麼有些人輸血成功,有些人卻失敗了?
奧地利醫學家K.蘭德施泰納決心找出答案
他混合多人的血液樣本,然後觀察結果
有些樣本混合成功
但其他組合中的血液則結塊變得粘稠
在仔細檢驗後, 蘭德施泰納發現了產生血塊的條件 被輸血者的血液中有種叫做抗體的蛋白質
會與輸血者紅血球中叫做抗原的蛋白質相結合
蘭德施泰納此刻做出了重大發現
他發現人們的血液並不是一樣的 他判定人的血液能分成4種類型
他將這些血型稱為A型,B型,AB型和O型
他發現只有受血者與輸血者血型相同時輸血才安全
他的發現立即造成影響
數年之內,輸血技術遍及全球,拯救了無數的生命
到了1950’s,精確的血型堅定使得器官移植得以實現
現在單單在美國,每3秒就會進行一次輸血
如果沒有輸血,估計每年會有450萬個美國人死亡
麻醉劑
雖然人體解剖學的發現使醫生能拯救更多的生命
但他們卻沒辦法減輕疼痛
缺少麻醉的手術是個活生生的惡夢
患者被綁住或者被壓在手術臺上
外科醫生儘快進行手術 痛苦越早結束越好
在1811年,有位婦女寫下這種折磨
當可怕的刀子插入身體 切過靜脈,動脈,肌肉和神經
我禁不住放聲哭喊
我開始尖叫一直到結束 那種痛苦真是難以忍受
手術是萬不得已的手段
當時許多人寧願一死,也不願讓醫生對自己的身體動刀
哈登博士指出,幾個世紀以來,有許多減輕手術疼痛的方法
比如鴉片或曼陀羅根萃取物等麻醉劑
到1840’s,有幾個人即將找出更有效的麻醉劑
其中2位元是彼此認識的波士頓牙醫威爾斯和莫頓
另一位是喬治亞州的小鎮醫生隆恩
他們用2種可能減輕疼痛的化學製品做實驗
分別是稱為笑氣的氧化亞氮 以及成為乙醚的酒精硫酸混合液
但是誰發現了麻醉劑仍然有爭議 3位醫生都聲稱是自己的發現
1846年10月16日,麻醉劑首次公開使用
莫頓用乙醚做了好幾個月的實驗
以找出正確劑量,免除患者手術之苦
他在波士頓醫生和醫學院學生面前 用自己發明的儀器做了一次示範
他為一位元需要切除頸部腫瘤的患者注射了乙醚
莫頓等待著
醫生切了第一刀
神奇的是患者並未喊叫
手術後,患者說在手術中並無任何感覺
這個消息迅速傳開了
手術的疼痛被克服了 麻醉藥從此問世
儘管如此,很多人仍拒絕使用麻醉藥
有些宗教相信人應該忍耐痛苦而非加以舒緩
特別是在分娩的時候
維多利亞女王在此事中扮演了關鍵角色 她在1853年產下雷奧波王子,女王要求使用格羅芬
並發現它能免除分娩的痛苦
一般婦女馬上紛紛仿效
如果女王可以使用,我也可以
X光
少了下一個偉大發現,我們無法想像生命會變成什麼樣子
試想如果看不到該在哪裡下刀,手術該如何進行?
哪根骨頭斷了?子彈留在哪裡?有什麼病理狀態?
能夠不用切開身體,便能透視身體內部
這是醫學史的轉捩點
為了有更多瞭解,我拜訪了耶魯大學歷史教授凱威勒斯
19世紀初,人們已經開始用電,但並不瞭解電是什麼
這根管子,這應該是西門子公司的那個的複製品
倫琴可能用過這種管子
倫琴是德國物理學家 1895年,他用陰極線管做了個試驗
這個是抽空的玻璃圓筒,即真空管
從管中散發出的閃爍射線讓倫琴讚歎不已
在一個實驗中,倫琴用黑紙板包住管子,並隔絕室內光線
然後他啟動真空管
過了一會兒出現了驚人的景象
實驗室裡的一張照相底板在發光
他明白這件事非同小可
他知道散發出的射線並非陰極射線
他也發現射線對磁力沒有反應 它並不能象陰極射線一樣隨磁場而變動
這是一種全新的東西 他稱之“X”,表示它是未知的事物
--像代數一樣 —沒錯
倫琴偶然發現了科學上未知的輻射線,他稱為X光
他偷偷進行了幾周後,終於請他妻子過來
他說:貝莎,給你看看我的實驗 因為沒有人會相信
他將她的手放在射線下,拍下影像
他拍下的影像和這張差不多
據說她說:“我看到自己的死相了.”
因為當時只有在人死後才能看見他的骨骼
在活人的影像上看到身體內部,實在是…
令人毛骨悚然,沒錯 超乎想像
這仿佛開啟了一扇秘密之門 揭示出暗藏的宇宙
倫琴發現的重大新科技造成了醫療診斷的革命
X光是科學史上唯一意外發現的科技 完全是個偶然
但重要的是,一旦被發現,全世界馬上就接受了,毫無爭議
我們的世界在一兩周內就改變了
到現在,倫琴這項發現仍然繼續發揮影響力,造就出重大科技
從説明診斷病因的電腦斷層掃描
到美國NASA的錢德拉X光望遠 天文學家用以偵測太空最遠端的X光
這全都源自一項意外的發現
微生物理論(細菌理論)
有些發現似乎來自意外,比如X光
而接下來要介紹的這個發現則經過漫長的發展 由科學家傳承而成
1846年,維也納 美與文化之都
但維也納綜合醫院卻受到死亡陰影的籠罩
來此分娩的許多婦女生命垂危 原因是產褥熱,一種子宮感染
當西梅爾威斯醫生到任時 問題的嚴重性讓他十分憂心
但他也對其中神秘的差異深感興趣
他們有2個病房 在其中一間病房,產婦由醫生接生
在另一個病房,則由助產接生
西梅爾威斯注意到在醫生接生的病房 7%的母親死于所謂的產褥熱
由助產接生的母親,只有2%死於產褥熱
他覺得很奇怪,因為醫生接受的訓練更多 他們應該表現的更好
西梅爾威斯決定要找出原因
他注意到醫生比助產多做了一件事情
他們會為死掉的產婦驗屍
他們沒有洗手便繼續接生或檢視產婦
就像汽車維修工搞定一輛車後 沒有洗去手上油污,便進行下一輛車,而且他也認為沒有必要
西梅爾威斯懷疑醫生手上是否有無形的東西
它們傳遞到產婦身上,導致死亡
為了找出原因,他決定做一項試驗
他決定讓他手下的實習醫生用氯溶液洗手
結果產婦死亡率驟降到1%,比助產護士的還要底
西梅爾威斯因此明白 像產褥熱這種傳染病只有單一起因
如果除去感染源,疾病便不會發生
但在1846年,沒人會將細菌和感染聯想在一起
結果西梅爾威斯的想法被忽略了
直到10年後,才有另一位科學家注意到細菌
他叫路易士巴斯德
巴斯德的5個孩子有3個死於傷寒
或許這就是他決心找出傳染病源的原因
巴斯德為釀酒業所做的研究為他指出了正確的方向
他想找出該國釀造酒大量變質的原因
他發現變質的酒受到微生物的污染,也就是細菌
細菌使酒變餿
他證明了只要經過簡單加熱,就能殺死細菌並使酒得以保存
巴氏滅菌法由此而生
所以當他想找出傳染病和接觸性疾病病源
巴斯德知道從何處下手
他說細菌導致特定疾病 他用一連串的實驗和示範證明
並得到了他的重大發現 微生物理論
微生物理論可以說是現代醫學的起源
微生物理論有一個中心概念 一種微生物會使許多人得同一種疾病
疫苗接種
我們的下一個偉大發現發生在18世紀
當時天花奪走了全球約4000萬人的生命
醫生找不出病因,也不懂如何醫治
但在一個英國小村莊
鄉下醫生愛德華.琴納注意到有些鄉民對天花免疫的傳言
據說從事乳品業的村民倖免于難 因為他們已經感染過牛痘
這種牛身上的疾病和天花相關但較不嚴重
牛痘病患者會發燒,手部會長瘡
但僅止於此
琴納研究了病徵 他開始懷疑牛痘瘡的膿汁或許能抵抗天花
在1796年5月14日,天花爆發期間
他決定檢測這項理論
琴納從擠奶女工手上的牛痘瘡抽取出膿汁
然後他拜訪了村內另一個家庭
他把牛痘病毒接種在一個健康的8歲男孩身上
他對結果信心十足
之後幾天,男孩有輕微發燒,也起了些水泡
之後便復原了
6周之後,琴納去探視
這次他為男孩接種了天花
然後靜待結果
成敗即將揭曉
數天之內,琴納便有了答案
男孩完全健康,不受天花感染
接種天花疫苗是革命性的做法
表示人類試圖防患於未然,干預患病過程
這是人們第一次主動使用人造產品預防疾病發生
在琴納發現接種30年後, 巴斯德把預防接種的概念往前更推進了一步
他研究出人類的狂犬病疫苗以及綿羊的炭疽疫苗
在20世紀時,沙克和沙賓分別開發出小兒麻痹症疫苗
這全都歸功於琴納的重大發現
維生素
下一個偉大發現依賴各個研究者多年來在同一議題上的努力
長久以來壞血病這種惡疾讓水手飽受出血及皮膚病之苦
1747年,蘇格蘭海軍醫生林德終於找到了對策
他發現在水手菜單中加入柑桔 能有效防止壞血病
另一個折磨水手的是腳氣病 這是一種攻擊神經,心臟和消化系統的疾病
在19世紀末,荷蘭醫生艾克曼追蹤該病起因
發現以去糠的白米而非糙米為主食容易引起該病
雖然這2個發現指出 疾病與飲食缺乏有關聯
但直到英國生化學家霍普金斯進行研究後,才證實了兩者的關係
霍普金斯懷疑我們的身體需要某些養分 而這些養分只能通過某種食物獲取
他做了一連串的實驗來證明這點
他用含有純蛋白質,油脂,碳水化合物和鹽的合成食品來喂老鼠
老鼠開始患病並停止生長
但若給少量牛奶,老鼠便恢復如昔
他發現了他稱為附屬食物因數的東西 後來稱為維生素
結果腳氣病的起因是硫胺不足,也就是維生素B1
在去糠稻米中並沒有硫胺,但在天然穀物中卻很充分
而柑桔能防止壞血病是因為其富含抗壞血酸,即維生素C
霍普金斯的發現大為改變了我們對營養重要性的認識
維生素使得我們體內的許多機能得以正常運作
從對抗傳染病到維持新陳代謝
很難想像沒有它們的生活 象我們下一個偉大發現也是如此
青黴素(盤尼西林)
第一次世界大戰期間死了超過1000萬人,很多都是因為傷口感染
戰後許多研究著重于找出安全抵抗細菌入侵的方法
蘇格蘭醫生弗萊明也致力於此
弗萊明研究葡萄球菌時 他注意到在培養皿中有異物生長
一種黴,青黴
他發現黴菌周圍的細菌都死了
因此懷疑黴菌可能分泌出一種能殺死細菌的物質
他將該物質命名為青黴素
弗萊明在接下來的數年間致力於提取出青黴素 將其應用在治療感染
但他並未成功,最後他放棄了
他的研究卻證明是無價之寶
在1935年,牛津大學的科學家弗羅裡和錢恩
看到弗萊明這份有趣但未完成的青黴素研究,決定研究一下
這次他們成功抽取並提煉出青黴素
並在1940年進行了測試
他們把致死劑量的鏈球菌注射在8只老鼠身上
然後把青黴素注射在4只老鼠身上
幾小時內結果就出來了
4只沒有注射青黴素的老鼠死了
但4只注射了青黴素的老鼠中有3只活了下來
從弗萊明到弗羅裡和錢恩 世界上第一種抗生素誕生了
這是個神奇的藥 它治癒了很多令人痛苦的疾病
包括鏈球菌性咽炎,風濕性熱病,猩紅熱,梅毒和淋病
都是我們今天絕對想不到會致命的疾病
磺胺藥
下一個重大發現在第二次世界大戰期間救人無數
在南太平洋作戰的軍隊得以靠此藥物對抗痢疾
它最後造成細菌感染的化學療法革命
最大的功臣便是病理學家杜馬克
1932年,杜馬克在為新的化學染料研究可能的醫療用途
他將一種叫百浪多息的新型合成染料 注射到感染鏈球菌的實驗室老鼠中
如他所料.染料附著在細菌上
但細菌並沒有死
染料似乎對細菌毒性不足
然後令人驚訝的事情發生了
染料雖未殺死細菌,但卻抑制其生長
傳染病不再擴散,老鼠也恢復了健康
我們不清楚杜馬克何時開始將百浪多息用在人體上
但這種新藥在拯救了因鏈球菌感染而生命垂危的男孩時聲明大噪
患者叫小佛蘭克林-羅斯福,他是美國總統羅斯福的兒子
從那時起,他的發現便大為轟動
由於百浪多息含有所謂的苯磺醯胺分子結構
因此被成為磺胺類藥物,這是這種藥品的先驅
這種合成化學物質能治療和防止細菌感染
杜馬克為疾病治療找到革命性的新方向
使用化學藥物是個救人無數的發現
胰島素
我們的下一個偉大發現 拯救了全球數百萬受糖尿病折磨的生命
糖尿病擾亂了身體處理糖分的機制
它可能導致失明.腎衰竭,心臟病甚至死亡
數百年來,醫生們持續研究治療糖尿病的方法,但都無功而返
在19世紀末終於有了突破
他們發現糖尿病患者的身體有共同點
他們胰腺的一組細胞都遭到破壞
這些細胞會分泌控制血糖的激素 這種激素叫做胰島素
在1920年有了另一個突破
加拿大外科醫生弗裡德里克-班廷和一名叫查理斯-貝斯特的研究生
研究狗的胰腺如何分泌胰島素
班廷憑直覺採用了健康的狗體中的胰島素細胞萃取物
並將其注射到患有糖尿病的狗身上
結果非常驚人
幾小時內,患糖尿病的狗的血糖急劇降低
接著班廷和他的團隊著力於尋找胰島素與人類更接近的動物
他們發現牛胚胎的胰島素與人類十分相近
為安全起見將牛胰島素加以淨化後, 1922年1月做了第一次臨床實驗
班廷把胰島素打在因糖尿病瀕死的14歲男孩身上
男孩神奇地復原了
班廷的發現有多麼重要?
為什麼不問問每天靠胰島素控制糖尿病的約1300萬美國人?
癌症的基因基礎
癌症
美國的第二大死因
針對癌症起源及發展的研究促成了許多科學上卓越的突破
下一項重大發現是最重要的
為了更瞭解這個發現, 我和2位得過諾貝爾獎的癌症學者碰面
紐約斯隆凱特林紀念癌症中心的畢曉普和瓦爾穆斯 (1989年諾貝爾生理與醫學獎)
畢曉普和瓦爾穆斯在70年代開始合作研究癌症
當時對於癌症的起因有幾個盛行的理論
惡性細胞很複雜 這種細胞不僅能無限複製而且很具侵略性
它能引起新血管產生,它的能力非常複雜
這個理論和勞斯腫瘤病毒有關 它是一種讓雞得癌症的病毒
當病毒攻擊了雞的細胞時
它將其基因注入宿主的DNA
根據理論,有毒的DNA變成了致癌媒介
第二種理論認為 一旦勞斯腫瘤病毒將基因注入宿主細胞
致癌基因並未自行啟動,而是維持休眠狀態 直到外部影響將其引發
比如有害的化學物質,輻射,甚至感染病毒等等
這些導致癌症的基因,叫做致癌基因 它們變成畢曉普和瓦爾穆斯的研究重點
根本的問題是
人類的細胞或基因組是否帶有類似病毒的致癌基因 或可能變成致癌基因?
--導致腫瘤的基因 --致癌基因,它們到底存不存在?
那麼您發現了什麼?
首先我們從雞著手,因為那是這種病毒的來源
雞有這種基因嗎? 之後就是在其他的鳥類有這種基因嗎?哺乳動物呢?人呢?
這都與勞斯腫瘤病毒的癌症基因相關
我們的做法是 注入放射性分子
探知勞斯腫瘤病毒的致癌基因 是否類似雞的染色體中的正常基因
答案是肯定的.類似
這是個里程碑式的發現
畢曉普和瓦爾穆斯發現 在正常的雞細胞的DNA中已含有致癌基因
更驚人的是, 人類的DNA也被發現有致癌基因
證明了我們的細胞中早就埋著癌症的種子 它們只是在等著被啟動而已
我們從小就有的基因怎麼可能致癌?
當細胞分裂時會產生錯誤.
造成錯誤增加的原因是當細胞承受到…
宇宙射線,吸煙
吸煙,這是一個好例子
我們也需要瞭解細胞分裂時 需要複製有30億堿基對的DNA
打過字的人都知道打字並不容易
我們有拼寫檢查功能好檢查出錯誤再加以修正
但是當事情規模變大時, 百密難免一疏
為什麼這個發現很重要?
病毒基因和正常細胞基因兩者之間的區別
說明了人們思考癌症的基本模式
我們現在把癌症想成是基因的一些小變化 能把正常生長的細胞轉換成惡性細胞
這是它直接的解釋
是你們的發現奠定了現代癌症研究嗎?
這是幾乎所有癌症分子機制的根本建構平臺
的確,如果有人現在要開癌症醫院
讓我興奮的會是看見對癌症在分子及基因方面的瞭解
如何影響這我們對病人的治療方式
為什麼很重要? 尋找這種基因,對診斷很重要
在預測癌症變化時很重要
最重要的是,因為我們能以之為目標, 鎖定前所未有的特定療法
人體免疫缺陷病毒(愛滋病病毒)
芝加哥有300萬人口 相當於每年死於愛滋病的人數
這是近代最嚴重的傳染病
愛滋病最先出現於80年代早期
美國研究人員發現,死於罕見傳染病與癌症的人越來越多
血液樣本顯示出 病者體內輔助性T型淋巴細胞數量遠低於正常水準
即白血球細胞,對人體免疫系統非常重要
1982年,疾病控制與防治中心將這種病正式命名為愛滋病 即獲得性免疫功能喪失綜合症
兩位研究員著手展開研究
巴黎巴斯德研究所的研究員曼紐爾
與華盛頓國家癌症中心的羅伯特蓋洛
他們的研究取得突破性進展 找到了愛滋病的病源,HIV即人體免疫缺陷病毒
這種病毒到底和造成流行性感冒或者其他疾病的病毒有什麼不同?
第一,病毒的潛伏期很長 平均來說有7年之久
第二個問題比較罕見 當帶有愛滋病毒的人出現時
他說:“我生病了” “需要去醫院”
那時他們往往受到了多重疾病的感染
原因到底是什麼?如何證明哪一個才是真正的病因?
在大部分的條件下,病毒的存在只有一種目的
就是感染母體細胞,再不斷複製
病毒會附著在宿主上,再釋放其基因資訊給細胞
這些病毒取代了細胞的正常功能 讓這些細胞製造出更多的病毒
這些子病毒會被釋放出,入侵更多細胞
HIV並非傳統的病毒 它屬於一種科學家所稱的“反轉錄病毒”
反轉錄病毒和一般病毒有什麼不同?
比如一些病毒像是脊髓灰質炎病毒 其他的病毒以及其變種
反轉錄病毒的獨特性或者它的定義是
RNA形式的基因資訊會轉為DNA
但DNA的變化才是大問題
是什麼問題?
DNA嵌入人體基因 病毒的DNA成了我們的一部分
-當輔助T細胞進行分裂時也剛好一起複製病毒的… 病毒的DNA –-沒錯
永遠…你永遠擺脫不料
你的細胞藏著病毒的基因資訊 它們有時製造病毒,有時沉默,安靜,潛伏著
之後跑出來,繼續製造病毒
那表示一旦受到感染,病毒將終生陪伴著
這就是我最大的難題
對抗HIV的方法至今仍是未解之謎
但我們發現HIV是種反轉錄病毒 瞭解到它是愛滋病的成因
這個發現是對抗愛滋病的一大突破
醫學上有什麼改變?在發現反轉錄病毒與愛滋病毒後有何改變?
愛滋病讓我們知道抗病毒藥物治療是可行的
一般說來,由於病毒侵佔我們的細胞以進行複製
因此我們很難有效鎖定病毒又不重創人體
你是說沒人在花精力來對抗病毒?
愛滋病為抗病毒研究開了一扇窗,包括全球製藥廠與醫學界
從社會學的角度看,愛滋病也有些正面的影響
我目睹了發展中國家與發達國家兩者之間的差異
你不能把藥丟在他們國家的海邊,然後就跑回家去 訓練人們如何使用這些藥品實屬必要
我們和幾個非洲國家現在都有聯繫
--很諷刺,這樣可怕的病讓人更加團結. –-我想是的
我們剛才看到的幾個重大發現改變了世界
從微生物理論到發現癌症起源,這些突破改變了人類歷史
挽救了無數生命
使得醫學發展得以到達今日的境界
等待著下一個突破 下一個偉大的發現