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2023-08-26
微生物演義
徐丞志 雷文虎克創辦人
人類文明就是一場不斷與微生物對抗的歷史。
《第一回合》黑死病

14 世紀,黑死病在歐洲大流行,奪走上千萬條生命。

歐洲的黑死病起源於蒙古西征,將鼠疫桿菌帶入歐洲大陸(冷知識:當時蒙古大軍包圍現在烏克蘭南端克里米亞的城市卡法,將鼠疫病人屍體投擲到城內造成疫情,而黑死病就是因此進入黑海,再順著商船穿越博斯普魯海峽,透過地中海貿易路線將疫情蔓延至整個歐洲)。當時的人類還不知道有微生物的存在,而在黑死病大流行期間,短短十年之間有超過半數的歐洲人口死於對「微生物的未知」。

這場人類與微生物的對抗,第一回合以人類大敗收場。

也因為黑死病的衝擊,歐洲人開始反思生命的意義,逐漸相信人的價值比宗教重要,因而有了歐洲的文藝復興運動。

而這場人類與微生物的對抗,在經歷了兩個世紀的中場休息後,忽然間露出了一絲曙光,進入了第二回合。

《第二回合》雷文虎克
安東尼·凡·雷文虎克:第一個發現微生物的人

荷蘭的博物學家安東尼‧范‧雷文虎克(Antoni van Leeuwenhoek)於16世紀透過自製的高倍率顯微鏡看到了全新的生命體,是人類史上第一次觀察到微生物,自此開啟了微生物學的研究大門,雷文虎克也被譽為是「微生物學之父」,成為生物醫學領域中標誌性的人物。

附帶一提,雷文虎克所生的時代(1632-1723年)正好是荷蘭的黃金年代,不但從西班牙獨立建國,並且成立了全世界第一家的跨國公司(荷屬東印度公司),壟斷了幾乎整個歐亞的商路。在荷蘭最頂峰的時刻,其人均 GDP 達到全世界第一,是當時西歐諸國平均值的兩倍多,同時期清康熙時期中國的四倍。而台灣也就是在此時,因為荷蘭人在台南的安平建立的殖民據點,而開始進入到全球貿易與政治的複雜棋局中。直到今日,台灣成為全球半導體業的重鎮,以及美中心冷戰的熱區,也都起於雷文虎克時期的荷蘭統治。

《第三回合》霍亂與巴斯德

儘管在雷文虎克的顯微鏡底下,人類首次發現了微生物,但是人類仍未建立起病原菌與疾病之間的關聯,也對微生物所引起的感染性疾病束手無策。這個狀態到了十九世紀終於有了突破性的發展。

1854年的倫敦市區,爆發了嚴重的霍亂。英國的內科醫師 John Snow(對!你沒看錯,就是冰與火之歌裡面的同名人物)透過系統性的疫調,證實了霍亂的傳染源是被汙染的水源,也因此被譽為是「流行病學之父」。爾後法國生物學家路易‧巴斯德(Louis Pasteur)進一步闡述了疾病是由細菌所引起的觀念(又稱為菌原論),並發明了巴斯德滅菌法,大幅促進了人類的公共衛生,人類的平均壽命也因此開始逐步上升。

《第四回合》抗生素

儘管人類已經知道許多感染性疾病是由於致病菌所引起,但一直沒有對抗微生物感染的有效方法,尤其是因為傷口被細菌感染後所引起的敗血症。在二戰時間,前線的士兵在受傷後,有很高的比例是死於細菌感染。基於戰爭的需要,人類第一個抗生素盤尼西林(又稱青黴素)終於能夠量產,而抗生素也被稱為二戰最重要的三大發明之首(另外兩個是原子彈和雷達)。

青黴素的發現完全是個偶然。1928 年英國的細菌學教授弗萊明意外發現青黴菌具有殺菌的作用,判定青黴菌產生的某種代謝物能夠殺菌(弗萊明稱之為「青黴素」)。十年後,英國的另外一組團隊柴恩和弗洛里終於將青黴素提煉出來,確定其化學結構。接著幾年後美國投入二戰,了解青黴素對於戰爭的重要性,組成了龐大的研究團隊終於實現盤尼西林的量產,使人類得以免於因細菌感染而導致死亡,拯救了無數人的生命。

自從抗生素被發現以後,二十年之內,人類的壽命從 32 歲大幅成長到 45 歲。人類與微生物的對抗,終於在第四回合取得了重大的勝利。

《第五回合》人體腸道菌群與代謝性疾病

幾個世紀以來,人類的壽命因爲微生物及其代謝物(抗生素)的發現有了顯著的提升,在發現抗生素即將要滿百周年的今天,人類的壽命從上個世紀初的 30 歲已經大幅提升為 80 歲。微生物所引起的感染性疾病似乎已經不再威脅人類了,但事實真的是這樣嗎?

恰好相反。

除了癌症以外,現在對人類威脅最大的疾病就屬「代謝性疾病」,例如心血管疾病、糖尿病、腎臟與肝臟等相關疾病。

這些疾病看似與微生物無關,但近年來透過大量的科學研究,我們逐漸了解到,原來許多代謝性疾病的發生,都與「腸道菌群」的失衡有關。

甚至有愈來愈多的證據指出,腸道微生物所產生的代謝產物,本身就是導致疾病的元兇。如何透過改善腸道菌群來降低代謝性疾病的風險,絕對是未來醫學上的重要課題。

人類與微生物的愛恨情仇,自從雷文虎克發現了微生物的那一刻起,就注定不會輕易的完結。

雷文虎克生物技術成立的使命是繼承和傳承他的精神,繼續探索微生物世界,為人類的健康和壽命作出更多的貢獻。在雷文虎克逝世300周年的今天,讓我們與他一同展望未來,為推動科學進步、提升人類生活質量而不懈努力。

【附註】
雷文虎克 (1632年10月24日—1723年8月26日)誕生在荷蘭,是一名葡萄酒商人,但他真正的成就在於他對微生物的觀察。在17世紀,當時的醫學界對微生物瞭解甚少,雷文虎克卻以他自製的顯微鏡 ,首次觀察到了微生物的存在。他的發現改變了整個科學界對生命微觀世界的理解。

雷文虎克的貢獻不僅僅在於他的觀察技術,還在於他的細心和耐心 。他記錄了大量精細的觀察和實驗結果,並與當時的科學家分享,這些成果為微生物學的發展鋪平了道路。