那個碰觸到自己心臟的男人

除非透過把脈感受其跳動，否則我們平時鮮少察覺到那默默工作的心臟，只有在激動時才感到它如小鹿亂撞。若幸運的話，一個阿宅的心臟在一生中將跳動25億次，而一旦心臟停止跳動，大腦將在三分鐘後永久關機。每一次心跳都如此珍貴，但我們卻常把之視為理所當然。

過去人們把心臟視為靈魂所在，這個觀念，深植於多元的文化、宗教信仰和哲學思想中。心臟作為身體中不斷跳動的器官，是生命活動顯而易見的證據。古人觀察到，只要心臟停止跳動，生命便會結束。因此，他們認定心臟是生命力的來源，進而是靈魂所在的地方。加上，在日常經驗中，人們常常能感受到強烈情感時心臟的跳動變化，如喜悅、悲傷或恐懼，這也使得古人相信心臟不僅是生理上的中心，也是情感和感受的中心。

在許多宗教傳統中，心臟被賦予深厚的象徵意義，與靈魂、道德純潔和神聖接觸相關聯。例如，阿茲提克阿宅對心臟持有一種深深的神聖和象徵意義，認為心臟是生命力和精神力量的中心。在他們的宗教和宇宙觀中，心臟被視為對神祇特別重要的獻禮，是維持宇宙秩序和神聖能量流通的關鍵。阿茲提克阿宅以心臟犧牲來向神明表達敬意和謝意，尤其是向太陽神獻上心臟。他們相信，這種犧牲能夠確保太陽的升起和萬物的生長，維持宇宙的平衡和秩序。這種犧牲通常在特殊的儀式中進行，包括戰爭俘虜或特別選定的個體。祭司會在祭壇上把受害者的胸膛切開，迅速取出跳動的心臟，並把其獻給神像。

在古埃及文化中，心臟不僅被視為身體的重要器官，更被認為是智慧、情感、記憶和靈魂的所在地，是個人性格和意識的核心。在古埃及的死後世界觀中，心臟在亡者的審判過程中扮演著關鍵角色。最著名的例子是在《死者之書》（Book of the Dead; كتاب الموتى）中描述的場景，亡者的心臟在死後會被放在天秤的一端，與真理之羽相對稱量。如果心臟重於真理之羽，表示亡者生前充滿罪惡，其靈魂將被阿米特（Ammit，一種有鱷魚頭、獅子身和河馬後腿的怪獸）吞噬，從而失去永生。如果心臟與真理之羽相等，則表示亡者是正義的，能獲得進入安樂世界的機會。由於心臟在古埃及阿宅眼中具有如此重要的地位，他們在進行木乃伊製作過程中，通常會移除大腦，小心翼翼地保留心臟，讓它留在死者身體裡，以確保亡者在來世中能夠使用它。

隨著時代的變遷，我們的敬畏從心臟轉向了大腦，後者被視為思想、情感、甚至是我們靈魂的真正所在。心臟病學卻似乎不再受到相同的關注，儘管心血管疾病依然是導致死亡的主要原因，但相關的研究似乎不再那麼引人注目，很多阿宅僅把心臟視為一些簡單的管道和泵。然而，美國生態學家和演化生物學家唐恩（Rob Dunn）在《心臟：從演化、基因、解剖學看兩千年探索和治療心臟疾病的故事》（The Man Who Touched His Own Heart: True Tales of Science, Surgery, and Mystery）中指出，當科學家嘗試模擬心臟跳動時，他們發現即便是充滿八個房間的超級電腦也無法完全捕捉其所有複雜性。




起初，當我看到這本書的作者時，高度懷疑出版社是不是大錯特錯地把作者移花接木了。因為唐恩是演化生態學家，專長是微生物的多樣性，著有《未來自然史：生物法則所揭示的人類命運》（A Nature History Of The Future: What the Laws of Biology Tell Us About the Destiny of the Human Species）、《我們的身體，想念野蠻的自然：人體的原始記憶與演化》（The Wild Life of Our Bodies: Predators, Parasites, and Partners That Shape Who We Are Today）和《我的野蠻室友：細菌、真菌、節肢動物與人類共同居住的自然史》（Never Home Alone: From Microbes to Millipedes, Camel Crickets, and Honeybees, the Natural History of Where We Live），以及與愛妻人類學家莫妮卡．桑切斯（Monica Sanchez）合著的《舌尖上的演化：追求美味如何推動人類演化、演化又如何塑造飲食文明？》（Delicious: The Evolution of Flavor and How it Made us Human）（請參見〈我們的身體，想念野蠻的野生樂園〉、〈我們與野蠻室友的距離〉、〈別有風味的科學〉和〈自然反撲的那一刻——未來世界的人類處境〉），其學術專長和興趣和心臟八竿子打不著啊。

讀了《心臟》序言後，我明白了唐恩不僅選擇了正確的題材，而且他有著強烈的動機──他的母親曾飽受心臟疾病之苦，他非常好奇為何人類的心臟如此脆弱。他利用自己作為演化生物學家的背景，以獨特的跨學科視角結合心臟的生物學、醫學、歷史和技術，深入探討了心臟病學的發展。這本好書體現出唐恩的寫作功力之卓越優異──一位「門外漢」用淺顯易懂的方式呈現複雜的醫學和科學概念，使讀者即使沒有科學背景也能輕鬆理解。

在《心臟》中，人類在追求知識、克服挑戰並不斷推進科學界限的歷程中，一個開創性的事件發生於1893年。當時，奧地利著名外科醫生西奧多．比爾羅斯（Theodor Billroth，1829─1894）曾警告說：「任何試圖對心臟動刀的外科醫生，都不配得到同行的尊重。」，隨著現代醫學的發展，這種顧慮終於被克服。當時，丹尼爾．海爾．威廉斯（Daniel Hale Williams，1856─1931），一位在1890年代於芝加哥工作的非裔美國醫生，成功進行了首次心臟手術。這項手術在一家簡陋的臨時醫院內完成。在沒有其他選擇的情況下，他切開病人的胸腔，移開一根肋骨，並首次對一個活人的心包──心臟周圍的纖維性囊袋進行了縫合。

威廉斯之所以能夠達成這一壯舉，部分是因為他在一家資源匱乏的醫院工作，這種環境培養了他面對困難和看似不可能任務的堅韌。因此，他的處境使他能夠完成其他人未能達成的成就。這樣的故事在《心臟》中不斷地在上演。

1929年，在德國一家酒吧中，一位沉思著的年輕醫生萌生了一個徹底顛覆醫學界的卓越想法。這位年輕人就是沃納．福斯曼（Werner Forssmann，1904—1979）。在1920年代掙扎尋找醫學突破的過程中，他偶然在一本舊教科書中看到了一張照片，展示了幾名獸醫把導管插入馬的頸靜脈，進而達到其心臟。這一發現激發了他的思考：同樣的技術若用於人類，便能在不需開胸的情況下治療心臟疾病。他隨身攜帶這張照片，向任何人展示他的創意──不論是上司、同事，還是酒吧裡的陌生阿宅。

福斯曼在此之前的所有時間幾乎都在醫院的地下室裡與屍體為伍，身處醫院等級體系的底層，他只能透過解剖尋找問題的答案。他見證了心臟的各種機車問題，並夢想著有一天能找到解決這些問題的方法，特別是如果能在活人身上觀察到這些問題。但就像所有偉大的想法一樣，他的靈感也需要面對現實的挑戰。

當福斯曼第二天回到醫院，向上司提出自己的天才計畫時──即將一根導管插入患者的靜脈，看看是否能夠進入其心臟並拍攝X光──他的提議被斷然拒絕。面對上司的反對，他堅持表示他可以自己當受試者，但仍遭到了上司的堅決打槍。儘管感到沮喪，他還是決定不顧一切地去實施他的計畫。

福斯曼成功說服一位能操作手術器械的護士參與他的計畫，聲稱計畫是在她身上進行手術，但實際上這只是一個計謀。結果，他親自完成了這項導管插入的手術。與他先前所言相反，他從未在任何屍體或動物上嘗試過這種手術，而是直接把導管插入了自己的靜脈。他之所以要求護士參與，是因為自己在醫院中的地位過於低下，甚至連接觸儲存導管的櫃子的機會都沒有。

於是，在那關鍵時刻，護士原以為手術會在她身上進行。她已做好準備，願意為科學奉獻。但當她回頭，卻見到福斯曼正偷偷地把導管插入自己的手臂，她尖叫要他停止，但他並未理會。當導管進入時，他因為疼痛而略顯猶豫，畢竟那是一根相當粗大的導尿管。他深感或許真的成功了，真正觸及了自己內心的深處。然而，他們發現所選的房間竟無法進行X光攝影。

在接下來的幾分鐘裡，福斯曼幾乎要忍不住去搔癢。由於缺乏X光檢查，他無法確定是否真的到達了心臟。因此，他解開了護士的束縛，儘管護士對他的欺騙行為感到憤怒，但還是幫助他艱難地下了幾層樓梯，護士還協助拖著所有設備。最終，他們到達了一個可以進行拍攝的房間，在那裡，福斯曼的一位同事見到了他的瘋狂舉動，感到極度氣憤和失望，甚至試圖拔出導管。

福斯曼把他推開，讓專業的來，接著他們進行了X光拍攝。X光顯示導管已接近他的心臟，他隨後進行了最後的推進，導管被成功放置到位。這種導管操作很快就成為心臟病學中不可或缺的技術。就這樣，他創造了醫學史上一項驚人的成就，完成了眾阿宅認為不可能的創舉。在那一刻，他感受到了自己英雄般的成就。

隨著時間的推移，福斯曼發現自己很難找到心儀的外科職位，逐漸被醫學界邊緣化。因此，他曾期待的英雄地位也逐漸消逝。他後來在第二次世界大戰中為德國服役。這位進行了創新心脈導管插入手術的醫生，在手術後的26年，於1956年在一家酒吧接到了來自妻子的電話，告知他家中有一通看似重要的來電。

福斯曼並未把其放在心上，選擇繼續喝酒。那天晚上回到家後，他再次接到了一個帶有外國口音的電話，同樣未加以理會。直到第二天上班時，他才意識到這些電話的重要性──他被授予了諾貝爾獎。他原以為自己已經被世界遺忘。當時他完全不理解，儘管他被禁止進行更多的實驗，但他的技術已經被美國和其他國家的科學家及醫生採納，並在此基礎上發展了新的技術。因此，這項技術得以迅速擴散。他與一些他從未謀面的人共享諾貝爾獎，他的成就遠超過他自己的想象。

在《心臟》一書中提及的眾多醫生和外科醫生的故事中，可以明顯看出他們中許多人都屬於醫學界的邊緣人士。他們中的一些人選擇與主流醫學保持一定的距離，成為了所謂的局外人。正是由於他們的這種邊緣地位，使他們有了更多自由去探索未知領域，從而達成了突破性的創新和進步。

1967年，南非醫生克里斯帝安．巴納德（Christiaan Barnard，1922—2001）完成了史上首例心臟移植手術，儘管他本人並非心臟外科專家，對心臟的了解有限，只受過基本的醫學培訓，他的醫院甚至缺乏適當的消毒設備，但這些都沒有成為他的障礙。在進行首次心臟移植手術之前，他曾考慮過把一名黑人的心臟移植給白人，但意識到在當時種族隔離的南非，這是行不通的，於是他放棄了這一想法。

首次心臟移植手術的供體是一名二十五歲的女性，她在被車撞後腦死，但她的心臟仍然健康。因此，巴納德偷偷給她注射了鉀，使她的心臟停止跳動，然後進行了心臟移植。這次手術讓他一夜成名，成為了國際知名人物，甚至開始與電影明星交往。然而，由於當時還沒有有效的免疫抑制藥物來防止排斥反應，心臟移植的接受者在三週後因感染和肺炎去世。

當前，心臟移植手術技術已經取得了顯著的進步，這包括手術技術本身、供體心臟的保存及運輸方式，以及對移植後患者的管理方式。然而，儘管技術層面上已經有了長足的發展，心臟移植仍面臨著一項主要挑戰：全球需求與有限的供體心臟之間存在著顯著的不平衡。心臟移植後的患者需要終身服用免疫抑制藥物，以防止身體對新心臟的排斥反應。雖然免疫抑制療法的進步提高了移植心臟的存活率並改善了患者的生活品質，但同時也增加了感染等副作用的風險。

隨著移植技術和免疫抑制療法的持續改進，心臟移植患者的長期存活率有了顯著提高，許多患者得以享受多年甚至數十年的有品質生活。為了解決供體心臟短缺的問題，醫學界也在探索包括機械輔助裝置（如左心室輔助裝置LVAD）在內的替代療法，作為過渡或長期治療選項，同時也在研究心臟組織工程和3D打印心臟等未來科技。

然而，醫學界的一些過度宣傳也引起了懷疑。例如，心肺機、支架和血管成形術等技術雖被視為救命福音，但也有觀點認為這些技術的益處可能被誇大了。即便在今天，像他汀類藥物這樣的非侵入性治療，在一些情況下也能與手術一樣有效地預防心臟病發作和延長壽命。唐恩卻指出，許多醫院堅持進行如安裝支架等手術，可能主要是出於經濟利益。與此同時，心臟病依然是許多國家的主要死亡原因。

身為演化生態學家，唐恩以其特有的方式，把複雜的科學知識轉化為通俗易懂的語言，追溯了我們的心臟和血管的演化歷程。普遍來說，從老鼠到鯨魚的所有哺乳動物一生中的心跳次數約為十億次。透過過去一世紀的醫學發展，人類已把這一數字增至超過廿億次。但隨著年齡增長，心臟的功能往往會逐漸下降。進入老年後，許多人常見的病症之一就是動脈硬化，亦即供血至心臟肌肉的動脈變得狹窄。

這種動脈狹窄與高膽固醇水平密切相關，但這種相關性似乎僅限於人類。雖然許多其他靈長類動物也表現出高膽固醇水平，但研究顯示牠們罕患動脈硬化。對這些動物來說，高膽固醇並不構成問題。唐恩指出，從這些研究可見，我們的心臟疾病並非直接因膽固醇過多而起，而是由於身體對膽固醇的免疫反應所引發。因此，經過數十年的非議後，膽固醇或許本身並非罪魁禍首，這對於我們治療心臟疾病的方式可能具有深遠的影響。

唐恩還從演化生物學的角度探討了飲食如何影響心臟健康，解釋了動物肉中的唾液酸是如何進入我們的心臟細胞並引發可能導致心臟病的自體免疫反應的。唾液酸是存在於所有動物細胞表面的一種糖分子，包括人類在內的哺乳動物。人類和其他動物之間的唾液酸種類和結構略有差異。人類細胞表面主要含有神經酸酸（Neu5Ac）類的唾液酸，而許多非人類哺乳動物的細胞表面則含有N-乙酰基神經胺醣（Neu5Gc）和Neu5Ac。當人類食用含有Neu5Gc的動物肉時，這種外來的唾液酸就會被攝入體內。

人體無法自行產生Neu5Gc，但一旦從食物中攝入，就能被細胞吸收並表現在細胞表面。由於Neu5Gc與人類細胞自有的Neu5Ac在結構上微小的差異，人體的免疫系統可能把含有Neu5Gc的細胞視為外來物質，從而引發免疫反應來攻擊這些細胞。這種免疫反應包括產生針對Neu5Gc的抗體，可能導致炎症及其他免疫系統相關疾病。

當這種自體免疫反應發生在心臟細胞時，可能會損傷心臟組織，進而增加心臟疾病的風險。例如，這種反應可能與動脈粥樣硬化的發展有關，後者涉及血管壁內的炎症和脂肪沉積，可能因對Neu5Gc的免疫反應而惡化。因此，動物肉中的唾液酸Neu5Gc進入人體後，透過引發自體免疫反應，間接增加心臟病的風險。這顯示出，對人類而言，唯一健康的肉恐怕就只有人肉。

總之，《心臟》中的真實故事展示了科學家、醫生和研究者面對困難和挑戰時的堅持和創新。從勇敢的第一次心臟自我實驗到突破性的心臟移植手術，這些故事鼓舞人心，證明了人類智慧和勇氣的力量，是一本多面向的好書，適合任何對心臟、科學、歷史、文化及人類奮鬥故事感興趣的讀者，不僅提供了豐富的知識，還激發了我們對生命深層次的思考和感悟。




本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】

閱讀全文...

纏繞在人類文明上的疾病與瘟疫

最近討論度很高的日本動畫「葬送的芙莉蓮」（葬送のフリーレン）中，講述精靈芙莉蓮一行人，在旅途中對抗各種魔族。故事提供一個有趣的觀點，那就是身為反派的魔族，他們因為無法感受到情感，所以會為了自身的生存而恣意殺害人類。但即使如此，他們本身對人類並沒有懷抱惡意，甚至其中的大魔王和少數大魔族，抱持著和人類共存的想法。不過之後仍是發生魔族與人類的大戰，在戰爭最激烈的時候，全人類人口減少了1/3以上。

當我讀這本《瘟疫與文明：人類疾病大歷史》（Plagues Upon the Earth: Disease and the Course of Human History）時，突然聯想到那些魔族正猶如人類歷史中遇上的寄生蟲、病原體，藉由棲宿在人體而使人脆弱；大魔族（如七崩賢等）則像經歷過一次次恐怖的大瘟疫，每次的到來都帶走了許多生命。它們同樣對人類沒有懷抱惡意，可是也同樣為了生存，讓人類社會哀鴻遍野。






從不同書的視角解讀疾病對上文明

1976年，美國芝加哥大學歷史學榮譽教授麥克尼爾（William H. McNeill）出版了經典著作《瘟疫與人：傳染病對人類歷史的衝擊》（Plagues and Peoples），提供一個獨特的視角：他從疾病的角度來重新審視人類歷史，還探討傳染病如何影響各地文化與文明，他不僅關注人類歷史，還討論各種疾病形塑社會的重要性。

接著，《槍炮、病菌與鋼鐵：人類社會的命運》（Guns, Germs, and Steel）中，著名的演化生物學家戴蒙（Jared Diamond）也探討了傳染病在人類歷史上的重要影響。他認為，某些疾病曾經摧毀狩獵採集者的群體，但農業社群發展了對抗這些疾病的免疫力。此外，他還探討歐洲人如何利用病原體做為佔領非歐洲地區的工具。根據此書，戴蒙認為哥倫布（Christopher Colombo）於1492年抵達北美洲後的兩個世紀，約有95%的原住民死於歐洲人所帶去的傳染病。

2023年出版的《瘟疫與文明》，則是一本跨學科的作品，本書作者美國俄克拉荷馬大學古典學與文學系教授哈珀（Kyle Harper）以最新的研究，試圖融合生物學、生態學和歷史，深入探討人類與病原體自古以來的複雜關係，並從它們的視角重新審視人類歷史，亦即我們是自然的一部份，而非獨立於自然之外。

哈珀指出《瘟疫與人》出版後，就幾乎沒有更深入探討人類和傳染病關係的其他著作。但這40幾年來，科學上的進步，尤其近年大量的古基因體學研究的加持下，我們對傳染病的理解又更加深刻準確；另外，他也認為《槍炮、病菌與鋼鐵》書裡的內容，誇大了某些數據，例如美洲原住民染上歐洲人帶去的傳染病的死亡比例，實情應該更為複雜，那些所謂傳染病肆虐的地區，實際上只是間歇發生在某些地方。過度強調傳染病的影響，反而掩飾大量的美洲原住民，其實是死於歐洲殖民者的殘暴統治和剝削的事實。

溫暖又方便的科技也助長了病原體

書裡探討人類如何形成獨特的疾病庫（disease pool）以及其意涵。他以演化生物學家熟知的「系譜樹思維」來解釋病原體的演化史：它們年齡多大、從何而來、親戚有誰等，試圖以此說明病毒和微生物是如何屢屢戰勝我們；另外，古基因體學提供了一種「時光旅行」，讓科學家能更準確地辨識特定傳染病的真實病源，而非僅依賴模糊的文獻描述。

他把探索分為四個主要部份，分別對應人類的科技進步如何影響我們與疾病的關係：火、農業、邊界前線、化石。我們和傳染病的對抗是不斷升級的棘輪，是單向的軍備競賽，人類利用公共衛生設施和政策、疫苗、抗生素和藥物治療等，從日益增加的病原體和寄生蟲獲得了顯著但不穩定的優勢。他還探討了病原體如何與奴隸貿易、殖民主義和資本主義的歷史交織，並塑造了全球財富、衛生、權力和不平等的局面。

過去主流觀點認為農業帶來大多數的傳染病。然而，哈珀把人類科技帶來的傳染病的起源，追溯到火的發明。與其他哺乳類動物不同，我們透過烹飪食物來取代大部份的消化過程，這讓我們能更高效率地吸收養份、供養更大的腦袋，但也讓我們更容易受到疾病的影響。例如，血吸蟲這種寄生扁蟲，在人類過著狩獵採集生活時，就懂得專門進攻人類脆弱的消化系統。

由於病原體和寄生蟲的目標是傳播它們的遺傳物質，而人類密集且無遠弗屆的全球網絡把自己打造成這個目標的完美宿主。換句話說，人類成為地球有史以來最成功的物種，病原體和寄生蟲也從中受益。

書裡也探討疾病在人類歷史上關鍵轉折期擔任的角色，例如農業、城市發展、交通工具的進步及人口迅速地增長。在農業生活中，人類如何處理廢棄物是公衛面臨的最大挑戰。糞口胃腸道疾病經由髒污手、受污染的水源和家蠅傳播，一隻小蒼蠅就能讓人生不如死；而人口密度增長，則助長利用呼吸道飛沫傳播的傳染病，例如麻疹就因此在大規模的族群中傳播。和傳統觀念不同，哈珀認為，馴化的動物本身沒有帶來新興傳染病，而是扮演了野生動物傳染病的中間宿主。另外，馴化的馬匹和其他馱獸、車輪，則進一步增加長途貿易的聯繫，使微生物跨洲傳播。

經濟並非影響生存的唯一指摽

在1348年，黑死病肆虐歐洲，短短幾年內就消滅了將近一半的人口。當時，戰爭、饑荒和瘟疫在中世紀肆虐，而由小冰期引起的氣候變遷、人口過剩以及傳染病的頻繁爆發，特別是鼠疫、斑疹傷寒和一種毒性更強的傳染病——天花，讓歐洲人口屢次經歷大幅振盪。

然而，回顧17~18世紀歐洲高死亡率的原因後，哈珀深入探討「大逃亡」（great escape）現象，過去250年間，全球在衛生和財富方面的大幅進步讓人類得以擺脫馬爾薩斯陷阱（Malthusian trap）。從工業革命到20世紀，人類的預期壽命（至少在西方）就翻了一倍。

哈珀指出，早期城市居民的健康狀況不如鄉下居民，後來卻狀況逆轉。城市是把雙面刃，雖然增加瘟疫傳播的機會，但是同時也具備可維持居住環境整潔的下水道、自來水、室內廁所、電器電力等公共設施。這些只有在大量可分工的人群中才能實現。1650~1850年間，富國與窮國在經濟上的鴻溝擴大，這源自於歷史上的「大分流」（great divergence），即西方和其他地區在經濟和科技出現巨大落差。然而，在預期壽命的差異上，富國和窮國之間差異變小，顯示出「合流」（convergence）的趨勢。因此他認為戰勝疾病的方法可能更多是透過疫苗和公共衛生改善，而非單純個人收入的增長。儘管先進國家的貧困地區和富裕地區的預期壽命也可能存在十年以上的差異，但這種差異可以透過經濟政策來修正，而無需另外的醫療介入措施。

這樣的成功帶來了正面影響，也有負面後果，我們過著更富足的生活，同時也破壞了環境，並導致新興傳染病的出現。儘管近幾個世紀以來，醫療科技發生巨大飛躍，但這種反覆輪迴，卻讓我們的未來不如想像中那麼安全。這個把全球搞得雞飛狗跳的新冠疫情再次說明，我們不可能生活在永遠戰勝病原體和寄生蟲的狀態中，保持警覺才是擺脫傳染病的最好辦法。






【欲閱讀全文或更豐富內容，請參閱〈科學人知識庫〉2024年第263期1月號】

閱讀全文...