《DK醫學史:從巫術、針灸到基因編輯》
內容簡介
醫學的歷史,一直是人類為生存和健康而戰的歷史。從古代到今天的醫生們,在治癒疾病、保持身體健康的道路上,留下了無數充滿驚奇趣味的冒險故事、荒誕不經卻又鼓舞人心的偉大嘗試。
史前時代的巫醫將疾病視作對靈魂的詛咒,東方的古老醫學則用針灸和艾草,調節體內的「行氣」平衡。中世紀醫生曾把水蛭吸血當成萬能的良方,而科學的血液循環理論,要等到 17 世紀的人體解剖之後才確立。在消毒、止血和抗生素等基礎知識問世之前,外科手術曾是一門行走在死亡邊緣的「理髮」手藝,伴隨著科學觀念的發展,未來的基因編輯、組織工程,將帶來全面改善人體健康的新浪潮。
DK 經典圖文書以時間為線索,用幾百幅插圖、年表和專業解說,呈現從史前時代到 21 世紀的世界醫學歷史進程。從古代文明中醫療之神的傳說、中世紀醫學的怪異器械,到現代醫學中細胞、病毒、基因圖譜……文獻資料與實物照片,構築起一座袖珍的私人醫學博物館。
作者簡介
史蒂夫·帕克(Steve Parker),英國科普作家、編輯和諮詢顧問,專注於科普通識和生命科學創作。他也是倫敦動物學會資深會員。他參與創作 250 多本書籍,涉及人體、醫學和藥物,曾獲得 2014 年英國醫學協會頒發的公眾理解科學促進獎。
書籍摘錄
引言
醫生是什麼?在古埃及,治療是巫師們的特權,而在古希臘,醫生們被視為四處遊歷的怪人,他們更有可能令病情雪上加霜,而非助人康復。到了 16 世紀,富有革新精神的醫生們嘗試了藥物、煉丹術、佔星術、草藥學、礦物學、心理療法和信仰療法的廣泛混合;而在現代世界,醫學已經發展到能夠讓醫生遠隔重洋為病人進行遠程手術的地步。
現在,要想檢查身體內部情況,可選擇一系列複雜的掃描和影像設備;但是在古埃及,這類做法會被認為與治病完全無關:當時,人們認為疾病是神靈所為,檢查病患是聞所未聞的。在古希臘行醫的希波克拉底(Hippocrates)被眾人尊為「 西方醫學之父」,他因為否認疾病是神明的心血來潮,而被監禁多年。但到他去世的時候,他已經改革了醫療實踐,為醫生這一角色打下了初步基礎。自然,另外有許多人也做出了貢獻—古代有埃及的伊姆霍特普(Imhotep)、印度的遮羅迦(Charaka)、羅馬的蓋侖(Galen)、中國的張仲景,伊斯蘭中世紀的黃金時代有拉齊(al-Rhazi)、伊本·西拿[ibn Sina,又稱阿維森納(Avicenna)],文藝復興時代有解剖學家安德烈亞斯·維薩裡(Andreas Vesalius)和肇建許多現代醫學準則、具有開創性貢獻的帕拉塞爾蘇斯(Paracelsus)。這些偉人通常都挑戰了當時的傳統觀念,為醫學做出了貢獻。
當然,當時也存在許多極不準確的醫學理論和一些在我們看來十分古怪的偏方—從煮熟的幼犬到焚燒燕子得到的骨灰(用來「 治癒」多毛症)。用水蛭放血的療法一度十分流行,以至於醫生們當時實際上作為「 蛭者」(leeches)而為人所知。蓋侖的人體解剖學說根深蒂固,以至於千百年來無人質疑其研究結果事實上皆來自解剖狗和猴子的屍體,而非人體本身。無論如何,與這些匪夷所思的「 靈丹妙藥」同列的,還有為今日檢之有效的藥物療法打下基礎的草藥和礦物藥;與許多江湖郎中和騙子為伍的,還有許多不辭勞苦的勤奮開創者。
縝密觀察和細微探究工作,在醫學發展中發揮了巨大作用。比如,英國醫生威廉·哈維(William Harvey) 1628 年出版其關於心血循環的巨著之前,花了 20 多年時間,解剖了分屬 60 多個物種的,上千隻動物的搏動的心臟,進行實驗。在可追溯到古代的概念和發現的基礎上,哈維將理論結合實踐,給循環系統以科學可信的、基於實證的描述。有了這些知識,醫生可以在診斷和治療疾病的方法上做出巨大改進。當然有時運氣也極為重要。舉個例子,如果在蘇格蘭醫學研究員亞歷山大·弗萊明(Alexander Fleming)離開他亂糟糟的實驗室去度假時,天氣沒有反季節地降溫,那他可能就不會發現後來救苦救難、惠及無數生命的青黴素。不過,是第二次世界大戰才喚醒人們去充分認識這第一個抗生素的潛能。
戰爭和衝突,作為創新和學術的催化劑,推動了醫學許多分支的發展。最早的醫學文獻之一是古埃及的有 3600 年歷史的史密斯紙莎草紙(Smith Papyrus),很可能描述了戰場創傷的治療;在古羅馬禁止人體解剖之時,角鬥士們的受傷提供了寶貴的醫學觀察機會。 16 世紀,法國外科軍醫安布魯瓦茲·帕雷(Ambroise Paré)採用了藥膏、繃帶等創新性醫療用品,這些又從戰場上傳播到了普通外科中。另一位法國外科醫生,多米尼克·讓·拉雷男爵(Baron Dominique Jean Larrey)在 19 世紀率先使用了救護車和治療類選法(根據緊迫性和救活的可能性等,在戰場上決定優先治療哪些人)。第一次世界大戰期間,醫生們發現芥子氣會影響身體中快速增殖的細胞,醫學界據此研發出了抗癌化療藥物。就連最致命的武器原子彈,也令醫學受益:其作用間接帶來了骨髓移植和醫學最新研究領域之一——幹細胞療法——的誕生。
醫學科學的發展歷程十分驚人。現在,我們理所當然地認為,現代手術室應該具有嚴格的無菌環境和消毒設備。但是,要記住,晚至 19 世紀,方才出現病菌是傳染病的傳播者這一概念。同樣令我們難以想像的是,數千年前的人們就進行了數量驚人的外科手術,比如從史前時代到 18 世紀一直存在對病人開展的鑽顱術。故意切開皮膚的情況在古希臘十分罕見,但是古羅馬的外科醫生已經發展出了和現在十分相似的工具、設備、程序。當然,現代外科手術還使用機器人、雷射和令人難以置信的技術。就像我們難以想像史前時代的顱腦手術一樣,我們同樣難以想像現代醫學已取得多大的成就。現代醫學向霍亂、天花和結核病等古老殺手開戰,解碼了我們的 DNA ,繪製了人類基因組,發掘了納米技術和組織工程學操作的潛能。醫學的未來雄心勃勃,但面臨的挑戰也不容小覷。
最近一百年,營養攝入增加、公共衛生條件改善、安全意識和健康教育的出現,伴隨著醫學發展,帶來了人類生活質量和壽命方面的巨大進步。突出的醫學進步包括疫苗接種、抗生素、新的藥劑藥品、更安全的手術、得到改進的孕期和產後護理,還有對致病因素的認知,如致癌物質、汙染物、職業問題,以及導致心臟病、中風和其他主要致死疾病的危險因素。然而,目前醫療是一個巨大的產業,經濟差異阻礙了患者平等地享受技術的進步,千百萬人很少有機會(甚至沒有機會)獲得醫療保健。
本書安排的章節意在闡明醫學的發展經過:從過去天才而專注但往往孤軍奮戰的個人,演變到現在配備了最先進技術的專家團隊。本書更像一冊逸事趣聞錄,而非一部百科全書,旨在用非技術性的眼光,去解讀這個雖然令人偶爾心生懼意,但在本質上始終充滿魅力的學科。
第三個千年的醫學
回顧歷史,我們會發現:預測未來的挑戰是多麼棘手。直到 20 世紀後期,人們才知道伊波拉病毒(1976 年)、引發消化道潰瘍的微生物幽門螺桿菌(1982 年)、愛滋病(1983 年)、SARS(2002 年)。直到 1977 年,阿爾茨海默病還被診斷為一種早發性痴呆症,這也是大多數民眾都不熟悉的一個術語。 1978 年實現的體外受精,對某些研究人員來說恍如昨日。 1958 年掃描成像設備出現之前,唯一的體內成像方法是標準X射線。腎臟移植 1950 年才剛剛起步,當時在處方中開抗生素,幾乎不會考慮微生物可能產生的耐藥性。無論好壞,下個世紀又會發生什麼呢?
抗生素耐藥性增強,是醫學的「 定時炸彈」之一。抗生素不僅使感染性疾病的治療方式徹底革新,也使外科手術和其他醫學領域發生了變革。然而,微生物變異得十分迅速,以至於第一個「設計出的抗生素」甲氧西林(methicillin)於 1959 年首次推出之後,三年內就出現了耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)。後來又有許多新菌株加入了「超級細菌」的行列。在歐洲,對曾用於對付它的主要抗生素具有耐藥性的淋病奈瑟球菌(Neisseria gonorrhoeae,性傳播淋病的罪魁禍首)菌株數量,在 2009 — 2010 年翻了一倍。一種導致腹瀉的腸道細菌—艱難梭狀芽胞桿菌(Clostridium diffcile)是另一個愈加危險的惡魔,其在 21 世紀第一個十年中期出現的菌株,對氟喹諾酮(fluoroquinolone)類抗生素體現出耐藥性。
全球範圍內,具有耐藥性的微生物菌株日益頻繁地出現—這是一場災難,因為抗生素已完全融入我們的醫療系統。有害微生物的另一個新的潛在來源是基因操作技術、基因工程技術,以及為農業、畜牧業,甚至分解油汙而創造的轉基因生物(GMO)。新聞裡偶爾會出現能夠抵抗任何已知的抗生素,或其他藥物的人造「 超級細菌」的駭人消息。
應對抗生素耐藥性的危機需要在幾個方面採取行動。 2001 年,世界衛生組織(WHO)發布了《控制抗菌劑耐藥性全球戰略》,其中寫道:「許多國家日益關注抗生素耐藥性問題……儘管有大量文獻……但令人沮喪的是,幾乎沒有真正的投資用於應對耐藥性,也基本上沒有有效的幹預措施。鑑於這種數據的缺乏……需要現在就採取行動,以避免未來的災難。」發明新的、更強效的抗生素,似乎是明擺著的解決辦法,但開發任何新藥都是一項大工程。近期而言,如將失敗情況考慮在內,生產新抗生素總成本估計接近 50 億美元,而一些人估計,真實成本是這個數字的兩倍。即使這種策略短期內成功,它也只是延遲了必然發生的結果而已,因為微生物會變異,會變得對新抗生素也產生耐藥性。醫生經常收到新的處方指南,其中會考慮到抗生素耐藥性增強的情況。世界衛生組織強調:對未來至關重要的,是進行更好的患者教育。患者須嚴格遵照醫囑服用抗生素或其他藥物,不得隨便更改劑量;即使已經感覺好多了,也要完成療程;不要共享處方藥物,也不要留存剩餘藥物以備後用;至關重要的是:在醫生認為不必要時不要要求用藥,並遵循最衛生、最具預防性的措施,如洗手、小心準備食物,及使用蚊帳、驅蟲劑。這種基本建議,我們已經聽了半個世紀,但不知何故,仍未達到入腦入心、根深蒂固的效果。
在過去的幾十年裡,信息技術和通信網絡的發展,繼續為醫療決策帶來巨大變化。循證醫學(EBM)系統評估現有臨床研究,據此為病人提供最佳治療。這些證據源自臨床醫生及其同事的個人經驗,源自明智的推理和直覺,特別是源自在醫學和臨床資料庫裡發布的信息。這些資料庫不僅包含了研究、試驗、診斷、治療和結果各方面的數據,而且還在不斷擴大、更新,以提供最新信息。循證醫學使醫生能在一個健全、科學的體系下,權衡風險和益處,然後採取最適合病人的措施。循證醫學依據的信息,不僅有(各種疾病的)發病率、死亡率這些比較容易量化的統計數字,還有更複雜的測量,如對生活質量的測量。其基本原則是:用總體上能證明有益的方式治療一個病人,而不要用缺乏這種證據的方式治療。
中國工人在製藥生產線上包裝藥品。中國是世界第三大處方藥市場。來自:《DK醫學史》
就未來的高科技硬體而言,最普及的設備——智慧型手機——一定會發揮主要作用。2012 年開始,已經有用來記錄心率和心律(一個簡單的心電圖)的應用程式,並能把數據傳給醫療中心,以供專家評估。智慧型手機的醫療功能,預計在未來幾十年將以指數形式增加,智慧型手機上的傳感器和應用程式,將可以用來分析呼吸、血壓和血氧飽和度、拍攝可能的皮膚癌的圖像,且通過對語聲的詳細分析,甚至能提醒用戶如帕金森病、運動神經元病和阿爾茨海默病等情況。
不過,最大的進步預計會來自納米技術,這將改變醫學的許多領域。「納米」級要比人體細胞的「 微米」級小得多,其尺度是一毫米的幾百萬分之一,達到單個分子甚至原子的級別。在納米醫學的奇妙新世界裡,「量子點」(quantum dot)納米粒子已經能被設計為可由特定的組織(如腫瘤組織)吸收,然後在相應波長的掃描檢查下,可以清晰顯示出驚人的細節。現在能生產出有一個覆蓋層的納米膠囊,當它們到達受損身體部位內部的適當環境時,覆蓋層會分解,釋放出其中的藥物。有朝一日,我們可能會設計出可以導向體內特定位置的納米殼,在特定位置,可以用特殊的調諧波擊打它們,在殼上製造出微孔,使其能夠吸出致病物質,從而進行安全處置。這項技術的頂峰,也許將是納米機器人,它能執行重建受損組織、去除脂肪沉積等簡單的機械動作。
組織工程,存在於生物和非生物之間的交界處。人們把活細胞和人造的生物友好型材料放在一起,通過組織工程製造新組織,甚至製造完整的新器官。細胞對其環境中的許多因素都能做出反應,不僅包括溫度、化學物質、營養物濃度,還有物理因素,如相互接觸、接觸一個合適表面或某種形狀的框架。結合適宜的化學和物理條件、特定的生長因子和激素,以及一個合適的、它們可以在上面蔓延並形成細胞層和形狀的生物支架,就能使它們按照要求增殖和生長,變成具有三維結構的一個或幾個組織,甚至整個器官。移植患者遭受缺乏供體的困擾,而器官工程,尤其是誘導多能幹細胞的使用,可以彌補供需上的失衡。
一個像眼睛一樣複雜的器官是如何形成的?相關細胞胚層研究表明,如果對細胞進行適當處理,那它們就知道該做什麼:它們能增殖、移動、特化或分化,並自行排列。也許人們可以引導誘導多能幹細胞在生物支架上,生長成整個器官(如腎臟、肝臟、心臟),然後重新將其引入它們所來自的身體,從而避免異體移植中遇到的排斥問題。
最近的技術進步,已經帶來了革命性的產品,用手機控制的優卓仿生手(i-LIMB)—讓人們有可能創造一個靈活性無與倫比的假手。來自:《DK醫學史》
另一項發展中的技術是 3D 列印。目前,工程師使用這項技術來製作 3D 模型和原型,但總有一天,它將發展為可以用活細胞列印,而非無機複合材料。成型的細胞層可以被構建成組織,最終形成一個完整器官。目前,研究人員正在探索在燒傷或創傷的部位上製造細胞層,以促進其更快癒合的可能性。有朝一日, 3D 列印設備甚至可能隨內窺鏡進入人體內部,並從其尖端列印出細胞層,在原位形成組織。
同新技術相比,醫學的前沿進步更多是關於擴展現有醫療實踐的。例如在免疫研究領域,研究人員正致力於開發瘧疾、愛滋病和其他疾病的疫苗,而克隆可能有更多的用途。人類基因圖譜是另一個巨大的進步,可能會帶來個性化醫療。譬如,一個人的基因組可能被鑑定出攜帶了一個使他更容易罹患某種癌症的基因序列,這種信息可以讓人採取預防措施,如改變飲食、避免接觸特定致癌物等。如果出現了惡性腫瘤,就可以針對這種病情,選擇已知最有效的抗癌藥物。超聲波技術也已經應用在手術過程中,而非簡單地用於做出診斷。超聲波被聚焦在一個特定目標上,用來分裂或破壞腫瘤等組織。無須製造切口,因為聲波可自體外傳導至體內,且被設定為在某一精確的點以最大能量匯集在一起。這種技術被稱為高強度聚焦超聲(HIFU),是目前醫學界正在探索的利用集中能量作用替代傳統手術的幾個領域之一。
醫學與時俱進,隨著社會需求的不斷變化而做出改變。尖端研究標誌著可能性,之後,這些可能性會演變成實用性。新的目標和技術創新不斷出現,醫學的發展速度一年比一年快。在每一個階段,政治家、利益集團和社會會發表他們的種種意見;醫學也總是無法擺脫倫理問題、立法和訴訟的磨難。這是一個長期、艱苦、成本高昂的事業,而目前的創新浪潮(包括基因治療、組織工程、個性化醫療、不流血的快速癒合手術、器官培養,以及治療肥胖、脫髮和幾乎所有其他狀況的良藥)會產生驚人的影響,這種影響之大,堪比免疫、麻醉、抗生素、電子成像、生育控制影響的總和。只要堅持不懈,我們可能就會發現那些最佳的良藥。
題圖為日劇《白色巨塔》,來自:豆瓣