【文/李名揚】
科學進步的最大阻礙不是無知,而是「似是而非」的知識!學生或是年輕學者對一些東西不懂,有時反而是一種優勢,因為可以用較開放的心胸,接受「專家」認為不可能的事。
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台大醫院今年6月底舉行112週年院慶研討會,和衛生署、台大醫學院及澳大利亞商工辦事處,聯合邀請2005年諾貝爾生醫獎得主之一的馬歇爾(Barry J. Marshall)來訪。馬歇爾和華倫(J. Robin Warren)因發現幽門螺旋桿菌(Helicobacter pylori)會導致胃潰瘍和十二指腸潰瘍而共同獲獎。他們兩人都是澳洲人,是澳洲第八、九位諾貝爾獎得主。
在華倫和馬歇爾之前,醫學界一直認為,胃潰瘍和十二指腸潰瘍的發生原因是壓力、抽菸和吃刺激性食物,造成胃酸過多而侵蝕胃壁;治療方法就是透過心理醫師來減輕壓力,並給予制酸劑,但這種治療方式無法真正治癒胃潰瘍,患者總在隔一段時間後又會復發。
1979年,當時42歲的華倫是澳洲伯斯皇家醫院(Royal Perth Hospital)病理科醫師,他在一份胃黏膜切片上,看到一條奇怪的藍線,用高倍率顯微鏡觀察後,發現是許多「好像細菌」的東西所構成;接著兩年華倫又發現,在一些胃炎病人的胃裡,特別容易找到這種東西。不過他的同事都不相信在胃酸這麼強的環境中,會有細菌存活,也不認為他看到的真是細菌。
其實最早在1875年,就有德國的科學家在人和動物的胃部切片中,看到這種「好像細菌的東西」,但不敢確定,因為胃酸是強酸(pH值1~2),細菌不易存活,而且這種「好像細菌的東西」,也無法在實驗室中培養出來。
雖然之後陸續有科學家看到,照馬歇爾的說法,包括英國、美國、日本甚至中國,都有人看到,但這些科學家也都遇到同樣問題,就是無法成功培養。
1954年,病理學界的權威巴默(Eddy D. Palmer)在《胃腸病學》(Gastroenterology)上發表文章,說他在1180個胃黏膜切片中,都沒有看到細菌,並認為以前的人看到的細菌,應該是切片被污染的結果,從此為這種假設定調,徹底否定了細菌的存在。
但是華倫沒有向巴默的權威屈服,寧願相信自己的眼睛;1981年,馬歇爾在伯斯皇家醫院擔任腸胃科住院醫生,向華倫請教有何研究題目可做,華倫就告訴他自己的發現;馬歇爾初步研究之後,認同華倫的發現,確實可能是一種前人不知道的細菌。
貝力‧馬歇爾說:我當時照顧一個胃不舒服的病人,每一種測試都做過,都是陰性,唯一沒做的是胃裡有沒有細菌,但別人都說胃裡不可能有細菌;其他醫生說這個病人瘋了,可是我跟這個病人談話,覺得她很正常,而且也在胃裡看到可能是細菌的東西,我本來以為是澳洲特有動物傳染給人的,經過一年研究,找不到細菌來源,唯一可能就是人的胃,於是我想在實驗室裡用人的胃黏膜切片來培養細菌。
年輕的研究學者或學生有一大優勢,就是「不懂」,像一張白紙,可以很開放地去接受新的東西;以前受過的教育往往讓我們覺得自己的胡思亂想是錯的,所以最好讓自己成為一個新人,發現新的事實,即使是幾百年前的東西,也可能是錯的。
有位歷史學家曾說:「學習的障礙不是無知,而是對知識的成見。」知識的成見就像國王的新衣,大家以為懂了,其實不懂。你自認對東西不懂,是個優勢,因為你可以吸收各種新想法、新知識;但如果你懂的是錯的東西,是知識的成見,就沒辦法接受新知識。有一個觀念很重要,就是「錯的東西不懂,是一件好事。」
「似是而非」最可怕,以前的人因為認為細菌不能在胃裡存活,所以無法探索事實真相,找出胃病與細菌的關係,結果就找出許多造成胃潰瘍的原因,包括壓力、抽菸、刺激的食物、遺傳等;但我們就想「真的嗎?」機會永遠給心思縝密的人。後來證實細菌才是主因,其他都只是次要因素,而所謂遺傳,其實是母親餵食時傳染的。
機會是留給不怕挫折的人
華倫、馬歇爾和同醫院的微生物學者古德溫(C. Stewart Goodwin)討論後認為,這種細菌有可能是曲狀桿菌(Campylobacter)的一種,所以他們將胃黏膜切片放入培養皿,按照培養曲狀桿菌的方式,用微嗜氧(5%的氧氣)的方法培養;後來事實證明他們的培養方法是正確的,因為幽門螺旋桿菌在無氧環境或普通大氣(21%的氧氣)中,均無法生存。
馬歇爾最初半年的37次培養都失敗了,因為他按照一般曲狀桿菌的培養方式,在48小時後觀察培養皿,如果沒有發現菌落,就重新來過;1982年4月復活節前夕,馬歇爾進行第38次培養,在星期四放入胃黏膜切片,然後就休假去了;到了星期六早上,由於技術人員忙於其他被認為「比較重要」的研究工作,沒有注意馬歇爾的培養皿,於是培養皿就被一直放著。
等復活節假期過完,星期二下午,馬歇爾接到技術人員的電話,馬上衝去實驗室,發現菌落真的長出來了!後來他們才知道,幽門螺旋桿菌的特性,就是需要3~4天時間才能培養出來。
【完整全文,請參閱科學人2007年8月號】
【文/李名揚】
貝力‧馬歇爾說:聽說台灣有些教授一週工作七天,每天都工作到很晚,連假日也到實驗室;但我認為,工作八小時之後,效率會下降,而科學研究領域,經常遇到很複雜的計算,需要清醒的頭腦,所以我鼓勵大家,每天早點休息,有很好的睡眠。當然若研究已到最後期限,無論如何都必須完成,就另當別論。
1982年,31歲的馬歇爾希望在自己國家澳洲伯斯的胃腸病學研討會上發表這項研究成果,但主辦單位澳洲胃腸病學會(Gastroenterological Society of Australia)不接受他們的論文;主辦單位回信告訴馬歇爾,這次研討會水準很高,在67件申請發表的論文中,只能接受56件。
貝力‧馬歇爾說:多年後回頭去看這封信,覺得很有趣,但當時是一大打擊,表示那些審查委員認定我們的研究水準,只能排名最後10%;不過這也激發我決定更努力,要讓我們的研究成果被世人看見。
世界上有許多種人,有人遇到挫折或失敗,就覺得丟臉和失望,覺得自己是個失敗者;但另一種人卻是讓自己更有決心,試著去找證據,證明別人是錯的。我想我就是這種人,尤其在科學領域,我就像個戰士。
我猜這是我的本性,就是永遠試著去找不一樣的新東西。以諾貝爾獎來說吧,你一定要當第一個,當你想要當第一個的時候,你就必須不一樣,看看100年來的諾貝爾獎得主,就會發現每個人都不一樣。科學的發現都是未知的,若你做的研究,都是別人認為你應該做的,那未來很可能得不到諾貝爾獎。
於是馬歇爾改去比利時布魯塞爾的一場研討會上發表,立刻驚動全世界,當然也受到醫學界強烈質疑,因為這完全推翻醫學界長久以來的認定。
1983年,由於華倫和馬歇爾對這種細菌有些不同意見,所以各自在《刺絡針》(Lancet)上發表,1984年達成共識後再共同發表論文,本來命名為「幽門曲狀桿菌」(Campylobacter pylori);後來發現這種細菌和曲狀桿菌分屬不同屬,最後在1989年正式定名為「幽門螺旋桿菌」(Helicobacter pylori)。
貝力‧馬歇爾說:「發現教科書寫錯了」是很有趣的,我跟華倫一起研究,本來只是初級的醫學訓練研究計畫,一開始期望不是很高,沒有想要有什麼原創性的重大發現,結果找到這種細菌;幾年以後,沒有人相信細菌能在胃裡存活,因為幾百年來所有醫學教科書都說,胃酸會殺死細菌,所以我必須努力去證明。
你如果是在別人做了一項研究之後,想要更深入了解,可以循著順序走下一步;但如果你自己做了一個不尋常的研究,又沒有別人有興趣,就必須自己想辦法。
有些事情從來沒有被人做過,有可能是「這件事情根本無法成功」,但我懷疑這種可能性;在這種情況下,沒有對你有利的證據支持你,你只好自己去做所有的實驗,去證明所有的事情。如果你正在從事這樣的研究,我建議你先做一些小的實驗,比較容易克服困難,這樣才能盡快得到答案。
這樣的實驗,會花費你一個月乃至一年的時間,你必須花很長時間做好準備,而且要嘗試各種不同的策略,絕對不是很容易成功的,因為從來沒有人做過;但當你嘗試過所有的方法,就可能有好運出現。機會是給準備好的人,你必須要有充份的膽量去冒險。
很多別人做好的重要實驗,我們從頭去看他的實驗步驟,其實是非常簡單的,因為我們已經知道這實驗該怎樣操作才會成功;但在沒人做過以前,要想到這些步驟,卻是很艱難的一大步。
雖然證實了幽門螺旋桿菌的存在,但有另一個問題,就是細菌和潰瘍之間的關聯性,到底是細菌造成潰瘍,還是細菌根本無害,而是已罹患潰瘍的人體消化道內,比較容易讓這種細菌生存?
當時的醫學界,由於已經認定壓力、抽菸和吃刺激性食物是導致胃潰瘍的主因,而且很多健康人的體內也有幽門螺旋桿菌,所以許多人都認為細菌無害,只是人體的共生菌。
因此馬歇爾必須證實幽門螺旋桿菌的致病性,要證實某種微生物和某種疾病的關聯性,必須符合「柯霍氏法則」(Koch掇 postulates)。柯霍氏法則就是:
一、在每個染病個體中,都能分離出該種微生物;
二、該種微生物從個體內分離出來後,可以人為體外培養,並繁殖好幾代;
三、將體外培養數代的微生物,注入健康實驗動物體內,會使該實驗動物產生相同的疾病;
四、在染病的實驗動物體內,又可分離出該種微生物。
貝力‧馬歇爾說:德國微生物學家柯霍(Robert Koch)在1882年發現肺結核桿菌,1905年得到諾貝爾生醫獎,我和華倫在1982年發現幽門螺旋桿菌,2005年得到諾貝爾生醫獎,剛好都比柯霍晚了100年。………
【完整全文,請參閱科學人2007年8月號】
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