2010年6月4日 星期五

Friedman及Friedland的醫學史上十大發現 (四部之一)

[景福醫訊]


1998年在美國加州UCSF的心臟科醫師Meyer Friedman (1910-2001“A型性格—type A personality”名詞的創始人)Stanford大學已退休放射線科醫師Gerald W. Friedland,共同從近五千個歷史上的醫學發現,選出十個他們認為是最重要的,以及對其最有貢獻者,出版了一本「Medicine’s 10 Greatest Discoveries [New Haven (CT): Yale University Press; 1998. 263]。這十項發現果然都是現代醫學發展的里程碑;所選出科學家的成就也已被公認,不會磨滅。不過這十位被選為封面人物的後面,其實還有很多位的發現或研究,其貢獻都不可忽視,或同樣的偉大。在此,用網路所搜尋到的各方資料,簡介這十位最著名科學家、其他同樣地有重要功績者,或導致這些醫學發展的背景。




  1. Andreas Vesalius (1514-1564; van Wesel, or Vasale) –-現代化的人體解剖學 modern human anatomy



  2. William Harvey (1578-1657)—血液循環 blood circulation



  3. Antony Leeuwenhoek (1632-1763)—細菌、微生物 bacteria



  4. Edward Jenner (1749-1823)—疫苗接種 vaccination



  5. Crawford Long (1815-1878)—外科麻醉 anesthesia



  6. Wilhelm Roentgen (1845-1923)— X X-ray



  7. Ross Harrison (1870-1959)—細胞培養 tissue culture



  8. Nikolai Anichkov (1885-1964)—膽固醇引起血管硬化 cholesterol and atherosclerosis



  9. Alexander Fleming (1881-1955)—抗生素 antibiotics



  10. Maurice Wilkins (1916-2004)—DNA結構 



後記


全文完


 


1. Andreas Vesalius (1514-1564)—以親自觀察、完整描繪、記載,成立現代化的人體解剖學(modern human anatomy


又名Andreas van WeselAndreas VesalAndre Vesale在比利時生於歷代都是宮廷醫師之家。自小學


習希臘文、拉丁文。1532年十八歲時進入University of Paris,師事Dubois(原來是法文文法家,後轉醫學),後隨Jean Fermil (發現spinal canal 指出味蕾可感覺 出脂肪)學習Galen的學說(Galen of Pergamum, Alius Galenus, or Claudius Galenus, 129-199/217;希蠟人,見聞廣博,成為羅馬最有影響力的醫師及哲學家,以後成為羅馬宮廷醫師;認為醫師要精通學理當時又稱為哲學。他根據猴子的解剖,寫出解剖學;用神經結紮,正確地指出腦控制肌肉的活動;第一位做把脈診斷; 用實際觀察,又配合純理論學者的觀點,避免兩派鬥爭。他的各種學說幾成為醫學聖經,重重地影響以後十四個世紀的醫學觀念,到Vesalius時為止。)。當時Vesalius常到大眾墓地(巴黎Cemetery of Innocents)觀察屍體骨骼。不久他就轉到Leuven,寫的論文是對Rhazes學說的評論(Rhazes, Muhammad ibn Zakariyā Rāzīor Rasis, AD865-AD925, 波斯人,醫師、哲學家、化學家,是一位多方面的學者,所謂 “polymath”(=博學者);被認為是最偉大的臨床家,發現天花和麻疹不同,發現alcohol, kerosene等等。被二十世紀初英國東方史學家Edward Browne稱為"probably the greatest and most original of all the physicians, and one of the most prolific as an author")。他經過Venice,最後回到University of Padua(當時西歐的醫學中心)1537年,二十三歲時得到MD 學位。


他畢業後立即被提名為外科解剖學主任,又到Pisa, Bologna講學。當時普遍的講學方式,是一方面由理髮師依照講師的指示執刀解剖動物,一 方面由 醫師依據Galen的學理講課,無人膽敢對Galen的各種學說抱持任何疑點。Vesalius所做的最重要的突破,就是改變教學方式,親自解剖,學生聚集觀察。他描繪了很多解剖的圖。到1539Padua一位法官對Vesalius的工作有興趣,提供被處死犯人的屍體,讓他解剖。他開始有正確的人體解剖觀察,由藝術家畫成圖片。Vesalius發現Galen的解剖是根據猴子 (macaque)所做,因此他開始寫自己的解剖書,糾正過去教科書的錯誤。不過當時的學者還是教Galen的學說,而在有糾正部分用Vesalius的觀察。



他更進一步指出Mondino de Lucci (ca 1270-1326。義大利的外科 解剖 教授,首作公眾前的人屍體解剖,被認為寫了第一本人體解剖學教科書Anathomia1316年寫成,但1478年才出版),甚至Aristotle (BC 384-322, 希蠟哲學家,Plato,的學生,亞歷山大大帝的老師,教物理學、形而上學=metaphysics、詩歌、戲劇、音樂、邏輯學、修辭學=rhetoric、政治、政府=government、倫理、生物學、及動物學等等,史上最著名的polymath!)等名人的錯誤。Galen的血流學說更有很大的錯誤,(例如:左心的血流是到肺部,動脈血到腦部,靜脈血到腹部內臟、、、),以致非得假設心室之間有個血液可以通過的洞不可。Vesalius指出心臟有四個心房(室);血管是從心臟出來(不是從肝臟);心室之間並沒有空洞等等。不過他還不敢完全對抗Galen的心室之間有空洞的說法,還是說可能血液會滲透過心室間隔。


 


1543年,他發表七冊厚、極精緻的De humani corporis fabrica (On the fabric of human body, 人體的構造;高16.5英吋,寬11英吋,共七百頁)。人體解剖的書,當時已經有多本,不過他的書詳細,描繪精緻,可能是畫家Jan Stephan Van Calcar所繪 (義大利名為Giovanni da Calcar, 拉丁名: Joannes Stephanus Calcarensis,以描畫細膩著稱。是義大利畫家Titian--Tiziano Vecelli的學生)又是呈給皇帝Charles V的,頓時成為經典之作。


他馬上被皇帝聘請當御醫,但也得同時應付其他眾多醫師的嘲諷。以後的十多年間,他除了治療傷患、做解剖,又發表各種意見,而再開始受到各方攻擊,以致皇帝得召開調查是否Vesalius違背了宗教教條。雖然最後被證明清白,對他的指責仍然不斷。更有人指他曾對一位還有心跳者做解剖。  1564年他終於離開麻煩不斷的宮廷,坐船到Jerusalem朝聖,又接受University of Padua之教授職位,坐船赴職途中遇船難,死於一小島上。五十歲死時窮得如果沒有善心人,屍體幾乎被丟棄餵野獸。


他對解剖學的貢獻廣大:


         骨骼系統: 正確地描述mandible, vestibule, sternum, 以及肋骨數目。


         肌肉: 有著名的“muscle man” in De fabrica


         血管循環系統:發現心室間並沒有孔相通; 命名“mitral valve”; 發現心臟收縮會有脈搏; 有肝靜脈瓣; 又發現Azygos vein, umbilical vein, vena cava, inferior mesenteric vein, hemorrhoid veins等。


         指出神經系統控制感覺及動作;並不是由心臟控制(Aristotole的說法);神經不是空洞的!


         腹腔:腎臟透析血液到輸尿管,到膀胱;描述mesentery, pylorus, appendix; 胸腔有mediastinum, pleura


         心臟: 正確地描述有兩心室及兩心房。


         : 描寫corpus callosum, thalamus, caudate nucleus, lenticular nucleus, globus, pallidus, putamen, pulvinar, cerebellar peduncles等。


2. William Harvey (1578-1657)—第一位用實驗證明血液的循環(circulation of blood)


 



英國人。七個兒子中的長子,家境富裕。從Cambridge修得bachelor’s degree,二十歲時到歐洲的醫學中心地University of Padua留學,受到Hieronymus Fabricius的指導(Hieronymus Fabricius拉丁名Fabricus Aquapendende1537-1619,研究解剖、胚胎、食道、胃腸、眼、耳、喉的結構,發現靜脈瓣,又被稱為胚胎學之父。1621年發現鳥類有Bursa of Fabricius—1956年被發現是和B-lymphocytes產生抗體有關)1602年以極優秀的成績畢業,回到Cambridge,又修得PhD學位。之後娶得Queen Elizabeth御醫之女兒Elizabeth Browne,加入St. Bartholomew Hospital終身。結婚後也得到Fellowship at the Royal College of Physicians =FRCP1615年被任命為Lumleian lecturer (倫敦Royal College of Physician1582年由貴族John Lumley資助設立的有權威性講師座;早期都是講外科學,以後成為一般醫學講座),在七年之間到英國各地講課。1618年成為King James I的御醫。


當時學者對血液、循環之主要觀念是,人體有兩個密閉的系統:Natural system有靜脈血,由肝臟製造;又有一個vital system,內有另一種血,將靈魂(spirit)及熱(heat)散佈到身體各處;而肺臟是散熱的地方。


其實,之前,世界各地幾位學者已經有相當進步的血流概念,但沒有被普遍認知。第一位,十三世紀的Ibn al-Nafis (1213- ?, 全名是Ala al-Din Abu al-Hassan Ali ibn Abi-Hazm al-Qurashi al-Dimashqi!!!,阿拉伯回教徒的polymath,學通生理、解剖、外科、眼科、宗教、法律、哲學、邏輯、回教人文歷史、地理、又寫小說、科幻創作!列起來和他的名字一樣長!)。他最早發現血液流經肺臟回到心臟(就是肺循環--pulmonary circulation);心室之間並沒有Galen所稱的血液流通的孔洞;又指出有微血管、有冠狀循環(coronary circulation),被稱為"the greatest physiologist of the Middle Ages",但因為回教徒文化隔閡,沒有被歐洲人早一點認識。第二位,Renaldus Columbus (Realdo Colombo,活躍於1544-1559) 也提到pulmonary circulation,因為不熟習Galen學說,又和Vesalius及當時的名醫學者Fallopio (1523-1562)交惡,在當時沒有被重視。第三位,西班牙人Michael Servetes (1511-1553) 是歐洲第一位指出有pulmonary circulation的學者。他精通醫學、藥理、宗教、人文、天文、地理、地質、法律等等,也是典型的polymath,西班牙各城市都有以他命名的街道地名;因為參與宗教改革,又倡導宗教自由,被火燒處死。他的書籍都被燒毀,有關肺循環的文件,只有三份被藏匿,到Harvey發表De Motu Cordis時才和Ibn al-Nafis的一起再出現。第四位,在1570-1590年代Cesalpino主張血流是循環的(不過他說循環是靠的蒸發及凝聚=evaporation and condensation)。第五位,Harvey的老師Fabricius發現的靜脈瓣,使血流只能向心臟一個方向流動。



Harvey研究動物及人的血管,不僅用觀察、假設、測量,又用冷血動物活心臟的觀察,動物及人血管結紮等實驗(上圖。他是史上第一位用實驗的方式做研究的人!)證明血液循環的學說。他將心臟當作是機器pump,不是心靈所在。他測量心臟每一次壓縮可以擠出的血液量,算出一天有540 磅(pounds)的血液流出,當然肝臟無法每天製造這麼多。另外他用結紮方式說明動脈血會到靜脈;靜脈血因為有靜脈瓣,只能流向心臟。又從活的冷血動物觀察出左心及右心同時收縮,心臟又有瓣膜,使血液只流到一方向;右心的血只能流到肺臟;肺臟的血流入左心。如此確立我們現在知道的:血流是有肺循環(pulmonary circulation)及大體循環(systemic circulation)。


不過他那時還不知道有毛細血管(capillaries),不能說明大體循環的動脈血如何變為靜脈血。他死後三年,Marcello Malpighi (1628-1693,第一位成為Fellow of Royal Society =FRS的義大利人;Fellow有人譯為院士或資深會員)microscope發現青蛙肺組織的毛細血管,提供了Harvey未能了解的missing linkHarvey1628年用拉丁文發表七十二頁長的De Motu Cordis (Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in AnimalibusAnatomical Exercise on the Motion of the Heart and Blood in Animals),提出血液有double circulations的證明。


在發表書之前,1616年,他就在講解這本書的內容。書出版後各方面的惡意批評大批湧進 ("T’was believed by the vulgar that he was crack-brained—就是說他頭殼壞了了!”--, and all the physicians were against him."。這是因為當時的醫療是用venesection (blood letting),讓「惡血,putrid blood」流出,Harvey的說法可能會和這種治療抵觸),也使他失去很多病人。不過可能是因為他從來實事求是的態度、過去優秀誠實可靠的名聲,他的地位始終都沒有受到威脅,「血液循環」也成為現代醫學的最基本概念。


他對很多事情都有興趣。在哺乳動物之卵被發現之前兩百年,就假設有卵及精虫結合才能生產動物,於1651年再發表Essays on the Generation of Animals,被認為是現代胚胎學的開始。每次發表這些書,都引起一大騷動、批評,但是他仍是穩座醫學權威;被任命為英國King Charles I之御醫,又成OxfordDoctor of Physics,聲名更是遠播歐洲醫學界。   他嚴守醫德,年金三十三英鎊,不向病人另外收費。在English Civil War (1642-1649)the Third War (1649-1651),戰火就在附近都很用心地醫治傷患、保護國王子女。他早喪妻,無子,喜歡文學,患痛風,常失眠,死於腦出血。


 


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