50. Alex Carrel研究血管的接合技術，triangulation等方法

Alex Carrel (1873-1945)，法國外科醫師，在Rockefeller Institute研究血管的接合技術，triangulation等方法，開創器官移植學及胸腔外科，贏得1912年Nobel Prize；用Dakin’s solution做傷口深部消毒；研究mechanical heart；出暢銷書“Man, the unknown”，主張優生學，主張由高智慧者領導人類會更完善；被控二次大戰時和納粹合作。

生於法國 Lyon郊區的Sainte-Foy-les-Lyon。父親營織布業，母親是布商。有一個弟弟、一個妹妹。他於1890年在Lyon大學取得MD學位，之前就已經取得 “Letter”及 “Science”兩個學位。他繼續在Lyon大學當外科住院醫師以便求得教職。1894年法國總統Sadi Carnot (1887-1894)遇刺，腹部大血管破裂，無法補救，使他對血管的縫補開始注意。他用絲線及紙張練習縫補，1902年發表他第一篇縫補血管成功的報告。但是他的同事上司都對他的工作沒有興趣。

1904年他到加拿大講法語的Montreal。以後兩年，他在芝加哥大學的Hull Physiology Laboratory繼續他在法國的研究。他用狗做腎臟移植成功，引起醫界及大眾的注意。1906年Rockefeller Institute for Medical Research提供他職位，他在此處工作到1939年。

當時他們還不知道如何使血液不凝固，因此無法輸血，不能輸血就不能做任何器官移植手術。1910年，他在JAMA發表直接連結父親手臂的血管到嬰兒的腳，成功地輸血，以治癒嬰兒的腸出血。不過不久防止血液凝固的anticoagulant出現，他的直接輸

血技術就沒有用了。可是他從刺繡婦習得的，又多年用動物練習的連結血管的特殊技術，triangulation，使他獲得了1912年的Nobel Prize。他的縫合血管接合處又稱為Carrel’s seam (End-to-end anastomosis of severed vessels with triple-threaded sutures.)。

此後，他又開始設計如何使器官在體外生存，以便將來作器官移植。他用血液透析，結果使組織培養成功。當時Ross G. Harrison[註一]也是在做組織培養的學者[註一]。這些工作導致以後的病毒培養以及製造疫苗等工作。1912年他還將雞胚胎的細胞在組織液培養，說是能夠使這些細胞繼續生存幾十年，不過其他沒有人能夠重複這些實驗。以後1960年代 Leonard Hayflick [註二] and Paul Moorhead做實驗，細胞在體外只能分裂40-60次就會死亡（因為管制細胞分裂的telomere會逐漸縮短到一個極限）[註三]，稱為Hayflick’s limit，是現在所有科學界所接受的事實。一般認為Carrel的細胞是有人故意每次加營養時加入新細胞之故。

他雖然在美國多年，但是都保持法國籍。每年夏天就回去法國。1913年和有一小孩的寡婦、外科護士、Anne-Marie Laure (Gourlez de la Motte) de Meyrie在英國結婚。他們是在法國Lourdes邂逅的。（Lourdes於1858年有過「奇蹟」而成為觀光地，Carrel在赴美工作前就開始相信奇蹟、超自然現象，每年八月就去Lourdes。老來還出了一本書，引起學界對他評價降低！）夫妻兩人在英國一小島置產，無子。

第一次大戰時，他在接近前線處處理傷患。當時用來antisepsis用的phenol會傷害組織，因此不能用來傷口的消毒。他和生化學家Henry D. Dakin （1880-1952）合作，用Dakin’s solution (稀釋的hypochlorite solution加sodium bicarbonate = baking soda)洗傷口深部，對預防感染、gangrene非常有用處。他也因此獲得法國獎章Légion d'honneur。不過Carrel-Dakin method太複雜，1940年代抗生素出現，就不再使用了。

1919年他又回到Rockefeller Institute，他開始癌細胞的培養，雖然他看不出營養和癌細胞之間的關係，他的組織培養研究還是得到1931年的Nordhoff-Jung Cancer Prize。

1930年代初期，他又希望能夠使器官能在體外生存。他和器械專門的當時因為1927年單獨飛越大西洋出名的Charles A. Lindbergh合作(1932年Lindbergh的男嬰兒又被綁架死亡，被稱為crime of the century)，做成perfusion pump，稱為artificial heart，使營養份在大器官（不只是細胞）外面循環，可以使動物器官生存數天。雖然沒有實用價值，但是為了以後的heart-lung machine以及其他移植工作奠定基礎。他們兩人在1938年發表一本 “The culture of organs”。在1935年七月一日份的Time magazine的封面是他們兩人以及 “mechanical heart”的像片。

1935年他發表一本 “Man, the unknown” （L'Homme, cet Inconnu），書上他主張人類可以經過選擇性的生殖，由高智慧者的領導，可以變得很完善。這本書成為世界暢銷書，翻譯成十九國語言。不過這種想法被認為反民主，像他這種高知名度學者不應該在非專業範圍發言。尤其新任Rockefeller Institute主管Herbert S. Gasser不贊成他的言論，將他的支持者Simon Flexner調離。1939年他到了退休年限，Gasser也沒有挽留他，他的實驗室及Division of Experimental Surgery也被關閉。

當年九月第二次大戰開始，1940年希特勒入侵法國。1941年二月他回到法國，巴黎是由和希特勒合作的Marshal Philippe Pétain主政(傀儡政權行政中心在Vichy，被稱為Vichy government；聯軍進入法國後Pétain被控叛國判死刑，後改為終身監禁)。他拒絕當衛生部長，但是擔任Foundation for the Study of Human Problems。這個基金會是由德國以及Vichy所維持。他的言論也主張「使用人性的、合乎經濟效益的」（humane and economical）毒氣方法殺死各種兇惡罪犯!! 也有稱讚納粹作風的言論。這個基金會創造「婚前證書」（prenuptial certificate），在婚前就需要證明健康，沒有性病；還主張在中學對學生依照其成績分類、分等級!!

當聯軍於1944年八月進駐巴黎時，法國新政府控訴他和納粹合作。十一月，還沒有開始法律程序起訴前，他就死於心臟衰竭。

他死後一直還被認為是法國名人。到1991，他對優生學的觀念被披露，反對他的聲音逐漸增高。結果法國各處用他的名字命名的街道，在Strasbourg, Montpellier, Limoges都已經改名。Lyon大學也以發明聽診器= stethoscope的Rene Laennec的名字取代Carrel medical faculty。

 

[Ross Granville Harrison (1870-1959)—首次做組織細胞培養（tissue culture），被Friedman and Friedland列為醫學史上十大發現之一。可參看http://tw.myblog.yahoo.com/ccshsu-clement/article?mid=7429]

[註二: Leonard Hayflick, PhD (1928- )，UCSF的解剖學教授，曾任Stanford大學的Medical Microbiology教授，National Institute on Aging (NIA)創始會員之一。曾於1994年著書“How and Why We Age”，被翻譯成多國語言。

他於1958年取得Pennsylvania大學的PhD，一時到Galveston的德州大學後、回去Philadelphia的Wistar Institute，1988年到UCSF。擔任國際期刊“Experimental Gerontology”總編輯13年。

他的研究在cell biology、vaccine、及mycoplasma。他發現正常的人或動物細胞只能分裂有限次數，稱為Hayflick limit，和當時宣稱正常細胞可以永久生存的Alex Carrel正相反。他也發現癌細胞可以永久存活(immortal)，可以永久存活的細胞都是有不正常染色體數目(aneuploid)。有一株他和Paul Moorehead在Wistar Institute培養出來的WI-38研究最透徹，全世界使用。他第一個使用在這種永久存活的細胞株製造出oral polio vaccine的。WI-38或新的細胞株現在被全世界用來製造疫苗，包括poliomyelitis、rubella、rubeola、varicella、mumps、rabies、adenoviruses以及hepatitis A。

他也發現人的primary atypical pneumonia (“walking pneumonia”)病原不是病毒，而是mycoplasma，被他命名為Mycoplasma pneumoniae。這是在他製造的培養液培養成功的。

他贏得無數的褒獎及榮譽，有四篇論文是1961到1978年間兩百萬篇論文中最被引用的一百篇之內。]

[註三: 細胞要繼續生存，是要靠它分裂成子細胞；分裂時細胞核內的染色體(chromosome)也要分裂；此時為了防止染色體互相融合或重組(而成為不正常的細胞)，染色體的末端有一部分DNA，稱為telomere，它可以保護染色體不會亂重組或融合。可是每一次分裂，telomere也會被消耗，消耗到某一程度，細胞就不會分裂了。] [下圖: 灰色的是染色體，白色的是telomeres]