2025-10-19 15:20:22
「有位七十歲患有糖尿病的男性患者,他第一次接受透析是因為高血鉀症且全身無力。」大雅長安診所院長呂國樑醫師表示,「後續,患者開始長期在診所接受血液透析,每週三次。但是,在非透析日還是常常出現全身無力或心跳過慢的情況,而需緊急送醫。急診的檢查結果顯示血鉀偏高,然而患者對陽離子交換樹脂的治療接受度較差,導致高血鉀問題反覆出現。」
在接受血液透析的患者中,死亡風險會隨著血鉀濃度上升而提高,且經常反覆發生,復發間隔會越來越短。「已經接受洗腎的患者,仍有可能出現高血鉀。」呂國樑醫師說,「因為洗腎患者的腎功能喪失,需依賴血液透析或腸道排出鉀離子。可是在透析後,細胞中的鉀離子可能進入血液中,如果飲食中又攝取較多鉀離子,便容易出現高血鉀,尤其在非透析日,鉀離子會持續累積。」
口服陽離子交換樹脂可以吸附腸道中的鉀離子,阻止其被人體吸收,不過可能造成便秘、潰瘍等腸胃副作用,而且因為顆粒粗、口感常被認為類似沙子,導致患者服用意願較低。晶體鉀離子結合劑的專一性高,對鉀離子的結合能力遠高於鈣離子或鎂離子,因此療效較佳且副作用較低,適用於慢性腎臟病患者、心衰竭患者,以及長期接受血液透析的患者。不僅能快速降低鉀離子濃度,且有良好的耐受性。醫師會根據患者的狀況調整劑量,請遵照主治醫師指示服藥。
一般成年人血液中的鉀離子濃度介於 3.5 至 5.5 mEq/L,當鉀離子濃度偏高時,稱為高血鉀症(Hyperkalemia)。呂國樑醫師指出,鉀離子是維持神經傳導與肌肉收縮的重要離子,血液中的鉀離子大部分由腎臟透過尿液排出,少部分由腸道排出。若是腎功能正常,血液中的鉀離子濃度可維持在正常範圍內,但是腎功能不佳的患者,若食用到高鉀食物,例如菠菜、香蕉等,便容易出現高血鉀的狀況。
鉀離子濃度過高或時高時低可能出現多種症狀,包括噁心想吐、腹瀉、手腳麻木、肌肉無力等,嚴重可能導致心律不整,甚至心跳停止、猝死。
高血鉀的治療策略包括實行低鉀飲食、調整藥物、口服晶體鉀離子結合劑或陽離子交換樹脂等。「有患者會抱怨低鉀飲食影響食慾,導致心情低落。」呂國樑醫師說,「家屬在得知有晶體鉀離子結合劑能幫助降低血鉀、減少飲食限制後,便決定開始使用,讓患者的胃口變好,精神也有了改善。」「腎素-血管張力素-醛固酮系統抑制劑」(RAASi)常用於控制血壓、保護腎臟和心臟,但是可能導致鉀離子留存在體內,而需要調整藥物。
洗腎患者在採用低鉀飲食時,要注意營養均衡,可以吃米飯、蛋、豆、魚肉等,要避免乳製品、香蕉等高鉀食物。呂國樑醫師提醒,請務必依照指示服藥,並持續監測血鉀濃度。降血鉀藥物的進步,不但讓高血鉀患者在治療上有多種選擇,也有助於提升其治療成效與服藥意願,降低高血鉀的風險且兼顧生活品質!
洗腎患者的高血鉀雖不一定會隨時有症狀,不易留意但卻是不可忽視的重要危險因子,最嚴重可能造成心跳停止與死亡,若有任何疑慮請務必與主治醫師討論相關治療建議。
2025-10-17 09:00:00
本文轉載自電業文物典藏網
編按:濁水溪流域內水力發電設施眾多,這些發電設施從屬於不同的水力發電體系。若按照建設時序,將這些設施切分開來單獨檢視,難免見樹不見林。因此,本文的前半部分,著重介紹濁水溪流域三個水力發電體系的建設歷程。其一,為戰前的日月潭水力發電系統。其二,為戰後的明湖、明潭抽蓄水力發電系統(兩者各自獨立,但以日月潭水庫為中心相疊合)。其三,為最初與電力產業沒有特別關聯的嘉南大圳濁幹線濁水水力發電所。後半部分則以流域路徑走讀方式,從下游往上游前進,並選取途中的重要標的設施進行導覽。
為了幫助讀者理解日月潭周邊水力發電系統的複雜性,本文製作了濁水溪流域水力發電體系圖,標示出三個獨立的水力發電系統,希望幫助讀者從較廣遠的歷史視角出發,認識濁水溪流域內各水力發電系統的形成脈絡。
位於臺灣中部的濁水溪為全臺最長的河川,其豐沛的水資源,自古以來即是兩岸居民賴以為生的重要命(水)脈。到了日治時期,河川水資源的利用不再侷限於傳統的農業水利灌溉,藉由水量與水位落差轉換為電能的近代水力發電系統始由殖民政府引入臺灣,並以臺北近郊的新店溪流域作為水力發電工程的試行場域,興建了龜山、小粗坑水力發電廠,爾後又陸續加入新龜山與烏來水力發電廠,最終形成以新店溪流域為核心的水力發電系統群。另一方面,臺灣總督府也在自身推動興建的農田水利灌溉設施當中,選擇了中、南部三條水位落差較大的灌溉圳路興建竹仔門、后里與土壟灣水力發電廠,逐步建立並擴大臺灣的水力發電體系。
不過,前述的水力發電廠都屬於小規模、川流式的水力發電設施。到了1920、30年代,隨著水資源利用方式的轉變以及大壩技術的發展,以大規模水庫(群)系統為核心,統合運用、控制整條河川流域水力資源的電業發展思潮,逐漸成為當時的國際主流。而臺灣第一個依此模式規劃並實現的,便是濁水溪流域的日月潭水力發電建設工程,其在臺灣的近代電業發展史中具有劃時代的意義與價值。如今,這個以日月潭水庫為核心,利用濁水溪流域水資源的大規模系統性水力發電設施,自完工起算已超過九十年,依然完整保存並持續運作,不僅是臺灣電力發展歷程的重要見證,也為當前臺灣的電力事業做出相當貢獻。
這些留存至今、依然系統性串連運作的「活的電力產業文化資產」,亦正好組構、串接成為一完整的「電業文化路徑」。因此,筆者期望透過本文帶領讀者分別從電業系統(文化路徑)形成的歷史發展脈絡,並且實地沿著濁水溪流域,自下而上循著各個可及的系統性建築、構造物設施所構成的「產業文化路徑」兩種視角,一起來「走讀」由日月潭水力發電系統設施為核心的濁水溪電業文化路徑。
① 從天然湖泊到人工水庫的水力發電計畫
日治初期,臺灣總督府於全臺各地興建多座水力發電設施,讓臺灣的電力使用日漸普及。隨著民生與產業用電需求增加,並考量將來各種建設的持續擴展,殖民政府於1916年起展開全臺水力發電資源開發調查,發現濁水溪流域上游豐沛的水資源極具水力發電價值。3年後,一個以日月潭為核心,並利用濁水溪為發電水源的大規模離槽水庫式水力發電興建計畫被規畫完成。
該計畫將原本的高山天然湖泊日月潭修建為可蓄存大量發電用水的人工水庫,透過總長超過15公里的導水路,穿越重山峻嶺將濁水溪上游溪水引入日月潭蓄水,再以水壓隧道與壓力鋼管,將水引流而下至濁水溪支流水里溪河谷的日月潭第一發電所(今大觀發電廠),利用其高水位落差發電。高達10萬瓩(kW)的發電量足可供應當時全臺用電需求外,還可餘留大量備載電力供額外使用。
② 台電的前身──臺灣電力株式會社的設立
由於該發電建設計畫規模與經費過於龐大,臺灣總督府一改過去由官方投入資金主導工程興建與經營的想法,改採政府與民間共同集資入股、成立半官半民營的「臺灣電力株式會社」,主導日月潭水力發電工程的實施,以及完工後的電力事業經營。此後,這個具官方主導色彩的電力會社,成為臺灣電力事業建設與經營發展的主角。戰後,繼承臺灣電力會社的「台灣電力公司」,亦屬國家政策導向的國營企業,肩負臺灣的電力事業發展與經營,直到今日。
③ 工程建設的頓挫與再興
日月潭水力發電建設工程於1919年開工後不久,即受到第一次世界大戰影響導致工程費暴增,加上濁水溪水源的高含沙量、日月潭水社壩的複拱型水壩設計可能發生的技術安全問題、以及關東大震災等影響,不得不於1926年中止施工。
停工後,臺灣電力株式會社邀請美國Stone&Webster公司的工程專家來臺評估並提供工程可行性建議,隨後聘請專精事業經營的松木幹一郎任新社長、以及具水力發電泥沙防治經驗的新井榮吉擔任建設部長。同時,重新修改財務規劃,包含將取水口位置改至武界之工程設計修正後,於1931年重啟建設,最終於1934年完工運作,為當時亞洲規模第一、世界第七大的水力發電設施。
④ 日月潭水力發電系統設施體系的成形
根據日月潭水力發電系統的整體計畫,自濁水溪上游導水至日月潭蓄水,再向下引流至第一發電所發電的第一期工程完成後,尚規劃興建兩座發電廠。其一是利用第一發電所發電後尾水,由導水路引至更下游的日月潭第二發電所(今明潭發電廠鉅工分廠),其二是利用第二發電所尾水發電的第三發電所(最終並未興建)。同時亦規劃在武界取水口往濁水溪更上游的霧社興建霧社水庫,除與日月潭共同調配濁水溪流域的水資源,也透過導水路引水供霧社第一、二發電所與萬大發電所發電使用。可謂以日月潭與霧社水庫兩水庫為核心,利用濁水溪流域的水力資源串聯形成系統性水力發電設施群的規劃。
可惜該後續計畫除第二發電所與萬大發電所分別於1937年及1943年完工運作外,霧社水庫工程因太平洋戰爭日趨激烈而被迫中止。直到戰後,台灣電力公司在美國墾務局協助下於1957年重新完成霧社水庫的建設。至此,以日月潭與霧社水庫為中心的濁水溪流域水力發電系統設施體系終於完整成形。
⑤ 日月潭成為雙重「心臟」:明湖、明潭抽蓄水力發電廠
到了1970年代,為解決臺灣日益遽增的日間尖峰用電負載問題,台灣電力公司接受德國與瑞士顧問公司建議,於1981至1985年間,進行以日月潭為核心的明湖抽蓄水力發電建設。該計畫以日月潭作為發電水源調整池(上池),將日間發電後儲存於水里溪下游明湖水庫(下池)的尾水,利用夜間多餘電力抽回日月潭中待下次發電使用。
之後,台灣電力公司再於1987至1995年間進行亞洲最大、世界第四的明潭抽蓄水力發電工程。這一建設計畫以日月潭為上池、明潭水庫為下池。該計畫以日月潭為「心臟」,分別串聯戰前的日月潭、霧社水力發電系統,以及戰後的明湖與明潭抽蓄水力發電系統,構成一雙重、立體疊合的水力發電體系,亦可謂臺灣電力文化資產在繼承與開創的基礎上可持續性運作的最佳典範。
⑥ 濁水溪中下游的平地水力發電廠:濁水(烏塗)發電廠
另一方面,與日月潭水力發電建設同步進行、並稱日治中後期全臺兩大水利建設計畫的嘉南大圳水利灌溉工程,雖位處南臺灣,卻與中部的濁水溪流域有著密切關連。以臺南曾文溪為主要水源的嘉南大圳烏山頭水庫,僅足夠供應臺南與嘉義的灌溉用水。因此,為確保位於嘉南大圳灌溉區內的雲林也能獲得足夠的水資源,該計畫的設計者八田與一遂將目光轉向濁水溪水資源,於濁水溪中下游左岸的雲林林內設置濁幹線取水口,擷取濁水溪水灌溉雲林地區。
除此之外,為能提供遠在臺南的烏山頭水庫施工機械用電力,尚在嘉南大圳濁幹線林內取水口導水路上興建「濁水水力發電所」。其發電方式與一般川流式水力發電所利用地勢水位落差、以壓力鋼管之水力帶動水輪機的方法不同。位於中下游平原區的濁水發電所利用導水路的低水位落差,直接以豎井之水力帶動橫軸水輪機發電,為全臺唯一的平地川流式水力發電所。相較於濁水溪上游的日月潭水力發電工程,濁水水力發電所不論建設目的、運作體系與歷史脈絡都不盡相同,但也因為該電廠的完成,建構了濁水溪流域由下游到上游的完整水力發電系統群。
在「走讀」由歷史發展歷程、脈絡以及流域整體的水力發電運作體系所形成、建構的濁水溪電業文化路徑後,讓我們換個方式,透過地圖、沿著濁水溪流域由下而上,依序實地探訪系統性串聯、組構成的濁水溪水力發電體系之各主要建築物、構造物設施。
事實上,一個體系化之水力發電系統群的形成(構成)與整體河川流域的水資源運用密不可分。其系統性的運作方式通常於河川流域上游設置水資源取水、導水與蓄水(水庫)等「水資源設施」,並在其下游處(相對海拔較低處)設置「水力發電設施(群)」(發電廠),利用水位落差進行發電,發電後的尾水又供更下游的發電廠發電,流域水力資源的持續循環利用,建構了以河川流域為核心的完整水力發電系統群,也形成了以河川流域為中心的電業文化路徑。濁水溪電業文化路徑亦是如此,因此接下來跟著筆者的腳步以溯源的方式,由濁水溪中下游的「水力發電設施(群)」,一路上溯至發電體系源頭的「水資源設施」。
■水力發電廠設施(群)
① 烏塗電廠──新舊並存的水力電廠
沿著濁水溪左岸至流域下游與中游分界點的雲林縣林內鄉烏塗村,靠近農水署雲林管理處農田水利文物陳列館與嘉南大圳濁幹線八卦池不遠處,即可看見一座單面斜屋頂造型的紅色建築物。這是於1922年建成、原作為嘉南大圳烏山頭水庫大壩施工機械用電的烏塗水力發電廠(舊稱濁水水力發電所)。該電廠建築在設計之初為順應濁幹線導水路堤防,並與其共構,才會有此造型特殊的斜面屋頂設計。磚造結構的建物,整體外觀兼具歷史與現代主義的折衷樣式,特別是下半部帶有古典風格的拱型長窗,以及上半部具早期現代主義幾何造型的圓窗,讓強調功能性設計的電廠建築顯現出獨特趣味。其內部設置的三臺水力發電機組則是日本京都奧村電機製作的產品。
烏塗電廠在嘉南大圳完工後轉讓予臺灣電力會社,戰後由台電公司繼承,並改供斗六糖廠製糖產業用電。1999年,921震災造成廠房內外多處裂縫,雖經修補,但古舊建築的耐震度已出現疑慮。2004年,該電廠被雲林縣政府指定為縣定古蹟後,隔年便停止運轉除役,未來擬修復活化為水力發電博物館。與此同時,台灣電力公司於2003年起在烏塗電廠左側另建仿舊電廠建築意象的新電廠,並利用原有發電所的前池(水壓槽)與沉砂池設備,以集集攔河堰南幹渠的水源取水發電。如此新舊發電廠並存的方式,不僅繼續維持水力發電與農業灌溉的水資源運用外,也保存了具歷史、技術價值與意義的電力文化資產。同時也成為一個展現水利文化資產系統性、整體性、脈絡性與永續性價值的範例。
② 鉅工電廠與明潭水庫(明潭發電廠)
離開烏塗電廠後,繼續沿著濁水溪流域往中、上游河谷前行,經過南投縣的集集小鎮後便抵達水里。從集集線水里車站向濁水溪對岸望去,便可看到黃褐色外觀的長方體建築,其後還有從山頂冒出的兩根醒目長條型大水管,一路貼著山坡向下延伸至建物身後。這棟背後連著兩條綠色大水管的建築就是日月潭第二發電所(即鉅工電廠前身)。該電廠利用身後的兩根巨型水管將第一發電所發電後排出的尾水,經銃櫃壩蓄水調整後透過高低落差引入廠內的發電機組發電,發電後的尾水再排入濁水溪支流水里溪中。
鉅工電廠建築於二戰末期,曾因美軍大規模空襲而遭受嚴重破壞。戰後,台灣電力公司將之修復,才恢復昔日樣貌。1946年10月,當時的總統蔣中正偕夫人蔣宋美齡女士前來視察日月潭水力發電系統設施的復原狀況,該電廠由蔣宋美齡女士親題「鉅工」,從而由戰前的第二發電所改為今日所稱之鉅工電廠。當時作為第二發電所調整池的鋼筋混凝土拱重力壩──銃櫃壩施工時,需要製冰設備冷卻混凝土,1937年銃櫃壩完工後,便將此冷卻設備轉為生產枝仔冰,作為職工福利的一部分,並且逐漸成為有名的台電「二坪枝仔冰」。
由鉅工電廠循著水里溪溯源而上,便抵達林業製材聚落──車埕。來到此地,大家的關注焦點應該都是車埕老街,以及由舊大雪山林業公司製材工廠修復活化的車埕木業展示館吧!不過,在參觀的同時,大家很難忽略矗立在展示館旁舊儲木池前方有如混凝土巨牆的龐然大物。這座龐然大物即為明潭水庫的下池壩,而水壩旁隱身在山壁內部的便是排名世界前十大的明潭抽蓄水力發電廠。該電廠是將山壁挖空,利用其內部空間設置的地下電廠,故從外觀無法窺見其全貌。當白天用電尖峰時,便自海拔較高的日月潭引水至海拔較低的明潭發電廠發電,並將發電後尾水匯入明潭水庫儲存,等到夜間用電量較小時,再利用夜間剩餘電力將明潭水庫的水抽回日月潭繼續循環利用發電,這就是抽蓄發電的原理。也因此,大家可能會發現為什麼有時候白天和晚上的日月潭水位落差如此之大,就是因為電廠正在進行抽蓄發電呢!
③ 大觀發電廠與明湖水庫(大觀二廠)
從車埕繼續沿著濁水溪流域支流水里溪而上,就可抵達前身為日月潭第一發電所的大觀電廠。該電廠可謂戰前日月潭水力發電系統的核心發電設施,日月潭儲蓄的湖水便是經由其主建築背後連著的五根巨大鋼管引流自電廠內發電,瓩最大可產生10萬(kW)的電力,當時可供應全臺所需電力外還綽綽有餘。不過,該電廠和前述的鉅工電廠相同,在二戰末期遭到美軍大規模的空襲而損壞嚴重,戰後經台電公司積極修復後才終於恢復昔日樣貌,並在1946年10月由前來視察的總統蔣中正改命名為「大觀發電廠」。完工已逾九十年的今日,大觀電廠與鉅工電廠依舊持續運作,共同肩負起臺灣電力供給的使命。
而在大觀電廠右側不遠處聳立的巨大鋼筋混凝土大壩則是明湖水庫,水庫旁山壁內部便是明湖抽蓄水力發電廠(現稱大觀二廠)。和前述的明潭電廠一樣,明湖電廠也是設置於挖空山體內部的地下抽蓄式水力電廠,而且還是全臺抽蓄式水力電廠的始祖。當初委由德國與瑞士的顧問公司協助規劃設計,並由榮工處負責工程施工。由於明湖電廠的成功經驗,讓臺灣得以在此基礎上接續完成當時亞洲規模最大的明潭抽蓄水力發電廠。
■發電水庫(水資源)設施
④ 日月潭的地標──水社壩與工程殉難紀念碑
自明湖水庫沿著131縣道經過南投縣魚池鄉後便進入知名的日月潭風景區。順著臺21線往右,映入眼簾的是設立在湖岸、刻有日月潭三個大字的石碑。石碑後盡是開闊的湖面與設有木棧道的斜坡草地,為一覽日月潭湖光山色的最佳地點。不過,大家所站立的這片視野絕佳之斜坡草地,其實是人為築造的土石壩體──水社壩。原本該處為日月潭水源向外溢流的水社溪谷,當時臺灣電力株式會社為利用日月潭作為蓄留更多發電用水資源的水庫,遂規劃於此興建水社壩,以便提高日月潭的水位,儲蓄更多引自濁水溪上游的水源。
事實上,原先水社壩採用1920年代流行於美國西部的RC重力式複拱壩型式設計,但後來因工程技術與耐震問題而放棄,改採用土石壩興建而成為今日所見與大地、自然調和的景觀樣貌。在水社壩底端一側,尚有當時承包日月潭水力發電工程的「鐵道工業株式會社」,為紀念從1931年日月潭水力發電工程開工到1934年完工期間,因故殉職的臺籍職工而設立之「殉難碑」。透過紀念碑後刻記的多位殉職人員姓名與詳細資訊,讓人遙想當年建設工程之浩大與艱辛。
⑤ 鷹眼天井奇景之謎──溢流井
在水社壩一側、日月潭碑石附近的湖岸邊,可以看到一座突出於湖水中的奇特圓塔狀構造物。事實上該構造物從上空俯瞰空拍而呈現有如鷹眼天井的謎樣奇景,還曾被各大新聞媒體報導一番。其實這座造型奇特的謎樣構造物是日月潭的溢流井,當日月潭水位過高時,為了不讓湖水越過水社壩頂而恐造成水壩潰決崩塌,便須透過溢流井將過多的水排除。我們可以試想有如一個洗臉盆(或洗手槽),當洗臉盆的水位過高時可透過上方的溢流孔將水排除以避免盆內的水溢流,日月潭的溢流井就猶如洗臉盆的溢流孔功能,是保護日月潭水庫安全不可或缺的重要角色。
⑥ 引濁水溪水入日月潭的關鍵──武界壩
最後則是遠離日月潭,上溯濁水溪流域上游的仁愛鄉武界部落,從部落隔著濁水溪對岸往上不遠處,即是戰前日月潭水力發電建設的重要設施──武界壩。由於最初的日月潭為一水位不深的天然湖泊,其水量不足以供給水力發電用水之需,因此當時的臺灣電力株式會社便計畫於濁水溪上游興建一座攔水壩,利用濁水溪上游豐沛的水資源,將溪水透過導水隧道穿越重山峻嶺後引入日月潭蓄存足夠的發電水量。原先選定的地點為姊妹之原,爾後因考量濁水溪含沙量高,該處河道地形空間不足以長時間容納泥沙的沉澱量,最終改以武界作為水壩的建設地點。
武界壩興建當時,負責現場工程的鹿島組(今日本鹿島建設公司)為克服崎嶇地形限制導致水壩結構混凝土灌漿施工的難題,負責的工程師便發揮創意,在武界壩所在兩側峽谷壁上架設吊橋,利用吊橋與懸吊在其上的輸送管線將已預拌好之混凝土運送到指定位置,從上沿著輸送管澆灌至下面壩體之預定位置,如此作法大大增加施工的效率,使武界壩能順利興建完成。時至今日,武界壩仍然堅守攔蓄濁水溪上游水資源,並將溪水引入日月潭的重責大任!
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台灣電力公司基於歷史傳承責任與永續經營理念,期待透過爬梳臺灣電力產業發展脈絡為社會注入多元內涵。
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2025-10-16 15:15:29
本文轉載自顯微觀點
許多癌症患者在初期對藥物反應良好,腫瘤明顯縮小,但經過一段時間後因為癌細胞會適應治療,例如可能改變藥物的目標分子,使藥物無法再有效作用;或是繞過原本被切斷的「生存」路徑,變得對藥物不再敏感,使得原本的化療、標靶藥物失效。因此癌症治療的一大挑戰「抗藥性」。
為了解決這項難題,臨床治療上有些使用「雞尾酒療法」,也就是同時使用多種藥物攻擊癌細胞的不同弱點;有的則是積極開發新一代藥物,針對已知的抗藥性機制設計不同路徑;或是透過改變腫瘤微環境讓患者產生持久的免疫反應,延緩或克服抗藥性產生。
但癌症逐漸走向精準醫療,藥物是否能夠針對特定癌細胞甚至癌細胞的特定機轉、基因產生作用,是醫療界正努力研究的方向。而從中國醫藥大學生命科學院細胞生物學研究所助理教授徐昭業的觀點,細胞機械力便是一個可以切入的研究窗口。
過去,生物學多注重在基因、化學對對細胞的影響,而力學生物學(或稱機械生物學,Mechanobiology)則在近二十年迅速興起。因為科學家發現,不論是細胞要維持形狀、移動,或是回應微環境的變化,都受到力學影響。
徐昭業解釋,其實細胞的機械力在生命活動中非常重要,例如大多數細胞都需要貼附在周圍的環境中,無論是與其他細胞形成組織,或是與細胞外基質(ECM, Extracellular Matrix)連結。而這個「貼附」的行為就是一種機械力的展現。
另外,當細胞在分化時,機械力的影響尤其顯著。例如,將幹細胞培養在柔軟如果凍的基材上時,它們傾向分化為脂肪細胞或神經細胞。然而若是培養在像桌子一樣硬的表面時,則更可能分化為骨細胞。這顯示細胞對外在物理環境具有高度的「機械感知」能力。
這些細胞從外部環境(例如黏附表面、周遭組織)感受到的「機械訊號」,會透過細胞膜上的蛋白傳遞進入細胞內部,影響基因表達並調整行為,例如分化或增生。
傳統上判定癌症藥效(或是是否出現抗藥性)多是透過測量細胞存活率,例如計算 IC50(半數抑制濃度)──也就是殺死 50% 細胞所需的藥物濃度。但徐昭業表示,這樣的測量方式存在著「非死即活」的二分法限制。例如:針對 100 顆細胞投藥,最後存活 50 顆,只知道存活率是 50%,但無法得知那剩下細胞的實際狀態;可能完全健康、也可能受到藥物影響變得半死不活。
透過細胞機械力的偵測則可以彌補這樣的空缺。徐昭業和研究團隊開發出一套生物力學量測系統,結合微結構與光學反射,成功簡化細胞力學的觀察與量化方式。
他們將細胞培養於表面覆有密集奈米圓柱的結構裝置上,當細胞貼附並施力於這些奈米圓柱時會導致彎曲,進而改變表面反射鏡的反射角度,影響光訊號的強度。藉由觀察反射光的衰減量,便可快速推估細胞的力學變化。
這些奈米圓柱通常使用 PDMS(polydimethylsiloxane,聚二甲基矽氧烷)等彈性材料製成,直徑約為1至2微米,高度約 5 微米,排列間距也僅有 1 至 2 微米。
徐昭業表示,過去這類「micropost array」(微柱陣列)主要透過螢光標記位移來計算細胞所施加的力量,但這樣一來不但需要仰賴高倍率顯微鏡,影像分析也較為繁複。
因此,研究團隊改以反射訊號的變化來替代位移量測。他們將金屬反射層鍍於奈米圓柱頂端形成靈敏的反射面。當細胞攤開在表面時,張力會造成圓柱微幅形變,反射光因此產生角度偏移與散射。通常光強度會下降至原始強度的 20% 至 30%,藉此就能反推出細胞所施加的實際力值,依此分析細胞活力。不僅能大幅簡化操作流程,同時提升訊號讀取的效率與數量。
徐昭業說,當細胞死亡或停止活動時,力學(光學)訊號會完全消失,但「活力下降」的細胞則有部分訊號,但弱於「完全未受影響」的細胞。而這樣分群概念在癌症抗藥性研究的重要性在於:即使多數癌細胞對藥物反應良好,仍可能潛伏少數「對藥無感」或「苟延殘喘」的細胞。這些細胞若存活下來,將來就可能演化出抗藥性的癌細胞。
為了驗證設計出的平台在癌細胞檢測上有效果,徐昭業也和中國醫藥大學從事肺癌研究的老師合作,利用對方既有現成的抗藥性細胞株資料庫和相對應生物標記,與力學檢測平台的標記結合進行確認。
徐昭業表示,過去要確認癌細胞是否出現抗藥性需透過長時間持續給藥,並耗費三至六個月時間培養,看細胞是否出現變異。但一方面長時間持續投藥,訓練出的是「後天抗藥性」癌細胞,和在真實情境不同;人體中可能部分癌細胞一開始就有「先天抗藥性」,卻難以在一開始就揪出來。另一方面,長期、持續的投藥也不符合臨床投藥方式,且耗時過長。
團隊利用力學檢測平台比較抗藥細胞與敏感細胞,發現兩者之間存在顯著差異,且這些力學特徵與既有的生物標記完全對應,證明了這個檢測系統可以直接辨識抗藥性細胞。
由於系統採用的是非螢光染色(label-free)設計,偵測的是光學訊號,大幅縮短樣本製備和觀察時間。一片約一平方公分的生物晶片能同時觀測十萬個細胞,儘管有些細胞會彼此黏連,無法進行單細胞分析,但通常仍能取得五萬筆單細胞的力學分布資料。團隊再把這些數據輸入AI模型進行辨識訓練,系統便能在活細胞上快速量測,約半天到一天即可完成分析。
徐昭業表示,癌症病人通常有幾種可選用的藥物,但每個人對藥物的反應不同,第一線有效的藥物不見得適合所有病人。臨床上,醫師通常根據經驗與基因表現推估藥物敏感性,仍難以預測抗藥性的發生;即使用單細胞基因定序也很昂貴且不容易操作。
「雖然一開始仍需仰賴傳統細胞株去建立模型,但當這一系列流程建構完成,後續就能成為精準醫療的重要輔助工具」,徐昭業說,若是透過此平台,就能以「快篩」的概念檢驗不同病人檢體暴露於不同藥物,哪些藥物最容易產生抗藥性表現型(phenotype),進而提供臨床醫師一份建議清單,選擇不易產生抗藥性、最合適的治療策略。
目前團隊也致力於讓系統更具備高度規律性與可重複性,並易於製作母模再複製,以大幅降低成本與技術門檻。徐昭業期待這套系統除了加速細胞力學研究的量測過程,也能為生醫材料、藥物開發與細胞品質檢測等領域提供實用的解決方案。
2025-10-15 11:41:03
當人類學會駕馭火焰,我們便開始改寫地球與自身的命運。
目前的科學研究以人工智慧(AI)考古技術,推翻過去學界普遍認為智人用火的最早時間:五十萬年前。以色列魏茨曼科學研究所(Weizmann Institute of Science)考古團隊運用AI深度學習模型結合拉曼光譜技術(Raman spectroscopy),發現早在一百萬至八十萬年前,人類已具備控制火的能力,而非只會使用自然野火。
在演化上,掌控火的能力對智人的認知能力影響甚巨,最古老的直立人顱骨化石有一百八十萬年的歷史。他們的腦部遠比巧人大得多,顯示那時發生了促進直立人大腦迅速發展的事件。
最初提出這項觀點的學者為哈佛大學的演化考古學家理查.藍翰(Richard Wrangham),他發現一百萬年前,人類大腦開始持續且迅速增長,並認爲這一切源於「火」的貢獻。如今,最新的考古證據恰巧為其提供了一項有力的背書。
我們的大腦僅占體重的百分之二,卻消耗近百分之二十的能量。黑猩猩的大腦約為人類的三分之一,其能量消耗約為百分之十二,而多數其他哺乳類則是介於百分之五到十之間。
經過學者分析,單靠採集狩獵取得的生食不可能支撐如此大的大腦能量消耗。舉例來說,即使大猩猩和紅毛猩猩每天一睜眼後便分秒不停地進食,也無法單憑生食,滿足與人類大腦所需的同等能量。火(烹飪)帶來的養分刺激了智人大腦認知能力的極速成長,進而使我們成為地球的掌控者。
多數大型靈長類物種,每天約花八到十小時覓食與進食,相當於每週工作五十六到七十個小時費勁地來處理樹葉、樹枝和根莖,以及咀嚼和消化。
相比之下,一個成年智人就算生存在食物來源貧瘠的環境中,每週工作十五到十七個小時,就能餵飽自己和一位不具生產力的親屬。這等於每天工作一到兩個小時,與其他大型靈長類動物耗費在「飽餐一頓」的時間相比,顯得微不足道。
因此,火的饋贈不僅帶來史上首次重大的能量革命,同時還是第一個節省人類祖先勞動力的科技。
若說火是人類文明的起點絲毫不誇張,然而我們的祖先在利用火來烹飪、抵禦掠食者等之後,很快發現它的另一面:火也是最難馴服的「科技」。
從史前洞穴的微光,到現代城市的烈焰,火伴隨著我們,形塑了飲食、文化與科技發展,但回顧歷史,嚴重的森林大火、火山爆發等失控事件,使得人類祖先充分理解到火既是創造者,亦是毀滅與再生者。
這從古今中外多元文化中,如上古希臘人的拜火教、猶太人每日兩次實行燔祭的考古記錄以及其他薩滿信仰等,皆不約而同地發展出對火既崇拜又敬畏的各種相關宗教中即能得知人類極早便發現火的多面性。
牛津非常短講系列之一《火》一書中以生動的科學解說與全球實例,揭開火的多元秘密:
因此這不僅僅是一本單純介紹「火」的科普書籍。它提及人類與火的關係以及漫長的共存歷史——從恐懼到理解,從對抗到和平相處。
我們終究必須直視,究竟是人類征服了火,還是火形塑了人類;正如其他大自然的力量,運用並非征服,而是進一步深思如何與它共存。
2025-10-11 14:09:47
「曾經有位想接受近視雷射的模特兒,因近視度數過高且角膜厚度不足,無法進行雷射手術。」大學眼科榮譽總院長林丕容醫師表示,「由於工作需求,他平時無法戴框架眼鏡,只能依靠拋棄式隱形眼鏡。然而彩色拋棄式隱形眼鏡的度數上限僅有 900 度,再加上他有高度散光,因此一直無法獲得清晰的視力。在拍攝工作時,因為看不清楚,常常錯失應有的銳利眼神。」
接受EVO ICL新型植入式隱形眼鏡手術後,他的視力獲得完全矯正,也開心的表示視覺品質很好,比以往戴眼鏡還要清晰、舒適。林丕容醫師說,他的回饋讓我感受到許多中高度近視患者在重獲清晰視力後的喜悅與自信。
過去想做雷射近視手術的族群中,大約有 15% 至 20% 患者會因為度數過高、角膜厚度不足,或角膜狀態不理想而無法施作雷射,如今 EVO ICL「新型」植入式隱形眼鏡為他們提供了新選擇。林丕容醫師表示,人類視力矯正的發展歷程依序為眼鏡、隱形眼鏡、近視雷射手術,現在又進入植入式隱形眼鏡的時代,堪稱「第四次視力革命」,是視力矯正科技的重要里程碑!
EVO ICL「新型」植入式隱形眼鏡通過美國 FDA、歐、日本及台灣 FDA 認證,發展至今逾 30 年,超過 300 萬成功案例,適用族群相當廣泛,包括高度近視與散光患者(21 至 60 歲),可矯正近視 300 度至 2000 度,矯正散光 100 度至 400 度。或是因為近視度數過高、角膜厚度不足、角膜條件不佳,而不適合進行近視雷射手術的人。林丕容醫師說,植入式隱形眼鏡也適用於對雷射近視手術有疑慮或希望保留未來選擇的人,因為植入式隱形眼鏡不會改變角膜組織厚度或弧度,可逆性高,未來如有需要可取出,保留再次矯正的彈性空間。對於長期配戴隱形眼鏡或美瞳片的族群而言,植入式隱形眼鏡可減少因隱形眼鏡造成的過敏或乾眼症。
在進行 EVO ICL 植入式隱形眼鏡手術前,需要進行詳細的檢查與測量。若平時配戴軟式隱形眼鏡(含彩色隱形眼鏡、美瞳片),建議停戴 1 至 3 天,以讓角膜恢復自然形態。若平時配戴硬式隱形眼鏡或角膜塑形片,則需停戴較長時間。待角膜回復到自然狀態後,再進行度數測量與試戴評估,才能獲得最精準的手術參數。
檢查內容與近視雷射術前評估類似,主要包含以下各項:
林丕容醫師解釋,進行植入式隱形眼鏡手術時,會先點散瞳眼藥水和麻醉眼藥水。醫師會在角膜邊緣製作約 0.3 公分的小切口,然後注入捲曲的植入式隱形眼鏡。待植入式晶體自然展開後,醫師會將植入式晶體移入虹膜與水晶體之間,確認位置正確後,手術就完成了。手術過程約 10-20 分鐘。
植入式隱形眼鏡手術後要避免水進入眼睛、請勿用力揉眼睛,並於指定時間回診,確保晶體位置、眼壓與傷口癒合正常。術後隔天即可正常用眼、工作與生活,建議一週後再恢復化妝和輕度運動。
林丕容醫師說,植入式隱形眼鏡置於眼睛後可立即發揮矯正效果,部分患者在瞳孔恢復當天即可達到理想視力,多數患者術後隔天可恢復約 80% 至 90% 的矯正視力。
由於植入式隱形眼鏡不改變角膜結構,因此很少引起因角膜神經受損而導致的乾眼問題。對於本身眼睛容易乾澀、或擔心術後乾眼的患者,植入式隱形眼鏡是合適的選擇。
在夜間視力方面,植入式隱形眼鏡視覺品質佳。林丕容醫師說,部分患者在術後初期可能出現輕微光暈,但大多可在數週到數月內會逐漸適應改善。
EVO ICL「新型」植入式隱形眼鏡具中央微孔設計,可讓眼內房水自然流通,不僅安全性更佳,視覺品質也更穩定。林丕容醫師指出,植入式隱形眼鏡為終身設計,不需定期更換,全球已有逾 30 年的使用經驗,累積超過 300 萬例。若日後視力發生變化,醫師會先釐清原因,例如近視增加、老花眼或其他屈光度改變。其可逆性的特點,讓患者可依需求取出、更換,或搭配其他矯正方式,保留未來治療的彈性。
相較之下,早期的 ICL 鏡片放置於角膜與虹膜之間,雖能達到矯正效果,但因植入位置在虹膜前方,長期可能導致角膜內皮細胞流失或角膜受損,為了固定鏡片也需要在術前進行虹膜周切前置手術。新一代 EVO ICL 為後房型設計,置於虹膜與水晶體之間,更符合眼睛自然光學結構,加上中央微孔設計,可維持房水流通,維持眼內健康的循環代謝,不僅安全性更佳,視覺品質也更穩定。若有近視矯正的需求,可與醫師詳細討論,了解各種方法的優勢,選擇適合自己的矯正方式,才能達到滿意的視覺品質!
2025-10-06 17:13:08
劉育志醫師:大家好,我是劉育志醫師,歡迎王銘崇醫師來到照護線上。
王銘崇醫師:大家好,我是高雄長庚血液腫瘤科王銘崇醫師。
劉育志醫師:請問瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤好發在哪些族群?
王銘崇醫師:在台灣,瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤主要好發的年齡大概是在 60 到 65 歲。高風險群的病人包括有一些病毒感染,譬如說 EB 病毒的感染,或者是 HIV 病毒的感染,還有一些是免疫低下的病人,包括有一些風濕免疫科的疾病。
劉育志醫師:請問瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤的症狀有哪些?
王銘崇醫師:瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤可能長在全身所有有細胞的位置,比較常見的大概就是在淋巴結腫大,有六成是在脖子上,當然有一些是在非淋巴結的器官上面,譬如說包括腦部、胃、骨髓、脾臟、肝臟等等。除了局部的症狀以外,可能還會有一些全身性的症狀,包括體重減輕、發燒、皮膚癢、盜汗等等。
劉育志醫師:請問要如何確定診斷瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤?
王銘崇醫師:切片檢查是非常重要的部分,因為有了切片檢查才會有正確的病理報告。接下來我們就是要做分期,或者是分他的危險因子,包括了抽血、影像學的檢查,全身的正子攝影掃描,對於瀰漫性大B細胞淋巴瘤來說,是非常重要的檢查。
劉育志醫師:請問目前的第一線治療方案為何?
王銘崇醫師:目前標準的治療就是單株抗體加上化學治療。如果是比較早期的,痊癒的機會有 90%,但是如果比較晚期的,痊癒的機會可能降到了 40%。但是整體而言,如果可以接受標準完整的治療,整體的成功率大概是在六成左右。
劉育志醫師:如果疾病復發,臨床上會採取何種治療策略?
王銘崇醫師:如果年紀比較輕,考慮的就是做自體幹細胞移植。但是可以接受自體幹細胞移植的病人比例不高,所以有一些病人他就得要接受其他的藥物的治療。新的療法分四大類,第一大類是新的單株抗體的治療,第二大類是所謂的 ADC,第三大類就是雙特異性抗體,第四大類就是 CAR-T 的治療。
劉育志醫師:請問 CAR-T 治療適合用在哪些族群?
王銘崇醫師:目前在台灣的 CAR-T 治療,是使用在不適合造血幹細胞移植的病人,或者是造血幹細胞移植復發之後,或者是第三線以上的病人。
劉育志醫師:請問在進行 CAR-T 治療前有哪些準備事項?
王銘崇醫師:所謂 CAR-T 的治療,就是把病人自己本身的T細胞收集下來。如果越早收集,效果就會越好。我們會希望能夠在二線治療的之前,就考慮把病人的T細胞收集下來,一旦復發,就可以趕快去做 CAR-T 細胞的製造,也可以增強 CAR-T 細胞毒殺的能力。
劉育志醫師:請問 CAR-T 治療在瀰漫性大B細胞淋巴瘤的治療成效?
王銘崇醫師:大概有 50% 的病人,在以前認為說是藥石罔效的病人,(透過 CAR-T 治療)有 40%,它可以讓這些細胞完全消失掉,所謂的完全緩解。
劉育志醫師:請問醫院可以提供患者哪些支持與資源?
王銘崇醫師:現在很多醫院都有癌症中心,會有不同的個管師,個管師可以提供病人相當多的協助,包括治療上實質的協助、心靈的支持,甚至包括費用、保險方面的諮詢。也有一些網路上的平台,在介紹這些惡性淋巴瘤,或者是一些病友他們的分享。其實最大、最大的支持,是要跟病人講清楚,他為什麼不用開刀,不是因為不能開刀,讓他免於恐懼。我也常跟病人講,瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤,雖然是第三期、第四期,它不叫末期,它叫晚期。治療痊癒的機會,在以前大概是三到四成,現在我們朝向超過一半以上的病人,希望能夠治癒成功,讓病人免於恐懼,對病人來講,是最大最大的幫助。
王銘崇醫師:CAR-T 的治療,有四成到一半的再復發的病人,可以得到痊癒的機會。這樣的療法,對瀰漫性大B細胞淋巴瘤的治療,是非常非常的有前景。
劉育志醫師:感謝王醫師接受我們的訪談,我們下次再見,掰掰。
王銘崇醫師:掰掰。