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科學人(第219期/2020年05月號)

SCIENTIFIC AMERICAN

出版日:2026/05/26

定價:280元

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內容簡介

特別企劃 打開新冠病毒的潘朵拉盒子

科學家揭露新冠病毒基因組和棘蛋白胺基酸序列,探索其感染機制。 撰文/王雯靜、蘇士哲

去年11月17日,中國湖北省武漢市一張胸部電腦斷層掃描(CT)影像出現毛玻璃狀結節(nodule),疑似新型肺炎病例,病因成謎。隨著年關將近,人們在12月開始頻繁奔波各地,武漢市位居中國交通樞紐,陸續發現數起新型肺炎的病例。疫情似乎悄悄蔓延。 12月30日武漢中心醫院醫師李文亮透過網路社群通知同事,華南海鮮市場出現類似嚴重急性呼吸道症候群(SARS)的病患,應小心防護。不幸的是,李文亮因這種新型肺炎於今年2月7日病逝於武漢金銀潭醫院。英國醫學期刊《刺絡針》(Lancet)特別於2月18日發文悼念李文亮,引述了美國約翰霍普金斯大學彭博公衛學院主任英格勒斯比(Tom Inglesby)的一句話:「世界上最重要的預警系統是,醫護人員意識到某種新疾病正在出現,然後發出警報。」 醫學界現在清楚知道這種新疾病是由人傳人的新冠病毒(SARS-CoV-2)所引起,命名為嚴重特殊傳染性肺炎。但人們太晚意識到「吹哨人」發出的警報,低估新冠病毒的傳染力,疫情迅速從中國傳到新加坡、韓國、日本等亞洲區域,蔓延到歐洲地區(特別是義大利以及西班牙),再擴散至美洲地區(美國紐約成為重災區),死亡和感染病例以指數型曲線與日俱增。今年4月下旬,全世界的確診病患有200多萬人,死亡人數超過17萬人。人類正面臨21世紀的瘟疫。 但事情可能有轉機。去年12月24日,上海復旦大學公共衛生臨床中心的張永振和澳洲雪梨大學的霍姆斯(Edward C. Holmes)取得武漢中心醫院一名肺炎患者的檢體,並於今年1月5日從樣本中鑑定出新冠病毒,透過次世代定序獲得全基因組,當天立即上傳至「全球共享禽流感數據倡議組織」(GISAID)及美國國家生物科技資訊中心基因資料庫(NCBI/GenBank),是新冠病毒第一筆公開全基因組序列。 緊接著,中國科學院武漢病毒研究所研究員石正麗團隊從五位新冠肺炎患者採樣的檢體中鑑定出五筆新冠病毒的基因組序列,在1月底發表於《自然》期刊。幾乎在同一時間,中國疾病預防控制中心武桂珍等研究人員從九位新冠肺炎患者的檢體中鑑定出10筆新冠病毒的基因組序列,發表於《刺絡針》。截至3月底,有3000多筆新冠病毒的基因組序列上傳至GISAID,研究人員分析了這些資料,發現新冠病毒自去年底在中國武漢首次出現,短時間內傳播的病毒可追溯至同一感染源,然而隨著陸海空交通、人傳人的移動感染,新冠病毒的基因組正持續變異。 會感染人類的冠狀病毒包括:引起輕微症狀的人類冠狀病毒OC43、HKU1、NL63、229E,以及引起嚴重症狀的中東呼吸症候群冠狀病毒(MERS-CoV)、嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒(SARS-CoV)、新冠病毒。從基因組分析可發現,新冠病毒與SARS病毒基因相同度約有80%,複製酶的胺基酸序列相同度達到94%,表明這兩種病毒屬於同一類;而新冠病毒與中國雲南當地的中華菊頭蝠(Rhinolophus affinis)冠狀病毒RaTG13整體基因相同度更達到96%,代表演化關係更接近。但如果比較與感染細胞直接相關的棘蛋白(spike protein)基因組,新冠病毒與RaTG13的相同度高達93%,與SARS病毒的相同度卻只有75%左右,因此科學家已排除新冠病毒與SARS病毒的同源關係。而這些差異正是新冠病毒引起全球大爆發的關鍵。......

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目錄

NO.219 2020年5月號

【關於封面】穿隧式電子顯微鏡的鏡頭下,呈現一場人類與新冠病毒的戰役。至今雙方仍持續搏鬥,唯有知己知彼,才能早日贏得勝利。從分離純化、全面剖析,到開發藥物,科學家極力對抗這個難纏的敵人。

 

【特別企劃】

 23  透視新冠病毒

24  打開新冠病毒的潘朵拉盒子 文╱王雯靜、蘇士哲 科學家揭露病毒基因組和棘蛋白胺基酸序列,探索其感染機制。

28  當人與動物同在疫起 文/陳慧文 在動物的生活中冠狀病毒從未缺席。研究人類新冠病毒時,可借鏡動物冠狀病毒。

30  追溯新冠病毒起源 文/王弘毅 從基因組序列的變異程度,循線找出疫情的發源地與時間。

32  防疫連線 尋獲病毒抗體 文/陳其暐 台灣科學家在製造抗原、篩選抗體與培養病毒上通力合作,找出遏止疫情的方法。

34  鎖住靶點 開發新藥 文/梁博煌、郭致榮 奠基於SARS研究,當時的指導教授與博士生多年後繼續攜手合作,研發出具抗新冠病毒的強效蛋白酶抑制劑。

36  醫療現場看疫情 文/盛望徽 從臨床症狀剖析這場21世紀的瘟疫。

38  疫病與下一代國民健康 文/賴建誠 1918年流感大流行間接傷害新生兒的健康,可做為借鏡。

 

【物理學】

 46 三狹縫量子啟示 文/辛哈(Urbasi Sinha) 把經典的雙狹縫干涉實驗改成三狹縫後,竟能發現疊加原理的新細節,也為量子計算開拓嶄新的途徑。

【神經科學】

 52 神經膠細胞調控學習 文╱菲爾茲(R. Douglas Fields) 科學家逐漸明白,灰質並非唯一負責處理學習與記憶的結構,提供支持和保護的神經膠細胞會調控白質,對促進學習與記憶也很重要。

【天文化學】

 58  宇宙第一個分子 文/佛頓貝利(Ryan C. Fortenberry) 科學家已經找到許多神秘太空分子,其中的一種化合物可能驅動了宇宙中最初的一連串化學反應。

【能源】

 66  再生能源有氫就輕鬆? 文/費爾雷(Peter Fairley) 氫能源可望捲土重來,串起風力發電和太陽能電力網運作,成為再生能源藍圖的重要角色。

【醫學】

 74  反義藥物 重獲新生 文/丹維斯(Lydia Denworth) 這類藥物能改變基因表現,有效治療遺傳疾病,並能以較低成本為患者研發專屬藥物。

【醫學】

82  攜手對抗變性普恩蛋白 文/瓦勒(Sonia Minikel Vallabh)、米尼克(Eric Vallabh Minikel) 在罹患普恩疾病高風險者仍健康時展開預防治療,有希望阻止普恩疾病發病,延長腦部健康的時間。

 

【科學人觀點】

 6   留不住苦酒花香,乾脆乎乾啦!  文/曾志朗

【總編輯的話】

 8   文化危機,不忘保種!  文/李家維

10  讀者論壇

12  【科學人新聞】

 有羽毛的飛行器|心理影響生理|超級OK繃|海洋盔甲|海底微中子望遠鏡|未來化石的樣貌|材料變形金剛|病毒捕捉器|一覽世界科技進展

【形上集】

 40  又聞巨人殞落兼談學術風格  文/高涌泉

【教科書之外】

42  核酸惹禍  文、圖/陳文盛

【網上世代】

 43  雲端原生時代的開放源碼  文/葉平

【談心說理】

 44  無限循環緊張感的樂音  文/曾祥非

【專家看新聞】

 90  為女醫師發聲  文/賽西亞(Chethan Sathya)

【科學佐以詩文】

 91  森林  文/甘德(Forrest Gander)

【健康與科學】

 92  睡眠呼吸中止症有性別差異 文╱華立斯(Claudia Wallis)

【新創未來】

 93  資助艱難科技  文/羅許(Wade Roush)

【科學焦點】

 94  誰能理性看待風險?  文/歐瑞斯克斯(Naomi Oreskes)

【反重力思考】

 95  靠微生物移居太空?  文/米爾斯基(Steve Mirsky)

【生物手記】

 96  台灣農田福星──東亞摺翅蝠  文/吳忠信、林清隆

【科學人書摘】

 100  理科社會觀察家  文/摘自《科學?》

【圖表會說話】

 104  全球兒童死亡率下降  文、圖╱蒙塔涅斯(Amanda Montañez)

【編輯部的抽屜】

 106  台灣的科學奇蹟  文/老編

 

產品規格

書號:SM219

ISBN:

規格:平裝 / 0頁 / 28 × 20.8 × 0.5 cm / 400公克

類別:N/A

出版社:遠流出版

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