科學人 1月號/2018 第191期

【減重手術也能治療糖尿病】

20多年前當我接受外科醫師訓練時，期望能以手術治療所有手術刀能解決的疾病，包括腫瘤、膽結石、疝氣等。外科手術看似能直接治療一些嚴重疾病，然而，第二型糖尿病顯然不屬於此類疾病。外科手術通常把焦點放在身體單一部位，而醫師早就知道糖尿病是身體胰島素調節血糖的功能失調、造成多重器官受損的一種新陳代謝疾病，我們不太可能藉由接入或切除什麼組織的外科方法來治療糖尿病。

但1999年夏季某個午後，我對糖尿病的看法以及我的外科醫師職業生涯出現劇烈轉變！

那時我剛從義大利搬到美國紐約，開始在現今的西奈山伊坎醫學院進行微創手術的研究。有一天我在圖書館查詢膽胰分流（biliopancreatic diversion）技術的資料
時，不經意看到一些古怪的資訊。膽胰分流手術通常應用於治療嚴重肥胖的病患，以外科手術縮短腸道長度，讓食物不要經過吸收養份的腸道區域，達到減肥目的，很多接受這類減重手術的肥胖病患，同時也罹患有第二型糖尿病。

令我震驚的是，接受手術一個月後，患者的血糖值完全恢復正常，他們的體重還未下降、術後也沒控制飲食熱量和糖份攝取量，而且沒有服用任何糖尿病藥物，
然而大部份患者在接受手術多年後，都沒有再出現糖尿病症狀。

對此我感到相當困惑。所有教科書都定義糖尿病是慢性疾病，病情會逐漸加劇且不可逆，怎麼可能以外科手術治療血糖問題？糖尿病能控制，但照道理無法痊癒。我絞盡腦汁思索可能的原因，想到小腸能產生激素、刺激胰臟分泌更多胰島素。有沒有可能減重外科手術改變了腸道結構，因而影響這些激素，使得葡萄糖代
謝機制恢復正常？或者腸道其實可透過某些機制促成糖尿病，剛好能藉由外科減重手術矯正？果真如此，那麼就能應用外科手術來治療糖尿病，釐清手術如何帶來這些效果，也能為糖尿病難以捉摸的病因提供線索。

當時是1990年代晚期，我們才剛意識到糖尿病已席捲全球，而今依然如此。國際糖尿病聯盟與世界衛生組織（WHO）的最新研究數據顯示，目前全球有4 億1500多萬人罹患糖尿病，預估2040年將攀升至6 億5000萬，糖尿病患中90%屬於好發於肥胖者、可預防的第二型糖尿病；10%則是由於胰臟分泌的胰島素不足所引起。找出病因以及研發療法，將能拯救數百萬條人命。

想到有可能利用外科手術治療糖尿病，令我整晚無法入眠，一早就去找當時我的督導醫師加格納（Michel Gagner）討論。他覺得我應該是抓到一條重要線索，於
是我們一起拜訪所屬醫學院的上層主管，詢問能否進行人體臨床試驗，測試外科手術是否比常規療法更能改善糖尿病，即使病患並未達到嚴重肥胖標準。不過接下來幾個月，我們的提案不斷遭到拒絕。

被拒絕當然很令人失望，但也在預料之內。幾世紀以來，醫學界一直是透過飲食、藥物和注射胰島素來治療糖尿病。普遍認定糖尿病的病因是胰臟裡製造胰島素
的細胞功能發生異常，或身體對胰島素的反應失常，所以以外科手術切除病患部份腸道來治療糖尿病，聽起來不但怪異而且愚蠢。

20年後，當初的怪異想法已成為一般常識了。

目前我們已進行了數十項動物研究與12次隨機對照臨床人體試驗，總共有數百名第二型糖尿病患者接受原先研發來減重的外科手術以治療糖尿病。研究結果顯
示，與其他現有療法相比，降低胃腸道表面積對治療糖尿病更有效果。這些成效並非完全來自減重，許多病患的血糖在術後幾個星期就恢復正常，遠早於體脂率或體重開始下降的時間點。一般而言，約有50%糖尿病患者在接受外科手術後痊癒，有的能維持健康狀態許多年。其餘患者的血糖控制也顯著改善，並能大量減少對於胰島素或其他藥物的需求。

由於外科手術可治療糖尿病的研究證據充份，2016年有45個醫療組織認同以胃腸道減重手術做為治療糖尿病的標準選項，即使患者僅輕度肥胖。此外，在了解胃腸道手術對葡萄糖代謝機制的影響後，也激勵研究人員針對小腸開發非手術的療法。

【編者的話】
全球罹患第二型糖尿病的人數急遽攀升，許多人都相當關切該如何治療，常見的方式有控制血糖、注射胰島素。胰島素分泌不足或作用不良是這類疾病的主因，理應與外科手術無關，但近年研究發現，許多罹患第二型糖尿病的嚴重肥胖患者接受減重手術後，大多數的血糖值竟恢復正常，而且數年後不再復發，難道〈減重手術也能治糖尿病〉！外科手術屬於侵入性療法，也有一定風險，因此科學家正在研究減重手術改變了胃腸道的哪些過程，期望及早獲得安全有效的嶄新療法。

新年新希望，哪些新科技將讓我們的生活變得更便利？〈放眼10大科技創意〉從水、再生能源、綠色科技、醫療、電腦等方面介紹10項對於未來帶來革新衝擊的妙點子。放眼未來之餘，我們更需要拓展「新視野」。新視野號於2015年9月飛掠冥王星，新視野號計畫主持人親筆撰寫〈冥王星第一手報告〉，與你分享更多關於冥王星的事。〈從拓荒到出走──格陵蘭維京人〉帶你回到過去，了解艱辛的時代，人們如何因應困境並找到新出路。現代人常說同理心，但同理心不只代表感同身受，〈我懂你的痛〉的層面其實更為豐富。當你懂我的痛，總編輯與大家一談大難之後，〈誰解我的痛？〉，讚揚現代醫學進步的神奇，〈維多利亞時代外科現場〉讓你一睹手術過程如何演進。本期《科學人》還有許多精采內容等著你來發掘！

目錄
第191期
2018年1月號

關於封面
除了吃藥、注射胰島素，治療第二型糖尿病還有其他方式嗎？20年來有不少醫學案例以外科手術縮短患者的腸道長度，其糖尿病症狀竟一併改善，令人好奇手術是否也移除了致病因子？科學家正積極釐清相關機制。

科技創新
28 放眼10大科技創意
 文／新興科技評選委員會（Emerging TechnologiesSteering Group）
 從量子電腦、建立永續社區到人體細胞圖譜計畫，Scientific American 與世界經濟論壇合作，評選出最具創意與雄心的10項新科技，即將改變我們的生活。

行星科學
40 冥王星第一手報告
 文／史騰（S. Alan Stern）
 克服萬難才發射升空的新視野號，於2015年9月成功飛掠冥王星，傳回的珍貴資料顛覆了我們對遙遠冥王星與其五顆衛星的認知。

醫學
50 減重手術也能治糖尿病
 文／ 魯比諾（Francesco Rubino）
 縮短腸道的減重外科手術可治療糖尿病，最新證據顯示，手術改變的並非只有胰島素分泌的機制，關鍵可能在於改變了腸道環境。

生物學
56 地衣訴說的故事
 文／吉斯（Erica Gies）
 一位沒有科學文憑的自然學家，憑藉自學與深刻觀察，發掘了地衣對科學界隱藏150年的共生秘密。研究地衣讓他了解生物相依相存的關係，人類亦沒能自外。

心理學
64 我懂你的痛
 文／丹維斯（Lydia Denworth）
 同理心不只是感同身受，理解他人想法、關懷並實際付諸行動，都是同理心範疇。了解同理心的本質和陷阱，可使我們更適切運用同理心而不致陷入濫情理盲。

海洋科學
70 海洋酸化魚兒暈了頭
 文／狄克森（Danielle L. Dixson）
 海洋酸化改變海水的化學性質，可能干擾生物的認知行為，影響牠們尋找食物或躲避天敵的能力。

考古學
74 從拓荒到出走――格陵蘭維京人
 文／佐利希（Zach Zorich）
 格陵蘭的冰凍大地矗立著曾繁盛一時的維京社會遺跡，英勇的維京人為何出走，至今仍是謎。現在科學家從社會文化和政治經濟面向分析，逐漸拼湊出答案。

科學史
82 維多利亞時代外科現場
 文／費茲哈里斯（Lindsey Fitzharris）
 19世紀中葉前，接受外科手術對患者來說既危險又痛苦。直到麻醉技術出現以及術後感染及併發症受到控制，這種古老的屠宰動刀法才逐步科學化。

目錄
第191期
2018年1月號

科學人觀點
6 速度×複雜：演化，何去何從？
 文／曾志朗

總編輯的話
8 誰解我的痛？
 文／李家維

讀者論壇
10

《科學人》雜誌－全球科普雜誌第一品牌

自2002年創刊以來共11年榮獲出版界最高榮譽雜誌出版金鼎獎！身為全球科普雜誌的第一品牌，《科學人》一直領先報導全球最先進的科學脈動與產業趨勢，除生命演化及天文奧秘的探索外，也包括成就未來經濟創新的各種工具：「NBIC，Nano-Bio-Info-Cogno（奈米科技、生物科技、資訊科技與神經科技）」，及其聚合衍生的「長壽醫學」、「未來能源」、「淨化科技」、「即時通訊」、「人工智慧」及「前進太空」等產業趨勢內容。除了原Scientific American文章精確編譯外，台灣延伸企劃採訪篇章更佔40%以上，藉由淺顯易懂的編輯呈現方式，帶給產業精英、知識家庭、高中及大專院校師生最具未來性的知識力。

《科學人》雜誌即將於2017年2月滿15週年！15年來，在「廣」的方面，《科學人》月月帶給台灣讀者科學新知、科學新聞、重要科學研究；而在「精」的方面，《科學人》推出15週年特別獻禮：「博學誌」系列文集，滿足您在單一領域更深入、更全方位的知識渴望。

「博學誌」系列文集

問，時間為何物？（2016/9/20全新出版） 台灣大學物理系教授 高涌泉 專文導讀

窺探大腦（2016/10/20修訂版）  中央研究院院士 曾志朗 專文導讀

發現天文之美（2016/11/20修訂版） 國立自然科學博物館館長 孫維新 專文導讀

掌握數位生活（2016/12/20全新出版） 台灣大學資工系教授 林守德專文導讀 活靈活現動物行為（2017/1/20全新出版）金鼎獎科普作家 張東君 專文導讀