發現巴克球獲諾獎 致力推動科學教育 化學家克羅托病逝

發現巴克球獲諾獎 致力推動科學教育 化學家克羅托病逝
手持巴克球模型的克羅托。Photo Credit: Michael Scates / AP Photo / 達志影像

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因發現由碳原子組成的巴克球而獲諾貝爾獎的化學家克羅托,上星期因病逝世,享年76歲。

因發現C60分子(又稱巴克球)而獲得1996年諾貝爾化學獎的科學家克羅托(Harold Kroto),於上星期六(4月30日)因病逝世,享年76歲。據其妻子透露,死因為肌萎縮性脊髓側索硬化症(又稱漸凍人症)所引起的併發症。

克羅托雙親均在柏林出生,由於其父親是猶太裔,1930年代他們為逃離納粹德國,以難民身份前往英國。1939年克羅托在英國出生,並在英國接受教育,中學時發展出對化學、物理學及數學的興趣。

由於克羅托的中學老師Harry Heaney(後來成為羅浮堡大學有機化學教授)認為,雪菲爾大學的化學系全英國最好,克羅托於是報讀該大學。完成化學學位後,更於同一大學取得分子光譜學博士學位。

起初他的研究有機化學,當他學到光譜分析的相關知識時,目光便轉移至量子化學。後來他發展出對天體化學的興趣,在薩塞克斯大學研究時,其焦點放在光譜分析新發現的物質。

C60的結構。Image Credit: Sponk, CC BY-SA 3.0

C60的結構。Image Credit: Sponk, CC BY-SA 3.0

1985年,克羅托聯同懷斯大學的柯爾(Robert Curl)及斯莫利(Richard Smalley)研究,以雷射令石墨氣化,形成新的碳簇(Carbon cluster)。結果他們發現一系列碳簇,帶有的碳原子數目都是偶數,當中最主要的是C60及C70

他們發現,C60跟常見的足球常形狀一樣,是個帶有12個五邊形及20個六邊形的32面體。克羅托把這個新分子命名為「巴克明斯特富勒烯」(簡稱為巴克球),向以使用球型設計著稱的建築師及發明家巴克明斯特·富勒(Buckminster Fuller)致敬。其他帶有不同碳原子數量的類似球狀分子,也因此稱為富勒烯。

富勒及其建築。Photo Credit: Jim Palmer / AP Photo / 達志影像

富勒及其建築。Photo Credit: Jim Palmer / AP Photo / 達志影像

在發現富勒烯之前,碳的同素異形體只有無定形碳(就是常見的炭),石墨與鑽石。富勒烯的發現使納米科技的領域迅速發展,甚至曾經一年有過千篇論文探討。佛羅里達州立大學化學教授Naresh Dalal表示,以往沒有人想像過分子可以如此對稱,並只含有碳原子。富勒烯有很多可能的應用,由藥物輸送、電腦運算以至高速運輸等。

克羅托、柯爾及斯莫利三人,在1996年由於得發現富勒烯而得到諾貝爾化學獎。2004年離開薩塞克斯大學,前往佛羅里達州立大學任教及研究。

克羅托獲頒諾貝爾獎一刻。Photo Credit: Soren Andersson / AP photo / 達志影像

克羅托獲頒諾貝爾獎一刻。Photo Credit: Soren Andersson / AP photo / 達志影像

克羅托熱衷於教育下一代。核子物理學家Mark A. Riley認為,克羅托在工作坊教導孩子建造巴克球模型,是他最開心的時刻,因為那是他真正熱愛的東西。為推動科學教育,他創辦不同網站、拍攝短片,亦在世界各地——包括瑞典、馬來西亞、印度、中國及日本——舉辦巴克球工作坊。

克羅托曾預測在太空中有很多巴克球,近年科學家在宇宙中發現C60存在的證據,確認其猜想,其中一項重要證據更由他的好友John Maier於去年提供。

對此克羅托表示︰「證明星系中充滿C60的證明非常奇妙,我以往預測過但沒有想到在有生之年可以看到,而且由好友證明,我非常高興。有誰會想到整個星系中充滿足球?比地球還要多,真的很難以置信。」


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我們想讓你知道的是

台灣糖尿病人口超過250萬人,每年健保支出近310億元,衍生的慢性腎臟病、心臟病等共病,每年健保負擔費用也名列前茅。財團法人糖尿病關懷基金會呼籲,若能早期介入使用適當藥物控制血糖並保護器官,不但可降低糖友發生心腎病變的風險,長期還可大幅減輕健保負擔。

根據中華民國糖尿病學會統計,2000至2014年全台第2型糖尿病人口由84萬人逐步上升至220萬人,且以每年約15萬人的速度持續增加。若以此成長趨勢來看,保守估計台灣目前糖尿病人口約有250-300萬人左右,數量相當驚人。

而台灣糖尿病人口逐年攀升的結果,也反映於國內健保給付支出上。根據健保署統計,2019年用於糖尿病的醫療費用,包括藥物、總診療費、住院費、其他醫材等治療費用,總支出近310億元,名列健保十大支出第二名。

【糖尿病關懷基金會】腸泌素_一分鐘講堂_3

血糖失控影響全身器官!糖尿病心腎共病增健保財務負擔

除了糖尿病本身健保支出醫療費用極高外,財團法人糖尿病關懷基金會執行長,台大醫院內科部臨床教授李弘元醫師表示,「糖尿病同時也是很多疾病的根源,若血糖控制不佳,將進一步影響全身血管與器官。」

尤其糖尿病引起的腎病變,可謂造成國人洗腎最大元兇之一,而腎臟病更是健保「最燒錢」的疾病,根據健保署2019的統計,慢性腎病治療費用高居「10大燒錢國病」之冠,全年度支出高達533億元。

根據統計,台灣有超過三成的糖尿病患者同時併有心血管疾病,健保署同年統計也發現,慢性缺血性心臟病治療費用全年度達122.66億元。綜合上述可知,光是將糖尿病與慢性缺血性心臟病、慢性腎病的健保支出加總,費用就相當可觀,足見糖尿病防治刻不容緩!

想減少健保負擔?糖友控制血糖更要盡早保護器官預防共病

有鑑於此,想要減少健保負擔,及早介入糖尿病患用藥與治療,避免血糖失控引起後續共病的發生非常重要。李弘元醫師指出,「近年來國際上對於糖尿病治療觀念有大幅度的轉變,不再是單純控制血糖,更要盡早保護器官。」

美國糖尿病學會(ADA)最新公布的治療指引,便建議醫師應從糖尿病患者治療初期就評估心血管疾病與腎臟病等共病風險,而腸泌素(GLP-1 RA)與排糖藥(SGLT2抑制劑)即為指引建議優先考慮使用的藥物。

腸泌素不只穩定血糖、體重,研究:更能減少心腎共病風險

其中,腸泌素在穩定血糖、減重、減緩共病上都有優異表現。但到底什麼是腸泌素呢?李弘元醫師解釋,腸泌素是人體腸道原本就會分泌的一種蛋白質激素,能促進胰島細胞分泌胰島素,並抑制升糖素分泌,達到調控血糖的作用。

腸泌素同時還能進一步作用在人體胃部,抑制胃的排空(胃的排空速度變快便容易產生飢餓感);並促進大腦中樞神經產生飽足感,對於體型較胖(糖胖症)的糖友也有輔助控制體重的益處。

且國外大型研究數據顯示,在血糖控制相同的狀況下,相較其他控糖藥物者,選用腸泌素治療可減少14%的心血管疾病風險、21%的腎病變發生及12%死亡率。因此,腸泌素自然也成為近年來全世界的各大糖尿病學會指引建議的優先治療選擇。

台灣腸泌素藥物健保給付有多嚴格?為何糖友看得到用不到?

雖然腸泌素在臨床益處顯而易見,可受到健保財務吃緊,2019年起健保給付限縮影響,目前國內腸泌素健保給付僅限於糖化血色素達到8.5%,且時間持續長達6個月;或已發生如心肌梗塞、缺血性腦中風等重大心血管疾病者。

但因為多數醫師不會眼睜睜看著病人血糖持續居高不下,大部分在糖化血色素超標但未達8.5%之前就會調整藥物,導致健保給付門檻和臨床狀況有極大落差,使糖友們看得到卻用不到。

糖化血色素換算平均血糖值

  • 正常血糖控制目標:空腹血糖130 mg/dL、餐後血糖160-180 mg/dL、糖化血色素7%以下(根據不同年紀與臨床狀況,控制目標會有些微差異)。
  • 糖化血色素8.5%時:平均血糖在200 mg/dL以上,相當於空腹血糖接近200 mg/dL、餐後血糖250-260mg/dL,而這樣的數值離建議目標有一段距離。

李弘元醫師指出,如不符合上述健保給付標準者須自費使用腸泌素,每個月平均要花上3000至4000元的藥物支出,還不含門診掛號、診療、照護等相關費用,長期累積下來金額相當可觀。

因此在現行健保給付條件下,造成很多糖友即使血糖控制不佳,卻因經濟不允許,無法及早使用腸泌素治療,進一步增加衍生心腎共病的風險。此一結果不僅對糖友病情控制是一大打擊,長期也反而更無助於降低整體健保財務支出。

3年就回本!糖尿病關懷基金會:盼下修腸泌素健保給付條件打造雙贏局面

而對於此一現況,李弘元醫師強調,雖然他認同為維持台灣醫療體系長久運作,健保財務考量有其必要性。但就長遠目標來看,腸泌素現有的健保給付標準不僅在臨床實務上有違常理,更不符合國際現況。

李弘元醫師進一步分享,綜觀亞洲地區鄰近國家的藥物給付標準,在日本、韓國、中國大陸都沒有針對腸泌素訂定類似的使用限制;全世界目前也沒有任何一個國家像台灣一樣,必須糖化血色素超過8.5%以上,且持續長達半年才能開立。

同時,李弘元醫師表示,根據糖尿病學會與醫療經濟學專家的計算數據顯示,若能將腸泌素給付標準從糖化血色素8.5%下修到7.5%,雖然短期內藥費支出會增加,但在第三年起即可因減少重大心腎併發症支出,減輕約2300萬點健保支出,相當於前兩年增加藥費支出的總和;且於第四年與第五年分別可節省約6800萬與1億2400萬點,長期下來,有望減少的健保支出花費將相當可觀。

總結來說,如未來相關單位有機會放寬給付標準,幫助糖友盡早使用腸泌素介入治療,不僅有助節省健保開銷,對糖友來說也有器官保護、降低死亡率的益處,是患者與社會皆能受惠的雙贏局面。


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