全文出處:
www.jingfu.org.tw/doc/jff_mgz_m30-08.pdf景福醫訊 第30卷第八期 2013年8月 臺大景福校友會
臺大生化學科歷史簡介(頁4-8)
文/張明富
根據我的的考證,生化學科的歷史,從1922年廣畑教授的領導開始到現在(編按:2008年)已經有86年的歷史。在這之前醫學校並沒有專門生化學的教學和研究。1922年之前,生化學的教學主要是由醫院的藥局主任教導,一直要到1922年才有正式的生化學課程。
台灣生化學發展大事記:
台灣生化學的誕生主要是源起於台北帝大時期的生化學教室,富田教授為帝大生化學講座的第一任講座教授;和廣畑教授的附屬專門醫學校醫化學教室。兩者在光復後合併為生化學科。民國36年農化系有生化學的成立;生理學的生化學也只是一個組,不是研究所。一直到民國52年才獨立為生化所,招收碩士班學生,55年才成立博士班。之後陸陸續續成立很多生化相關單位,例如國防的生化、總區的生化科學研究所、中研院的生化科學研究所、清大的分子生物研究所等等,在此不一一贅述。根據統計至2008年為止,臺大醫學院生化科畢業生共有498位碩士生,110位博士生,培養之人才遍佈海內外,以及國內各研究、教學單位和產業界。本科有許多校友擔任公職,或者是各校校長,更有四位院士:楊振忠、林榮耀、吳妍華、李文華。
臺大醫學院生化學之傳承
整理/徐思淳
林國煌教授:生化學的開路人
1. 時代背景(如圖1)
日本統治時期的五十年中,對生化學科最重要的就是1922年。當時的醫學教育機構主要是醫學校。日本本土在1922年之前的30年,就已經相當現代化,台灣與日本的現代 化 程 度 相 差 了 3 0年 。 以 學 校 制 度 為例,1922年前東京已有東京帝國大學,而台 北 帝 國 大 學 直 到1928年才成立。醫學校的制度是專門針對台灣本土人設立的制度,在台北醫學專門
學校時期,是沒有生化學或醫化學的,只有化學,一直到1922年之後才開始有醫化學。廣畑龍造教授是1922年來台的,由他開啟了台灣醫化學的研究。1928年,台北設立帝國大學是沒有醫學部,因為另設立醫學部的費用太高,而且沒有地方。一直到1936年原台北醫學專門學校的地方設立台北帝國大學醫學部而廢棄台北醫學專門學校,另設專門學校附屬專門部,
將原本醫學專門學校的醫化學及醫學部的生化學合併,地點即為二號館。
廣畑教授在台長達21年之久,前面14年的時間在專門學校,後7年在帝大醫學部附屬專門部從事醫化學的工作。1943年,廣畑教授離開台灣,前往日本九州大學擔任教授。廣畑教授在1942年決定回去日本後,附屬醫學專門部的醫化學教室的教育、學生指導和研究工作,便由當時擔任醫化學科副教授的董大成教授負責。 (後略)我今天要談的是1936到1943年之間的台灣生化學歷史。
2. 開路人和接班人
日本的大學制度是採用德國的講座制度,台北帝國大學生化學講座成立的時間很短,在日本統治時代只有不到十年的時間(1937-1945)。第一位講座教授是富田雅次教授(任職時間是1937-1942),第二位則是志賀直教授(任職時間是1942-1945)。當時的生化學講座裡沒有台灣人,台灣光復後,則由董大成教授繼任。(略)
實際上,台灣生化學的開路人,是台北醫學專門學校、台北帝國大學附屬醫學專門醫化學科的教授廣畑龍造先生。廣畑教授來台灣服務之前,於1917年自日本岡山醫專畢業,畢業後到廣島縣立醫院擔任一到兩年的內科醫師。有趣的是,他曾在九州大學醫學部做過法醫科的助手,顯示他對法醫學很有興趣。後來因為有人推薦他到台灣的台北醫學專門學校工作,才到京都大學醫化學研究室當研究生。京都大學的醫化學研究室很有名,之前提到的富田教授就是從京都大學畢業的。來台後,廣畑先生擔任台北醫學專門學校講師,主持醫化學教室,並於1934年派赴海外進修。在1934年以前,醫學校的老師都會被日本政府派到歐美進修。1936年廣畑先生回來後,升任為附屬醫學專門部的醫化學教授。
廣畑教授是一個非常謙虛的人,他當時擔任台北醫學專門學校的教授,卻連一篇論文都沒有。廣畑教授的經歷,在當時並不特別,但他非常努力,來台時僅有29歲。他的經歷跟杜聰明先生很類似,杜先生也是在大正11年(1922年)開始擔任專醫學校的教職,年紀與廣畑相仿,年長一兩歲而已。廣畑教授1943年12月辭職離開台灣,就職日本九州帝國大學醫學部醫化學教授。 廣畑教授的接班人是董大成教授,董大成教授在日本時代的日本名字是吉田龍生,是台北帝大附屬醫學專門部第一屆的畢業生。日本時代台灣人進入專門學校,都是從臨床醫學開始,想要從事基礎研究,必須先在臨床累積經驗後才能進來,但董大成先生則是一畢業就進入醫學專門部的醫化學研究室,實屬不易。四年後,也就是1941年升任助理教授,這樣的例子非常少,董大成教授當時很年輕,不到30歲。1943年12月,廣畑龍造教授離台之後主持專門部醫化學教室。翌年,1944年榮獲日本九州帝國大學醫學博士學位。光復後,董大成教授即擔任臺大醫學院生化科的主任,直到1983年9月。
廣畑教授在台灣有很多的日本學生,台灣學生也不少(如表1),主要都是從歐美留學回來後才收的。這些學生和董大成教授,承繼了廣畑教授自日本時代所遺留下來的研究成果,其中最明顯的就是在L-abrine的研究上。
3. L-abrine的代謝研究及其意義
Abrine的研究,是廣畑教授從歐美回來後才開始進行的研究工作,主要是由廣畑教授的台灣學生來完成的,所以要特別介紹。關於這個工作的前後因果有必要簡單的說明一下:
公元1853年,德國化學家Justus von L i e b i g 發 現 狗 尿 中 酸 性 物 質 ( k y n u r e n i c
acid)。1904 德國學者 Ellinger發表kynurenic acid的來源是L-tryptophan。到了1920年, Ellinger 與 Matsuoka發表L-tryptophan經過indol-pyruvic acid形成Kynurenic acid。1931 年,日本大阪大學醫學部生化教授古武彌四郎發現新的L-tryptophan的中間代謝產物kynurenin。1935年,印度Ghatak以methanol抽出無毒結晶物質命名為abrine。從1936開始,一直到1942年,廣畑教授和其台籍研究生陳鳩水、林啟宗、董大成、徐千田研究abrine的代謝,發現demethylase及其Co-enzyme(FAD),研究成果自1936年開始陸續發表。...
L-abrine的研究,是廣畑教授最成熟時代的研究工作,而其所處的時代也是最困難的時代。從學問層面來看,廣畑教授過去的研究沒有此項,是一個新的領域,更重大的意義在於栽培台灣本土的生化學科接班人。
4. 結論(傳承什麼)
日本教授到底傳承了什麼給台灣的學生,是硬體還是軟體?恐怕都有,我希望把這個難題拿出來跟大家討論一下。首先,如果把生命現象的研究裡面,用化學反應解釋時,biochemical technology發揮極大的效用,也告訴我們為什麼要做生化學的研究工作。L-abrine的研究過程包括whole body analysis和isolation of enzyme,characterization of enzymatic mechanism (in vitro experiment),這是生化研究工作的基礎。
其次,由廣畑教授帶領的研究工作,是一種團體活動,除了可以看到師生之間的互動外,其研究態度也是值得學習的。廣畑教授教導研究生的態度是直接給學生一個問題,然後要學生自己想,所以董大成先生在廣畑教授的指導下,學習自己用很多方法去解決它。
再者,作研究工作最重要的是去啟發研究者的樂趣,因為有熱誠,甚至研究到了廢寢忘食的地步。而老師的重要性在於啟發學生的思考能力。廣畑教授在教導研究生時,特別講過好幾次,研究時雖然你必須要去查所有的相關文獻,但千萬不要信賴它。以廣畑教授研究kinurenine構造的失敗為例:在於不信賴自己的元素分析值,過於信賴權威(古武彌四郎)而導致失敗(如圖2)。所以廣畑教授以Willstatter的名言為警惕,並送給大家:「Man muss alle Literaturen wissen, aber nichts davon glauben」,表示做研究時要相信自己,而非過度的崇拜權威。
黃伯超教授:營養學研究的傳承 (頁8-13)
今天我要介紹第二次大戰結束之前,廣畑教授從事的營養研究工作,有沒有傳承下來,廣畑教授的接班人是董大成教授,實際傳承的狀況到底如何?我想用廣畑教授實際的研究工作內容為主題來跟各位說明。廣畑教授來台灣之前,在廣島縣立醫院擔任內科醫師時,在臨床上就接觸過和營養有關的腳氣病病人。來台後的第三年,大概是1924年便注意到台灣的地方性甲狀腺腫。也許大家沒看過,但我小時候常常看到,台灣話叫「大脖子」,因為甲狀腺腫大的關係,所以脖子大大的,相當多。廣畑教授研究時,要找病人比較多的地方,選擇了台東縣大麻里,這是他們當時調查的地圖(如圖3)。
地方性甲狀腺腫的病人在山地比較多(如圖4),所以他們就找了排灣族的原住民做觀察。照片中的五位原住民都罹患甲狀腺腫大,這圖片掃描的不好,但還是可以看得出來脖子大大的。除了做病人的調查,有多少人、在什麼地方、檢測水中碘的含量和鈣的濃度之外,也做碘化鉀的治療效果。當時大部分學者都認為引起甲狀腺腫的原因,是碘的缺乏,但還不是很確定。所以廣畑教授想更進一步確定是不是碘的關係,就用碘化鉀去做治療。六個月後,年輕的患者治癒成效顯著;一年後,大部分都會消退。廣畑教授想知道如果不再繼續給碘的話,多長時間會甲狀腺腫會復發,便持續觀察了一年、三年、五年、十年的時間,最長的有十四年,證明若不再繼續服用碘的話,甲狀腺還是會再腫大的。廣畑教授從來台第3年開始,到1943年要回日本之前,將近20年的時間都在做這項研究工作。
在從事甲狀腺腫調查時,廣畑教授也有注意到原住民的體格比較差,體力也不好。雖然我們常聽到日本在戰爭期間,會將原住民調到菲律賓等地去打仗,表現也很優秀。事實上,廣畑教授認為原住民的體格、體力都不太理想,就作了高砂族(日本人對原住民的稱呼)的營養研究。他們一方面調查各種飲食,包含水在內,碘及鈣的含量有多少?不只是碘的缺乏,鈣含量不適當的話,也很容易引起甲狀腺腫大。一方面也到烏來的泰雅族,做飲食調查,同時收集大約7、8個成人24小時的尿液,分析尿中氮的含量,推測一天攝取多少蛋白質的量。
這篇報告我看了之後,覺得不是很可靠。因為結論說,烏來的泰雅族原住民蛋白質攝取量一天只有20~30 g。我不相信這個結果,因為事實上的確是不夠的。但不管怎麼樣,他們想根據這些結果去改善原住民的營養狀態。除了地方性甲狀腺腫的問題之外,他們也發現維生素D缺乏的病例,除了郭火炎、陳鳩水兩人發表的病例外,後來還發現有1個維生素D缺乏的小孩。
其次,為了要了解台灣人的營養問題,他們首先做的是「基礎代謝量」的測量,主要是陳鳩水先生做的,後來成為他的博士論文。研究結論是台灣人的基礎代謝量比日本人低,大概低了5%-10%,也比一般的白種人,即英國人、美國人等低,亞熱帶的亞洲人基礎代謝量偏低約5%-10%。除此之外,也有關於脂溶性維生素的研究,觀察脂溶性維生素缺乏的老鼠是不是容易產生膀胱結石?研究膀胱結石的化學性質到底是什麼樣子?分析的結果,主要是磷酸胺鎂的膀胱結石。
廣畑教授的營養研究工作,對日本政府比較有貢獻的是對米的「經濟搗精度」的研究(如圖5),也就是研究糙米要碾成白米時,到底要碾到什麼程度,養分才不會消失。一般來說,糙米一公斤,碾成白米後會有80克的米糠,920克的白米,但其維生素B1、B2會不見,蛋白質的含量會減少。所以他們就研究「搗精度」到多少的時候,經濟效益上比較划得來,意思是說能得到的熱量和營養會比較多。廣畑教授研究的結果是將一公斤的白米碾成980克的白米,此時糙米外部的米皮被碾掉,但胚芽還在,內部米皮也還在,所以維生素B1、B2等營養素都還保留著,能吸收的熱量也比較多。雖然日本內地的學者,並非全部贊成廣畑教授的研究結論,但仍被日本國防部採用,成為二次大戰時期日本全國的配給米。廣畑教授的營養研究,大概是前面所提到的那些,其接班人董大成教授是否有傳承到營養研究方面呢?
光復以前,董先生並未從事所謂的營養研究,但有一篇論文是食品化學或者說是毒物學方面的。台灣南部的富貴豆,是野生的有毒食物。戰時,因為物資缺乏,日本軍隊將其做
成「豆餡」,吃了之後大部分人都有噁心、嘔吐的中毒現象,所以董教授的父親就叫董教授研究一下富貴豆到底是怎麼回事?明明味道就不錯,為什麼吃了之後會中毒?董先生就從高雄拿了三公斤的富貴豆到台北來,告訴廣畑教授,然後廣畑教授就給了他一些建議,叫他將富貴豆磨成粉,用稀釋的酒精作萃取,再把它真空濃縮看看。兩天後,董先生得到結晶,用FeCl 3 反應,呈現綠色;用ninhydrin反應的話,也可以了解是一種胺基酸。幸好廣畑教授有合成的dopa,叫董教授將他分離出來的結晶跟廣畑教授合成的dopa混合,再測量溶解溫度看結果如何。結果溶解溫度並沒有降低,表示分離出來的就是dopa。既然知道是dopa,解毒就簡單。用水將富貴豆煮熟後,調為酸性過濾剩下的就沒有毒性了。
光復前,富貴豆及白鳳豆是董先生所做跟食品有關的研究。我認為,董教授有傳承到廣畑教授「營養」對國民健康很重要的觀念(如圖6)。
廣畑教授一方面覺得原住民的體格及體能不太理想,是因為營養不良的關係;另一方面他1931年到德國後,覺得日本人的體格跟體力也相當差,覺得可能也是營養的問題。他曾經講過這樣的話,廣泛地研究營養,怎麼吃才是好的營養的研究,比分析蛋白質的結晶,或分析一些分離出來的胺基酸,對日本國民可能更有用。所以光復前董教授用日文寫了一篇關於脂肪營養價值的推廣教育用文章,發表在一般性的雜誌上,因為董大成教授受廣畑教授影響覺得營養對一般人來講相當重要。 光復後董教授很快地展開了營養的研究,除了abrine的研究之外,也跟林國煌、宋善青、楊振忠研究住在台灣大學醫學院學生宿舍學生的營養狀態,下面提的是第三篇的調查報告(如圖7)。
報告內容主要是有關維生素B1營養狀態的thiamin飽和程度研究。飽和試驗,就是給學生注射定量的維生素B1,收集4個小時的尿液,分析4個小時內會排泄多少量的維生素B1。它的原理是,假如維生素B1的營養狀態良好,排出來的量就會比較多,缺乏的話,量就不多。調查報告的結論是,排出來的量並不多,表示當時醫學院學生的維生素B1攝取量並不足夠。另外也有維生素C和蛋白質等營養素夠不夠的研究(如圖8)。
這一篇研究是董大成教授跟Norman Jolliffe一起做的研究。Norman Jolliffe是紐約衛生局的營養學者,第一次幫我們做比較大規模的營養調查,發表在1956年的Metabolism雜誌上,事實上是1954年時做的。結果發現維生素B2缺乏的學生有70%,100個學生中只有30個沒有維生素B2的缺乏,B1的缺乏約一半。其他菸鹼酸(niacin)缺乏的約10%等等,學 童 的 營 養 狀 態 是 不 太 理 想 。1950-1960年代,台灣一般人的營養並不是很好,後來我繼續此類
研究並發現,差不多要到1970年代,維生素B缺乏的人,才逐漸減少到良好的狀態。 董大成教授從1954年的營養調查報告中知道營養狀態有改善的情形。 董教授也注意到當時國民學校,特別是鄉下的小學生普遍有寄生蟲的情形,大部分是蛔蟲跟鉤蟲。因為鉤蟲會吸血,所以受到鉤蟲感染的小學生會有貧血的狀態。董教授想看看驅蟲之後,讓學生補充鐵質,是否會改善貧血的狀態。除了鐵質之外,還給vitamin B complex,看看恢復情形是不是會更快。研究結果並不是很明顯,但給予vitamin B complex的學童恢復情形是有快一點。
後來董教授從農委會和衛生署爭取到一些經費從事「台灣產常用食品之營養成分」的分析,這份分析表在台灣用了很多年。1961年發表後,台灣的營養師一直都以這份分析表為標準,直到1990年代,才換成由新竹食品工業研究所重新做過的食品成分分析表,在這方面董教授有很大的貢獻。
董教授對一般民眾的營養狀態也很關心,所以希望立法院能夠通過營養改善的法令。但
大家曉得立法院要通過由行政院提的法令,速度很慢,營養改善法的順序也一直被往後排,迄今仍未通過,營養學會的人也還在努力著。董教授還有許多其它的營養研究工作,但主要都是由我承接下來。現代的營養研究雖然和日治時代的廣畑教授所從事的營養研究不太一樣,但營養對人的健康很重要的觀念,則是從廣畑教授、董大成教授到現在都為營養學的後輩所承繼著。
※ 本文整理以2008年4月18日於醫學人文博物館(二號館)醫學傳承講座系列內容整理
(整理者係母校醫學系1994年畢業,現任職母院附設醫院檢驗醫學部主治醫師)