科研軼聞》他因癌症反得活命！酸性體質致癌繆論的代罪羔羊、諾獎得主傳奇人生(上篇)
癌症代謝理論瓦氏效應(Warburg effect)學者奧托瓦爾堡(Otto Warburg)，是一位才華橫溢的科學家。他具有創新的邏輯思維，高超的實驗技能，以及解決重大問題的熱情與使命感。當眾人或因納粹暴政或因罹患癌症而死，唯獨他因研究癌症而得以活命，但也因此遭受諸多批評與排詆。這是他少為人知的人生故事。
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過去普遍認為：癌症主要是由一系列致癌與抑癌基因突變累積而成，這樣的觀念正逐漸被修正。科學家們越來越認識到，除了癌細胞本身的能量代謝變化以外，其與周遭微環境包括免疫細胞、內皮細胞、以及成纖維細胞在內的代謝交互作用，如今也被證實對於調節腫瘤生長轉移及免疫脫逃有著重大影響。這些新發現也讓已有百年歷史的「瓦氏效應」癌症代謝理論，重新被人們所關注與重視。
猶太裔「瓦氏效應」理論學者 48歲獲頒諾貝爾獎
時間要回溯到 1883 年 10 月 8 日，奧托瓦爾堡誕生於德意志帝國的一個富裕猶太家庭。幾百年來，瓦氏家族從原本的貧窮困苦，逐漸繁榮昌盛成為德國最顯赫的猶太望族之一。其歷代子孫人才輩出，舉凡在金融、法律、科學、文史、藝術、音樂等事業領域，皆有著傑出表現與卓越貢獻。奧托瓦爾堡的父親埃米爾瓦爾堡則是一位備受尊崇的實驗物理學教授，他曾擔任德國物理學會主席，也和愛因斯坦、普朗克、法蘭克、以及赫茲等德籍諾貝爾物理學獎得主交好。
或許是從小耳濡目染受到父執輩的啟發影響，奧托·瓦爾堡長大後對於自然科學展現高度興趣，他先在柏林大學跟隨埃米爾·費雪教授( 1902 年諾貝爾化學獎得主，註 1 )從事胜肽研究，於 23 歲取得博士學位後，再轉往海德堡大學師從魯道夫·馮·克雷爾醫生(註 2 )研究細胞呼吸機制，並於 28 歲順利取得醫學博士學位。
期間瓦爾堡曾多次前往義大利那不勒斯動物研究所，進行海膽胚胎細胞於發育過程中的呼吸頻率變化研究。他運用嚴謹實驗技巧，仔細修正所有可能誤差變因，終於取得令人信服的量測數據，證明快速分裂的胚胎細胞需要消耗大量氧氣以製造所需能量。這些研究成果不僅成為今日教科書上的經典基礎知識，也打響了瓦爾堡作為一名年輕優秀科學家的學術名號。
3 年後，在費雪教授等前輩們的傾力推薦下，瓦爾堡獲聘前往柏林加入剛成立不久的威廉皇帝學會(相當於我們的中央研究院)。費雪教授對於這個頂尖研究機構的學術自由風氣曾有如此描述(註 3 )：「你在這裡完完全全獨立，想研究什麼都行，沒有人會來干涉你，更不會有人來找你麻煩。如果你願意，你甚至可以天天獨自在樹林裡散步個好幾年，就只為了思索一個科學問題。」
而就在這麼寬鬆自由的學術氛圍下，當時的威廉皇帝學會有多達十幾位學者陸續獲得諾貝爾獎肯定，促使德國成為 20 世紀初期的科研強國。此期間瓦爾堡也嶄露鋒芒，他率先證明生物體如何持續吸收與利用氧氣，進而把儲存在體內的食物轉化為細胞代謝所需能量。
正當瓦爾堡想要進一步探討呼吸作用氧化還原反應時，第一次世界大戰爆發了。他志願從軍，加入德意志帝國驃騎兵團前往俄羅斯前線作戰，並因英勇表現獲授一級鐵十字勳章。幾年之後，戰爭逐漸接近尾聲，瓦爾堡的親舅將軍不幸戰死，而自己也在戰鬥中負了傷，愛因斯坦等人聞訊後紛紛寫信給他，力勸國際戰局已定，此際的他應該慎重考慮申請退役回到學術界貢獻己長，否則將會是德國科學界的一大損失。
奧托瓦爾堡事後回憶，這段從軍作戰經歷，讓他對於學術象牙塔以外的世界有了更深層次的體悟。1918 年，時年 35 歲的奧托重新回到柏林實驗室。他因熟悉愛因斯坦對於光化學反應的論述觀點，以及他父親埃米爾瓦爾堡曾為驗證愛因斯坦理論所做的實驗設計，在此背景下，奧托選擇研究植物如何進行光合作用將太陽能轉變為化學能，以及動物如何透過呼吸作用進行新陳代謝。
他還投入了「萬病之王」癌症研究，並驚訝地發現這些正在快速增生的腫瘤組織，並沒有像正常胚胎發育那般大量消耗氧氣，而是如飢似渴地攝取葡萄糖並將之酵解成乳酸以產生能量。此特殊現象被後世稱之為「瓦氏效應」，從而奠定了癌症代謝的百年研究基礎。
必須一提的是，當時要量測細胞代謝速率非常地困難。既沒有好的實驗方法，也沒有現成可用的儀器設備，他只能靠自己摸索鑽研，在經過好幾年不斷地嘗試改良，他終於成功研發了可以精準監測細胞呼吸與測量氣體交換速率的儀器。也因為發現了呼吸酶的性質和作用機轉，48 歲的他於 1931 年獲頒諾貝爾獎(註 4 )，以表彰他在細胞呼吸與新陳代謝研究領域的卓著貢獻。(故事未完。【接著閱讀：科研軼聞》他因癌症反得活命！酸性體質說法起源、瓦氏效應科學家的傳奇人生(下篇)】)
- 註 1 : 費雪學術成就斐然，但家庭生活卻甚不如意。婚後 7 年妻子便因病去世，他父兼母職撫養 3 名幼子。一戰爆發後，二子因忍受不了徵兵嚴厲訓練而自殺，年僅 25 歲。4 個多月後前線傳來消息三子不幸戰死沙場，年僅 22 歲。費雪遭逢連續喪子之痛而陷入嚴重抑鬱，加上癌症纏身，不久後選擇了結束自己生命。
- 註 2 : 馮克雷爾於 1893 年出版「一般病理學基礎」書籍，此醫學教材問世後多次再版，被譯成多國語言，成為病理生理學之圭臬巨著。之後他積極推動成立威廉皇帝學會醫學研究所，於二戰後更名為馬克斯普朗克醫學研究所，成立至今已有 6 位科學家獲頒諾貝爾獎。
- 註 3 ：坊間常以訛傳訛錯誤轉載，報導這番話出自於瓦爾堡本人。然經筆者查證，實則是其恩師費雪教授於 1911 年展開遊說挖角德國科學家Richard Willstätter( 1915 年諾貝爾化學獎得主)自瑞士返回祖國工作的一段介紹用語。
- 註 4 ：據傳瓦爾堡自詡為偉大法國科學家路易巴斯德的真正薪傳者，並曾高調表示自己在生物化學領域的成就遠高於當代其他研究學者。以至於當他被告知得到諾貝爾獎時，他只神情淡定地回了一句:「早就應該頒獎給我了。」
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責任編輯： 梁惠明
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