1948年諾貝爾生理醫學獎

1948年諾貝爾生理醫學獎

Paul Hermann Muller發現DDT能夠有效對付多種害蟲

前言

1945年，瑞士的化學家穆勒 (Paul Hermann Mueller) 發現DDT (Dichloro-diphenyl- trichloroethane) 能殺除蚊蟲、避免瘧疾蔓延，在當時由於生活環境惡劣，容易因蝨子、蚊子等病蟲造成傳染病大流行，由於無法根治故許多人成為傳染病下的犧牲者。終於DDT的發現有效抑制以昆蟲為媒介的疾病，如瘧疾。拯救當時數以萬計的生命。穆勒也於1948年獲得諾貝爾生理醫學獎。一時之間DDT普及全球，但是到1960年代，科學家驚訝地發現這類殺蟲劑會破壞生態，帶來長期環境荷爾蒙 (Environmental hormones) 的災害。許多研究報告指出有的殺蟲劑分子構造與性荷爾蒙相似，流入水中，集中魚體，被人食用後，即使非常微量，也可造成女人月經失常、流產、生育低智兒童、甚至不能生育；男人則精子量減少等（1），不僅危害人類更造成多動物濱齡滅絕，對地球生態影響之大。雖然早在1972年美國已率先禁用DDT類的殺蟲劑（2），但至今，地球上很多地方都還殘存DDT的遺毒。環境荷爾蒙會影響到整個人類的福利、健康與安全。它有許多危害是無法挽回、或得經過一段長期的保護才能復原，它對地球上的生物有莫大的威脅。

DDT的發現與在當時的應用

DDT的發現與第一次世界大戰中對付〝斑疹傷寒〞有密切的關係。斑疹傷寒一直都是因戰爭或天災的結果而發生因此也被稱為〝戰爭傷寒〞或〝飢餓傷寒〞。第一次世界大戰，據報導俄國境內此病發生大流行，一千萬人以上遭感染，且死亡率相當高，許多人死於此傳染病。1909年，法國人尼可魯（C.J.H.Nicolle）發現此病由蝨子傳染，此發現使他們後來獲得諾貝爾獎，也由此開闢了預防的途徑。不過，還未能找到大規模驅除蝨子，以斷絕此病傳染的方法。

第二次世界大戰即將結束時，斑疹傷寒突然出現，因此世界各地的研究者努力找尋驅除蝨子的有效辦法，但都未能如願，此時出現靈藥『DDT』。

鮑魯.洛易伽（Paul Lauger）與馬丁（H.Martin）為首的瑞士研究小組，自1933年從事毛織品害蟲的經口研究，結果發現衣蛾（Mitin）的防蟲劑，此劑被當作無色的染劑使用。同時得之下列一般構造的化合物群中，有數種是對蛾有經口毒性。

穆勒後來單獨從事保護植物所須之殺蟲劑的開發，得到的結論是：具有接觸毒性的殺蟲劑最為合適。他使用Peet-Grady chamber，用數百種合成的有機化合物，有系統的研究它對蒼蠅的作用。又由英國人Chattaway 與 Muir的論文得到靈感，檢查與CCl3群結合的化合物，終於發現DDT對金龜子、蒼蠅、及其他各種昆蟲，是有效的接觸殺蟲劑，又確定此化合物有驚人的持續作用。不但大量生產容易、便宜而且又安定。於是於1942年傳入美國並大量製造。1943年10月，拿波里發生斑疹傷寒大流行，以往的處理方法毫無效果，於是採用DDT。1944年1月間，有130萬人以DDT處理，在3週內斑疹傷寒完全被控制。DDT登上國際舞台。

DDT立體結構

（5）

（6）

從這個時代起，DDT便在強制收容所的解散、囚犯的釋放、人員調動等被大量使用。其可以抑制昆蟲媒介性疾病，如瘧疾。在當時瘧疾為所有傳染病中分布最廣，每年約有3億病患，至少300萬人死亡，但DDT對其防治顯現極大功效。另外，對於鼠疫、發疹熱、黃熱等其他的昆蟲媒介性傳染病，也證實有抑制效果。

一時之間DDT遍及全球，大量生產、應用，在當時的確是拯救了數以萬人的生命。只是沒想到數十年後竟會造成生態上的浩劫。

以上內容參考自（3）、（4）。

（7）The 〝mosquito man 〞on a Long Istand Beach

（8）Mosquitoes carry the disease malaria

Paul Hermann Muller

1899年1月12日於瑞士索洛多爾州（ Solothurn）的爾添（Olten）出生。幼年時期，在任職瑞士國有鐵路局職員的父親之出生地，阿爾過州的連滋堡渡過。後來全家遷移巴哲爾，在此就讀小學，接下來進入芙利埃班蓋立卡爾中學。職業資歷，由1916年為得勒非霧斯公司的研究助理開始，第二年當倫敦A.G公司的電子廠之工業技術研究室之化學助理，因而使他後來在化學工業的領域中有豐富的經驗。1918年取得大學入學資格，1919年為取得畢業證書而返回學校，後來入巴斯列大學，在F.Fichter 與 H.Rupe教授門下研習，1925年獲得博士學位。同年五月起進入巴薩爾的J.R 蓋基公司，1946年任農業研究所副所長。穆勒最先做m-Kisilixin的化學與電汽化學研究，於1930年開發對光很穩定的合成鞣皮劑Erugatan FL和 Erugatan FLT。1935年起決定從事新的合成接觸殺蟲劑研究。四年後終於完成DDT的合成。1940年取得瑞士的專利basic Swiss Patent。以DDT為主劑的「Gesalole」「Neoside」等兩種產品，於1942年上市。並引起英國與美國注意，在大西洋兩岸開始製造。同時也發現，它對以蝨子為媒介的斑疹傷寒，和蚊子為媒介的瘧疾，有驚人的效果。事實上，瘧疾在幾個島國已完全滅絕。這些產品對農作物蟲害也非常有效。因此更引起新殺蟲劑開發的意願。

穆勒在「Helvetica Chimica Acta」發表數篇論文；1927年與Friedel Rüegsegger 結婚生育兩男Heinrich (b. 1929) 、 Niklaus (b. 1933), 一女 Margaretha (b. 1934)。穆勒死於1965年，享年66歲。

以上內容參考自（3）、（4）。

DDT

為了使糧食的生產趕得上人口成長的速度，我們曾經訴諸於許多極端的手段。自從二次大戰以來，美國及其它已開發國家的農業特點，便是殺蟲劑的使用，農業機械與化學藥物的施用，取代了傳統農場勞力密集的作業方式。從二次大戰期間開始，化學工業便不斷的製造出多種的新式殺蟲劑，而隨著綠色革命的推動，大量施用殺蟲劑的新農業，也開始在第三世界的國家中推展開來。

DDT是最早使用的新式殺蟲劑之一，由於它能有效地控制蝨子、跳蚤及其他病媒昆蟲的數量，因此，在戰爭期間被大規模地開發並施用。此一化學藥品開始廣泛的施用於公共衛生及農業害蟲的防治工作上。DDT的使用，在早期確實消滅了世界上某些地區的瘧疾。而DDT及其他同類型殺蟲劑的施用，也的確控制了許多農作物害蟲的數量，在農作物的收穫上自有其貢獻。

DDT大量應用於農業生產

　但不幸的是，生物圈是複雜而不馴的，它並不像人類問題那麼容易解決。在對鳥類及哺乳動物無害的用量下， DDT之類的殺蟲劑，最初確能有效的抑制害蟲，然而，僅只於抑制而非滅絕，其中總會有一些害蟲會存活下來。次數一多，這些蟲類便產生獨特的抗藥性，假如這抗藥性可以遺傳，在多次的用藥之後，對DDT具有抗藥性的害蟲將繁衍下去，而成優勢族群，因此演變成需加重用藥的劑量，或發明更具殺傷力的藥劑，才能達到防治的效果。最後，為有效的達到控制的目的，毒物的用量將達到對鳥類、哺乳動物或人類有害的程度。由於昆蟲能迅速繁殖，並產生大量後代，因此只需要相當短的時間，就能繁衍出具有抗藥性的族群，而繁殖力較弱的脊椎動物就沒有這麼幸運了，然這只是冰山的一角而已。

DDT在施用後，能夠長期殘留在植物體與土壤中，因此當連續施用時，將會被動物持續吸收而進入體內。DDT也是一種毒性廣泛的非專一性殺蟲劑，除了想要控制的特定害蟲外，它也會對其它非目標動物造成毒害。同時，動物組織對DDT難以分解，還會貯存在動物的脂肪組織之中，造成毒性的累積。

因此，即使在外界環境中的施用劑量，遠低於為害的程度，但在動物的內臟裡，卻能累積至極高的濃度。有機磷類，雖然也具有很強的毒性，但它不具有累積性，也不會存留於土壤中。

　對害蟲的控制方法而言，最常用的殺蟲劑有以下的缺點：殺蟲劑不只影響害蟲，它亦影響整個生物圈。殺蟲劑除了殺死害蟲之外，也會殺死掠食性動物及寄生在害蟲身上的寄生蟲，使生物圈變得簡化而不穩定。少了天敵的制衡，害蟲便增殖得更快更多，直到天敵的數目再度恢復到能夠有效制衡害蟲為止。因此便需要生產更有效、具長效性的藥品，以符合農人保護其農作物的要求。由於生化作用難以分解DDT（DDT無法在生物體內被分解），因此，當它進入食物鏈後，便會在生物體之間積聚。起初，在環境中只有很低的濃度，但在食物鏈中較高環節，即肉食動物或食魚動物體內，卻會累積到極高的濃度。

情況逐漸變得明顯，我們面臨著失去位於食物鏈高階層的所有鳥類一鷹、梟、蒼鷺、白鷺及海鳥；且無法使殺蟲劑的毒害停止。魚類和許多水中的無脊椎動物特別脆弱，而在許多地區，食用漁產品已遭受嚴重污染。海中哺乳動物的死亡與幼獸的夭折，也都歸因於有機氯殺蟲劑的累聚，其中DDT是最大的元凶禍首。在海水中，DDT的含量只要達到100ppm，便會造成浮游植物光合作用的急劇下降，而其正為海洋食物鏈的基礎。由此可知它的危害非常廣泛。

以上內容參考自（9）

DDT經食物鏈的生物累積

國際條約禁約12種有毒化學物

聯合國環境總署於1998年6開始草擬之持久性有機污染物（Persistant Organic Pollutants,POPs）管制公約，己於去（2001）年完成，並將於今年5月簽約。該公約將12種人為產製之難分解有機污染物，包括DDT、Aldrin、Dieldrin、Endrin、Hexachlorobenzene、 Cholrdane、Heptachlor、Toxaphene、Mirex 、PCBs、Dioxins、Furans等，12種持久性有機污染物之中，有9種為有機氯殺蟲劑，列為管制對象。我國雖非聯合國會員國，但將主動配合遵守，以免受到貿易制裁。（10）

發展中的國家受持續性有幾污染物的危害最嚴重

DDT在一九四九年輸入印度用來控制瘧疾，此後，印度便開始使用化學殺蟲劑。一九五四年，首家DDT廠在德里附近開設。目前全球只利剩下四個DDT生產國，印度是其中之一（其餘三個為意大利、墨西哥和中國）。（11）

我們的環境正遭受著毀滅性的摧殘，許多國家仍在使用DDT，殺蟲劑的種類也越來越多。科學文明下的產物確實幫助我們改善傳染病的蔓延，並在農業生產方面也有著極大幫助。但時間已經證實，人類的一意孤行，化學毒物的濫用已經造成生態環境的重大威脅，人類往往自認為是世界的主宰，佔在以利益為首的目的上不斷的破壞大自然，卻不知道與自然和平共存的道理，在我們物質生活如此富裕的背後，是不是也該回到最初的面貌，尊重自然與其他生命！

參考資料

本網頁內容由生科系李璧君同學提供