2020年6月21日 星期日

鉤蟲(hookworm)可用來治療多發性硬化症?

鉤蟲的幼蟲。圖片來源:維基百科
鉤蟲(人類病原為十二指腸鉤口線蟲Ancylostoma duodenale 或美洲板口線蟲 Necator americanus)是一種引起血液感染的腸道蠕蟲。第三階段幼蟲(L3)通過赤腳步行者的皮膚進入宿主,在循環系統中到達肺部,離開小靜脈並進入肺泡。然後,它們沿著氣管行進,在那裡透過咳嗽、吞嚥進入小腸。在小腸中,幼蟲蛻皮進入第四階段(L4)成蟲。成蟲在宿主體內交配、產卵,然後在宿主的糞便中傳播到環境中,從而再次開始循環。在缺乏足夠的水和衛生設施的國家,鉤蟲病(ancylostomiasis)是常見的感染。當患者體內有大量鉤蟲存在,這些鉤蟲會在宿主的腸壁吸走血液,造成貧血。傷口也會造成十二指腸潰瘍。

過去有研究發現,鉤蟲(以及蛔蟲)會透過改變宿主的免疫系統,讓宿主的第一型T細胞反應(TH1)受到抑制,好讓自己可以住得更安心。這就讓一些科學家想到,對於難纏的自體免疫疾病,是否可以透過寄生蟲的感染來調節病人的免疫系統,從而達到治療的目的呢?

聽來有點瘋狂,但諾丁漢大學的研究團隊真的這麼做了。他們找了71名復發的多發性硬化症患者,其中一半讓他們被25條鉤蟲感染,另一半則作為控制組。

結果發現,實驗組的病人的症狀(視力問題、暈眩、疲倦)達到部分或全部改善。研究團隊還發現,在九個月的觀察期中,超過一半的實驗組病人大腦中的疤/病灶(多發性硬化症病人的典型症狀)沒有新增。而實驗組病人體內的調節T細胞(regulatory T cell)比例也上升了,這在多發性硬化症的病人體內是從未看過的。調節T細胞可以控制體內的免疫系統、防止免疫系統失控,它們的比例上升顯然是好事。

是否未來真的可以用鉤蟲來治療復發的多發性硬化症?以目前只測試了71人來看可能還太早,但歷史上不但有先例,還曾因為開發類似這樣的治療法獲頒大獎喔!1927年的諾貝爾生理醫學獎就是頒給了以瘧原蟲治療梅毒感染的朱利葉斯·瓦格納-堯雷格(Julius Wagner-Jauregg,1857-1940),所以你說這想法是否瘋狂?只怕未必吧!

參考文獻:

Radu Tanasescu, Christopher R. Tench, Cris S. Constantinescu, Gary Telford, Sonika Singh, Nanci Frakich, David Onion, Dorothee P. Auer, Bruno Gran, Nikos Evangelou, Yasser Falah, Colin Ranshaw, Cinzia Cantacessi, Timothy P. Jenkins, David I. Pritchard. Hookworm Treatment for Relapsing Multiple Sclerosis. JAMA Neurology, 2020; DOI: 10.1001/jamaneurol.2020.1118

2020年6月18日 星期四

天竺鼠(guinea pig)的起源與傳播

天竺鼠。圖片來源:維基百科
小時候養過天竺鼠(豚鼠),胖胖的身軀、小小的眼睛,雖然跟人的互動不多,卻非常可愛。後來知道天竺鼠的英文名稱是「幾內亞豬」(guinea pig),又覺得有點好奇,明明不是豬,怎麼會被稱為豬呢?其實天竺鼠的拉丁文學名「Cavia porcellus」其中的種小名「porcellus」也是小豬的意思,而屬名「cavia」則來自於原產地法屬圭亞那的Kalina原住民族對牠的稱呼。至於中文為何叫做「天竺」鼠,也不知來源。

過去的研究知道天竺鼠起源於南美洲的安地斯高原,大約在公元前五千年馴化。一開始天竺鼠是做為食物,秘魯的莫切文明(Moche)有天竺鼠的崇拜。天竺鼠轉為寵物可能是在1532年以後(西班牙人征服南美洲)的事情,他們把天竺鼠帶回歐洲,許多歐洲人開始飼養天竺鼠做為寵物,連伊麗莎白一世都養過天竺鼠。到了十八世紀,天竺鼠才成為實驗動物;也在差不多的時間,天竺鼠傳播到北美洲。

最近紐西蘭的奧塔哥大學(University of Otago)利用從加勒比地區、秘魯、哥倫比亞、玻利維亞、歐洲和北美洲的多個地點挖掘出的天竺鼠遺骸進行DNA分析發現,過去認為加勒比地區的天竺鼠是從哥倫比亞傳播過去的想法有誤。雖然哥倫比亞距離加勒比地區較近,但DNA分析的結果發現,加勒比地區的天竺鼠是從秘魯帶過去的。

雖然在許多地區天竺鼠是寵物,但在南美洲的許多地區,天竺鼠仍是食物。奧塔哥大學的發現也告訴了我們,古代南美洲的貿易路線,應該比想像的要複雜多了。

參考文獻:

E. Lord, C. Collins, S. deFrance, M. J. LeFebvre, F. Pigière, P. Eeckhout, C. Erauw, S. M. Fitzpatrick, P. F. Healy, M. F. Martínez-Polanco, J. L. Garcia, E. Ramos Roca, M. Delgado, A. Sánchez Urriago, G. A. Peña Léon, J. M. Toyne, A. Dahlstedt, K. M. Moore, C. Laguer Diaz, C. Zori, E. Matisoo-Smith. Ancient DNA of Guinea Pigs (Cavia spp.) Indicates a Probable New Center of Domestication and Pathways of Global Distribution. Scientific Reports, 2020; 10 (1) DOI: 10.1038/s41598-020-65784-6

2020年6月10日 星期三

A型Rh陽性被2019冠狀病毒病感染容易發展為肺衰竭?

SARS-CoV-2 圖片來源:維基百科
請注意:本篇所介紹的研究尚未通過同儕審查。

最近一項分析了1,980個2019冠狀病毒病(COVID-19)的基因體研究發現,人類的基因上有兩個位點與肺功能衰竭有關。其中之一位於三號染色體,可能是ACE2。另一個基因則與血型基因有關。研究團隊發現,血型為A型Rh陽性的人,一旦被SARS-CoV-2感染,發展成為肺衰竭的機率會較高;而另一篇發表於23andMe的更大型的研究(涵蓋了75萬人)不僅確認了這個結果,還進一步發現血型為O型的人則發展出重症的機率較低(9-18%)。

不知道背後的機制是什麼呢?我會聯想到O型的人特別容易被幽門桿菌(H. pylori)感染,但是那是因為O型的抗原就是幽門桿菌的受器。

一天到晚迷信血型跟個性有關的人,相信那些還不如認真看一下這類的研究,還比較有道理。

參考文獻:

David Ellinghaus et. al., 2020. The ABO blood group locus and a chromosome 3 gene cluster associate with SARS-CoV-2 respiratory failure in an Italian-Spanish genome-wide association analysis. medRxiv.

2020/6/8. 23andMe finds evidence that blood type plays a role in COVID-19.

2020年5月24日 星期日

飢餓的大黃蜂(bumblebee)會逼植物提早開花

大黃蜂。圖片來源:維基百科
花粉是大黃蜂重要的食物來源。最近的一項研究發現,當大黃蜂找不到足夠的花粉時,飢餓的大黃蜂會在葉片上打洞。

打洞的行為造成植物受傷,這種壓力使得植物提早開花。研究團隊觀察到,當大黃蜂在番茄的葉片上打洞時,番茄會提早一個月開花;如果發生在黑芥(black mustard),會提早半個月(十六天)開花。

研究團隊發現,大黃蜂在這些葉片上做的可能不只是打洞,因為當研究人員嘗試著模仿大黃蜂的行為時,他們發現光只是打洞並不能讓植物提早開花。到底大黃蜂除了打洞以外還做了什麼,有待後續的研究來進一步釐清。

參考文獻:

Science, DOI: 10.1126/science.aay0496

2020年5月17日 星期日

什麼是「快速檢測」?為什麼要快速檢測?

圖片:林哲先

在【為什麼要檢驗?檢驗是驗什麼?】裡,我們介紹了檢驗分為檢驗抗原(病毒)與檢驗抗體兩大類,也提到目前國際唯一的標準檢驗2019冠狀病毒病的方式就是以「定量反轉錄聚合酶連鎖反應」(qRT-PCR)來檢驗病毒的基因體。

定量反轉錄聚合酶連鎖反應非常敏感,所以幾乎不會有「偽陰性」(就是明明有但是驗不出來)的問題。

雖然這麼棒,但它也不是完全沒有問題的!最主要的問題是它要從咽喉採檢,採檢需要把一根長長的棉棒從鼻孔深深地插進去(光想像就覺得超難受!),到您的咽喉深處去取得樣品。過程中會發生忍不住打噴嚏、咳嗽的狀況,造成採檢的困難,也讓採檢人員被感染的風險升高。

第二個問題就是進行qRT-PCR需要特殊的儀器、昂貴的試劑與專業技術人員的操作,即使在已開發國家也不是每個醫院都有,有些發展中國家可能也負擔不起。

第三個問題是進行qRT-PCR至少要四個小時,在這期間防疫人員究竟要讓疑似患者「居家檢疫」還是「自主健康管理」呢?

如果能夠有簡單、快速、不需要複雜採樣程序,也不用特殊儀器與昂貴試劑的檢驗方法,應該就能夠解決這部分的問題了。這就是為什麼須要開發「快速檢測」試劑(不是快篩)的原因。

依據世界衛生組織對快速檢測(rapid/simple test)的定義,所謂的快速檢測,指得是要能在兩小時內完成、不需要儀器設備、可以在室溫下進行,檢測的材料可儲存在室溫的檢測,才能叫做快速檢測。當然,如果取得檢測樣品的過程也很簡單(如取唾液、尿液或擠一滴血)就更好。再加上價錢不貴的話,就完美了!

只要有快速檢測,當醫生在診間遇到疑似病例時,便可以將病人留在診間進行檢驗。十分鐘左右「開獎」後,馬上就可以決定是要將病人收治到負壓病房還是可以請病人回家(如果沒有接觸史的話)。如此一來,就可以有效地防止病毒繼續散播,也不會增加病人與第一線醫護、防疫人員的困擾了。

原文刊載於慈濟大學粉專

2020年5月16日 星期六

為什麼要檢驗?檢驗是驗什麼?

圖片:林哲先

已於2020/5/9突破四百萬人確診的2019冠狀病毒病(COVID-19)讓每天下午兩點的直播成為全台最熱門的節目,也讓大家好奇,不斷被提到的「篩檢」究竟是什麼?

在這裡要很嚴肅的告訴大家,其實是「檢驗」。由於2019冠狀病毒病的症狀多變,從最早期的發燒、肺炎,到後來加入了腹瀉、嗅味覺改變,還有超級健康活跳跳的「無症狀感染」,因此我們需要檢驗來幫助醫師與防疫人員找出感染者,才能及時將這些人隔離,避免感染一傳二、二傳四、四傳八的不斷擴大。

那麼,檢驗要驗什麼呢?

檢驗可以驗「抗原」(在這裡指得就是新冠病毒SARS-CoV-2),也可以驗「抗體」。如果您不清楚抗原跟抗體的定義,可以回頭去看我們的另一篇文章:【抗原、抗體傻傻分不清嗎?

檢驗抗原可以檢驗病毒的蛋白質,或是檢驗病毒的基因體。要怎麼檢驗病毒的基因體呢?由於SARS-CoV-2是RNA病毒(也就是說,它的基因體是由RNA[核糖核酸]構成,不像人類的基因體是由DNA[去氧核糖核酸]構成),要檢驗它的基因體要使用「定量反轉錄聚合酶連鎖反應」(縮寫為qRT-PCR)來偵測。

定量反轉錄聚合酶連鎖反應分為兩部分,第一部份是使用反轉錄酶將病毒的基因體(RNA)反轉錄為去氧核糖核酸(DNA),接著第二部分再以去氧核糖核酸聚合酶(DNA polymerase)將反轉錄得到的DNA放大。在進行第二部分的時候,我們會加入螢光標記,當放大成功後就會發出螢光,所以只要偵測螢光的量,不但能知道樣本裡面有沒有病毒的基因體,還能知道病毒量。

另外也可以檢驗抗原(病毒)的蛋白質。只要找到可以清楚明白認出病毒蛋白質的抗體,我們就可以用這個抗體來看看採取的樣品中是否有病毒的存在。

當然,不論是檢驗病毒的基因體還是檢驗病毒的蛋白質,都需要病毒的存在。所以,如果這個人已經痊癒沒有病毒在體內,當然就檢驗不出來囉。

除了檢驗病毒的存在與否,也可以檢驗抗體。由於我們被病原體入侵後都會產生抗體,所以檢驗抗體也是一種很方便的方法。使用合成的病毒抗原(通常是病毒外殼的某個蛋白質)作為「釣餌」,就可以從血液中釣出能辨識病毒的抗體。這個方法不只可以找到目前正在受感染的人,也會找到曾被感染但已經痊癒的人。

原文刊載於慈濟大學粉專

2020年5月15日 星期五

抗原、抗體傻傻分不清嗎?

圖片:林哲先

從去年十二月底開始流行的2019冠狀病毒病(COVID-19),目前(2019年四月28日)全球確診人數已突破三百萬大關。由於它還沒有特效藥也沒有疫苗,使得人人聞之色變。

就算您不是每天兩點準時守著「時中」,對於新聞裡提到的篩檢、快篩、抗體、抗原等名詞,應該也不陌生。是否曾好奇它們到底是什麼呢?讓我們一一為您解說吧!

想像我們的身體就像一座城市,讓我們生病的細菌、病毒、真菌(以下統稱為病原體)就是歹徒。這些歹徒總是趁我們不防備的時候偷襲我們,造成我們生病。不過因為人體有免疫系統,所以這些歹徒(病原體)也不是每次偷襲都會得手。

當這些病原體偷襲我們的時候,我們的免疫系統好比城市裡的警察系統很快就會發現:有入侵者!這時候白血球中的「中性球」以及「巨噬細胞」會出動來吞食這些病原體,而另一種白血球「輔助型T細胞」則會透過巨噬細胞的幫助,開始把病原體的「重要部位」呈現給「B細胞」(也是白血球的一種),就好比警察局出示歹徒相片及特徵一般。

接著B細胞便會根據它看到的病原特徵,製作出可以辨認病原體重要部位的分子,這些分子就是「抗體」。

抗體又稱為免疫球蛋白,總共分為五類,IgA、IgD、IgE、IgM與IgG。在感染後3到10天之間人體會分泌IgM,再過一陣子(大約是感染後14天到一個月)會換成分泌IgG。為什麼要在不同時間分泌兩種不同的抗體呢?原來IgM對病原的親和力比較弱,但因為它是由五個抗體分子所構成的聚合物,可以對病原體伸出十隻「手」,把病原體給團團圍住。相對的,IgG是由一個抗體分子所構成的單體,只有兩隻手,但這兩隻手對病原的親和力很高,一旦抓住了病原體就不放手。有了這兩種抗體的接力防守,在我們體內的病原體才有可能順利的被清除掉。

因為這些病原體會讓我們的免疫系統產生抗體,所以我們也可以把它們稱為「抗原」:以2019冠狀病毒病來說,抗原就是冠狀病毒(正式名稱是SARS-CoV-2)。

原文在4月28日刊載於慈濟大學粉專