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

2020年5月5日 星期二

以微孢子蟲(Microsporidia)防治瘧疾

微孢子蟲的孢子母細胞。圖片來源:維基百科
瘧疾(malaria)雖然是一種古老的疾病,但它一年仍從全世界奪走超過四十萬條人命。雖然隨著治療瘧疾的藥物如奎寧、青蒿素等的發現,加上使用蚊帳、撲滅病媒蚊等方式,已經成功地讓瘧疾在世界的某些地方消失,但非洲、南美洲的某些區域、亞洲的中南半島、印度的人民仍深受瘧疾的威脅。目前對奎寧或/及青蒿素有抗性的瘧原蟲也已經出現,所以找尋新方法來防治瘧疾的確是刻不容緩的事情。

雖然噴灑殺蟲劑可以撲滅病媒蚊,但對殺蟲劑有抗性的瘧蚊也早已出現。最近的研究更發現,蚊帳的使用造成瘧蚊改變牠們的攝食時間:從晚上改為較早的傍晚與較晚的早晨。研究團隊也發現,較早的傍晚被咬,罹患瘧疾的可能性較高。

是否有其他方法可以防治瘧疾呢?過去對登革熱病媒蚊的研究發現,被沃爾巴克氏體(Wolbachia)這種立克次體科的內共生細菌寄生的病媒蚊出現壽命縮短一半、無法叮咬人類的狀況,如此一來便可以藉由釋放被沃爾巴克氏體感染的病媒蚊來防治登革熱。

最近肯亞的研究團隊在維多利亞湖畔研究瘧蚊時,發現了一種微孢子蟲Microsporidia MB。大約百分之五的瘧蚊體內含有這種微孢子蟲,而被微孢子蟲感染的瘧蚊,體內找不到瘧原蟲。被微孢子蟲感染的瘧蚊生殖與存活能力並沒有下降的現象,但瘧原蟲不存在於牠們的體內卻是不爭的事實。

微孢子蟲過去曾一度被以為是原蟲,不過現在已知它們是一種真菌。全世界有大約一百萬種微孢子蟲,不過只有大約一千五百種被命名。微孢子蟲寄生於動物體內(主要是昆蟲),目前已經發現並命名的微孢子蟲,大抵都是感染一個物種或數種相關的物種。大約有10%的微孢子蟲感染脊椎動物,有少數幾種在某些狀況下會感染人類。

研究團隊發現微孢子蟲主要住在瘧蚊的中腸與卵巢中。在實驗室以微孢子蟲感染瘧蚊後,瘧蚊體內找不到子孢子(sporozoite)。由於Microsporidia MB本來就會感染瘧蚊,所以讓更多的瘧蚊被它感染應該不會產生影響生態的疑慮。當然,在真正開始大規模地讓瘧蚊被微孢子蟲感染之前,研究團隊還需要對微孢子蟲與瘧蚊間的互動進行更多的瞭解。

參考文獻:

Jeremy K. Herren. et al. A microsporidian impairs Plasmodium falciparum transmission in Anopheles arabiensis mosquitoes. Nature Biotechnology. 2020.

Eunho Suh, Marissa K. Grossman, Jessica L. Waite, Nina L. Dennington, Ellie Sherrard-Smith, Thomas S. Churcher, Matthew B. Thomas. The influence of feeding behaviour and temperature on the capacity of mosquitoes to transmit malaria. Nature Ecology & Evolution, 2020; DOI: 10.1038/s41559-020-1182-x

Microsporidia. Wikipedia.

2020年4月25日 星期六

自製口罩(homemade mask)該用什麼材質?

自製口罩。圖片來源:維基百科
隨著2019冠狀病毒病(COVID-19)越來越猖獗,歐美各國從認為只有生病的人需要戴口罩,到現在德國下令去超市都一律戴口罩,口罩已成為全世界出門必備的裝備。但是醫療用口罩產量有限,雖然有些研究已經發現可以以紫外線、乾熱或其他方法重複使用口罩,但這些口罩仍有它的使用次數限制。

大量拋棄勢必造成大量污染,這時候可以重複使用的布口罩當然就應運而生了。只是,布口罩的防護力是否夠好呢?

最近美國芝加哥大學的研究團隊,以對應於人的靜止呼吸的氣流速率將直徑從10 nm到6μm的顆粒吹過各種布料樣品,測量穿過布料前後空氣中微粒的數量和大小。結果發現,一層棉布與兩層雪紡結合在一起,過濾掉了大部分氣溶膠顆粒(80-99%,取決於顆粒大小),性能接近與N95口罩材料相同。用天然絲綢或法蘭絨代替雪紡,也可以得到類似的結果。

研究團隊指出,緊密編織的織物,例如棉,它可以充當對顆粒的機械屏障,而具有靜電荷的織物(例如某些類型的雪紡和天然絲綢)則充當靜電屏障。但是如果口罩沒有貼緊面孔,則效果會大大打折:所以戴口罩的時候還是要注意密合度喔!

參考文獻:

Abhiteja Konda, Abhinav Prakash, Gregory A. Moss, Michael Schmoldt, Gregory D. Grant, Supratik Guha. Aerosol Filtration Efficiency of Common Fabrics Used in Respiratory Cloth Masks. ACS Nano, 2020; DOI: 10.1021/acsnano.0c03252

2020年4月17日 星期五

N95口罩也可以重複使用!

圖片來源:維基百科
隨著新冠肺炎的大流行,口罩變得愈來愈珍貴--尤其是醫療專用的N95口罩,因為可阻擋95%直徑0.3微米以上的非油性顆粒、可以預防由患者體液或血液飛濺引起的飛沫傳播,成為醫療人員保護自己的利器。但隨著確診數不斷地上升(目前全球已突破兩百萬),N95口罩的供不應求也成了大問題。

最近美國國家過敏和傳染病研究所(National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID))針對N95口罩的重複使用性進行了研究。他們使用了:

        紫外光(波長260-285奈米,最高六十分鐘)
        乾熱(攝氏七十度C,最高六十分鐘)
        過氧化氫蒸氣處理十分鐘(這只有在醫院才有辦法做)
        70%乙醇(酒精,最高六十分鐘)。

其中以70%酒精處理的這一組首先出局,因為口罩的材質會被酒精溶解。

紫外光與過氧化氫蒸氣處理過的口罩,可以有效地為N95口罩去污且不損及其結構,可以重複使用個三次沒有問題。研究團隊尤其推薦過氧化氫蒸氣,但是這需要特別的設備,一般中小型醫院以及護理之家不見得有。所以紫外光可能是比較好的選擇。

乾熱處理也可以有效地為N95口罩去污,但只能重複兩次就不能用了。

雖然這篇研究目前只發表在MedRxiv,尚未經過同儕審查,但對於目前口罩需求持續上升、供不應求的狀況,應該會大有幫助。因此,美國國家衛生研究院已經將這個消息公佈出來。當然也可以減少垃圾的產生!

參考文獻:

Robert Fischer et. al. 2020. Assessment of N95 respirator decontamination and re-use for SARS-CoV-2. MedRxiv.

2020年4月13日 星期一

在實驗室生產肝素(Heparin)即將成真?

肝素。圖片來源:維基百科
肝素(Heparin),根據維基百科的資料,是一種天然糖胺聚糖抗凝血劑,可用來治療及預防深靜脈血栓、肺栓塞、動脈栓塞,也可用於治療心肌梗塞以及不穩定型心絞痛。從1916年發現以來, 肝素已列入世界衛生組織基本藥物標準清單中。

它在臨床上是最常被使用的抗凝血劑,但迄今我們仍無法在實驗室內生產,而必須從豬的腸子萃取。十年前曾發生污染事件,造成多人死亡。雖然肥大細胞(mast cell)與嗜鹼性球(basophil)可以合成肝素,但在細胞培養的狀況下還是無法大量合成。

最近加大聖地牙哥分校的研究團隊發現了一個轉錄因子(transcription factor)稱為鋅指蛋白263(ZNF263,zinc-finger protein 263),這個轉錄因子會抑制肝素的合成。肥大細胞與嗜鹼性球以外的細胞無法合成肝素,是因為這個轉錄因子的表現。在肥大細胞與嗜鹼性球中,這個轉錄因子的表現被抑制,所以這兩種細胞可以生產肝素。

所以,如果可以用基因編輯的方法,將鋅指蛋白263給「關」掉,一般工業上常用的細胞(如中國倉鼠卵巢細胞株CHO)就可以開始大量產出肝素了。

參考文獻:

Ryan J. Weiss, Philipp N. Spahn, Alejandro Gómez Toledo, Austin W. T. Chiang, Benjamin P. Kellman, Jing Li, Christopher Benner, Christopher K. Glass, Philip L. S. M. Gordts, Nathan E. Lewis, Jeffrey D. Esko. ZNF263 is a transcriptional regulator of heparin and heparan sulfate biosynthesis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; 201920880 DOI: 10.1073/pnas.1920880117

2020年4月10日 星期五

消毒劑(disinfectant)與環境污染:兩難的抉擇

次氯酸離子(Cl-O-)。圖片來源:維基百科


為了遏止新冠肺炎(COVID-19)蔓延,各國無不卯足了勁地到處消毒。而這些消毒劑(主要是次氯酸),卻會對環境造成污染。

首先,氯消毒劑會破壞細胞壁或氧化蛋白質,對動植物細胞都能造成傷害;其次是,這些消毒劑中的化學物質可與其他物質結合形成有害化合物,如三鹵甲烷(trihalomethanes)或鹵代乙酸(haloacetic acids)。

當然我們在此刻別無選擇,如果不噴灑消毒劑就無法遏止疫病蔓延,但在高興大家減少外出降低碳排放、空氣變乾淨了、海豚回來了、熊貓交配了之餘,或許大量的使用消毒劑(光是武漢一地估計便使用了五千噸的消毒劑)也是值得注意的。

除了次氯酸,大家也大量用酒精來消毒手部:不知道酒精釋放到大氣中是否會對環境造成傷害?

參考文獻:

Disinfection threatens aquatic ecosystems. Science.

2020年4月5日 星期日

伊維菌素(ivermectin):新冠肺炎治療新希望?

伊維菌素。圖片來源:維基百科

新冠病毒(SARS-CoV-2)從2019年底出現在中國武漢市迄今,在全球病例數已破百萬,死亡人數也超過五萬人。在世界各地的實驗室努力地開發疫苗希望能夠讓大家不再聞之色變的同時,開發有效療法絕對是非常重要的。

目前最有效的藥劑可能是「羥氯奎寧」(hydreoxychloroquine),由於筆者非醫界人士,並不清楚是否有更新穎的療法。也有學者以AI來試圖更快地篩選出可能的化合物,希望能找出更多候選藥。

最近澳洲研究發現,用來治療頭蝨、疥蟎引起的疥瘡、蟠尾絲蟲症(河盲症)、線蟲感染、班氏絲蟲感染導致的象皮病等疾病的伊維菌素(ivermectin),最近被發現在實驗室中可以在48小時內抑制新冠病毒複製。

研究團隊發現,只需要單一劑量就可以在24小時內讓病毒顯著下降;48小時後便偵測不到病毒的RNA。

伊維菌素由日本北里大學有機化學家大村智(Satoshi Ōmura)所發現,和默克藥廠默克治療研究所的威廉·坎貝爾(William C. Campbell)從阿維菌素提純出來。由於他們倆的發現成功地「降低了河盲症和淋巴絲蟲病的發病率」,2015年度的諾貝爾生理學或醫學獎的一半聯合授予坎貝爾與大村。

下一個目標應該就是開始進行動物試驗?或者是由於伊維菌素已經是世界核准的用藥,或許在找出適當劑量後可以開始試用在人類身上?

參考文獻:

Leon Caly, Julian D. Druce, Mike G. Catton, David A. Jans, Kylie M. Wagstaff. The FDA-approved Drug Ivermectin inhibits the replication of SARS-CoV-2 in vitro. Antiviral Research, 2020; 104787 DOI: 10.1016/j.antiviral.2020.104787

2020年4月2日 星期四

貓會被新冠病毒感染

圖片來源:維基百科
最近的研究發現,貓會被新冠病毒(SARS-CoV-2)感染,而且不會產生症狀。

被感染的貓可以把病毒傳給其他的貓,至於會不會傳染給人,目前還沒有任何證據,所以不要馬上拋棄你家的喵星人!另外是,這個研究是在實驗室中進行,貓被給予了高劑量的病毒,所以並不表示在自然界中貓也會那麼容易被傳染。

至於狗是否會被新冠病毒傳染呢?目前的發現是不大會。

但要注意一件事:bioRxiv並不是具有審查制度的期刊,而是一個提供給大家放新研究發現的平台。這個研究到底能不能通過同儕審查制度(peer-review),還有待未來的發展。如果可以通過同儕審查,就代表該研究具有公信力;如果不能通過,就代表不需要太在意。

補:查到五天前的新聞,在比利時有家貓被人傳染新冠肺炎並出現症狀

參考文獻:

Shi, J. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.03.30.015347 (2020).

2020年3月7日 星期六

發現抗酒精(alcohol)致癌性的新機轉

乙醛。圖片來源:維基百科
大家都知道酒喝多了會得癌症,但會讓你得癌的其實不是酒精(乙醇),而是酒精進入體內所產生的代謝物乙醛(acetaldehyde)。

乙醛會讓我們的DNA雙股之間發生交聯(crosslink),干擾基因的複製,讓基因複製出問題,日積月累就產生癌症了。

乙醛來自於乙醇:當我們喝酒後,乙醇到了肝臟遇到乙醇去氫酶(alcohol dehydrogenase,ADH),將乙醇氧化產生乙醛。乙醛接著會被乙醛去氫酶2(aldehyde dehydrogenase 2,ALDH2)進一步氧化成為乙酸(acetic acid),然後可以排出體外。

聽起來一切都很好,不幸的是這個世界上大約有二十億人(大部分在亞洲)具有沒有功能的乙醛去氫酶2,造成這些人喝酒後會臉紅。所以喝酒會臉紅的人真的不應該喝酒...

當然我們的身體也不會放任乙醛來傷害我們的DNA(基因體),我們體內有DNA修復機制可以幫忙修復因乙醛所產生的雙股交聯,當然如果太多了、太頻繁了還是會出問題的啦!

這個DNA修復機制,在范可尼氏貧血(Fanconi anemia)病人中有缺失。過去只知道這條路徑可以修復因乙醛所造成的基因損害,但最近歐洲的研究團隊發現了一個新的修復機制。

當然不管是哪個修復機制,作用能力都是有限的,所以就算喝酒不會臉紅的人,最好還是不要常喝;而喝酒會臉紅的人,真的不應該喝呢!

參考文獻:

Michael R. Hodskinson, Alice Bolner, Koichi Sato, Ashley N. Kamimae-Lanning, Koos Rooijers, Merlijn Witte, Mohan Mahesh, Jan Silhan, Maya Petek, David M. Williams, Jop Kind, Jason W. Chin, Ketan J. Patel, Puck Knipscheer. Alcohol-derived DNA crosslinks are repaired by two distinct mechanisms. Nature, 2020; DOI: 10.1038/s41586-020-2059-5

2020年2月25日 星期二

沒有粒線體(mitochondria)的多細胞生物

粒線體。圖片來源:維基百科

多細胞生物生存需要進行氧化代謝,因此多細胞生物都具備有粒線體。

最近加拿大的研究團隊發現了一種鮭魚的寄生蟲(Henneguya salminicola)沒有粒線體,意味著牠們不在體內進行氧化代謝。

研究團隊一開始只是要定序這種寄生蟲(一種刺胞動物)的基因體,意外地卻發現找不到粒線體的DNA;後來研究團隊進一步以染劑來觀察牠的DNA的位置,也沒有發現任何細胞核外的DNA。雖然牠有類似粒線體的胞器,但裡面完全沒有DNA喔!

缺少粒線體意味著這種生物不能進行氧化代謝。到底這種生物怎樣獲取牠所需的能量,目前還需要進一步的研究。

參考文獻:

A cnidarian parasite of salmon (Myxozoa: Henneguya) lacks a mitochondrial genome

2020年1月24日 星期五

人類促成新物種的演化:倫敦地鐵蚊(Culex pipiens molestus)

倫敦地鐵蚊。圖片來源:Science Daily
如果你到倫敦地鐵被蚊子咬,咬你的是一種新物種:倫敦地鐵蚊(Culex pipiens molestus)。牠是家蚊(Culex pipiens)的變種,最早出現的紀錄是1775年。

原先以為牠只是家蚊的亞種,不過最近研究DNA序列發現:倫敦地鐵蚊已經成為一個新的物種了。由於人類建造了地鐵站,原先在地表生活的家蚊飛入地底,適應了地下生活後,演化成了新的物種。

演化成功的倫敦地鐵蚊,接著隨著旅行者攻佔全歐洲的地鐵;這只是人類促成的新物種演化的一個例子。

從全新世(Holocene,由9,700 B.C.至今)開始,在人類的魔掌下,已經有1359個物種絕種了;如果由公元1500年算起,已經有786個物種絕種。雖然絕種物種數還沒有前面五次大滅絕多,但是以物種絕種的速度來看,已經比得上前五次大滅絕了。

大家應該都知道,我們如何導致物種的滅絕;但在這篇由丹麥與歐洲的科學家分享的研究中,他們特別提到:人類也造成物種加快演化。

人類如何造成物種加快演化呢?可以分為以下這些機制:

1. 遷移:例如為了控制兔子的數目增長,將黏液瘤病毒(myxoma virus)引進澳洲。遷移也造成入侵物種的出現。
2. 馴化:從全新世開始,人類已經馴化了474種動物與269種植物;馴化的過程會對這些生物造成樣貌上的改變,有些甚至已經無法與它們野生的表親交配了。
3. 狩獵:狩獵造成物種加快演化,速度可達原來的三倍!
4. 製造新的生態系:如我們一開始提到的倫敦地鐵蚊,就是因為地鐵出現後才有的。不知道有一天是否倫敦地鐵蚊會出現在北捷嗎?還是有一天會有北捷地鐵蚊?

當然,若以為新物種可以取代已滅絕的物種,讀者們可能還要多想想喔!所謂的 ' no net loss' 其實在生態系上面是站不住腳的,就如導入許多外來物種所製造出來的生物多樣性,也不能取代當地原來的生態系呢!

參考文獻:

Joseph Bull et al. How humans drive speciation as well as extinction. Proceedings of the Royal Society B, 2016 DOI: 10.1098/rspb.2016.0600