人的細胞，是否能在豬的體內發育成型？──談人豬嵌合體之研究

本文由 新萃 Nutri Source 委託，泛科學企劃執行。

你有發現家裡的狗狗經常舔自己四肢，或是身上出現不明紅疹？當心這可能是過敏反應。寵物和人類一樣，也會有過敏反應，過敏可依照「來源」分為三種：吸入性過敏、接觸性過敏和食物性過敏。

不管是哪一種過敏反應，在人的身上都比較容易發現和排除。但狗狗的過敏卻很難處理，如果是接觸性或吸入性過敏，即使你把家裡打掃得很乾淨，還是無法排除帶狗出去散步時可能接觸到的環境過敏原。因此，對飼主來說，最容易控制的是食物性過敏。

食物性過敏是怎麼發生的呢？其實，「食物過敏」這個詞並不太準確。正確的臨床醫學用詞是「食物不良反應」（Adverse Food Reaction, 簡稱AFR）（Jackson, H. , 2009），指的是吃下食物後身體產生各種不良反應。並進一步分為食物過敏（Food Allergy）和食物不耐受（Food Intolerances）兩種。

如果你看過動漫作品《工作細胞》，你就會知道過敏其實只是免疫系統對特定成分產生的過度反應，因此全名為「過分敏感」；而食物不耐受則並非免疫性反應，而是消化系統無法代謝或對該生物體有毒，例如狗不能吃洋蔥或巧克力，否則會致死等等。

由於寵物沒有選擇權，只能吃飼主提供的食物，如果飼料中恰好有會造成牠 AFR 的成分，就可能產生各種症狀。除了腸胃發炎和拉肚子外，最明顯的外在症狀就是皮膚問題，包括搔癢、脫毛和紅疹等。後者容易被誤判為皮膚性疾病，讓許多飼主狂跑獸醫院的同時，獸醫也難以對症下藥。

雖然曾有研究透過讓醫師用血液或唾液是否檢測出 IgE 抗體來判斷狗是否過敏（Ermel, R et al.,1997），但最新的研究卻發現，無論使用無論血清的 IgE 抗原或是唾液裡的 IgM 或 IgA 抗原都無法有效檢測出狗狗的過敏來源（Udraite Vovk Let al., 2019 & Lam ATH et al., 2019），甚至會造成偽陽性誤判。因此，目前學界公認唯一能識別食物過敏原的方法就是「食物排除法」（Food Elimination Method）。

食物排除法的原理相當簡單粗暴，類似我們過去在學校做的實驗一樣，抓出「控制組與對照組」。首先，將狗狗的食物換成牠沒吃過、單一來源且易消化的高蛋白質或水解蛋白質；同時嚴格限制牠對其他食物接觸，包括其他人餵食或路上亂吃等可能性都要注意，此為「對照組」，如此持續 8～12 週，觀察皮膚是否有改善。如果確實有改善，那就證明了確實是 AFR 而非皮膚病。

下一步我們可以進行「食物挑戰」，在每餐食物中逐一嘗試可能的過敏原（例如常見的牛肉、雞蛋等），有如「控制組」，等到症狀又出現，就可以確認哪種食物成分是過敏原，未來就可以在飼料中排除，讓狗狗健康快樂地成長。

這個方法需要飼主的大力配合和耐心紀錄，不僅要在漫長的試驗期，更需要在控制期一一排除所有不可能之後，才能找到答案。而其中最困難的部分，也是實驗的基礎可能是第一步：「提供狗狗牠從未吃過，且肉品單一的蛋白質」，這點對多數飼主來說幾乎是不可能的任務，因為大部分的寵物飼料成分都很複雜。不要說狗狗了，搞不好你連自己沒吃過什麼恐怕都不知道。

那該怎麼進行食物排除法呢？別擔心，沒有找不到的肉品，只有勇敢的狗狗。市面上已經有了針對過敏狗狗的低敏飼料，新萃推出了一系列低敏肉，包含單一肉種的袋鼠肉、鹿肉以及野豬等相比牛豬羊等較不容易取得的肉類，是進行食物排除法第一步測試的首選。

此外，新萃牌無論哪種飼料都有美國專利 Good 4 Life® 奧特奇專利保健元素，能促進飼料中的營養都被狗狗完整吸收。不僅過敏的狗狗能吃，有消化不良症的狗狗也適用。

• 新萃產品說明

參考資料

1. Thus for the purpose of this discussion, although the term food allergy is used throughout, it should be recognized that this term is a presumptive clinical diagnosis and adverse food reaction is a more accurate term for these canine cases. – Consensus
2. Jackson, H. (2009). Food allergy in dogs – clinical signs and diagnosis.. Companion Animal Practice.
3. Assessment of the clinical accuracy of serum and saliva assays for identification of adverse food reaction in dogs without clinical signs of disease – PubMed (nih.gov)
4. Lam ATH, Johnson LN, Heinze CR. Assessment of the clinical accuracy of serum and saliva assays for identification of adverse food reaction in dogs without clinical signs of disease. J Am Vet Med Assoc. 2019 Oct 1;255(7):812-816. doi: 10.2460/javma.255.7.812. PMID: 31517577.
5. Direct mucosal challenge with food extracts confirmed the clinical and immunologic evidence of food allergy in these immunized dogs and suggests the usefulness of the atopic dog as a model for food allergy. – Consensus
6. Ermel, R., Kock, M., Griffey, S., Reinhart, G., & Frick, O. (1997). The atopic dog: a model for food allergy.. Laboratory animal science.
7. https://www.moreson.com.tw/moreson/blog-detail/furkid-knowledge/pet-knowledge/dog-food-allergen-TOP10/
8. 狗狗因為食物過敏而搔癢不舒服，為什麼做「過敏原檢測」沒什麼用？
9. 【獸醫診間小教室】狗狗皮膚搔癢難改善？小心食物過敏！ – 汪喵星球 (dogcatstar.com)
10. 寵物知識+／毛孩對什麼食物過敏？獸醫：驗血完全不準！診斷法只有一個 | 動物星球 | 生活 | 聯合新聞網 (udn.com)
11. Is there a gold-standard test for adverse food reactions? – Veterinary Practice News

飲食品味有人崇尚創新，有人偏好傳統，還有科學家喜歡走科技復古風：比利時 Paleo 公司從瑞典斯德哥爾摩的古遺傳學中心（the Center for Palaeogenetics），取得 120 萬年前的猛瑪象（mammoth，又稱長毛象）DNA，培養出肌紅素（myoglobin），當作蛋白質添加物。^[1]澳洲 Vow 公司也不甘示弱，做了一粒猛瑪象肉丸，於荷蘭 NEMO 博物館亮相，^[2]並由荷蘭國立博物館（Rijksmuseum）收藏。^[3]

精準發酵

Paleo 公司的創辦人兼執行長向媒體表示，他們拿到的猛瑪象 DNA 支離破碎，所以比對亞洲與非洲象來重建序列，再利用酵母精準發酵（precision fermentation），產出肌紅素。他宣稱加入了猛瑪象肌紅素的植物漢堡排，不僅擁有鮮紅的色彩，還別具濃郁的肉品風味。然而，肉品科學專家懷疑這言過其實，畢竟肌紅素佔肉品成份的比重不高。比利時的 Paleo 和澳洲的 Vow 公司，兩家作法最大的差異是：前者的產品不含動物細胞；而後者則做出真的組織。^[1]換句話說，就像純素主義者吃果凍的時候，容易誤食的明膠（gelatin），^[4] Paleo 的產品源自動物，但不算肉。

培植肉

另一邊，澳洲 Vow 公司弄到不完整的猛瑪象肌紅素基因序列，便拿非洲象的 DNA 來填補。拼湊完成後，放到羊的肌母幹細胞（myoblast stem cells）裡，培養約 2 週。^{[1, 2, 5]}這種在實驗室中長大的肉品，稱為培植肉（cultured meat）。^[6]除了遠古動物，也能用現代家禽、家畜與海產等物種。^[7]一般的生產步驟，大致如下：

1. 細胞分離（cell isolation）：^[8]取得活體動物肌肉的幹細胞，揀選並培養後，儲存於細胞銀行，方便未來使用。^{[7, 9]}
2. 細胞擴增（cell expansion）：^[8]從細胞銀行提領一些出來，在無菌環境下，給予養份，令其成長並增殖。^[7]
3. 細胞分化（cell differentiation）：^[8]一旦增殖到足夠的數量，就加入蛋白質生長因子（protein growth factors）等物質，使其分化成肌肉、脂肪及結締組織等，各種類型的細胞。^[7]
4. 組合纖維（assembly of fibers）：^[8]採收成品，再以普通的食品加工程序，組合並包裝。^{[7, 8]}

吃猛瑪象的利弊

您會想嚐試猛瑪象相關食品嗎？澳洲詹姆士庫克大學（James Cook University）的科技史教授 Hallam Stevens，顯然非常猶豫，還寫了篇文章分析利弊。^{[6, 10]}以下綜合他的幾個看法和其他資料，供讀者於冒險前參考：

1. 生長激素：^[6]攝取太多生長激素，會對生長、生育造成負面影響。不過，食品法規能加以限制，而且培植肉使用的量，可以比傳統畜養少。^[11]至於精準發酵，則不需要生長激素。^[12]
2. 過敏原：^[6]參與猛瑪象肉丸開發的澳洲昆士蘭大學（University of Queensland）Ernst Wolvetang 教授表示，不曉得人體的免疫系統，遇到從地球上消失多時的蛋白質，會做何反應。^{[1, 2]}也就是科學家都沒膽吃了，在座的各位請自己看著辦…
3. 微生物汙染：^[6]傳統方式生產的海鮮和肉品，在宰殺過程中，難免受細菌、黴菌或病毒汙染；相對地，培植肉風險較低，但仍須謹慎管理倉儲，並且注意來源動物的健康狀況。^[13]如果為了避免微生物汙染，便添加抗生素，就會與傳統養殖一樣，面臨抗藥性的問題。^[9]另方面，Paleo 公司的官網寫道，精準發酵無須抗生素。^[12]
4. 營養成份：培植肉的營養是否足夠，老實說科學家還不太確定。^{[6, 9]}
5. 生物多樣性：復刻絕種動物，聽起來好像有機會促進生物多樣性，或至少食物多元化。然而主流的培植肉商品，應該還是以普通禽畜為大宗，並且限定肌肉組織，大概不會包含內臟等其他部位。由於販售的項目完全掌握在廠商手中，最後可能重蹈基因改造食物的覆轍，令特別挑選過的品種稱霸市場，排擠失去經濟價值的物種。此外，這個發展的方向，無助保育瀕危生物。^[6]
6. 溫室效應：精準發酵和培植肉，都標榜節省或使用再生能源，還有排放的溫室氣體，較傳統畜牧業少。^{[2, 9, 12]}最近卻有研究認為，家畜為人詬病的甲烷（CH₄），暖化效果其實不如製作培植肉時，釋出的二氧化碳（CO₂）持久。所以推廣培植肉，未必能明顯改善全球暖化。^[9]
7. 素食主義：養培植肉的最佳營養品，是取自往生孕牛腹中，死亡胚胎的胎牛血清（foetal bovine serum）。^{[9, 14]}無論是基於宗教還是動保的理由，在素食主義者眼裡，這無疑是殺生。^[9]關於這點，澳洲的 Vow 公司強調他們不使用胎牛血清。^[2]至於精準發酵而來的猛瑪象肌紅素，或許更容易被接受。畢竟猛瑪象的滅絕，不是現代科學家的錯，而且酵母被動保組織視為純素食材。^[15]
8. 動物保育：儘管 Paleo 和 Vow 公司的猛瑪象創舉，都證明了他們不仰賴活體動物；有論文認為，就培植肉的生產而言，少數動物還是會被養來提供細胞。^[9]
9. 宗教認可：就算釐清什麼是素食了，宗教界目前尚在爭論，實驗室養出來的肉，是否符合猶太、清真等食品規範。^[9]

食品法規的未來

根據調查統計，高學歷、願意減少宰殺，而且對培植肉有基本概念的年輕葷食者，對此肉品接受度較高。^[9]相信泛科學的讀者，有不少屬於這個族群。目前 Vow 和 Paleo 公司雖然都積極行銷，^{[3, 12]}但培植肉與絕種動物衍伸食品，應該不會馬上普及市場。大家仍有時間，針對食安、健康、環保和宗教等層面，仔細思考。同時，各國的立法單位，則要煩惱如何重新定義並檢驗肉品與海鮮，以確保相關法規與時俱進。^[9]

參考資料

1. Vlamis K, McFall-Johnsen M. (07 APR 2023) ‘A company says it added mammoth DNA to plant-based burgers and that they tasted much more ‘intense’ and ‘meatier’ than the cow version’. Business Insider.
2. Carrington D. (28 MAR 2023) ‘Meatball from long-extinct mammoth created by food firm’. The Guardian.
3. ‘We Are Writing the Roles of Food with Cultured Meat’. Forged Vow. (Accessed on 09 APR 2023)
4. ‘What is gelatin made of?’. People for the Ethical Treatment of Animals. (Accessed on 10 APR 2023)
5. Forged by Vow. (28 MAR 2023) ‘Introducing the Mammoth Meatball | The world’s first meat made out of the extinct Woolly Mammoth’. YouTube.
6. Stevens H. (06 APR 2023) ‘A mammoth meatball hints at a future of exotic lab-grown meats, but the reality will be far more boring, and rife with problems’. The Conversation.
7. ‘Human Food Made with Cultured Animal Cells’. (21 MAR 2023) U.S. Food & Drug Administration.
8. Bodiou V, Moutsatsou P, Post MJ. (2020) ‘Microcarriers for Upscaling Cultured Meat Production’. Frontiers in Nutrition, 7:10.
9. Chriki S, Hocquette J-F. (2020) ‘The Myth of Cultured Meat: A Review’. Frontiers in Nutrition, 7:7.
10. ‘Prof Hallam Stevens’. James Cook University. (Accessed on 09 APR 2023)
11. Ong KJ, Johnston J, Datar I, et al. (2021) ‘Food safety considerations and research priorities for the cultured meat and seafood industry’. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 20(6): 5421-5448.
12. ‘Our products’. Paleo. (Accessed on 11 APR 2023)
13. Ong KJ, Johnston J, Datar I, et al. (2021) ‘Food safety considerations and research priorities for the cultured meat and seafood industry’. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 20(6):5421-5448.
14. ‘Introduction to Fetal Bovine Serum Collection’. Thermo Fisher Scientific. (Accessed on 11 APR 2023)
15. Prater D. (27 JAN 2016) ‘What Is Nutritional Yeast? How Will It Change You?’. People for the Ethical Treatment of Animals.

國小高年級科普文，素養閱讀就從今天就開始!!

哪些人會需要換肝呢？

需要換肝的族群年齡分佈大致上呈兩大族群，一邊是剛出生帶有先天疾病的小朋友，一邊是後天罹病的成年人^[1]。譬如說小兒科會見到的膽道閉鎖，這些小朋友天生膽道就發育不良，膽汁無法順利排到膽管，而淤積在肝臟。如果不處置，會在數個月後快速進展成肝衰竭而有生命危險。

成年人需要換肝的在在台灣以前常見的是因為 HBV 或 HCV 造成的猛爆性肝炎，現在可能就屬肝癌、酒精性肝炎、非酒精性脂肪肝炎、藥物中毒等最為大宗。依照巴賽隆納小細胞肝癌（hepatocellular carcinoma）治療指引^[2]，在肝功能還未受損太嚴重時，若腫瘤數目、大小、位置理想，肝癌病人是可以接受換肝手術，「治癒」肝癌的。這比起許多以延長幾個月的餘命為目標的癌症治療而言，是很難得的。

台灣其實是特例？國際肝臟移植的現況

據衛福部 2020 年統計數據，台灣 2005 至 2018 總計執行了 6211 例的肝臟移植，其中活體肝臟移植就佔了其中的 4915 例^[3]。所謂的「活體」移植就是在幾乎相同的時間內，兩個開刀房、兩組醫護人馬，同時開刀，一邊把受贈者有問題的肝臟取下，一邊把捐贈者的部分肝臟擷取，最後接到受贈者體內。這也常常躍升至媒體，如「捐肝救父」、「捐肝救子」的佳話。

活體移植不僅考驗主刀者的技術、也考驗醫護團隊的默契。開刀只是其中一關，開刀前的配對、開刀後的術後照顧、抗排斥治療等等，皆是重重的考驗。不過台灣日本等國家活體移植的盛行，其實是國際移植界的特例。

活體移植牽涉到的倫理議題，也讓台灣目前活體移植只限於親屬。若非親屬捐贈，則只能排隊，等意外死亡者的肝臟捐贈。所以在國際上行之有年、且更常見的其實是大體捐贈，一般上會是來自因意外或因疾病而腦死的病人。

肝臟從捐贈者體內被取出後，會在 2-5°C 的液態保存液中暫存，並且在數小時內必須移植到受贈者體內。這黃金數小時，是沒有血液灌流的，換句話說，肝臟組織無法有效率的得到生存所需的氧氣，以及排泄代謝廢物，所以一般來說會把這段黃金時間限縮在 12 小時內。如果算上捐贈肝臟組織的運輸以及兩個手術（捐贈以及受贈者）的時間，整個移植是一個跟時間賽跑的過程。如果到目前為止，這個任務還不夠艱鉅的話，我們可以看看美國的統計數字。

在美國大約有 17,000 人在等肝臟捐贈，但實際上每年只有約 6,500 個肝臟被捐贈^[4]。所以肝臟捐贈目前還是非常短缺的，而需要換肝的人在等待過程中，存活機率也一點一滴的流失。

全新的方向：瑞士的跨領域研究

在大體捐贈以及活體移植各有其限制的狀況下，一組在瑞士的人馬開始了一個全新的肝臟移植方式^[5]。這群人結合了工程、生物化學以及醫學專業，一起研發了一台機器，可以在體外模擬許多類似人體內的環境，讓肝臟在移植過程中，有最小的轉換過程。可能的環境衝擊包括溶血、血行動力學不穩、溫度控制、血糖控制、肝醣消耗、以及物理壓力造成的組織壞死。而在今年，他們發表了第一個使用此機器的人體肝臟移植案例。

肝臟組織是來自一個 29 歲的年輕病人，因為腹部硬纖維黏液瘤（desmoid fibromatosis），併發長期感染以及敗血症，為了要控制病情而必須切除部分肝臟組織。一般來說，這樣的肝臟組織是不會再捐出去的，不只因為有腫瘤病史，而且又有進行中的感染，如果腫瘤細胞在受贈者體內繼續生長，或是感染持續進行，那麼受贈者的預後一定也很慘淡。但是這組瑞士人馬，在經過捐贈、受贈者兩方同意後，決定利用手術後剩下的肝臟組織。於是這個被取下來的肝臟組織，在肝門靜脈、肝動脈、下大靜脈、以及總膽管都被恰當的接到機器上後，就開始了這個神奇的體外之旅。

一切的變因都盡量模擬體內環境，包括溫度（37 度）、血液灌流速度、脈衝式血壓，並且持續抗生素（因為捐贈者有細菌以及真菌感染）。三天後，這個肝臟再重回人體中，是位 62 歲的受贈者。

這個嘗試特別的地方在於，雖然肝臟在體外保存了三天，卻沒有在大體捐贈常見的組織再灌流傷害（是指經過一段缺血的時間後，血管重新被打通，血液帶來充足的氧氣，但同時也產生很多自由基），這是只有活體捐贈才比較能看到的優點。而且可能因為肝臟先天免疫功能的保留，後續的排斥反應並不明顯，病人術後的抗排斥藥用量逐步地降低。與此同時，體外保存期間還可以持續治療，譬如在這個例子中的抗生素治療，讓一些本來無法使用的組織，變成可以捐贈的祝福。

肝臟移植的一線曙光

雖然在台灣大體肝臟捐贈比較不常見，反而活體肝臟移植是比較盛行的做法，但活體移植仍存有道德辯證、危害健康捐贈者健康等等的疑慮。畢竟捐贈者一般都是健康人，而捐肝的大手術也是有一定的風險的。

在這個器官需求者眾、捐贈者匱乏的社會中，這個體外保存的技術絕對是一個令人興奮的新發明。只是就像任何新的醫學發明，臨床的資料需要長期而且大量病患的累積，才能有足夠的證據支持。這個幸運的受贈者已經持續被追蹤了一年，也許再五年、十年，再百個、千個病人，而有了世代研究，體外保存技術將會變成移植醫學的顯學。

參考資料

1. Kasper, D. L., Fauci, A. S., Hauser, S. L., Longo, D. L. 1., Jameson, J. L., & Loscalzo, J. (2015). Harrison’s principles of internal medicine (19th edition.). New York: McGraw Hill Education.
2. Llovet, J.M., Fuster, J. and Bruix, J. (2004), The Barcelona approach: Diagnosis, staging, and treatment of hepatocellular carcinoma. Liver Transpl, 10: S115-S120. 
3. 衛福部公布：我肝移植成功率逾八成高雄長庚雙冠王
4. https://hospital.uillinois.edu/primary-and-specialty-care/transplantation-program/liver-transplantation/your-liver-transplant-options/cadaver-liver-transplant
5. Clavien, PA., Dutkowski, P., Mueller, M. et al. Transplantation of a human liver following 3 days of ex situ normothermic preservation. Nat Biotechnol (2022).