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為什麼有的人一看到香菜就討厭?

Gilver
・2017/04/27 ・3340字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 509 ・六年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

在眾多的食材裡,香菜是最容易引發兩派對立的食物之一。只要在食物裡加一把香菜,馬上就可以知道眼前的人是敵是友。

是擅長起爭議的朋友呢!圖/TZA @Flickr

香菜(Coriandrum sativum),或稱芫荽,是全球料理使用的調味香草,從中國、印度、南亞到墨西哥、南美洲都能在餐桌上面見到它。它的種子能夠製成多種功效的精油[1],新鮮的莖和葉則能應用在料理當中,為食物增添風味,或是用來掩蓋不好的味道。在日本,甚至有狂熱的香菜愛好者開發出香菜主題餐廳、香菜飲料,甚至是香菜浴,只為了讓身心都抵達香菜芬芳的究極領域。

日本上市的香菜檸檬飲料。圖/泛科學y編無償提供 效果素材/小樽総合デザイン事務局

不僅香味妙不可言,還能殺菌和除臭

香菜新鮮的葉子氣味多元,但主要的揮發成分包含醇類和醛類。其中,醛類(aldehydes)不但在香菜的氣味扮演著重要角色,還能夠殺死食物中的細菌。

香菜的殺菌效果實驗,最早是從一杯莎莎醬(salsa)開始的,科學家發現含有番茄、洋蔥、香菜和綠辣椒的莎莎醬具有抑制大腸桿菌、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌生長的效果。[2] 2004年,Kubo等人深入分析香菜的揮發成分,發現「2-十二烯醛」這種醛類能夠有效殺死沙門氏菌(Salmonella choleraesuis),這種汙染食物的細菌經常引起敗血症(septicemia)。除此之外,他們也發現香菜葉中的「2-己烯醛」對植物病原菌.綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)也有抑制效果。[3][4]

墨西哥料理:莎莎醬被發現具有殺菌功效。圖/Sea-Turtle @Flickr

除了殺菌,香菜在烹飪上的除臭應用也有科學實驗間接支持,例如料理豬腸(chitlins)。豬腸不只台灣人愛吃,在韓國的烤肉店也很受歡迎;在美國,豬腸則是南方的傳統料理,可煮可炸,適合在感恩節到新年之間的冬季食用。[5] 但是,豬腸散發的騷臭卻容易讓人不敢領教。

針對豬腸帶來的騷臭問題,Kohara等人率先在香菜中找到答案,以科學實驗支持了香菜能為豬腸除臭的想法。[6]其後,Ikeura等人更進一步發現「(E,E)-2,4-十一烷二烯醛」對豬大腸的除臭效果最佳,而且本身還有烘烤過的油脂香氣(roasted oil aroma),當其濃度達到10 ppb時能夠有效除臭,讓10名專業的嗅覺測試員幾乎聞不到臭味。[7]

加了香菜的豬腸料理。圖/mswine @Flickr

除此之外,香菜葉在傳統醫學中經常用來治療腸胃疾病。在老鼠實驗裡,香菜具有降血糖的效果,萃取精油能幫助老鼠的記憶和學習能力,水相萃取物能降低焦慮。此外,它的萃取物含有黃酮類(flavonoids)、酚酸(phenolic acids)和多酚類(polyphenols),能夠捕捉自由基。[1]

不過,雖然香菜有這麼多的好處,卻不是每個人都喜歡它。在某些人的心目中,香菜根本就不是食物。國外有反香菜網站iHateCilantro,國內則有強力譴責香菜存在的知名網紅為什麼他們會對香菜如此深惡痛絕呢?

答案,可能很複雜。

反香菜人士。圖/IHateCilantro.com

「我會把它挑起來,並且丟到地上。」美國知名的廚師茱莉亞.柴爾德(Julia Child),曾在2002年的電視受訪時表示她對香菜的厭惡。[8]

反香菜,可能跟族裔有關

Mauer和El-Sohemy兩位科學家曾在2012年調查了1639名大學生對香菜的喜好程度。受試者的年齡介於20~29歲,而且都來自加拿大多倫多大學。調查結果發現:香菜厭惡在不同族裔的人之間有所差別。討厭香菜比例最高的族裔是東亞裔(21%),接著依序是高加索裔(17%)、非洲裔(14%)、南亞裔(7%)、西班牙裔(4%),最低的是中東裔(3%)。

然而,這份研究我們可能得要小心的解釋它。兩位科學家針對他們的研究結果,推論香菜厭惡情節最少的三個族裔(中東、西班牙、南亞),可能的原因是香菜在他們的家鄉料理中相當常見。另一方面,討厭香菜比例相對較高的東亞裔和高加索裔受試者,實際上國籍的異質性很高,像是東亞裔的受試者就包含了泰國、韓國、日本、越南和中國人,但是泰式和越式料理中使用香菜的頻率卻比其他國家來得高。[9] 另外,也別忘了這份研究的調查對象僅限多倫多大學的青年抽樣。

不過,它算是第一份針對香菜喜好和族裔關聯的研究,仍有其參考價值。

泰式料理也常用香菜調味。圖/Pixabay

基因決定我討厭香菜?

許多厭惡香菜的人會形容它像的味道像肥皂、泥土、甚至是蟲子,對香菜表現出強烈的厭惡。其實香菜的英文 “coriander” ,其命名字源正是希臘文中的 “korion”,意思就是”蟲”,只是現代人比起蟲子,更常聞到肥皂的味道,因此比較傾向使用肥皂味作為討厭香菜的理由。[8]

事實上,無論是美好的花香、柑橘香、烘烤油脂香,或是肥皂味/蟲臭味,都是香菜所含的醛類散發出來的味道。能聞到多少,就要取決於遺傳基因了。

圖中黃色的嗅覺神經,位在鼻腔內部的嗅覺受器負責感受氣味分子,並且傳遞訊息給大腦。圖/Patrick J. Lynch @ WikiCommons

同樣也是在2012年,Eriksson等人嘗試了比前述研究規模更大的樣本數,用線上問卷號招了14604名受試者,其中有1994名受試者認為香菜嘗起來像肥皂。研究團隊利用全基因組關聯分析(genome-wide association)的方法,試圖透過比對兩群人的遺傳資訊,找出可能與「把香菜嘗成肥皂味」相關的基因多樣性位點。

結果發現,有個多樣性的位點就落在名為OR6A2的嗅覺受器基因上,而這個基因它負責辨識鼻腔中聞到的氣味分子,並且傳達給大腦。這個實驗結果在另一個11851人的受試團體中重複了一次,結果也是支持。這意味著OR6A2基因的核苷酸密碼差異,可能會使得討厭香菜的人聞到的肥皂味比喜歡香菜的人來得強烈,或者喜歡香菜的人聞不到香菜的肥皂味。[10]

與香菜肥皂味相關的位點:SNX9OR6A2,其中OR6A2位在第11號染色體上。圖片擷取自原研究Eriksson et al. (2012)。

更多的因素在影響挑食行為

如果你討厭香菜,這並不是你的錯。挑食行為讓我們能夠避開那些可能有毒的食物,令我們的祖先有機會避免「禍從口入」,這可能是已經寫在我們遺傳因子之中的決定因素。當然外在環境的因素,例如社會文化和飲食習慣,也會影響我們對食物的喜好。

不過,以上說的這些因素並非如此絕對。有一位身為神經學家的「前香菜厭惡者」曾在電訪中表示:當我們在品嘗食物時,大腦會在記憶中尋找過去相關的經驗,然後去解釋口中食物帶來的風味是好是壞。以香菜為例,如果找不到相似的味覺愉悅體驗,而是想起了肥皂、昆蟲和泥土,大腦會強化這個落差、指出潛在的威脅,讓你討厭香菜。[8]

也就是說,如果能夠多方嘗試香菜的各種料理形式,或許就能讓大腦多一些參考的資訊,從感官認知上慢慢的習慣香菜的風味。

你可以討厭它,但你不能否認它確實有好處。

討厭香菜的人們,你們聽到香菜的呼喚聲了嗎?

不是這個花澤香菜啦!圖/Giphy

參考文獻

  1. Singletary, K. (2016). Coriander: Overview of Potential Health Benefits. Nutrition Today, 51(3), 151-161.
  2. Orozco, A., Ogura, T., Beltran‐Garcia, M. J., & Kubo, I. (2003). Growth inhibition of bacteria by salsa mexicana. Journal of food science, 68(6), 1896-1899.
  3. Kubo, I., Fujita, K. I., Kubo, A., Nihei, K. I., & Ogura, T. (2004). Antibacterial activity of coriander volatile compounds against Salmonella choleraesuis. Journal of agricultural and food chemistry, 52(11), 3329-3332.
  4. Sahib, N. G., Anwar, F., Gilani, A. H., Hamid, A. A., Saari, N., & Alkharfy, K. M. (2013). Coriander (Coriandrum sativum L.): A Potential Source of High‐Value Components for Functional Foods and Nutraceuticals‐A Review. Phytotherapy Research, 27(10), 1439-1456.
  5. American Chemical Society. (2010, November 16). Cilantro ingredient can remove foul odor of ‘chitlins’. ScienceDaily. Retrieved April 23, 2017 from www.sciencedaily.com/releases/2010/11/101114161945.htm
  6. Kohara, K., Kadomoto, R., Kozuka, H., Sakamoto, K., & Hayata, Y. (2006). Deodorizing effect of coriander on the offensive odor of the porcine large intestine. Food science and technology research, 12(1), 38-42.
  7. Ikeura, H., Kohara, K., Li, X. X., Kobayashi, F., & Hayata, Y. (2010). Identification of (E, E)-2, 4-Undecadienal from Coriander (Coriandrum sativum L.) as a highly effective deodorant compound against the offensive odor of porcine large intestine. Journal of Agricultural and food chemistry, 58(20), 11014-11017.
  8. Harold McGee. “Cilantro Haters, It’s Not Your Fault.” The New York Times. Apr 13 (2010)
  9. Mauer, L., & El-Sohemy, A. (2012). Prevalence of cilantro (Coriandrum sativum) disliking among different ethnocultural groups. Flavour, 1(1), 8.
  10. Eriksson, N., Wu, S., Do, C. B., Kiefer, A. K., Tung, J. Y., Mountain, J. L., … & Francke, U. (2012). A genetic variant near olfactory receptor genes influences cilantro preference. Flavour, 1(1), 22.
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Gilver
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畢業於人人唱衰的生科系,但堅信生命會自己找出路,走過的路都是養份,重要的是過程。

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用這劑補好新冠預防保護力!免疫功能低下病患防疫新解方—長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2882字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022 年美、法、英、澳及歐盟等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示該藥品針對 Omicron、BA.4、BA.5 等變異株具療效。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
帕克斯洛維德
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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下背疼痛反覆發作?——淺談「僵直性脊椎炎」的治療方針
careonline_96
・2022/01/06 ・1789字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

下背晨間僵硬疼痛 小心僵直性脊椎炎!醫師圖文解說

下背疼痛行動困難,竟是僵直性脊椎炎惹禍!

今年四十歲的阿良哥(化名)在年輕時就常出現下背痛,但活動伸展後就緩解,因此不以為意。不料沒幾天後下背痛反覆發作,吃止痛藥症狀也沒改善,讓他難以入眠且心情憂鬱,最後駝背到腰挺不直、頸椎也出現僵硬,造成轉頭困難,甚至痛到無法下床,最後連工作都停擺,影響家庭經濟收入,讓他感覺跌入人生谷底。經輾轉到免疫風濕科檢查,確診罹患「僵直性脊椎炎」,經兩個月生物製劑治療後,大幅改善症狀,讓他恢復自信,迎向光明燦爛的人生。

僵直性脊椎炎與遺傳相關,有家族史需提高警覺

中山醫學大學附設醫院副院長暨過敏免疫風濕科魏正宗醫師說明,僵直性脊椎炎好發於年輕族群,男女比為 3:1,病因多爲先天遺傳基因加上後天環境因素影響,僵直性脊椎炎與 HLA-B27(人類白血球抗原B27)有強烈的關聯性,根據研究顯示,有 95% 僵直性脊椎炎的患者都帶有 HLA-B27 基因,發病率約莫 10~20%;而後天環境因素包括受傷及感染(如細菌、病毒等),誘發異常的免疫發炎反應發生。

僵直性脊椎炎病因

魏正宗醫師進一步說明,僵直性脊椎炎以脊椎為主要症狀,患者早上起床時會有下背僵硬疼痛現象,不過活動伸展後就會獲得紓緩,不像一般背痛需要休息才會改善,不過也容易造成患者忽略徵兆,錯失就醫良機。除了脊椎病變外,也會侵犯周邊關節及其他器官,包含周邊關節炎、虹彩炎、發炎性腸道疾病、皮膚乾癬及跟腱炎等,提醒有家族史的民眾若出現相關症狀,就應提高警覺及早就醫檢查。

僵直性脊椎炎治療多元,懷孕生子不是夢!

魏正宗醫師說明,目前針對僵直性脊椎炎的治療,可分為非藥物治療及藥物治療:非藥物治療包括運動及生活改善,運動建議以有氧運動、溫和伸展操為主,如游泳、伸展運動、瑜伽體操或太極拳,應避免激烈運動。生活改善方面除了要維持作息規律、早睡早起等習慣外,保持身心愉悅也對疾病有很大的幫助,另外僵直性脊椎炎患者千萬不要抽菸,避免加劇疾病惡化。

僵直性脊椎炎非藥物治療

藥物治療方面,魏正宗醫師表示,目前第一線治療以口服的非類固醇抗發炎藥物為主,主要在緩解患者疼痛症狀;而第二線可使用免疫調節劑,分為傳統口服的免疫調節劑及生物製劑,其中口服免疫調節劑可溫和調節患者免疫系統,但需要長期每天服用。目前有新型的生物製劑,可針對發炎因子進行精準阻斷,80~90% 的患者能獲得有效控制,加上已經通過健保給付,患者可以多與醫師溝通討論適合自己的藥物。

僵直性脊椎炎藥物治療

魏正宗醫師補充,過去對於懷孕或需要哺乳的女性僵直性脊椎炎患者,僅能使用少許安全藥物或採取停藥方式來控制病情,容易造成疾病復發,因此許多患者因而不敢結婚及生育,但隨著醫學持續進步發展,目前已有適合計畫懷孕患者及生育後哺乳使用的生物製劑,只要及早跟醫師溝通調整用藥,還是有機會可以懷孕生子。

魏正宗醫師提醒,罹患僵直性脊椎炎的患者不必過於難過害怕,只要遵守醫囑、定期回診,積極接受正規治療,就可以避免病情惡化,維持正常生活品質。

魏正宗醫師

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抑制干擾素歲月靜好,讓台灣廣傳的病毒更會傳染
寒波_96
・2021/07/06 ・4412字 ・閱讀時間約 9 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

編按:「歲月靜好,現世安穩。」是胡蘭成寫下的名句,宣示此生只與張愛玲一人好好過生活,但後來胡蘭成卻深深傷害了張愛玲,最終以離婚收場。而新發現的英國 B.1.1.7 病毒株,也學會跟細胞說「歲月靜好,現世安穩」,等病毒在細胞內站好腳步,再無情地攻擊細胞!

2020 年初,SARS 二世冠狀病毒(SARS-CoV-2)從中國傳播到世界各地以後,發展出許多不同品系,有些傳染力更為強大,如今正在台灣廣傳,英國誕生的 B.1.1.7(WHO 稱為 Alpha)便是一種。

SARS 二世冠狀病毒如今已經發展出許多變種。圖/envato elements

病毒入侵宿主細胞,主要依靠表面的 S 蛋白質(spike protein),它對細胞受器間的親和性相當重要,已知 S 蛋白質某些突變能增加傳染力。不過其它蛋白質的改變,也可能影響。

新研究指出 B.1.1.7 新型病毒,進入細胞後可以拮抗先天免疫反應,贏得茁壯的時間,從而增加傳染力。

入侵人體,佔領上呼吸道和下呼吸道!圖/[參考資料 1]

細胞 vs 病毒:干擾素的先天免疫

人類的先天免疫系統非常複雜,作為外敵入侵時的第一線防禦,在適應性免疫(後天免疫)啟動後仍扮演重要角色。眾所皆知的白血球、巨噬細胞都屬於先天免疫戰隊,而這兒的先天免疫反應主要和「干擾素」有關。

病毒進入細胞後一但被識破,細胞會分泌第一型干擾素(type I interferon)到外頭,刺激自己外部的受器,啟動一連串應變機制對抗入侵的小壞壞。

由於是細胞自己影響自己,不是接受外來訊號,可謂細胞自發性(cell-autonomous)的反應,所以即使病毒已經入侵,只要一開始能壓制住,細胞也有機會恢復。當然病毒也不會坐以待斃,發展出許多反制手段。

干擾素干擾病毒,病毒干擾干擾素

病毒感染細胞後,干擾素啟動的免疫體系非常複雜,牽涉很多分子和傳訊線路。干擾素會干擾病毒的複製,病毒卻也能干擾干擾素的作用。

細胞偵測到病毒入侵後,干擾素啟動的免疫反應非常複雜,而 SARS 二世冠狀病毒的不同蛋白質(ORF3a、NSP1、ORF6 等紅字),可以影響許多部分。圖/[參考資料 1]

SARS 二世冠狀病毒非常適應人體,從一開始武漢的原版病毒便已經如此。而一年半後的研究得知:

除了 S 蛋白質的親和性很好以外,病毒進入細胞後,至少還有 10 種蛋白質會影響干擾素的免疫防禦。

一個人的免疫力是先天遺傳,與後天經驗綜合的結果。不同人的干擾素及其他免疫反應不一樣,能部分解釋不同人感染後嚴重程度、傳染能力的區別。假如剛好契合,病毒的殺傷力或傳染力就會更強,反之亦然。

之前研究便指出,干擾素缺陷會增加重症的機率。

不同人的遺傳有別,先天免疫反應有差,可能影響 SARS 二世冠狀病毒感染的嚴重性。例如右上的干擾素受器缺陷,以及攻擊干擾素的自體免疫抗體。圖/[參考資料 1]

而各種突變,也會造成病毒間的差異;有些遺傳組合,會導致更高的傳染力或殺傷力。

傳染力增強的英國總加速師

一年下來,SARS 二世冠狀病毒平均一個月累積 2 到 3 處改變,但是也觀察到少數案例,短時間內累積大量變異,可謂「總加速師」。擁有大量突變的病毒不一定比較強,但是激烈競爭下,強者更容易脫穎而出。

2020 年底,英國、南非、巴西這三個疫情嚴重的地區,以及幾個月後的印度,各自有傳染力增強,配備大量突變的總加速師崛起。

英國的 B.1.1.7、南非的 B.1.351、巴西的 P.1,和印度的 B.1.617.2,最近分別被 WHO 稱為 Alpha、Beta、Gamma、Delta,屬於「高關注變異株」(Variant of Concern,簡稱 VOC)。

SARS 二世冠狀病毒入侵細胞的過程。圖/[參考資料 1]

英國總加速師最初在 2020 年 9 月被察覺,隨後存在感迅速增加,成為英國的主流型號,又入侵世界各地。

定義上,和親近的同類相比,它共有 23 處新突變,6 處不影響氨基酸;17 處影響蛋白質(因此常說是 17 處改變),其中 14 處改變氨基酸,3 處是刪除,少掉短短一段序列。

英國總加速師的殺傷力是否增加,不同分析見解不一,不過公認傳染力明顯變強。S 蛋白質上的變異對病毒入侵有所幫助,現在知道,其他蛋白質的改變也為病毒帶來正面影響。

病毒入侵歲月靜好,干擾素現世安穩

為了比較不同病毒感染的差異,研究者以源自肺部表皮的 Calu-3 細胞株,體外培養測試不同款病毒。和總加速師比較的對象,是英國更早流行的 2 款病毒:IC19 和 VIC。

英國總加速師 B.1.1.7 遺傳序列變異的位置。圖/[參考資料 2]

觀察得知,被總加速師感染的細胞,干擾素 interferon-β(IFN-β)的表現量降低,另外干擾素的免疫效果也變差。兩款前輩中,IC19 也能弱化干擾素的效果,或許是因為它和總加速師的 S 蛋白質都具有 D614 變異,而 VIC 沒有 D614G。

病毒感染後造成什麼影響?分析細胞中的 mRNA、蛋白質表現量,發現多種受到干擾素調控的下游基因(interferon stimulated gene,簡稱 ISG)表現量下降,和預期一致。

有趣的是,分析蛋白質磷酸化程度,得知感染後 10、24 小時兩個時段,磷酸化在早期大幅減低,後來卻恢復原狀。催化蛋白質磷酸化的酵素稱作激酶(kinase),磷酸化程度的改變與激酶有關,顯然也受到病毒影響。

歸納起來,SARS 二世冠狀病毒感染細胞後,會抑制細胞本身先天免疫的作用,讓病毒安心複製,而英國總加速師在這方面更進一步。

加量病毒拮抗蛋白質,弱化先天免疫

總加速師更能抑制干擾素,主要和 2 個非結構性蛋白質有關:Orf9b、Orf6。和前輩相比,Orf9b 的表現量大幅增加,Orf6 小幅增加,它們都能拮抗先天免疫反應。

進一步釐清,影響這些蛋白質的相關突變,似乎不會改變能力,而是增加它們的表現量;拮抗效果增強是由於量變多,而非品質更佳。

增加 Orf9b 基因表現量的一個因素,是旁邊 N 基因的 D3L 突變;Orf6 仍不清楚。除此之外,N蛋白質(nucleocapsid)的表現量也小幅上升,應該也有一同抑制先天免疫的效果。

病毒的 Orf9b 與人類的 TOM70 可以直接結合。圖/[參考資料 2]

病毒的 Orf9b 會影響人類的 TOM70,此一蛋白質是個粒線體受器,牽連干擾素啟動免疫反應的鏈條。Orf9b 上的 S50、S53 兩處位置能直接結合 TOM70,干擾它的作用,弱化先天免疫反應。

病毒的蛋白質 Orf9b 假如被磷酸化,就無法影響 TOM70。感染早期細胞的磷酸化程度降低,使得 Orf9b 可以干擾 TOM70,維持歲月靜好;而感染 24 小時後磷酸化恢復,Orf9b 失去抑制先天免疫的效果,不再現世安穩。

時間上的切換,讓研究者有一個大膽的想法。

沒有被磷酸化的 Orf9b 可以結合 TOM70,拮抗先天免疫反應;磷酸化的 Orf9b 則失去影響力。圖/[參考資料 2]

病毒感染後,先靜後動,提升傳染力

病毒一開始入侵細胞時,希望的是歲月靜好,免疫系統不要吵不要鬧,病毒才能安心增殖。但是隨著病毒增加,下一階段要離開細胞,才能繼續收割新的韭菜。

「先靜後動」的脈絡下,不同時段 Orf9b 的改變很有道理。感染早期不要磷酸化,不啟動干擾素,缺乏免疫反應,病毒趁機悶聲發大財。一天後磷酸化恢復,細胞開始炎上,發炎狀態更有利病毒向外傳播。

「延遲免疫反應」是 SARS 二世冠狀病毒的適應法寶。即使只是武漢的原版病毒,宿主細胞被入侵後,往往也太慢啟動免疫機制,抑制病毒複製。而英國總加速師,更進一步強化這方面的技能,符合其感染者平均較晚出現症狀,也延長傳染時期的觀察。

英國總加速師感染細胞後,Orf9b、Orf6、N 的基因表現量比同類更高,拮抗干擾素先天免疫的能力更好,延遲免疫反應炎上的時間,增加傳染力。圖/[參考資料 2]

現世不安穩,適應的其他可能性

由此可知,傳染力增加不只和 S 蛋白質有關,其他遺傳改變也可能有幫助。然而,就算病毒的傳染更厲害,我們還是可以減少人與人的連結,降低接觸的機率。病毒再強,碰不到人也是沒有用的!

另外我們也可以思考,病毒至少有 10 種蛋白質,能弱化人體細胞本身的干擾素免疫力;英國總加速師更突出其中幾種的角色,只是一條可能的路徑。

其他款傳染力變強的病毒,是否也遵循類似的邏輯?理論上可行,卻還沒有出現過的套路,也許會在未來現身?認識病毒變強的原因,可以找到方法協助細胞抵抗病毒嗎?

延伸閱讀

參考資料

  1. Schultze, J. L., & Aschenbrenner, A. C. (2021). COVID-19 and the human innate immune system. Cell.
  2. (尚未正式發表)Evolution of enhanced innate immune evasion by the SARS-CoV-2 B.1.1.7 UK variant
  3. How a rampant coronavirus variant blunts our immune defences

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。