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幹…細胞真的能用來養顏美容嗎?從諾貝爾獎到梳妝台之間的蟲洞

科學新聞解剖室_96
・2017/09/03 ・4729字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 526 ・七年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

科學新聞解剖室-案件編號 25

案情

愛美是人類的天性,隨著各種美妝保養品的推陳出新,相信一定有人注意到近年來和美容保養品相關的新聞或廣告頻頻出現一些很神奇的科學專有名詞,例如〈幹細胞撫孕紋 搶兩岸美麗商機〉這樣的新聞,報導開頭就說:

「幹細胞保養品」當道,生技業者看好兩岸美容保養品市場,利用幹細胞培養技術開發各類保養聖品,創造幹細胞在醫療領域外的「美麗商機」。

「幹細胞保養品」這種名號看起來就非常高科技,解剖員不禁回想起過去曾看過的一些與幹細胞相關的保養品廣告,真的是擦得、吃得、敷得一應俱全,隨手一抓就有一堆,例如:

……研究人員開始投入 Uttwiler Spätlauber 蘋果幹細胞的研究,因此創造了 PhytoCellTec™ 技術,這種技術不但可以有效萃取植物幹細胞、保存幹細胞活性……質地水嫩的凝霜易滲透於肌膚,釋放出幹細胞的再生能量……[1]萃取自瑞士一種罕見蘋果樹果實的幹細胞,它擁有增長細胞壽命、令肌膚重現生氣活力的特質,功效神奇獨特。

……藉著刺激老化皮膚幹細胞,準確並顯著地減少皺紋產生,令老化皮膚注入新生活力,從而令肌膚更年輕、緊緻,容光煥發。 [2]

……胎盤幹細胞時空膠囊,含有豐富的細胞增值因子,能快速進入肌膚真皮層,有效改善皺紋,維持緊緻彈力,活化肌齡凍結青春抗老精華……[3]

……人蔘幹細胞珍品膠囊,結合韓國人蔘幹細胞及人蔘皂苷,加入了抗衰老精華「鍺」,有助抗氧化,調補體質,延緩衰老…… [4]

……植物幹細胞面膜,含有高濃度補水玻尿酸、水光針精華、植物再生幹細胞,天然植物纖維材質,令面膜更貼膚,更好吸收再生精華,給肌膚帶來閃耀無盡年輕光彩![5]

……強效喚顏複合物,可修復幹細胞,並深入肌膚底層,強化肌膚結構改善細紋,讓肌膚更加緊實……[6]

……想要抗衰老,首重幹細胞的修復,補充幹細胞生長因子增加體內生長因子濃度活化體內幹細胞進行組織修復細胞再生。表皮生長因子能讓細胞重新進入生長週期具有修復表皮、抗衰老、淡化色斑、平復滋潤皮膚…[7]

……高科技天然海茴香植物萃取結合生長因子……從海茴香萃取出的植物幹細胞,最特別的是與人體皮膚細胞的同質性非常高,所以對肌膚能提供非常好的修護……達到抗老化效果。[8]

這些產品扯上幹細胞,看起來有多厲害就有多厲害,彷彿透過這樣的產品,皮膚就能回到最 Q 彈的青春階段,人人都可以擁有吹彈可破肌膚,這麼撼動人心的產品,能不乖乖掏錢嗎?!在醫學的應用上,幹細胞確實有「萬能細胞」之稱,但是轉換到醫美產品的應用之後,仍然有這麼神奇的效果嗎?看到這些頗為誇大的廣告用詞,解剖員自己都懷疑了。

美容保養產品扯上幹細胞,看起來有多厲害就有多厲害,彷彿透過這樣的產品,皮膚就能回到最 Q 彈的青春階段,人人都可以擁有吹彈可破肌膚,這麼撼動人心的產品,能不乖乖掏錢嗎?圖/BY Elnaz6 @wikimedia commons

解剖

一、你說的幹細胞是哪種幹細胞?

我們常在醫療相關的新聞中聽到「幹細胞」,例如再生醫療、臍帶血等等,近年來這樣的風潮跨足到美容保養領域,瞄準愛美人士的口袋,更是銳不可擋。但是大家口中說的「幹細胞」,指的都是同一種幹細胞嗎?

人體的幹細胞具有細胞分化與複製的能力,可以形成新的細胞來維繫器官或組織的功能,因此幹細胞在「再生醫療」的領域裡實佔有舉足輕重的地位。不過從功能的取向來看,它還可以進一步分成四類:「全能幹細胞」(Totipotent)、「萬能幹細胞」(Pluripotent stem cell)、「多功能幹細胞」(Multipotent stem cell)、「專一性幹細胞」(Unipotent stem cell);如果依照發育的先後順序來看,則可以分成「胚胎幹細胞」(Embryonic stem cell)和「成體幹細胞」(Adult stem cell)。

問題來了,前面許多令人怦然心動的廣告詞中都有提到的植物幹細胞(例如:蘋果幹細胞、蘋果樹果實的幹細胞、人蔘幹細胞、植物再生幹細胞)又是什麼呢?

國立清華大學生命科學院黃貞祥教授指出,通常我們提到的幹細胞大多是指人或是動物的幹細胞,如果要這樣亂套用動物幹細胞概念的話,那也可以說絕大部分的植物在某個程度上都是幹細胞,所以用植物來進行組織培養、嫁接、分枝等都是頗容易的事情。

此外,生物課本上會提到「分生組織」這樣的概念,指的是植物中原本就具有分裂分化能力的組織,習慣上它就真的會被稱作「植物幹細胞」,只是它跟動物的幹細胞仍然是天差地遠。所以直接用植物幹細胞來跟動物幹細胞裝熟,實在是有點太浮誇了。

圖/BY Nikiko @ Pixabay

此外,產品廣告中多數提到植物幹細胞的功用是修補受損肌膚、讓皮膚緊緻、年輕。但是促進植物生長發育的生長激素是小分子的化合物,而人體的生長激素則是由上百個胺基酸構成的多肽,兩者結構差距甚大,植物生長激素如何可能具有有動物生長激素的活性,進而影響人體呢?同理可知,就算動物幹細胞有可能可以分化為皮膚細胞、協助皮膚傷口的恢復,「植物幹細胞」再怎麼萬能,就算可以分化出其他類型的植物細胞,也不可能分化成動物細胞,甚至是去「修復幹細胞」或是「刺激老化皮膚幹細胞」。

各種類型的幹細胞,它們的功能與範圍都不相同,動物幹細胞跟植物幹細胞更是井水不犯河水。

然而,喜歡處處標榜幹細胞的保養品廣告,不是說萃取自「植物幹細胞」,就是強調能「修復幹細胞」,但總是沒有清楚說明可以修復哪一種幹細胞?以及背後幹細胞運作的機制究竟為何?對於廠商來說,幹細胞如何炒作顯然要比幹細胞如何運作重要多了。

二、幹細胞的生長因子是神奇的魔法嗎?

幹細胞保養品中另一個常見的宣傳亮點就是強調可以補充幹細胞的「生長因子」,這種感覺就好像服用了就可以讓體內擁有生生不息、源源不絕的能量,獲得返老還童般的效果。但是,「生長因子」是什麼呢?

一般學理中所指的生長因子(Growth factor),指的是能刺激細胞分化、增生的蛋白,它可以調節細胞之間的各類活動與功能,作為細胞間的信號分子,促進細胞分化與成熟。同樣地,「生長因子」的種類非常多,例如表皮生長因子、神經生長因子、血小板生成素等等,想利用生長因子或是其他能活化幹細胞的成分來驅動幹細胞的理想雖然豐滿,但骨感的現實是,生長因子本身光是在生理上的作用機制就非常地複雜。

驅動生長因子並不是在變魔法,不是唸唸咒語它就會照著你想的功能去誘導幹細胞作用。

圖/BY Pixhere

這個過程中,從要如何引導幹細胞、是否會引起免疫排斥反應、怎樣的環境才能穩定培養、最後該如何追蹤其成效,每個環節都涉及非常複雜的機制,尖端的科學家們都還在努力當中。所以想要透過簡單服用一粒藥丸就達到這些功效,恐怕是過度樂觀。況且退一萬步想,就算成分真的有效好了,人體吸收得到嗎?有些幹細胞保養品作成膠囊來服用,想像一下這些微小蛋白要通過龐大的消化系統吸收,然後再傳送到希望作用的身體部位,有人形容這過程就像是「有一艘太空船由火星發射,然後要精準且毫髮無傷地降落在你家後院般的困難」[9]

最後,解剖員再機車一下,幹細胞在培養過程中有辦法純化到僅剩下人體細胞所需要的營養成份嗎?有活性的幹細胞跟保養品其他成份放在一起會不會污染、變質?即便真的像產品所言,具有活化、修復肌膚的效果,一直刺激細胞,是否會對皮膚有不好的影響呢?總之,在科技生產技術尚未有具體突破之前,解剖員是不太相信幹細胞的神奇可以在現階段被濃縮於那一顆小藥丸中。

三、從諾貝爾獎到梳妝台之間有個蟲洞?

即使幹細胞的各種運用還在努力研發中,即使醫美相關產品的公司可能有誇大效果的疑慮,「幹細胞」仍是各界矚目的焦點,尤其是 2012 年諾貝爾生理與醫學獎得主山中伸彌和戈登在「誘導式多能性幹細胞技術」(iPS)的突破以後,使得再生醫學有了更進一步發展的可能,讓全能幹細胞的研究可以更有彈性,避免過往因為可能涉及胚胎幹細胞而有的倫理爭議。

但是,從諾貝爾獎的研究到應用、或是產品出現在梳妝台上,多數都還有一大段距離,不是一天兩天的事,有些化妝品或保養品宣稱自己的技術「一直走在最前面」,多數只是打腫臉皮充胖子。例如 2016 年諾貝爾生理醫學獎頒給研究細胞自噬機制的大隅良典時,解剖員記得就有保養品公司不只跟著祝賀,也要跟諾貝爾獎的研究肩搭肩,說自己的產品靈感來自於此;除此之外,更有某幹細胞保養產品在臉書的自我介紹裡寫著:「諾貝爾生理或醫學獎─幹細胞」。這些廠商攀親道故的功力真是一流,但是實際上從研究得獎到產品量產之間並不會那麼容易,除非從諾貝爾獎到梳妝台之間有個能夠穿越時空的蟲洞。

實際上從研究得獎到產品量產之間並不會那麼容易,除非從諾貝爾獎到梳妝台之間有個能夠穿越時空的蟲洞。圖/BY jw210913 @ Pixabay

解剖總結

除了「幹細胞」之外,也還有很多酷炫的科學名詞會是化妝品廣告的最愛,像是 DNA、RNA、端粒酶、左旋 C 等等,甚至是才剛有一些突破的重力波,儼然成為商品廣告的寵兒。雖然我們不是幹細胞系,經過前面的概述,大家可能對幹細胞已略懂略懂,但如果看完前面的內容還是讓你暈頭轉向的話,可以記住這幾個原則,或許能讓你比較容易在幹細胞保養品的迷惑中看清它的「美麗包裝紙」:

  1. 不管是要儲存細胞或是活化細胞的有效成分,通常都不會在室溫下、且保存期限也會極為有限。
  2. 幹細胞是很有潛力,但要讓它乖乖聽話的機制是很複雜的!而且在實驗室環境裡表現良好的幹細胞,也不能代表他在動物或是人體上就會有一樣的效果。
  3.  目前尚未核准任何與幹細胞有關的化妝品及保養品上市,在世界上通過的產品皆為幹細胞治療產品。如果真的有什麼驚天動地的重大發現,世界絕對比你還著急!

最後,黃貞祥教授也提醒,關於幹細胞療法的部份,有一些仍具爭議的研究指出,要注意幹細胞癌化的可能性,例如許多幹細胞療法之所以有潛在的效力,是因為用自己身上的成人幹細胞,或者用體細胞核去複雜胚胎再取胚胎幹細胞,這樣幹細胞內的基因體才會和自己的完全一致,而不至於發生免疫反應。如果貿然使用外來幹細胞來進行治療,不僅可能引起免疫排斥反應,甚至這些外來幹細胞如果沒被免疫系統殺光,反而要擔心服用者的免疫系統可能因此掛點。

所以幹細胞治療所可能導致的潛在風險,還需要被進一步的研究才能確知,這還是一條十分漫長的道路。

總結以上論點,沒有人可以正確判斷每一則尖端科技訊息的真偽,我們唯一的應對良策,就是時時抱持著質疑的態度。尤其是在茫茫的科學偽新聞、科學偽廣告之中,必須要靠著自己的「判讀力」才能讓自己武運亨通、守住荷包。最後,來練習一下:

……以獨家「抗引力太空科技」,全新加入樹蕨萃取與鳥苷精華,能有效對抗引力,恢復肌膚凝聚力……
……超越肌膚極限,打破 DNA 定律……
……含有端粒酶因子,只要輕輕將該眼霜塗在眼週上並輕輕按壓,不油且吸收快,滋潤眼周……

有了前述的基本功,再看到這些新科技加持的保養商品廣告,還會腦波微弱地、豪爽地掏錢嗎?或是有產生一些疑問呢?依據前述的解剖,本解剖室針對幹細胞保養品系列廣告給予以下評價(14 顆骷髏頭):

(策劃/寫作|雷雅淇、賴雁蓉、黃俊儒;科學專家|黃貞祥)

文章難易度
科學新聞解剖室_96
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「科學新聞解剖室」是由中正大學科學傳播教育研究室所成立的科學新聞監督平台,這個平台結合許多不同領域的科學解剖專家及義工,以台灣科學新聞最容易犯下的10種錯誤類型作為基礎,要讓「科學偽新聞」無所遁形。已出版《新時代判讀力:教你一眼看穿科學新聞的真偽》《新生活判讀力:別讓科學偽新聞誤導你的人生》(有關10種錯誤的內涵,請參見《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》一書)。

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猛瑪象能吃嗎?
胡中行_96
・2023/04/20 ・2921字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

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]

猛瑪象/長毛象。圖/Mistvan on Wikimedia Commons(CC BY-SA 4.0)

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]
培植肉的製作過程。圖/參考資料8,Figure 1(CC BY 4.0)

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]
史上第一片培植肉,於 2013 年問世。圖/World Economic Forum on Wikimedia Commons(CC BY 3.0)

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]

澳洲 Vow 公司宣傳片:02:24 開始介紹猛瑪象肉丸;03:03 起為製作流程。影/參考資料5

  

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.
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胡中行_96
117 篇文章 ・ 39 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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鼻塞到懷疑人生?——淺談慢性鼻竇炎的新術式「重啟手術」
J. Yang_96
・2021/09/10 ・2144字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

慢性鼻竇炎在臺灣的盛行率高達 15-20%,也就是說身邊每五個人就有一人深受這個惱人的疾病侵擾。

要如何推斷自己可能得了慢性鼻竇炎呢?

根據歐洲於 2020 年發表的 EPOS 指南,當你有長達 12 週以上的鼻塞症狀,並符合以下三個附加症狀其中之一,便極有可能罹患了慢性鼻竇炎,分別是:

  1. 膿臭鼻涕或分泌物
  2. 臉部的悶塞脹痛感
  3. 嗅覺靈敏度降低甚至喪失

如若自覺符合以上條件,可至醫院的耳鼻喉科就診,安排相關影像檢查,從頭頸部的 X 光或是電腦斷層都有助於慢性鼻竇炎的確診。

慢性鼻竇炎的病因

如同許多疾病,慢性鼻竇炎的病因是由環境因子與宿主的免疫反應交互作用而形成,其中的機轉十分複雜,尚未有定論。

無論起初致病成因為何,最終引起的發炎反應是造成症狀的元兇,亦是現今治療所欲改善的主軸。

我們體內的發炎反應可以依照路徑大致分為三種型態,其中與過敏相關的第二型發炎反應,會導致臨床上的「息肉性慢性鼻竇炎」。

之所以特別將慢性鼻竇炎依據有無息肉作為分類,係因具有息肉的慢性鼻竇炎(Chronic rhinosinusitis with nasal polyps, CRSwNP)在臨床上具有 40% 至 60% 的高復發率,對於藥物及息肉切除術反應也較不顯著。

當對於初步的治療具有抗性時,我們便可定義其為「頑固性慢性鼻竇炎」(Recalcitrant chronic rhinosinusitis)。

 鼻竇發炎的位置。圖/depositphotos

慢性鼻竇炎的治療方案

大部分息肉性慢性鼻竇炎患者對於鼻噴劑型的類固醇效果反應良好,因為只有局部使用,毋須太過擔心全身性副作用的產生。

現今亦有針對細胞激素的製劑,可針對發炎反應作免疫調控,如 Anti-IL4、Anti-IgE 等,但由於單株抗體的藥價十分昂貴,臨床上較少使用。如若症狀控制得宜,便以適當藥物並定期追蹤治療效果即可。

但不幸的是,仍有部分病患即使接受了藥物治療仍不見效,此時便須考慮進一步的手術治療。

手術的術式有許多選擇,傳統上以單純的息肉切除術為主,希望能保留鼻竇內其他沒有息肉的黏膜。

但近年來發展出的新觀念推翻原本的理論,認為即使旁邊看似沒有息肉的黏膜,也早已受到發炎反應的侵襲,讓整體鼻竇環境處於不健康的狀態。因應而生的新手術方式就是今天所要談論的「重啟手術」(Reboot Surgery)。

重啟手術顧名思義是將發炎的鼻竇進行大範圍的清除,保留鼻中隔區域的黏膜讓上皮能夠再生。而重啟手術又可分為「部分重啟」與「完全重啟」,差別在於有無進行將兩側額竇內側磨開的 Draf III 術式。

 綠線為論文中定義完全重啟手術的清除範圍。圖/參考資料 2

在 2019 年,於比利時的一篇論文回溯性的分析了 84 位分別接受單純息肉切除術、部分重啟手術與完全重啟手術,發現在術後兩年的復發率與症狀改善程度,接受了重啟手術的病人組別,表現都較接受單純息肉切除術的優異

 研究中指出,術後 2 年復發率之數據。圖/參考資料 2

而中國亦針對此一主題於 2020 年發表了一篇前瞻性研究,篩選出 81 位患有頑固性慢性鼻竇炎且具有雙側鼻息肉的病患,平均分配去接受前述的三種手術,並分別於術後第 1、3、5 年進行相關的追蹤。

結果顯示,接受了重啟手術的病人在第 1 年的復發率比接受單純息肉切除術的低,雖然在 3、5 年的復發率沒有顯著降低,但後續復發時,當初接受重啟手術的病人較少需要再次接受手術治療。

 研究 1、3、5 年復發率與需再次接受手術治療之數據。圖/參考資料 3

綜合以上研究結果,大致可推論出這個新的術式,無論在歐美或是亞洲族群,皆能帶來較低的復發率較晚的復發時間,也能對於症狀的改善有較大幅度的進步,即使復發,疾病的程度較多能以保守的藥物控制,不必再次接受手術。

按時洗鼻,能有效降低復發機率!

前面提到,接受了重啟手術的頑固性慢性鼻竇炎患者,雖然在第 1 年的復發率表現較為優異,在第 3、5 年的復發率差異卻不顯著,其中一個推論,是跟術後患者自己對於鼻腔的照護息息相關。

慢性鼻竇炎患者無論接受何種術式,術後最重要的任務就是按時洗鼻

臨床上常見以生理食鹽水佐以類固醇作為洗鼻劑,一天約洗一到兩次,如此能讓復原中的黏膜保濕,更能幫助鼻黏膜纖毛的運動以排除髒污,避免病菌在黏膜上附著聚集,再次引起發炎反應。

慢性鼻竇炎往往對患者的生活帶來許多不便與不適,有賴醫者針對各個型態的病因制訂出精準的醫療方針,而患者也需悉心照護好不容易重獲新生的鼻竇,如此醫病合作之下,才能共同對抗這惱人的疾病!

參考資料

  1. European Position Paper on rhinosinusitis and nasal polyps 2020.
  2. Saeed Alsharif, MD ; Karin Jonstam, MD; Thibaut van Zele, MD, PhD; Philippe Gevaert, MD; Gabriele Holtappels, MLT; Claus Bachert, MD, PhD. (2019) Endoscopic Sinus Surgery for Type-2 CRSwNP: An Endotype-Based Retrospective Study. Laryngoscope, 129:1286–1292.
  3. Luo Zhang, Yuan Zhang, Yunbo Gao, Kuiji Wang, Hongfei Lou, Yifan Meng, Chengshuo Wang.(2020). Long-term outcomes of different endoscopic sinus surgery in recurrent chronic rhinosinusitis with nasal polyps and asthma. Rhinology, 58(2):126-135.
  4. https://cn.depositphotos.com/home.html
J. Yang_96
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G2醫生!

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想讓大腦變年輕?來點年輕的糞便吧!談談腸道微生物抗老化的可能
羅夏_96
・2021/08/31 ・4299字 ・閱讀時間約 8 分鐘

近年來,腸道益生菌是非常熱門的話題,不少報章雜誌、廣告文宣、網路文章都大力推廣腸道益生菌,腸道微生物也在這十多年來逐漸成為熱門的研究主題。越來越多的研究指出,腸道微生物對人體健康的影響非常廣。而近期發表在 Nature Aging 上的研究更指出,腸道微生物也有逆轉老化的潛力[1]

腸內菌延緩老化的起源——梅契尼可夫

其實關於腸內菌能延緩老化的想法早在 19 世紀末就有了,該想法源於俄羅斯的微生物與免疫學家——埃黎耶.埃黎赫.梅契尼可夫[2]。梅契尼可夫是研究免疫系統的先驅,曾在 1908 年因吞噬作用的研究而得到諾貝爾生理醫學獎。除了在免疫學上的貢獻,梅契尼可夫也是首個提出腸道益生菌理論的人。

梅契尼可夫。圖/維基百科

梅契尼可夫在東歐旅行期間,發現當地有不少高齡人口,這就讓他好奇,這些人為何長壽?在分析當地人的飲食後,梅契尼可夫發現當地人常飲用發酵乳製品,而在分析這些發酵乳製品後,他發現其中含有各種乳酸菌。於是梅契尼可夫從微生物相互拮抗的觀點,推測乳酸菌在腸道中可以抑制病原菌的活性,從而達到延年益壽的功能。為了證實自己的推測,梅契尼可夫身體力行,天天飲用酸奶,並認為這正是讓他長壽的原因(梅契尼可夫活到 71 歲,在當時是很高壽了!)。

梅契尼可夫將自己對於腸道益生菌的想法寫成書籍出版,但沒有得到太多科學家的重視。不過,一位遠在日本的科學家 ——代田稔就受到梅契尼可夫的啟發,研究腸內菌與腸道健康之間的關係,並以此製作出風靡世界的乳酸菌飲料——養樂多。

風靡世界的乳酸菌飲料。圖/Yakult

腸道微生物與老化的關係

人體的腸道中居住著眾多微生物,包括細菌、真菌和病毒。最初人們以為腸道微生物只是協助消化食物,不過後來發現,腸道微生物對人體的健康可謂影響深遠,從免疫、消化到神經等都會受到牠們的影響[3]

而隨著對腸道微生物的研究越多,科學家們就發現越多腸道微生物與老化間的關係。例如有研究指出,腸道微生物的組成改變,與老年的健康狀態有關聯[4];也有研究表明老化會使腸道微生物群和免疫系統產生變化,並與認知能力下降和焦慮有關[5];今年 7 月發表在 Nature 上的研究指出,長壽的人有著特殊的腸內菌群。這些腸內菌能調節人體的代謝與免疫反應,並能產生抑制有害細菌生長的特殊膽汁酸,而這就使這些長壽的人有著更好的健康狀態[6]

腸道微生物的組成與老年的健康狀態有關。圖/GeSIDA

不過上述的研究都只顯示兩者間的關聯,無法說明其中的因果關係。但這些發現讓科學家們重新考慮梅契尼可夫當年的想法:即腸道微生物是否有延年益壽,甚至逆轉老化的可能?而 2017 年一個關於非洲青鱂魚(Nothobranchius furzeri)的的研究,似乎就提供一個不錯的證據。研究人員在給年老青鱂魚食用年輕青鱂魚的糞便後,年老青鱂魚的腸道微生物組成就和年輕青鱂魚的幾乎一致。而這些腸道微生物組成改變的年老青鱂魚,不僅壽命延長了 41%,其活動力也和年輕青鱂魚相當[7]。雖然該研究並不知道為何年輕青鱂魚的腸道微生物能延長壽命及增加運動能力,但他們推測這與免疫反應有關。

而愛爾蘭科克大學的神經學教授—— John Cryan 和其研究團隊就想更深入了解,這種將腸道微生物的移植方法,在哺乳動物身上是否也有延緩老化的效果。

年老青鱂魚食用年輕青鱂魚的糞便後,其腸道微生物組成竟與年輕青鱂魚的幾乎一致。圖/維基百科

老化對大腦的影響

不少研究指出,老化會改變人體的代謝與免疫反應,而這些改變會進一步讓大腦的認知能力產生衰退,其中就包括海馬迴相關的認知障礙[8]。而現在已知,腸道微生物對於人體的代謝與免疫有至關重要的影響。於是 Cryan 推測,可以透過改變腸道微生物來改善代謝與免疫反應,並減緩大腦的老化。

在他先前的研究中,已證實讓中年小鼠長期服用能改變腸道微生物組成的益生元菊粉,可以降低免疫系統因老化引起的發炎反應,更能減緩大腦的老化[9]。但這個研究同樣不清楚腸道微生物本身和延緩大腦衰老之間的因果關係。因此 Cryan 和他的團隊決定以小鼠為模型,重複前文提及的糞便移植試驗,以此觀察腸道微生物本身對於老化的直接影響為何。

移植年輕小鼠的便便,對老年小鼠有何影響?

為了確定年輕小鼠的糞便微生物是否能改善因老化引起的免疫反應和認知衰退,Cryan 的研究團隊收集了 3-4 個月的年輕小鼠的糞便,並將其移植到老年小鼠身上,然後對小鼠進行各項細胞與生理檢測。

實驗的示意圖。圖/參考資料1

研究團隊首先確認,移植了年輕小鼠的糞便 4 周後,老年小鼠的腸道微生物組成就和年輕小鼠非常接近。接著他們發現,糞便移植後的老年小鼠,其短鏈脂肪酸的代謝會產生改變,而短鏈脂肪酸目前已知會參與調節免疫細胞功能[10]

正如前文所提到,老化會改變免疫反應,而這會進一步影響到大腦的認知功能。因此研究團隊想先確認,移植糞便的老年小鼠,其免疫系統是否也會有所改變。在一般老年小鼠,其腸道周邊的免疫細胞大多是與發炎相關的。但在糞便移植後,腸道周邊的免疫細胞就不再是與發炎相關了。而這證實了,腸道微生物確實能改變免疫反應。

接著研究團隊想確認免疫反應的改變,是否會進一步影響到大腦。而他們選定的觀察目標,是大腦中的小膠質細胞。小膠質細胞作為中樞神經系統中的免疫細胞,除了引起發炎反應、清除病原體和損傷的神經細胞外,其所分泌的細胞素也是支持神經細胞生長與可塑性的重要訊號。正常的老年小鼠,其大腦中的小膠質細胞大多處於發炎狀態,而且也不太分泌支持神經細胞的相關細胞素。但上述的情況,在移植糞便後皆有改善。

大腦老化的一個特徵,就是記憶和認知功能的衰退,而這很大程度與海馬迴有關。於是研究團隊也比較了一般老年小鼠和糞便移植的老年小鼠間,海馬迴的基因表現模式。結果顯示,糞便移植的老年小鼠,其海馬迴的基因表現模式確實很接近年輕小鼠。另外結合前面的小膠質細胞觀察結果,海馬迴附近的小膠質細胞也會分泌支持神經細胞的相關細胞素,而這對於提升小鼠的記憶、學習和認知是有幫助的。因此研究團隊認為,移植糞便後的老年小鼠,其記憶與認知能力應該也會有所提升。

研究團隊通過莫里斯水迷宮測試來觀察小鼠的記憶與認知能力。一般小鼠在進入水迷宮後找到隱藏平台的時間,會隨著老化而逐漸增加,但這種狀況在糞便移植後則有所改善,表明這種移植改善了因老化所造成的記憶和認知功能的衰退。此外在後續其他有關短期記憶的測試中,糞便移植都能有效提升老年小鼠的表現。

總之,在一系列關於學習與記憶的認知測試中,年輕小鼠的腸道微生物確實在某種程度上,改善了老化對於大腦認知衰退的影響。

莫里斯水迷宮示意。從小鼠找到隱藏平台的時間來推斷小鼠的空間記憶和認知能力的測試。圖/維基百科

腸道微生物逆轉老化的可能

所以,糞便移植是能改善甚至逆轉老化的好方法嗎?恐怕不是。

首先,研究團隊並不知道究竟是「哪種」腸道微生物造成這個影響。雖然他們推測很可能是腸球菌屬(Enterococcus)的細菌,但腸道微生物可是非常複雜的,細菌很可能只是其中一個因素,病毒與真菌的角色同樣也該被考慮。

第二是機制不明。雖然研究團隊推測腸道微生物是透過其所分泌的「次級代謝物」來影響免疫和大腦,但要找出次級代謝物並確認其功能,那可是浩大工程,而且也必須考慮這些次級代謝物之間的拮抗與協同作用。

第三是抗老化不完全。雖然在糞便移植後,老年小鼠的認知能力確實有提升,但老年小鼠的神經細胞相較年輕小鼠仍舊少得多,這顯示神經系統仍處於退化的狀態。另外研究也沒有說明,這些移植後的老年小鼠,其壽命是否有增加。

最後是適用性問題。小鼠跟人類可不同,他們從基因、飲食到腸道微生物群在研究中都非常明確,因此從牠們身上得到的結果,無法回推到人類身上。其實這點,Cryan 在文章也明確表示,不要過度解釋這些在小鼠身上的結果。現在研究還處於早期階段,要想將這些發現轉化到人類身上,還有非常多的工作。

雖然這個研究仍有不少問題需要回答,目前看來想通過糞便移植來讓大腦恢復活力,似乎也不是好方法,但這個研究提供了抗老化的新思路。或許抗老化的重點並不只在於延長壽命,而是在老化的過程中,能保持更長的健康狀態。而透過飲食和細菌治療等方式,在促進腸道健康的同時,提升免疫力並保持大腦的年輕,似乎就是個不錯的想法。

或許這個研究應證了那經典的廣告台詞:「腸道顧好,人不會老~」。
所以為了你的健康與長壽,多重視你肚子裡的夥伴吧 ~

參考資料

  1. Boehme, M., Guzzetta, K.E., Bastiaanssen, T.F.S. et al. Microbiota from young mice counteracts selective age-associated behavioral deficits. Nat Aging 1, 666–676 (2021).
  2. 埃黎耶·埃黎赫·梅契尼可夫
  3. Lynch SV, Pedersen O. The Human Intestinal Microbiome in Health and Disease. N Engl J Med. 2016 Dec 15;375(24):2369-2379.
  4. Claesson, M., Jeffery, I., Conde, S. et al. Gut microbiota composition correlates with diet and health in the elderly. Nature 488, 178–184 (2012)
  5. Scott KA, Ida M, Peterson VL, Prenderville JA, Moloney GM, Izumo T, Murphy K, Murphy A, Ross RP, Stanton C, Dinan TG, Cryan JF. Revisiting Metchnikoff: Age-related alterations in microbiota-gut-brain axis in the mouse. Brain Behav Immun. 2017 Oct;65:20-32.
  6. Sato, Y., Atarashi, K., Plichta, D.R. et al. Novel bile acid biosynthetic pathways are enriched in the microbiome of centenarians. Nature (2021). 
  7. Smith, P., Willemsen, D., Popkes, M., Metge, F., Gandiwa, E., Reichard, M., & Valenzano, D. R. (2017). Regulation of life span by the gut microbiota in the short-lived African turquoise killifish. elife, 6, e27014.
  8. Bettio LEB, Rajendran L, Gil-Mohapel J. The effects of aging in the hippocampus and cognitive decline. Neurosci Biobehav Rev. 2017 Aug;79:66-86
  9. Boehme, M., van de Wouw, M., Bastiaanssen, T.F.S. et al. Mid-life microbiota crises: middle age is associated with pervasive neuroimmune alterations that are reversed by targeting the gut microbiome. Mol Psychiatry 25, 2567–2583 (2020)
  10. Dalile, B., Van Oudenhove, L., Vervliet, B. et al. The role of short-chain fatty acids in microbiota–gut–brain communication. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 16, 461–478 (2019).
  11. 小膠質細胞
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羅夏_96
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同樣的墨跡,每個人都看到不同的意象,也都呈現不同心理狀態。人生也是如此,沒有一人會體驗和看到一樣的事物。因此分享我認為有趣、有價值的科學文章也許能給他人新的靈感和體悟