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Molecular Tweezer有望解救帕金森氏症

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・2012/03/11 ・472字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

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在現今老年人口日益增加的社會,帕金森氏症儼然已成為人人知曉但卻令人退避三舍的名詞。就像其他許多精神疾病一樣,帕金森氏症是因為神經細胞內蛋白質α-synuclein不正常聚積,而導致細胞毒性及死亡,因而反應出身心功能的異常。

近來美國UCLA的神經生物學家發展出一種稱做”CLR01″的molecular tweezer,利用它在分子結構上的特性與α-synuclein的厭水端及其15個Lys做交互作用,將α-synuclein圍住,使α-synuclein無法聚集成病理上β-sheet的纖維結構,此外,CLR01雖然會與蛋白質結合,但對於一般正常的、健康的神經細胞,並不會有任何不良的副作用。而在斑馬魚實驗中,CLR01除了能大大降低模式動物中α-synuclein的不正常聚積,甚至能減少已聚集成型的纖維構造、降低神經毒性及細胞自噬(apoptosis)的發生,進而增加斑馬魚的生存率。

因此,Bronstein教授認為,然現階段他們僅能利用CLR01這把神奇的molecular tweezer解救斑馬魚的帕金森氏症,但CLR01仍是人類帕金森氏症極具前景的新藥候選人,同時,其他像是阿茲海默症、第二型糖尿病等這些同樣也是因為蛋白質不正常堆積所導致的疾病,或許也能依照這樣的模式找到治療的良方。

資料來源:Parkinson’s disease stopped in animal model [March 2, 2012]

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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察覺症狀及早治療巴金森病,延緩病程演進、維持生活品質
careonline_96
・2022/11/17 ・2408字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「醫師,最近幾個月我的左手都會抖。」70 多歲的老伯伯說,「這是不是廣播節目在講的巴金森病啊?」

單側手抖是巴金森病常見的動作症狀,南投佑民醫院神經科主任林圻域醫師指出,進一步了解病情後發現,老伯伯已經失眠一年多,而且胃口比較差、心情也比較低落。也就是說,可能在 1、2 年前就開始出現非動作症狀,直到就醫前三個月才出現動作症狀。

「巴金森病的治療會同時考量動作症狀與非動作症狀,並依照病程發展來調整藥物。當時讓他使用多巴胺受體促效劑搭配左旋多巴,動作症狀有明顯改善。」林圻域醫師說,「經過 1、2 個月的用藥,在沒有使用安眠藥或舒緩情緒的藥物下,失眠跟情緒低落這些非動作症狀都有獲得改善。」

到目前為止已經治療 3 年多,老伯伯每天都會外出散步運動,巴金森病幾乎都維持在第 2 期,可以自己回診,行動自如。

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從手抖到臥床,及早治療延緩巴金森病程演進

巴金森病的病程通常可分成 5 個階段。林圻域醫師指出,巴金森病第 1 期,剛發病時,可能從單側手腳開始出現顫抖或僵硬,這些症狀通常還不會影響生活。

巴金森病第 2 期,雙側都出現症狀,生活就會受到一些干擾,可能在吃飯時用湯匙、用筷子就沒有那麼靈活。

巴金森病第 3 期,患者走路的平衡能力越來越差,多半需要使用柺杖輔助行走,很容易跌倒。

巴金森病第 4 期,患者的日常生活需要他人協助,包含吃飯、洗澡、自己的衛生需求,都無法獨力完成。

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到了巴金森病第 5 期,患者幾乎都是坐輪椅或是臥床,完全仰賴他人照顧。

如果能在早期發現巴金森病,並積極接受治療,能夠延緩病程進展,讓患者保有更多的生活功能。

有耐心的積極治療,延長用藥蜜月期

目前治療巴金森病比較常用的藥物,包括左旋多巴、多巴胺受體促效劑、單胺氧化酶抑制劑等。林圻域醫師解釋,左旋多巴對於動作症狀的效果很明顯,另一個多巴胺受體促效劑的效果也很好,可以同時改善動作及非動作症狀,例如憂鬱、睡眠障礙等。巴金森病的用藥比較複雜,臨床上會根據患者的年紀還有比較明顯的症狀,選擇合適的藥物。

憂鬱、失眠皆是巴金森病常見的非動作症狀,林圻域醫師說,在接受藥物治療時,我們也希望患者能夠養成運動的習慣,每天都能夠外出運動,走一走、曬曬太陽。

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「確診巴金森病後,有些患者會期待能夠治癒,」林圻域醫師說,「我們需要跟他們解釋說,這是一種退化性疾病,沒有辦法完全根治,不過若能好好接受治療,可以維持生活品質,幾乎跟正常人一樣,還是可以外出旅遊、運動。」

因為巴金森病的用藥比較複雜,在用藥過程中,不見得隨時都能讓患者感覺狀況很好,林圻域醫師提醒,如果有用藥問題或是覺得身體的靈活度沒有很好的話,請務必回診,與醫師討論是否要調整藥物,千萬不要自己增加藥量,否則會縮短用藥的蜜月期,而且服用左旋多巴的劑量越高,越容易提早出現藥效波動的副作用,例如突然變得很僵硬或出現搖頭晃腦等不自主運動。

關於巴金森病的治療策略,林圻域醫師解釋,如果患者比較年輕,可能先使用多巴胺受體促效劑,延長用藥蜜月期。如果患者年紀較大,可能就使用左旋多巴,再搭配多巴胺受體促效劑。

在家就能做,早期發現巴金森病

巴金森病是退化性疾病,發生率會隨著年紀而越來越高,50 歲以上的民眾,都應該要定期自我檢測。林圻域醫師說,目前常用的檢測方式是手指操,手指操的操作非常方便,檢測靈敏度也不錯。只要伸出左手,張開五隻手指,食指與拇指重複開合 25 下,然後換到右手,食指與拇指重複開合 25 下。

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「我們可以請家屬觀察兩側手指開合的速度跟大小,如果兩側差不多,也都蠻靈活的話,大概巴金森病的機率就不高。」

林圻域醫師說,「如果有巴金森症狀,兩側手指頭開合的速度跟節奏就會不一樣,有問題的那一側通常會比較慢,開合的角度也會變小。大部分巴金森病都是從一側開始,通常會變得不靈活,甚至像黏住一樣打不開。出現這樣的狀況的話就要趕緊到神經內科做檢查。」

貼心小提醒

林圻域醫師叮嚀,雖然巴金森病沒有辦法根治,但是透過定期用藥、規律運動,其實可以讓巴金森病患者的生活能力維持得很好,能夠自己照顧自己的狀態。家屬、患者要與醫療團隊密切配合,若觀察到症狀有變化,請務必回診與醫師討論,千萬不能擅自增加藥量!

巴金森病友社團幸福巴士[巴金森‧帕金森病園地] | Facebook,提供許多關於巴金森病的照護、復健與經驗分享,家屬與病友都可以共同學習、交流。

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Molecular Tweezer有望解救帕金森氏症
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・2012/03/11 ・472字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

在現今老年人口日益增加的社會,帕金森氏症儼然已成為人人知曉但卻令人退避三舍的名詞。就像其他許多精神疾病一樣,帕金森氏症是因為神經細胞內蛋白質α-synuclein不正常聚積,而導致細胞毒性及死亡,因而反應出身心功能的異常。

近來美國UCLA的神經生物學家發展出一種稱做”CLR01″的molecular tweezer,利用它在分子結構上的特性與α-synuclein的厭水端及其15個Lys做交互作用,將α-synuclein圍住,使α-synuclein無法聚集成病理上β-sheet的纖維結構,此外,CLR01雖然會與蛋白質結合,但對於一般正常的、健康的神經細胞,並不會有任何不良的副作用。而在斑馬魚實驗中,CLR01除了能大大降低模式動物中α-synuclein的不正常聚積,甚至能減少已聚集成型的纖維構造、降低神經毒性及細胞自噬(apoptosis)的發生,進而增加斑馬魚的生存率。

因此,Bronstein教授認為,然現階段他們僅能利用CLR01這把神奇的molecular tweezer解救斑馬魚的帕金森氏症,但CLR01仍是人類帕金森氏症極具前景的新藥候選人,同時,其他像是阿茲海默症、第二型糖尿病等這些同樣也是因為蛋白質不正常堆積所導致的疾病,或許也能依照這樣的模式找到治療的良方。

資料來源:Parkinson’s disease stopped in animal model [March 2, 2012]

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憂鬱、便秘、失眠也是巴金森病的症狀,50 歲以上建議每月「手指操」自我檢測
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・2022/10/18 ・2150字 ・閱讀時間約 4 分鐘

60 歲的王女士,因為右手會顫抖而就診,屏東寶建醫院神經內科李杰勳醫師分享,患者走路的速度較慢,會小碎步向前走,姿態有點不穩。除了這些巴金森病常見的動作症狀之外,家屬亦發現患者變得比較封閉,情緒低落、悶悶不樂,不太跟鄰居、朋友打交道,甚至有時候會抱怨說「我老了、沒有用了,不如死掉算了。」

因為家屬有警覺到患者出現自殺的念頭,便趕緊就醫檢查。李杰勳醫師說,經過訪談,患者確實有憂鬱的現象,於是便調整巴金森病的藥物,除了治療動作症狀,同時也改善情緒方面的非動作症狀。經過治療後,家屬便明顯感受到患者的狀況有進步,動作改善了,心情也變好許多。

不只是老化!年過 50,每月自我檢測巴金森病

在屏東,巴金森病患者就醫時通常已發展到比較後期,例如步態、走路不穩才就醫。李杰勳醫師說,因為老人家們對巴金森病的認知較少,尤其是偏鄉地方,患者常會覺得動作變慢、手抖只是退化的現象,而沒放在心上,容易錯過治療時機。

巴金森病是一種持續進展的疾病,並非單純的老化現象,李杰勳醫師強調,年紀越大,罹患巴金森病的機會越高,建議 50 歲以上的民眾每個月以手指操自我檢測。手指操的做法相當簡單,隨時隨地都可以檢測。

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請先把右手的五指張開,用拇指與食指輕按 25 下,然後換成左手的五指張開,用拇指與食指輕按 25 下。如果發現動作變慢、停頓、開合大小改變、手指打不開,便要盡快至神經內科就診。

憂鬱、便祕、失眠都是巴金森病警訊

提到巴金森病,大家都會想到相關「動作症狀」,例如手會顫抖、動作變慢、步伐變小、姿態前傾、平衡困難、關節僵硬、面無表情、字體變小等,但是巴金森病還可能伴隨多種「非動作症狀」。李杰勳醫師表示,根據統計,40%~60% 的巴金森病患者有憂鬱症,而且可能在還沒診斷巴金森病之前,就開始有憂鬱的現象。會出現憂鬱症,有部分是巴金森病對腦部功能造成影響,也有些是因為動作障礙、行動不便、失去自我照顧的能力,使患者越來越憂鬱。

巴金森病患者也可能出現嗅覺異常、失眠、失智等狀況,另外大概有 60% 的病人會合併便秘的問題。巴金森病的非動作症狀可能比動作症狀更早出現,也會隨著病程越來越嚴重。

「就憂鬱症而言,家屬常須扮演重要的角色,」李杰勳醫師說,「因為家屬較容易在生活中觀察到患者情緒低落、負面思考、甚至有自殺念頭,所以能夠主動告知醫師。醫師也會在問診過程中仔細觀察是否有憂鬱的跡象,並給予適當的治療。」

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巴金森病的主要治療藥物有左旋多巴、多巴胺受體促效劑等,李杰勳醫師解釋,某種多巴胺受體促效劑本身有兩種效果,除了可以治療動作症狀,也可以改善憂鬱的狀況。若發現巴金森病患者同時有憂鬱症狀,可優先使用該多巴胺受體促效劑。

左旋多巴能夠有效改善動作症狀,但是巴金森病用藥的蜜月期大概只有 5 年至 10 年,爾後會漸漸出現藥效波動,當藥效消退時,患者就像突然停電一般,動作變慢、僵硬。當藥效發揮時,患者可能會出現頭部、手、腳、軀幹等不自主亂動。

對年紀較大的巴金森病患者,可以使用左旋多巴治療。李杰勳醫師說,至於比較年輕的患者,剛開始可能會先用多巴胺受體促效劑,來控制動作症狀,維持生活品質,並延長用藥蜜月期。若還有其他症狀,再適時調整藥物。

貼心小提醒

巴金森病是種慢性病,患者與家屬要與醫療團隊長期配合,李杰勳醫師提醒,「家屬若察覺到患者有失智、憂鬱等狀況,可以提供較完整的資訊,幫助醫師做判斷。家屬也要觀察患者用藥之後的反應,看看動作症狀與非動作症狀是否能夠改善。如果有任何用藥、照護的問題,都可以回門診與醫療團隊討論,隨著調整藥物,希望患者在動作、情緒、或其他狀況都可以改善,維持生活品質!」

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近來美國UCLA的神經生物學家發展出一種稱做”CLR01″的molecular tweezer,利用它在分子結構上的特性與α-synuclein的厭水端及其15個Lys做交互作用,將α-synuclein圍住,使α-synuclein無法聚集成病理上β-sheet的纖維結構,此外,CLR01雖然會與蛋白質結合,但對於一般正常的、健康的神經細胞,並不會有任何不良的副作用。而在斑馬魚實驗中,CLR01除了能大大降低模式動物中α-synuclein的不正常聚積,甚至能減少已聚集成型的纖維構造、降低神經毒性及細胞自噬(apoptosis)的發生,進而增加斑馬魚的生存率。

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