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武漢肺炎病毒到底從哪來?沒有陰謀論以及蛇和HIV的版本

寒波_96
・2020/02/03 ・5991字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 597 ・九年級

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2019 年底起源自武漢的傳染病仍在蔓延,病毒之外,陰謀論也大肆流傳,此外還有一些品質差勁的分析。根據目前資訊推論:人類病源來自未知的單一起源,距今時間很短,一開始就能人傳人。

相關分子演化分析可參考前文〈病毒不是源於武漢的海鮮市場?從分子演化學角度看2019新型冠狀病毒(武漢肺炎)的起源與傳播

本文略長,重點如下:

  • WARS 在雲南找到最近親戚,兩者非常相似。(比 SARS 近得多)
  • WARS 的中間宿主尚未確認,但現有和蛇有關的分析完全是錯誤的。
  • 仔細檢視後,WARS 的 S蛋白質變異和 HIV 毫無任何關係。(該論文已由作者撤稿)
  • 沒有可靠證據支持現有的陰謀論,WARS 極可能是自然演化而來的病毒。
  • 現階段出現一些搶快不可靠的研究,即使同儕審查過的論文也不可盡信。

中國官方對疫情沒有說實話,卻也缺乏黑手介入操弄病毒的證據。在這眾人都在搶快的時刻,即使是學術期刊發表也未必無誤,一定要保持判斷力。

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  • 本文於2020 年  2 月 3 日刊登,仍有許多與 2019-nCoV 相關的研究正在進行,目前發表的研究並非最終結果。
冠狀啤酒?圖/取自 Junk DNA

雲南找到最近親戚,支持 WARS 是純天然病毒

導致武漢疫情的是一種冠狀病毒(coronavirus),本文之後會使用 WARS 這個簡稱。目前 WARS 一共有 53 個病毒基因組被定序出來,彼此間差異非常非常小。近日一大關鍵情報來自中國科學院的武漢病毒研究所,石正麗領頭的論文(上傳初稿,尚未正式發表),其中報告了一款之前沒有發表過的新病毒「RaTG13」,遺傳上和 WARS 最相似,兩者序列相似度為 96.2%;作為對照,SARS 和 WARS 的相似度是 79.5%。1, 2

目前遺傳上和 WARS 最相似的病毒「RaTG13」,由雲南的蝙蝠採樣取得。(圖為採樣示意,非當事蝙蝠)圖/取自 ref 2

石正麗的合作者 Peter Daszak(屬於一個叫作 EcoHealth Alliance 的機構)在 Science 新聞受訪表示,他們之前花費 8 年,在中國各處採集約一萬個蝙蝠及 2000 個其他動物的樣本,總共偵測到 500 款之前未知的冠狀病毒。(因此我實在不喜歡廣傳「新型冠狀病毒」此一名稱,未來恐怕很容易引起誤會)

Daszak 表示中國蝙蝠冠狀病毒的多樣性非常驚人,和 WARS 最相似的 RaTG13 是 2013 年於雲南採樣到。但是這不等於 WARS 直接來自雲南,因為和自然狀態相比,人為取樣一定相當侷限;和 WARS 相似的近親或許在更多地方存在,我們根本無從得知。

平時論文慢慢來,這時發表都搶快!

也許有人會懷疑,既然知道有樣本為什麼之前不講,出事後才趕快發佈,豈不擺明有鬼?不過這其實是學術研究的常態,許多研究團隊平時都堆積著大量尚未發表的資料,除非有突發狀況,否則不會特別趕時間。

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大家想想看,在此之前 RaTG13 有什麼好提的?假如不知道 WARS 會感染人類,RaTG13 不過就是那新偵測到的 500 款病毒中,其中一種沒人有興趣的新型病毒,毫不特殊,有什麼值得特別重視的價值?

一月冠狀病毒相關論文的發表數量。圖/取自 ref 3

不正常的反而是現在的狀況:WARS 疫情大爆發後,冠狀病毒成為頭號顯學,最近 20 天冒出超過 50 篇論文(多數仍尚未正式發表)。學者燃燒小宇宙的成效可以十分驚人,這種生產論文的速度儘管罕見,但是技術上辦得到。結果又有人懷疑論文哪有可能寫這麼快,一定是中國人早就有資料,但是故意不講……這就是父子騎驢吧。3

解釋 WARS 不需要陰謀論

現階段對於 WARS 的陰謀論比比皆是,例如一說認為之前在加拿大高度管制實驗室工作,被指控涉及間諜,遭到開除的中國科學家和 WARS 疫情有關係;也有人質疑 WARS 是在武漢 P4 實驗室研發,外洩的生物武器。4

注意假新聞!事實上,四處流竄的人造病毒陰謀,可以達到混淆正確資訊的效果,也可能是資訊戰的一環。圖/取自 ref 4

然而,與目前更加明確的線索相比,並不需要這些陰謀論解釋 WARS 的起源。這次疫情中國政府沒有說實話、中國在歐美有間諜活動之前處理實驗不夠謹慎讓 SARS 外洩過,這些都是事實,也無法排除中國私下研發生物武器的可能性。但是要證明 WARS 和中國研發生物武器有關係,目前沒有合理的證據。

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反倒有更強力的證據指出,WARS 就是另一場源於自然的智人危機。

WARS 和最近親戚分家後,才獲得跨物種感染力

華盛頓大學的 Trevor Bedford 根據序列差異,估計雲南的 RaTG13 和武漢的 WARS 分家的年代,介於 25 到 65 年前;此一數字會受到突變率與宿主影響(提醒一下,我們仍然不知道 WARS 的原始宿主是哪種動物)。不過大概可以確定,兩者分家雖然不是太久,卻也已經有一段時間,不像是最近幾年的事。

Trevor Bedford 建構的冠狀病毒演化樹,多個 WARS (圖上紅點) 和最相似的雲南樣本 RaTG13 被歸為同一群。圖/取自 ref 2

之前格拉斯哥大學的 David L Robertson 一度認為,WARS 經歷過至少兩次遺傳重組,但是見到序列更像的 RaTG13 後他就放棄該觀點。這不表示重組沒有發生過,而是因為兩種病毒彼此非常相似,意即重組事件發生的時間是在 WARS 和 RaTG13 還沒有分家之前。由此可知 RaTG13 也經歷過和 WARS 一樣的重組,它卻依舊是感染蝙蝠的尋常病毒,表示讓 WARS 變得獨特的那些突變,和更早發生的重組缺乏直接關係。5

直接比較 WARS 和 RaTG13 會發現兩者整體非常相似,唯獨有個與感染能力高度相關的 S蛋白質(spike protein)基因差異較大;一些科學家認為 WARS 獨特的 S蛋白質,是它能順利侵略智人的關鍵。然而,WARS 當初如何由動物移民到智人身上,是否有透過中間宿主,目前仍缺乏可靠的證據。

順帶一提,目前以細胞株為材料的初步體外測試發現,蝙蝠、豬、麝香貓(civet)都會感染 WARS,不過今年本命年的小鼠不會感染。而常見的寵物貓、狗,至今也沒有牠們會感染 WARS 的證據,不需要恐慌。

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說到中間宿主 S蛋白質,最近兩篇錯誤相當明顯的論文分別與它們有關,本文將逐一介紹。

錯誤發表一:WARS的中間宿主是……蛇?

疫情爆發後不久,一項通過同儕審查的研究宣稱找到 WARS 的中間宿主「蛇」。這篇論文的思維和分析方法都嚴重錯誤。正式昭告天下,在當下疫情熱烈,搶快發表的大競速時代,即使是同儕審查過的論文也無法保證最基本的品質6, 7

簡單說是這樣:該論文選用的分析方法「codon usage bias(密碼子利用偏好)」達成了錯誤的結論。此分析方法儘管常見,目的卻根本不是尋找宿主。這是只會計算數字,絲毫不懂背後生物原理與概念的低級錯誤。

64 種密碼子與 20 種氨基酸的對照表。圖/取自 wiki

codon usage bias(用中文反而會讓稍有概念的人看不懂,因此使用英文)是什麼呢?遺傳密碼的核苷酸以三個為一組,一共有 64 種密碼子,卻只會對應到 20 種氨基酸;因此有時候在 DNA(或 RNA)層次上密碼子發生了改變,轉譯後的氨基酸仍然保持不變。

以脯胺酸(proline)舉例,有 4 種密碼子 CCT、CCC、CCG、CCA 對應這個氨基酸,不同生物都是用這 4 種密碼子生產脯胺酸,各種生物的比例卻不一樣。

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比方說不同生物都使用這 4 種密碼子,維尼熊的比例是 6、4、3、87%,米老鼠卻是 40、15、5、40%,空心菜則是 22、28、32、18%;不同生物相異的偏好,就是所謂的密碼子—利用—偏好。

有 4 種密碼子對應氨基酸的狀況下,倘若隨機分佈,每種密碼子出現的機率應該是 4 分之 1,但是實際上往往不是隨機出現,不同生物、不同基因的同一種氨基酸,會特別傾向使用某些密碼子

codon usage bias 不一定存在,假如存在也可能有許多不同的成因。理論上寄生於某種生物的病毒,如果自己的 codon usage bias 和宿主類似,也許能帶來一些生存上的優勢,不過這只是理論。8

重點在於,不可能光靠病毒的 codon usage bias 一種指標就判斷宿主!只用 codon usage bias 推論宿主,是對相關概念完全外行的表現;讓這種貨色正式發表,不管為什麼,都是期刊與編輯該深刻反省的責任。

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若是覺得上述解釋太難看不懂,人在瑞典的博士生北歐心科學有個妙喻:

就像說用美金就是美國人」,結果中國跟伊朗人也用美金,都被一視同仁為美國人。

WARS、SARS 與 MERS 的密碼子偏好都更接近蛇,但後兩者宿主都不是蛇

序列分析垃圾進,只會有垃圾出,沒什麼好講的。即使再退一步說,該論文設計實驗時也沒有通過最基本的假說—驗證。Robertson 和斯克里普斯研究所(Scripps Research)的 Kristian Andersen 都重新分析 WARS 的密碼子利用,一致認為該論文的結論錯誤。9

Andersen 的分析,縱軸愈高表示 codon usage bias 和橫軸上的該生物愈相似。圖/取自 ref 9

Andersen 還示範正確「假說—驗證」的作法(感謝大大無私分享!),比方說 SARS 的宿主是蝙蝠、MERS 是駱駝,假如有其他動物的偏好比蝙蝠更像 SARS,或是比駱駝更像 MERS,就表示用 codon usage bias 判斷宿主的策略行不通。

結果當然是行不通。Andersen 分析發現和不同生物相比,SARS 沒有最接近蝙蝠,MERS 也不是最接近駱駝;它們反而更接近蛇,以及不會感染的小鼠。WARS 的密碼子偏好和各種生物相比,則普遍小於兩位親戚,和蛇(以及小鼠)相對較像,但是都比不上釀酒酵母等三種「真菌」,可是真菌當然不可能是冠狀病毒的宿主!

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必須注意的是,這些分析無法排除蛇是中間宿主的可能性,但是結果明確指出:

冠狀病毒的 codon usage bias 和宿主沒有明顯關係,這項指標無法用於判斷宿主。

錯誤發表二:WARS 有片段跟 HIV 有關?(該發表已撤稿)

另一份 1 月 31 日上傳,尚未正式發表的論文初稿宣稱,在 WARS 的 S蛋白質上找到 4 處插入(insertion),此部份序列沒有在其他已知的冠狀病毒中見過,卻和會導致愛滋病的 HIV 一致,不像是隨機發生。10

這項研究由於比較對象太少,所以得到完全錯誤的結論。甚至有人建議可以用來測驗生技公司員工的水平,轉貼卻毫無批評者,直接開除。在本文完成以後,該論文初稿已經被作者暫時撤回

錯誤的分析宣稱WARS的S蛋白質上有 4 處外來「插入」(事實上都是誤判)。圖/取自 ref 10

分析問題時,選擇比較的對象相當重要。該文只拿 SARS、WARS 和 HIV 三種病毒比較,取樣太過侷限,不可能得到有意義的分析。

Bedford 同時比對多種由蝙蝠採樣來的冠狀病毒,發現不同品系的 S蛋白質之間相比,它們序列上本來就會加加減減、多一點少一點;而 WARS 的 S蛋白質這方面並不特殊,應該是天然演化的結果。11

Bedford 首先提出,那 4 處所謂的「插入」片段序列都非常短,在非常多已知的生物基因組上也能找到 100% 符合的對象,無法證實它們來自 HIV。他接著逐一詳細分析(樓主好人一生平安!),結論是12

4 處序列中沒有任何一段,真正來自外源遺傳物質的插入。

第一段「插入」序列的比對。其實不是真的插入。圖/取自 ref 12

「插入」片段都在近親身上找得到,和 HIV 無關

WARS 和來自雲南的最近親 RaTG13 相比,第一段序列「GTNGTKR」也在雲南兄弟的基因上存在。第二段「YYHKNNKS」該論文判斷為一獨特插入,卻是人為調整序列所致(提醒各位這算正常操作),事實上雲南兄弟也存在這段序列。

第二段「插入」序列的比對。其實不是真的插入。圖/取自 ref 12

WARS 和 RaTG13 皆具有這兩段序列,表示它們早在兩者分家以前已經存在,不可能是 WARS 基因組上才插入的新片段。

第三段「GDSSSG」也可能受到人為調整影響,不過就算真有插入,看起來 RaTG13 也具有這段,WARS 並不獨特。

第三段「插入」序列的比對。其實不是真的插入。圖/取自 ref 12

第四段「QTNSPRRA」,雲南兄弟也有前方的 QTNS ,卻沒有後方的 PRRA,表示 PRRA 大概真的是 WARS 獨自誕生的新突變,可以說它是插入,但是這麼短的序列變異常常發生,在基因組上比比皆是,毫無特殊之處。(提醒各位,WARS 的 S蛋白質和親戚的差異本來就大)

第四段「插入」序列的比對。其實只有後面一半是真正新增的插入片段,多半是病毒自行演化而成,不像是外源插入。圖/取自 ref 12

總之,Bedford 的分析明確否定了「WARS 基因組上有 4 處與 HIV 一致的非隨機插入」,這是很值得學習的一次教訓。

最類似 WARS 的雲南樣本 RaTG13 目前尚未正式發表,沒有將它加入比對,或許並非不可饒恕的大罪。但是只選取三種遺傳上差異極大的病毒直接比對(即使是 SARS 和 WARS 也超過 20% 不同),又遽下太不符合常理的偏頗結論,就是徹底失格的分子演化分析了。

該論文初稿已經暫時被作者撤回。

資訊虛實難辨,保持判斷力!

再來一次劃重點:

  • WARS 在雲南找到最近親戚,兩者非常相似。
  • 中間宿主尚屬未知,現有證據與蛇無關。
  • WARS 和 HIV 毫無關係。
  • 目前沒有可靠證據支持陰謀論,WARS 極可能是自然演化而成。

來到本文的盡頭,不論你是已經辛苦看完一大串外星文字,或是直接跳到結尾看結論,希望都能帶給讀者最重要的訊息:

「在此大家都在搶快的時刻,資訊虛實難辨,即使同儕審查過的論文也不可盡信,更需要保持判斷力。」

  1. 尚未發表的初稿:Discovery of a novel coronavirus associated with the recent pneumonia outbreak in humans and its potential bat origin,本文完成後正式發表於 Nature 期刊:A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin
  2. Mining coronavirus genomes for clues to the outbreak’s origins
  3. China coronavirus: how many papers have been published?
  4. Online claims that Chinese scientists stole coronavirus from Winnipeg lab have ‘no factual basis’
  5. nCoV’s relationship to bat coronaviruses & recombination signals (no snakes) – no evidence the 2019-nCoV lineage is recombinant
  6. Hu, D., Zhu, C., Ai, L., He, T., Wang, Y., Ye, F., … & Zhu, J. (2018). Genomic characterization and infectivity of a novel SARS-like coronavirus in Chinese bats. Emerging microbes & infections, 7(1), 1-10.
  7. 质疑:蛇是武汉新型病毒的中间宿主吗?
  8. Wong, E. H., Smith, D. K., Rabadan, R., Peiris, M., & Poon, L. L. (2010). Codon usage bias and the evolution of influenza A viruses. Codon Usage Biases of Influenza Virus. BMC evolutionary biology, 10(1), 253.
  9. nCoV-2019 codon usage and reservoir (not snakes v2)
  10. Uncanny similarity of unique inserts in the 2019-nCoV spike protein to HIV-1 gp120 and Gag
  11. Trevor Bedford 發表於推特的初步分析
  12. Trevor Bedford 發表於推特的進一步分析

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
193 篇文章 ・ 1090 位粉絲
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》。

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LDL-C 正常仍中風?揭開心血管疾病的隱形殺手 L5
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/06/20 ・3659字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 美商德州博藝社科技 HEART 合作,泛科學企劃執行。

提到台灣令人焦慮的交通,多數人會想到都市裡的壅塞車潮,但真正致命的「塞車」,其實正悄悄發生在我們體內的動脈之中。

這場無聲的危機,主角是被稱為「壞膽固醇」的低密度脂蛋白( Low-Density Lipoprotein,簡稱 LDL )。它原本是血液中運送膽固醇的貨車角色,但當 LDL 顆粒數量失控,卻會開始在血管壁上「違規堆積」,讓「生命幹道」的血管日益狹窄,進而引發心肌梗塞或腦中風等嚴重後果。

科學家們還發現一個令人困惑的現象:即使 LDL 數值「看起來很漂亮」,心血管疾病卻依然找上門來!這究竟是怎麼一回事?沿用數十年的健康標準是否早已不敷使用?

膽固醇的「好壞」之分:一場體內的攻防戰

膽固醇是否越少越好?答案是否定的。事實上,我們體內攜帶膽固醇的脂蛋白主要分為兩種:高密度脂蛋白(High-Density Lipoprotein,簡稱 HDL)和低密度脂蛋白( LDL )。

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想像一下您的血管是一條高速公路。HDL 就像是「清潔車隊」,負責將壞膽固醇( LDL )運來的多餘油脂垃圾清走。而 LDL 則像是在血管裡亂丟垃圾的「破壞者」。如果您的 HDL 清潔車隊數量太少,清不過來,垃圾便會堆積如山,最終導致血管堵塞,甚至引發心臟病或中風。

我們體內攜帶膽固醇的脂蛋白主要分為兩種:高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)/ 圖片來源:shutterstock

因此,過去數十年來,醫生建議男性 HDL 數值至少應達到 40 mg/dL,女性則需更高,達到 50 mg/dL( mg/dL 是健檢報告上的標準單位,代表每 100 毫升血液中膽固醇的毫克數)。女性的標準較嚴格,是因為更年期後]pacg心血管保護力會大幅下降,需要更多的「清道夫」來維持血管健康。

相對地,LDL 則建議控制在 130 mg/dL 以下,以減緩垃圾堆積的速度。總膽固醇的理想數值則應控制在 200 mg/dL 以內。這些看似枯燥的數字,實則反映了體內一場血管清潔隊與垃圾山之間的攻防戰。

那麼,為何同為脂蛋白,HDL 被稱為「好」的,而 LDL 卻是「壞」的呢?這並非簡單的貼標籤。我們吃下肚或肝臟製造的脂肪,會透過血液運送到全身,這些在血液中流動的脂肪即為「血脂」,主要成分包含三酸甘油酯和膽固醇。三酸甘油酯是身體儲存能量的重要形式,而膽固醇更是細胞膜、荷爾蒙、維生素D和膽汁不可或缺的原料。

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這些血脂對身體運作至關重要,本身並非有害物質。然而,由於脂質是油溶性的,無法直接在血液裡自由流動。因此,在血管或淋巴管裡,脂質需要跟「載脂蛋白」這種特殊的蛋白質結合,變成可以親近水的「脂蛋白」,才能順利在全身循環運輸。

肝臟是生產這些「運輸用蛋白質」的主要工廠,製造出多種蛋白質來運載脂肪。其中,低密度脂蛋白載運大量膽固醇,將其精準送往各組織器官。這也是為什麼低密度脂蛋白膽固醇的縮寫是 LDL-C (全稱是 Low-Density Lipoprotein Cholesterol )。

當血液中 LDL-C 過高時,部分 LDL 可能會被「氧化」變質。這些變質或過量的 LDL 容易在血管壁上引發一連串發炎反應,最終形成粥狀硬化斑塊,導致血管阻塞。因此,LDL-C 被冠上「壞膽固醇」的稱號,因為它與心腦血管疾病的風險密切相關。

高密度脂蛋白(HDL) 則恰好相反。其組成近半為蛋白質,膽固醇比例較少,因此有許多「空位」可供載運。HDL-C 就像血管裡的「清道夫」,負責清除血管壁上多餘的膽固醇,並將其運回肝臟代謝處理。正因為如此,HDL-C 被視為「好膽固醇」。

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為何同為脂蛋白,HDL 被稱為「好」的,而 LDL 卻是「壞」的呢?這並非簡單的貼標籤。/ 圖片來源:shutterstock

過去數十年來,醫學界主流觀點認為 LDL-C 越低越好。許多降血脂藥物,如史他汀類(Statins)以及近年發展的 PCSK9 抑制劑,其主要目標皆是降低血液中的 LDL-C 濃度。

然而,科學家們在臨床上發現,儘管許多人的 LDL-C 數值控制得很好,甚至很低,卻仍舊發生中風或心肌梗塞!難道我們對膽固醇的認知,一開始就抓錯了重點?

傳統判讀失準?LDL-C 達標仍難逃心血管危機

早在 2009 年,美國心臟協會與加州大學洛杉磯分校(UCLA)進行了一項大型的回溯性研究。研究團隊分析了 2000 年至 2006 年間,全美超過 13 萬名心臟病住院患者的數據,並記錄了他們入院時的血脂數值。

結果發現,在那些沒有心血管疾病或糖尿病史的患者中,竟有高達 72.1% 的人,其入院時的 LDL-C 數值低於當時建議的 130 mg/dL「安全標準」!即使對於已有心臟病史的患者,也有半數人的 LDL-C 數值低於 100 mg/dL。

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這項研究明確指出,依照當時的指引標準,絕大多數首次心臟病發作的患者,其 LDL-C 數值其實都在「可接受範圍」內。這意味著,單純依賴 LDL-C 數值,並無法有效預防心臟病發作。

科學家們為此感到相當棘手。傳統僅檢測 LDL-C 總量的方式,可能就像只計算路上有多少貨車,卻沒有注意到有些貨車的「駕駛行為」其實非常危險一樣,沒辦法完全揪出真正的問題根源!因此,科學家們決定進一步深入檢視這些「駕駛」,找出誰才是真正的麻煩製造者。

LDL 家族的「頭號戰犯」:L5 型低密度脂蛋白

為了精準揪出 LDL 裡,誰才是最危險的分子,科學家們投入大量心力。他們發現,LDL 這個「壞膽固醇」家族並非均質,其成員有大小、密度之分,甚至帶有不同的電荷,如同各式型號的貨車與脾性各異的「駕駛」。

為了精準揪出 LDL 裡,誰才是最危險的分子,科學家們投入大量心力。發現 LDL 這個「壞膽固醇」家族並非均質,其成員有大小、密度之分,甚至帶有不同的電荷。/ 圖片來源:shutterstock

早在 1979 年,已有科學家提出某些帶有較強「負電性」的 LDL 分子可能與動脈粥狀硬化有關。這些帶負電的 LDL 就像特別容易「黏」在血管壁上的頑固污漬。

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台灣留美科學家陳珠璜教授、楊朝諭教授及其團隊在這方面取得突破性的貢獻。他們利用一種叫做「陰離子交換層析法」的精密技術,像是用一個特殊的「電荷篩子」,依照 LDL 粒子所帶負電荷的多寡,成功將 LDL 分離成 L1 到 L5 五個主要的亞群。其中 L1 帶負電荷最少,相對溫和;而 L5 則帶有最多負電荷,電負性最強,最容易在血管中暴衝的「路怒症駕駛」。

2003 年,陳教授團隊首次從心肌梗塞患者血液中,分離並確認了 L5 的存在。他們後續多年的研究進一步證實,在急性心肌梗塞或糖尿病等高風險族群的血液中,L5 的濃度會顯著升高。

L5 的蛋白質結構很不一樣,不僅天生帶有超強負電性,還可能與其他不同的蛋白質結合,或經過「醣基化」修飾,就像在自己外面額外裝上了一些醣類分子。這些特殊的結構和性質,使 L5 成為血管中的「頭號戰犯」。

當 L5 出現時,它並非僅僅路過,而是會直接「搞破壞」:首先,L5 會直接損傷內皮細胞,讓細胞凋亡,甚至讓血管壁的通透性增加,如同在血管壁上鑿洞。接著,L5 會刺激血管壁產生發炎反應。血管壁受傷、發炎後,血液中的免疫細胞便會前來「救災」。

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然而,這些免疫細胞在吞噬過多包括 L5 在內的壞東西後,會堆積在血管壁上,逐漸形成硬化斑塊,使血管日益狹窄,這便是我們常聽到的「動脈粥狀硬化」。若這些不穩定的斑塊破裂,可能引發急性血栓,直接堵死血管!若發生在供應心臟血液的冠狀動脈,就會造成心肌梗塞;若發生在腦部血管,則會導致腦中風。

L5:心血管風險評估新指標

現在,我們已明確指出 L5 才是 LDL 家族中真正的「破壞之王」。因此,是時候調整我們對膽固醇數值的看法了。現在,除了關注 LDL-C 的「總量」,我們更應該留意血液中 L5 佔所有 LDL 的「百分比」,即 L5%。

陳珠璜教授也將這項 L5 檢測觀念,從世界知名的德州心臟中心帶回台灣,並創辦了美商德州博藝社科技(HEART)。HEART 在台灣研發出嶄新科技,並在美國、歐盟、英國、加拿大、台灣取得專利許可,日本也正在申請中,希望能讓更多台灣民眾受惠於這項更精準的檢測服務。

一般來說,如果您的 L5% 數值小於 2%,通常代表心血管風險較低。但若 L5% 大於 5%,您就屬於高風險族群,建議進一步進行影像學檢查。特別是當 L5% 大於 8% 時,務必提高警覺,這可能預示著心血管疾病即將發作,或已在悄悄進展中。

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對於已有心肌梗塞或中風病史的患者,定期監測 L5% 更是評估疾病復發風險的重要指標。此外,糖尿病、高血壓、高血脂、代謝症候群,以及長期吸菸者,L5% 檢測也能提供額外且有價值的風險評估參考。

隨著醫療科技逐步邁向「精準醫療」的時代,無論是癌症還是心血管疾病的防治,都不再只是單純依賴傳統的身高、體重等指標,而是進一步透過更精密的生物標記,例如特定的蛋白質或代謝物,來更準確地捕捉疾病發生前的徵兆。

您是否曾檢測過 L5% 數值,或是對這項新興的健康指標感到好奇呢?

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貓咪也會學鳥叫?揭秘貓貓發出「喀喀聲」背後的可能原因
F 編_96
・2024/12/24 ・2480字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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F 編按:本文編譯自 Live Science

貓是一種神秘而又引人注目的動物,牠們看似深居簡出,但擁有多元的聲音表達:從吸引人類注意的「喵喵叫」,到面對威脅時的「嘶嘶聲」與低沉的「咆哮」。

延伸閱讀:貓咪為什麼總愛對人喵喵叫?看貓如何用聲音征服人類的心

然而,細心的貓奴們可能會注意到,貓有時會對著窗外的鳥兒或屋內小動物玩具,發出一種獨特的「卡卡聲」或「咯咯聲」。這種聲音既像牙齒打顫,又好似一陣陣輕微的顫鳴,卻很難歸類到常見的喵叫或咆哮裡。這種名為「chatter」的行為,究竟在貓的生活中扮演什麼角色?目前科學界尚未對此有定論,但有幾種廣為討論的假說,或許能為我們提供一些思考方向。

卡卡叫:情緒的釋放或表達?

有些貓行為專家推測,貓咪在看到獵物(如窗外的鳥、老鼠)卻無法接近時,會因「欲捕無法」的挫折感或興奮感,發出這種「卡卡聲」。就像人類遇到障礙時,可能會發出抱怨的咕噥聲或乾著急的嘆息聲一樣,貓咪的「喀喀聲」也可能只是把當下的情緒外顯,並非有特別針對人或其他動物的溝通目的。

  • 情緒假說
    • 挫折:當貓看見鳥兒在窗外飛舞卻無法撲殺,內心焦躁,遂用聲音抒發。
    • 興奮:或許貓在準備捕獵時也感到高度亢奮,因此嘴部不自覺抖動並出聲。
貓咪的「喀喀聲」可能源於挫折或興奮情緒,表達捕獵受阻的內在反應。圖/envato

要在科學上驗證「情緒假說」並不容易,因為需要同時測量貓咪行為和生理指標。例如,研究人員可能需要測量貓咪在卡卡叫時的壓力荷爾蒙變化,才能確認牠們究竟是帶著正面興奮,或是負面挫折的情緒。不過,由於貓的獨立特質,實驗設計往往困難重重,樣本量要足夠也不容易,所以至今沒有定論。

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增強嗅覺?貓咪的「第二鼻子」

另一種說法則認為,貓咪發出「卡卡聲」時,可能同時開啟了其位於口腔上顎的「犁鼻器」(vomeronasal organ),也稱作「賈氏器官(Jacobson’s organ)」。這個感知器官能捕捉一般鼻腔聞不到的化學分子,如費洛蒙或特定氣味分子,因此對貓的求偶、社交和獵捕行為都非常重要。

  • 嗅覺假說
    • 張口呼吸:如果貓咪一邊「咯咯咯」地開合上下顎,可能在嘗試讓空氣(及其中所含的氣味分子)進入犁鼻器。
    • 蒐集更多環境資訊:在確定下手前,更完整的嗅覺分析或能提高牠們獵捕成功率,或是幫助判斷環境中是否有其他潛在威脅或機會。

然而,要科學驗證「增強嗅覺假說」同樣不簡單。研究人員不僅要觀察貓咪在卡卡叫時的行為,也需要測量牠們是否真的打開了更大的氣道,並在那個同時有效使用犁鼻器。這些行為與生理測量都必須在相對可控卻又不影響貓自由行動的實驗環境中進行,實務上難度頗高。

聲音模仿:貓咪的「偽鳥叫」?

貓咪的「卡卡聲」或許是為了模仿獵物的聲音,讓獵物降低警戒。圖/envato

第三種最有趣也最具「野性色彩」的假說,是「模仿獵物聲音」。在野外,一些中南美洲的小型貓科動物(例如:長尾虎貓,又稱美洲豹貓或瑪家貓,Margay)曾被觀察到,在捕獵小猴群時,發出類似猴子叫聲的音調;有些當地原住民族群也傳說,叢林裡的某些捕食者會模仿目標獵物的聲音來誘捕。由此推測,家貓看到鳥兒時發出的「卡卡聲」,可能包含些微模仿鳥兒啁啾的元素,試圖降低獵物警戒或甚至吸引獵物靠近。

  • 模仿假說
    • 案例參考:野生貓科動物曾出現學習或偽裝聲音的紀錄。
    • 家貓可能繼承的行為:家貓的祖先——北非野貓(African wildcat)及其他小型貓科物種,是否具備聲音模仿能力?這在生物演化研究上仍是未解之謎。
    • 缺乏大規模觀察:由於小型野生貓科動物研究資料有限,且家貓實驗更不易做大樣本長期追蹤,最終導致此理論尚未獲得廣泛實證。

貓咪行為研究的挑戰:野性祖先的重要性

探討貓咪行為,常常需要回溯至野生祖先的棲地環境。家貓(Felis catus)普遍被認為源自北非野貓(Felis lybica),然而,野貓習性的研究本就不多,尤其是關於聲音與捕獵策略更是資料有限。我們想知道「為什麼家貓會卡卡叫」,首先要確定:「牠們的野性祖先或其他小型貓科,也有同樣的行為嗎?」若有,家貓則可能繼承自古老基因;若無,則可能是家貓在與人類共處的環境中演化出的新行為。

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如果要探查家貓「卡卡叫」的原因,還需要了解其祖先或其他小型貓科是否具有類似行為。圖/envato

再者,貓在實驗室中的「不可控」因素相當多。貓不像狗般樂於服從人類指令,常有自己的規律與個性。要在實驗情境下穩定地誘發貓的「卡卡叫」行為、同時檢測牠們的生理和心理反應,並確保每隻貓的個體差異都被考慮到,這些都對研究團隊是極大考驗。

對於許多貓奴來說,貓咪坐在窗邊,一邊盯著外頭的鳥兒或松鼠,一邊發出獨特的「卡卡聲」,是一幕既可愛又神祕的風景。究竟牠們是在抒發情緒、強化嗅覺、抑或真的在「假扮鳥叫」以誘捕獵物?目前沒有確切的答案。然而,也正因為這層未知,貓貓才更顯得迷人。

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F 編_96
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一個不小心闖入霍格華茲(科普)的麻瓜(文組).原泛科學編輯.現任家庭小精靈,至今仍潛伏在魔法世界中💃

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誠實面對人類參與的「自然」——太田欽也專訪
顯微觀點_96
・2024/07/11 ・3235字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文轉載自顯微觀點

斑馬魚是最知名的模式生物之一,其基因、型態與發育深受了解,並用於探討深度同源等重要演化生物學問題。但也有科學家提出,演化生物學該持續隨環境演進,並嘗試以新的實驗物種——金魚——探討人類世(Anthropocene)環境下的生物演化。

育種歷史與基因巧合 奠定金魚的演化生物學價值

例如有千年馴化歷史、型態千變萬化的金魚,就相當適合探討人類因素與生物型態演化的關聯。

中研院細生所派駐臨海研究站的演化與發育生物學家太田欽也指出,斑馬魚與金魚兩者的胚胎都可以透過顯微鏡仔細觀察,相對於受精一年後才成熟的金魚,斑馬魚有成熟較快,基因組較為單純等優點,也具備許多現成基因研究工具。

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但斑馬品系間仍以其生理機能與基因為主要差別,對型態差異的演化並未那麼明顯。因為,科學家為了操作基因與細胞特徵而培育斑馬魚,使不同品系的差異大多來自目標明確的基因工程。

金魚型態演化圖。Courtesy of Kinya Ota and Gembu Abe

而金魚的型態變異,則完全來自飼養者對型態的偏好和育種,蘊藏更多元的型態變化與發育差異。其悠長的馴養歷史以及更古老的基因重複(Gene Duplication)機遇,使其值得成為演化發育生物學的新模式生物。研究器材和方法上的調整,則是生物學家展現才智的機會。

太田欽也舉例,「一般的解剖顯微鏡工作距離適合觀察和操作斑馬魚,但是經過我們自己的創意,也改裝出可以對金魚進行顯微手術的器具和適合拍攝的大型解剖顯微鏡。設備上的差異並不難克服。」

金魚胚胎的發育生物學優勢

太田欽也說,現代生物學家以果蠅和微生物育種進行遺傳與演化實驗,擴大時間維度來看,千年來金魚愛好者挑選、強化金魚外觀特徵的過程,可以比擬長時間的人擇實驗。

金魚不僅適合用來觀察人擇壓力如何影響成年生物的型態。太田欽也更想進一步探索,從胚胎階段的差異進行選擇,是否可能改變生物的型態。

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太田欽也提到,人工育種對發育與型態的影響力也展現在其他物種上,例如家犬與鴿子也被培育出許多特殊表型。但是哺乳動物和鳥類的胚胎觀察不易,需要相當高的技術與成本。

相對於動物子宮與鳥類蛋殼內的胚胎,在透明卵囊中發育的半透明金魚胚胎,就是非常容易觀察的研究對象。只要有恰當的複式顯微鏡、解剖顯微鏡和顯微手術能力,金魚的胚胎從受精到孵化都可以全程順利紀錄,而且每次繁殖可以蒐集到上百筆資料。

現代顯微攝影技術搭配容易觀察的金魚胚胎,讓太田欽也可以拍攝清晰影片,在網路上生動地分享發育生物學知識。攝影:楊雅棠

自製影片 盼演化生物學跨過學院圍牆

除了將金魚研究成果發表在 Nature 等科學期刊,太田欽也同時努力當起「Youtuber」。他希望能將演化發育生物學、金魚飼育經驗、臨海研究站的學術特色,甚至是宜蘭的風光,透過網路傳達給大眾。

武漢肺炎導致的漫長隔離,是他學習影音製作的契機。最初他在百無聊賴之下看了大量影片,後來逐漸萌發「我也要拍自己的題材!」的企圖心。開始搜尋拍攝、後製、配樂等網路教學,在隔離的單人房中逐漸進步。

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太田欽也說,拍攝影片最重要的動機是「分享」。他解釋,「科學的頻道不管累積再多追蹤者,例如數十萬人追蹤的 Nature, Science, 觀眾也以科學領域工作者為主。現代知識逐漸朝向『專家』與『外人』的兩極化狀態發展,我不喜歡這樣的社會。」

如同他推進學術研究的方法,他也透過自學、自己組裝基礎設備如空拍機、手機等,在節省開支的情況下拍出了中研院同僚為之驚艷的影片。

太田欽也為臨海研究站拍攝的簡介影片,基本款空拍機呈現了頭城的舒暢美景。

在早已開始的人類世 何謂自然?

太田欽也熱衷以空拍影片介紹宜蘭的郊野與人文,但他對主流輿論的「自然環境」內涵存疑,他認為「自然」早已被人類行為大幅改變。自從農業擴張、工業革命發生,人類對環境與生物的改變程度早已無法恢復「自然原貌」。

他以金魚的馴化過程為例,從宋朝開始的愛好者,透過育種極力凸顯特殊形態,從沒有背鰭的「蛋種」,到眼周水泡足以遮蔽視線的「水泡眼」。都不是基於適應「自然」而進行的育種。

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太田欽也強調,「如果是宋朝或明朝人有今天的生物學工具,以他們的追求珍奇的育種態度,一定會用 CRISPR 編輯金魚基因,製造出更奇特的變異型態。」

他說,這樣的行為會在現代科學圈與社會輿論上遭到反對,「認為動物被修改基因、型態變異很可憐」,但人類採用動物進行藥物實驗或經濟用途時,也並未優先考慮「自然原則」。

太田欽也反問,「若是透過基因編輯技術將金魚修改回類似野生鯽魚的型態,更適應野外環境,這樣算是自然或不自然呢?」

建立科技倫理 而非堅守「自然」想像

他指出,金魚的馴化與育種反映著東亞社會的自然觀念,不同於西方基督教倫理的「人統御、保護自然」意識形態。可以促進人們反思,人類也身在其中的「自然」的標準是什麼?而非執著於保護想像中的自然「原狀」。

太田欽也強調,「本質化『自然』、建構一個保守不變的形象,不會幫助人們了解生物學。」

他認為,宋朝人、明朝人的自然觀念與今日不同;甚至現代人常引用的「道法自然」倡議者老子,他所提倡的自然,與現代許多人想像、意圖恢復的也是不同的自然。

背鰭退化、尾鰭倍增的蛋種雙尾金魚,是古代貴族最青眼有加的奇特型態之一。作者:清 馬文麟 來源:國立故宮博物院

太田欽也建言,科學地面對人類因素影響世界各地生態的現實、建立基因科技的社會倫理與規範,都是比恢復建構出的「自然」意象更重要的生物學議題。

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來自日本和歌山縣鄉間的太田欽也說,長期駐守宜蘭頭城的臨海研究站不僅是因為設施與職位,也是因為此處環境與故鄉有幾分神似。

「但我不會說這兩個地方都很『自然』,在人們對我說『這裡很自然!』的時候。」太田欽也無奈地笑說,「想到周遭可以釣起吳郭魚的溪流、被整治疏濬成田園的原洪氾濕地,反而會讓我很疑惑彼此對『自然』的共識。」

1995 年諾貝爾化學獎得主克魯岑(Paul Crutzen)指出,現代已是由人類行為影響地質特性的人類世。此概念引起地質科學界激烈討論,從新石器時代、工業革命到核彈試爆頻繁的 1960 年代都有學者認為是人類世的開端。

最後由國際地層委員會的人類世工作小組投票決定,視第二次世界大戰後、人口與人類活動高速成長的20世紀中葉為人類世起點。

查看原始文章

  1. Li IJ, Lee SH, Abe G, Ota KG. Embryonic and postembryonic development of the ornamental twin-tail goldfish. Dev Dyn. 2019 Apr;248(4):251-283.
  2. Abe G, Lee SH, Chang M, Liu SC, Tsai HY, Ota KG. The origin of the bifurcated axial skeletal system in the twin-tail goldfish. Nat Commun. 2014 Feb 25;5:3360.
  3. 太田欽也實驗室
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