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新型冠狀病毒篩檢怎麼做,又有什麼限制呢?——專訪長庚新興病毒感染研究中心施信如

miss9_96
・2020/04/06 ・6343字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 582 ・九年級

COVID-19(俗稱武漢肺炎)疫情在各國擴散,不只眾人關心的疫苗、特效藥之外,「檢測」也是在戰疫中的重要一環。檢驗到底怎麼做?如何擴充檢疫能量?

對此好奇的我,在 2 月初詢問了在做 RNA 相關研究的同學:「你知道有哪個實驗室負責檢測,或培養新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)的嗎?」回應裡傳來了一段長庚大學新興病毒感染研究中心主任施信如教授的受訪影片。施信如的實驗室是目前檢測新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)的主要實驗室之一 ,於是我寄了封邀訪的 e-mail 給老師,在 2 月底的連假有了造訪施信如實驗室的機會,藉此探詢技術、現實和理念。

檢測怎麼做呢?先從標的蛋白開始說起

「我們發現,採檢由較有經驗的醫師經手,比較容易檢測陽性ㄟ」施信如笑著說。

每天中央疫情指揮中心都一定會提到的「病毒篩檢」到底是怎麼做的呢?讓我們先從在病毒篩檢檢測中不可或缺的「標的蛋白」開始說起。

這次疫情的病原新型冠狀病毒(SARS-CoV-2),和 17 年前 SARS 病原 SARS-CoV、2015 年 MERS(Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus Infections;中東呼吸症候群冠狀病毒感染症) 的病毒相當接近,在區分上有一定的難度。

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那麼檢驗團隊是選用哪些引子(primer)來鑑定、確認新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)呢?

施信如表示,實驗室採用的是 世界衛生組織(WHO, World Health Organization)於2020/01/13發表的建議,其中列出三種冠狀病毒的特有基因:RdRP geneE gene,以及N gene[詳情如附件表格及資料補充],依 WHO 的建議步驟 ( protocol ) 處理樣本後上機,再依據 Ct 值判定樣本中的病毒 RNA 是否為陽性。

  • Ct值指的是:樣本中的RNA在 PCR 複製達到醫檢師和儀器都認同的陽性所需要的次數,Ct 值越高代表病毒 RNA 濃度越低、患者體內病毒越少。
新型冠狀病毒和 17 年前的 SARS-CoV 病毒與其他相關的冠狀病毒的演化樹親戚推測圖。From: 參考文獻 1

儘管新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)是 17 年前 SARS 病毒親戚,且雖然 RdRP gene 的 RT-PCR 結果也可以跑出陽性的 Ct 值,但細看 RdRP gene 序列,可發現有明顯的差異。而 N 和 E gene 的差異比 RdRP gene 更大,因此現用的 RT-PCR 的專一性 ( specificity )可以有效區分新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)和它們的親戚們。

由於冠狀病毒不容易用培養的方式分離,因此現在的檢驗方式以反轉錄聚合酶鏈式反應(RT-PCR, reverse transcription Polymerase Chain Reaction)檢驗為主,簡單來說是在體外短時間的大量增加特定的基因片段做檢測,以此就可以用少量的檢體來做病毒檢測。

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新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)掃描式電子顯微鏡(數位上色)照片。From: Rocky Mountain Laboratories of National Institute of Allergy and Infectious Diseases

現階段對於新型冠狀病毒的疑似案例,或者病患的康復狀況,採樣與檢驗的流程簡要流程大約如下:

  • Step 1:由醫護團隊採樣,樣本可能是痰液、咽喉拭子、血清等,後送至專門的檢驗室。
  • Step 2:以選定的三個新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)蛋白質的 RNA 與正控制組的人體內原有特定蛋白質 RNA,進行 RT-PCR 檢測。
  • Step 3:根據檢測結果的 Ct(threshold cycle)值作出判定,結果可為陽性、陰性或無法判定

施信如表示在農曆年前,台灣具備檢驗能力的實驗室僅八個;截至本採訪時,為了本次激增的檢驗需求,於 2 月底時全台已擴大至二十多個合格實驗室、一天最大容納量約兩千個樣本(註:3/14 已達每日約 3 千個樣本)。

當然,如此得出的檢驗報告只是醫護評估的工具之一,無法代表病人的情況。

目前實驗室的醫檢師檢驗量能是全滿的狀態註1,每日約可處理兩百個樣本,一次耗時約 4 小時。有時樣本中的病毒 RNA 量 Ct 值會很接近儀器的偵測下限,此時就要考慮請醫護團隊再行採檢以避免採樣時所造成的誤差。

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不同的樣本也會顯著影響 RNA 量,例如,咽喉拭子的 RNA 量會很高,但痰維持 RNA 陽性的時間則較久。 因此在康復的過程中,咽喉拭子的 RNA 可能會先無法被儀器測出,但痰液中的 RNA 仍可被儀器測得。

不過這些情況仍受很多變數影響,如醫護的採樣熟練度。

不是有驗就好:影響到檢測準確性的那些原因

「病毒長在細胞裡,如果只是輕輕抹一下,那喉頭拭子就檢測不到啊。」施信如說著。

當問到為什麼有時陰性、有時陽性,啊還有弱陽性的情況發生呢?「因為採檢的樣本裡病毒不夠或沒有啊。」施信如明快地回應。醫護對病人採樣,不僅來源多樣(如:痰液、咽喉拭子等),更有多項變因影響樣本裡的病毒量,下述僅列其中數項:

  • 樣本來源:隨患者疾病發展階段(康復中,或惡化中),病毒在氣管內、咽喉部的量可能不同註3。不同時期深咳而出的痰、咽喉拭子裡的病毒量可能都會變動。
  • 採樣技術:病毒藏在細胞裡,醫護採樣時的細胞量若不夠,則病毒量可能低於儀器檢測下限。
  • 康復情況:隨著醫護的照料,患者體內的病毒逐漸減少,所能採得的病毒 RNA 量自然更少,越接近完全康復、樣本裡的病毒量越可能少於檢測下限。
  • 儀器極限:同上,理論可以無限,但機器有測定下限。
採集咽喉部位的檢體方式與說明。From:參考文獻 8

補充資料:檢測存在的不確定性

除了施信如所提之上述四種可能註4世界衛生組織(WHO, World Health Organization)和美國疾病與預防中心(US CDC, Centers for Disease Control and Prevention)對於 RT-PCR 都有提出檢驗病毒時的建議步驟 7,9,10

在其說明中,明確地指出檢測可能存在不確定性,而不是非黑即白,工作現場總是有科學難以掌握的灰色地帶。

美國疾病管制與預防中心針對各種可能的檢測結果說明
樣本第一次的重複 樣本第二次的重複 樣本第三次的重複 RP 檢驗結果
± 確診
若三次重複中,僅有1或2次重複呈現陽性 ± 不確定的檢驗結果
不存在新型冠狀病毒
無效的檢驗結果
From:參考文獻 9。

除了檢測,還有什麼計畫呢?

當詢問到最近實驗室針對病毒的研究有哪些進一步的規畫。施信如表示近期正試圖釐清病毒量和傳染力的關聯性。簡單來說,理論上一株病毒可以感染一顆細胞;但由於複製的缺陷、偶發的突變,病毒不見得每次都能複製出具有感染力的子代。

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為了要釐清新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)的感染力,利用 CT-PCR 定量病毒 RNA 的濃度,並結合 in vitro 的細胞實驗、觀察複製多代後的病毒對細胞的殺傷力,就能簡單地判斷此新病毒的感染力和複製能力。 

新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)穿透式電子顯微鏡(部分使用數位上色)照片。From: Rocky Mountain Laboratories of National Institute of Allergy and Infectious Diseases

相關處理步驟如下,若對此有興趣的話不妨可以看看實驗是怎麼做:

  • 第1步:複製特定基因的RNA (為避免從實驗室誤傳、外洩的危險,第1步先不以整個基因組或完整的病毒),量測各種RNA濃度和Ct值,獲得RNA濃度和Ct值之間的關係。
  • 第2步:在受控制的條件下,培養真實的病毒。由於無法一顆顆地計算病毒顆粒數量,因此用RNA濃度代表病毒量。在實驗室裡培養各種濃度的病毒 (各種RNA濃度),準備進入第3步。
  • 第3步:利用各種濃度的病毒,實際感染培養皿裡的細胞,利用計算溶菌斑(viral plaque)的方式,得到各種濃度的病毒感染細胞的能力。
  • 重複1-3步,可以透過Ct值得到病毒量 (RNA濃度)和in vitro條件下的感染力,進而跟其他資料比較,推測新型冠狀病毒 (SARS-CoV-2)的各種特性。(以下為作者透過理解採訪,假設的推論,非施信如口述) 舉例而言,假設重複1-3步,在相同的病毒量 (RNA濃度)下,本次疫情的病毒,和 2002 年 SARS-CoV、2015年MERS,在in vitro條件下,發現不同的溶斑數量:
    相同濃度的病毒 (RNA) SARS-CoV-2 SARS-CoV MERS
    溶斑數量 100 70 20
    • 此為假設結果,非實際實驗

因此可以知道相同的病毒濃度、 in vitro 條件裡,SARS-CoV-2 的感染力最高,因此可以猜測可能是:

  1. SARS-CoV-2 病毒的複製效率最好,每次複製後,獲得的活病毒比例最高
  2. SARS-CoV-2 病毒對細胞的結合能力最強,相同的時間裡,病毒能吸附、進入細胞的數量最多
  3. SARS-CoV-2 病毒對細胞的破壞速度最快,相同的時間裡,病毒能破壞的細胞數量最多

再透過猜測,發展其他的實驗模型去證明猜測的正確性。

溶菌斑(viral plaque)註5。此圖使用 Huh 7 cell line/人類肝癌細胞株,並用冠狀病毒系列的coronavirus 229E 感染,之後再用結晶紫(crystal violet)將活細胞染成紫色。圖中任一個非紫色的圓形,理論上可被視為被一顆病毒感染、破壞後的痕跡。圖中可見 4 個 wells 幾乎沒有細胞,病毒以將該 well 的細胞幾近都殺死。From:長庚新興病毒感染研究中心黃聖愉博士

藥物可能開發的方向?

目前新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)現在主要是培養在非洲綠猴腎細胞 ( Vero E6 cells )中,但它在表皮細胞株系列也都長的不錯。而培養病毒成功後,除了觀察細胞病變外,另也可抽取培養上清液測 RNA;除此之外,市售的anti-SARS 抗體也能認出新型冠狀病毒,因此也可以透過螢光抗體、螢光顯微鏡的方式判斷病毒的增長量註6

現在有許多團隊寄藥品到實驗室,希望能測試新藥對抗新型冠狀病毒的能力。部分藥物的目標是該病毒特殊的蛋白酶,也有部分研究團隊針對病毒在合成自身 RNA 的過程中,會偷用宿主的蛋白質,希望開發新藥物來阻斷這個「偷用宿主的 XXX」的步驟。

成功不必在我,扎實做實驗

施信如表示,研究前的計畫撰寫非常重要,雖然新型冠狀病毒是現下全球關注的焦點,但也不宜跟風地做研究、寫計畫。

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科學是長久的領域,科學家應有著「成功不必在我」的心情來寫計畫、扎扎實實做實驗。「要鼓勵年輕人踏入科學、提出計畫、和全球最傑出的科學家合作。」施信如這麼說,儘管現處在疫情當下,但年輕的科學家仍應提出實在、可讓自己成長的計畫。與全球傑出的科學家們共同討論,讓他們批判、優化你的計畫,然後慢慢地成為一代大師。而且也要帶著比你更年輕的科學家一起寫,科學才能代代相傳、後繼有人。

保持冷靜,繼續前進。Keep Calm and Carry On.

註解

  1. 作者補充資料:有資格上機操作者是醫事檢驗師,並非醫師、藥師等
  2. Gisaid,病毒學家也常將基因組上傳到VIPR virus pathogen resourceNCBI。有了共同的知識庫,科學家們就可以互相研究彼此的發現、加速發展
  3. 美國第一例被治癒的患者報告中,可發現糞便也曾在病程中某一日出現過病毒的RNA
  4. 施信如的說明,一定程度上解釋了為何韓國臨床文獻裡的結果卻飄忽不定的可能理由
  5. Viral Plaque, 溶菌斑。理論上,一顆病毒在破壞細胞後,會出現一個形狀近似正圓、無細胞的區域。可用此方式推理出病毒的濃度與其他特徵
  6. 作者補充:在尚無專一性極高的快篩商用套件的當下,可以利用市售的 anti-SARS 抗體進行研究、組件,甚至商業化

補充資料

補充資料1:RdRP、E gene 和 N gene

  • RdRP,即 RNA-dependent RNA polymerase,可將病毒 RNA 複製成另一顆病毒的 RNA,是正鏈 RNA 病毒的必備酵素。由於通常不會出現在成熟的病毒顆粒中,屬非結構性蛋白(nonstructural protein)。通常人體沒有此類功能的酵素,因此也成為藥廠克制病毒的目標之一。
  • N protein,負責保護、包裹病毒的 RNA 3
  • 包膜蛋白 ( envelope (E) protein ),穿膜蛋白,與病毒生命週期的多方面有關,如裝配,出芽,包膜形成和發病機制 4。
    可配合下面兩張新型冠狀病毒的外觀圖、剖面圖觀察。
上圖:病毒外表示意圖。中圖:病毒剖面示意圖。下圖:新型冠狀病毒 3D 模型,我只是覺得可愛,沒有要解釋什麼~From:上:Scientific Animation。中:US CDC。下:Rocky Mountain Laboratories of National Institute of Allergy and Infectious Diseases。中文資訊為作者加註
Assay/Use Oligonucleotide ID Sequence (5′-3′) Comment
RdRP gene RdRP_SARST-F2 GTGARATGGTCATGTGTGGCGG use 600 nM per reaction
RdRP_SARS-R1 CARATGTTAAASACACTATTAGCATA use 800 nM per reaction
RdRP SARSr-P2 FAM-CAGGTGGAACCTCATCAGGAGATGCBBQ Specific for Wuhan-CoV, will not detect SARSCOV
use 100 nM per reaction and mix with P1
RdRP_SARSr-P1 FAMCCAGGTGGWACRTCATCMGGTGATGCBBQ Pan Sarbeco-Probe, will detect Wuhan virus, SARS-CoV and bat-SARS-related Cols
use 100 nM per reaction and mix with P2
E gene E_Sarbeco_F1 ACAGGTACGTTAATAGTTAATAGCGT use 400 nM per reaction
E_Sarbeco_R2 ATATTGCAGCAGTACGCACACA use 400 nM per reaction
E_Sarbeco_P1 FAM-ACACTAGCCATCCTTACTGCGCTTCGBBQ use 200 nM per reaction
N gene N_Sarbeco_F1 CACATTGGCACCCGCAATC use 600 nM per reaction
N Sarbeco R1 GAGGAACGAGAAGAGGCTTG use 800 nM per reaction
N Sarbeco P1 FAM-ACTTCCTCAAGGAACAACATTGCCABBQ use 200 nM per reaction
  • Diagnostic detection of 2019-nCoV by real-time RT-PCR. WHO. 2020/01/13版裡推薦鑑定SAES-CoV-2的 primers。From: 參考文獻2

補充資料2: WHO之研究限制與採樣建議

為保證檢驗引子偵測之專一性,已對其他的冠狀病毒進行過 RT-PCR 測試,確保依循 WHO 文件操作,僅能檢出新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)。相關文件內容簡述如下7:

此檢驗方法,已透過檢測 human coronaviruses (HCoV)-229E, -NL63, -OC43, -HKU1 and MERS-CoV(in vitro)。而無法用普通細胞培養的 HCoV-HKU1,亦利用人類上呼吸道培養病毒,以確保本文件推薦之方式不會測出上述冠狀病毒。

因此患者樣本裡若有足夠的本疫情之新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)RNA 量,將可被本檢測方式檢出

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參考文獻

  1. Roujian Lu, Xiang Zhao, Juan Li, Peihua Niu, Bo Yang, Honglong Wu, Wenling Wang, Hao Song, Baoying Huang, Na Zhu, Yuhai Bi, Xuejun Ma, Faxian Zhan, Liang Wang, Tao Hu, Hong Zhou, Zhenhong Hu, Weimin Zhou, Li Zhao, Jing Chen, Yao Meng, Ji Wang, Yang Lin, Jianying Yuan, Zhihao Xie, Jinmin Ma, William J Liu, Dayan Wang, Wenbo Xu, Edward C Holmes, George F Gao, Guizhen Wu, Weijun Chen, Weifeng Shi, Wenjie Tan (2020) Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. The Lancet. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30251-8
  2. Diagnostic detection of 2019-nCoV by real-time RT-PCR. WHO. 2020/01/13
  3. Benjamin W. Neuman, Gabriella Kiss, Andreas H. Kunding, David Bhella, M. Fazil Baksh, Stephen Connelly, Ben Droese, Joseph P. Klaus, Shinji Makino, Stanley G. Sawicki, Stuart G. Siddell, Dimitrios G. Stamou, Ian A. Wilson, Peter Kuhn, and Michael J. Buchmeier. (2015) A structural analysis of M protein in coronavirus assembly and morphology. Journal of Structural Biology. DOI: 10.1016/j.jsb.2010.11.021
  4. Dewald Schoeman & Burtram C. Fielding (2019) Coronavirus envelope protein: current knowledge. Virology Journal. 16. DOI: https://doi.org/10.1186/s12985-019-1182-0
  5. M. Alejandra Tortorici, Alexandra C. Walls, Yifei Lang, Chunyan Wang, Zeshi Li, Danielle Koerhuis, Geert-Jan Boons, Berend-Jan Bosch, Félix A. Rey, Raoul J. de Groot, and David Veesler. (2019) Structural basis for human coronavirus attachment to sialic acid receptors. Nature Structural & Molecular Biology. DOI: 10.1038/s41594-019-0233-y
  6. Qinghong Zeng, Martijn A. Langereis, Arno L. W. van Vliet, Eric G. Huizinga, and Raoul J. de Groot. (2008) Structure of coronavirus hemagglutinin-esterase offers insight into corona and influenza virus evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.0800502105
  7. Diagnostic detection of 2019-nCoV by real-time RT-PCR. WHO. 2020/01/17
  8. 2015 年季節性流感防治工作手冊。疾病管制署
  9. Real-Time RT-PCR Panel for Detection 2019-Novel Coronavirus. US CDC. 2020/01/24
  10. 2019-Novel Coronavirus (2019-nCoV) Real-time rRT-PCR Panel Primers and Probes. US CDC. 2020/01/24
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miss9_96
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蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9

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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文與  益福生醫 合作,泛科學企劃執行

昨晚,你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎?這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾,甚至在腦海中數了幾百隻羊,大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程,讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇:你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠,我們得先認識身體的一套精密防衛系統:下視丘-垂體-腎上腺軸(HPA axis) 。這套系統原本是演化給我們的禮物,讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時,能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動,腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙),這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性,讓我們在危機中保持清醒 。

然而,現代人的「劍齒虎」不再是野獸,而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

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在理想的狀態下,人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後,身體會進入「修復模式」,此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點,讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素(Melatonin)接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號,它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素(Orexin)神經元,幫助大腦順利關閉覺醒開關。

對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態 / 圖片來源:envato

然而,當壓力介入時,這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出,長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化,使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌,更會讓食慾素在深夜裡持續活化,強迫大腦維持在「高覺醒狀態(Hyperarousal)」。 這種令人崩潰的狀態就是,明明你已經累到不行,但大腦卻像停不下來的發電機!

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升,而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸,分泌更多皮質醇來試圖消炎,高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期(REM),導致睡眠品質變得低弱又破碎,最終形成「壓力-發炎-失眠」的惡行循環。也就是說,你不是在跟睡眠上的意志力作對,而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關:PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局,科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系:腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」,而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便,更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話,直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」(Psychobiotics)。

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腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」/圖片來源:益福生醫

在眾多研究菌株中,發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發,累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」(First Night Effect, FNE),也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難,俗稱認床。科學家在進行實驗時發現,補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期(NREM)的睡眠長度,且入睡更快,起床後也更容易清醒。更重要的是,不同於常見的藥物助眠手段(如抗組織胺藥物 DIPH)容易造成快速動眼期(REM)剝奪或導致睡眠破碎化,PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力,它能有效縮短入睡所需的時間,並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現,即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理(Heat-treated),轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」(Postbiotics),其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點,讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中,科學家觀察到一個耐人尋味的現象:當詢問受試者的主觀感受時,往往會遇到強大的「安慰劑效應」,無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人,主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相,讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而,客觀的生理數據(Biomarkers)卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後,實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人(84.6%)出現了夜間褪黑激素分泌增加,且壓力荷爾蒙(皮質醇)顯著下降,這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統,而不僅僅是心理安慰。

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最值得關注的是,對於那些失眠指數較高(ISI ≧ 8)的族群,這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後,不僅生理標記改善,連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間,以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌:https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠:構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息,而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠,關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石,始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境,到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統,並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現,身體便能更順暢地啟動睡眠開關,回歸自然的運作節律。

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與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持,每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始,為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通 / 圖片來源 : envato

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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作,泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡,乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生;但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視,那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」(IPF),其預後往往不太樂觀,確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先,我們得先破解一個迷思:肺纖維化並不是單一疾病,而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」,腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象,患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕,像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是,IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化,是兩種完全不同的概念。

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IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉 / 圖示來源:shutterstock

肺部為何會變成「菜瓜布」?

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布?這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織,就是肺部間質組織(interstitium)的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍,包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下,肺部損傷後會啟動修復機制,並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內,這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號,導致負責修復工作的「纖維母細胞」(fibroblasts)被過度活化,進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織,最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現,這個過程之所以棘手,在於它是一個「惡性循環」,肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ,它們相互加乘,演變成難以阻斷的強大破壞力。

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雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸,特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外,患有自體免疫疾病(如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎,)的患者,他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人,必須特別警覺。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。/ 圖示來源:shutterstock

打斷惡性循環的挑戰,為何只對抗「纖維化」還不夠?

面對這個不可逆的疾病,醫學界長年束手無策,直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥:Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺,首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而,這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望,卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看,這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題:既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊,那麼,我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略,從而更有效地打斷這個惡性循環?

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找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題,科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素:磷酸二酯酶 4B(PDE4B)

為什麼鎖定它?讓我們看看它的「雙重作用」機制:

  1. 關鍵位置: PDE4B 同時存在於免疫細胞(與發炎有關)與纖維母細胞(與纖維化有關)當中。
  2. 作用機制: PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP(環磷酸腺苷) 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
  3. 雙重抑制: 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性,細胞內的 cAMP 就不會被分解,濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞,同時產生抗發炎抗纖維化的雙重效應。

簡單來說,鎖定並抑制 PDE4B,就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程,有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來,全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗,我們相信,在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後,期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

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最後,我們必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手,雖然現有的治療手段能延緩惡化,但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織,因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。/ 圖示來源:


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找回擁有食物的主導權?從零開始「菇類採集」!——《真菌大未來》
積木文化
・2024/02/25 ・4266字 ・閱讀時間約 8 分鐘

菇類採集

在新冠肺炎(COVID-19)大流行後,馬斯洛「需求層次理論」裡的食品與安全在眾目睽睽下被抽離出來,變成後疫情時代最重要的兩個元素。對食物的焦慮點燃人們大腦中所有生存意志,於是大家開始恐慌性地購買,讓原本就已經脆弱、易受攻擊的現代糧食系統更岌岌可危。

值得慶幸的是,我們的祖先以前就經歷過這一切,留下來的經驗值得借鏡。菇類採集的興趣在艱難時期達到顛峰,這反映了人類本能上對未來產生的恐懼。1 無論是否有意,我們意識到需要找回擁有食物的主導權,循著古老能力的引導來找尋、準備我們自己的食物,如此才能應付食物短缺所產生的焦慮。

在新冠肺炎大流行後,馬斯洛「需求層次理論」裡的食品與安全在眾目睽睽下被抽離出來,變成後疫情時代最重要的兩個元素。圖/pexels

我們看見越來越多人以城市採集者的身分對野生菇類有了新的品味,進而找到安全感並與大自然建立起連結。這並不是說菇類採集將成為主要的生存方式,而是找回重新獲得自給自足能力的安全感。此外,菇類採集的快感就足以讓任何人不斷回歸嘗試。

在這個數位時代,菇類採集是讓我們能與自然重新連結的獨特活動。我們早已遺忘,身體和本能,就是遺傳自世世代代與自然和諧相處的菇類採集者。走出現代牢籠、進入大自然從而獲得的心理和心靈滋養不容小不容小覷。森林和其他自然空間提醒著我們,這裡還存在另一個宇宙,且和那些由金錢、商業、政治與媒體統治的宇宙同樣重要(或更重要)。

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在這個數位時代,菇類採集是讓我們能與自然重新連結的獨特活動。圖/unsplash

只有願意撥開遮蓋的落葉並專注尋找,才能體認到菇類的多樣性和廣泛分布。一趟森林之旅能讓人與廣大的生態系統重新建立連結,另一方面也提醒我們,自己永遠屬於生命之網的一部分,從未被排除在外。

腐爛的樹幹不再讓人看了難受,而是一個充滿機遇的地方:多孔菌(Bracket Fungi)──這個外觀看起來像貨架的木材分解者,就在腐爛的樹幹上茁壯成長,規模雖小卻很常見。此外,枯葉中、倒下的樹上、草地裡或牛糞上,也都是菇類生長的地方。

菇類採集是一種社會的「反學習」(遺忘先前所學)。你不是被動地吸收資訊,而是主動且專注地在森林的每個角落尋找真菌。不過度採集、只拿自身所需,把剩下的留給別人。你不再感覺遲鈍,而是磨練出注意的技巧,只注意菇類、泥土的香氣,以及醒目的形狀、質地和顏色。

只有願意撥開遮蓋的落葉並專注尋找,才能體認到菇類的多樣性和廣泛分布。圖/unsplash

菇類採集喚醒身體的感官感受,讓心靈與身體重新建立連結。這是一種可以從中瞭解自然世界的感人冥想,每次的發現都振奮人心,運氣好的話還可以帶一些免費、美味又營養的食物回家。祝您採集愉快。

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計畫

菇類採集就像在生活中摸索一樣,很難照既定計畫執行,而且以前的經歷完全派不上用場。最好的方法就是放棄「非採集到什麼不可」的念頭,持開放心態走出戶外執行這項工作。菇類採集不僅是享受找到菇的滿足感,更重要的是體驗走過鬆脆的樹葉、聞著森林潮濕的有機氣味,並與手持手杖和柳條筐的友善採菇人相遇的過程。

菇類採集很難照既定計畫執行,最好的方法就是放棄「非採集到什麼不可」的念頭。採集過程幾乎就像玩捉迷藏,只不過你根本不確定自己在找什麼,甚至根本不知道要找的東西是否存在。圖/unsplash

你很快就會明白為什麼真菌會有「神秘的生物界」的稱號。真菌無所不在但又難以捉摸,採集過程幾乎就像玩捉迷藏,只不過你根本不確定自己在找什麼,甚至根本不知道要找的東西是否存在。但還是要有信心,只要循著樹木走、翻動一下原木、看看有落葉的地方,這個過程就會為你指路。一點點的計畫,將大大增加你獲得健康收益的機會。所以,讓我們開始吧。

去哪裡找?

林地和草原,是你將開始探索的兩個主要所在。林地底層提供真菌所需的有機物質,也為樹木提供菌根關係。橡樹、松樹、山毛櫸和白樺樹都是長期的菌根夥伴,所以循著樹種,就離找到目標菇類更近了。

林地底層提供真菌所需的有機物質,也為樹木提供菌根關係。圖/pexels

草原上也會有大量菇類,但由於這裡的樹木多樣性和環境條件不足,所以菇類種類會比林地少許多。如果這些地點選項對你來說都太遠了,那麼可以試著在自家花園或在地公園綠地當中尋找看看。這些也都是尋菇的好地方。

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澳洲新南威爾斯州奧伯倫

澳洲可以說是真菌天堂。與其他大陸隔絕的歷史、不斷變化的氣候以及營養豐富的森林,讓澳洲真菌擁有廣大的多樣性。澳洲新南威爾斯州(New South Wales)的奧伯倫(Oberon)就有一座超過四萬公頃的松樹林,是採集菇類的最佳地點之一。

在那裡,有廣受歡迎的可食用菌松乳菇(又稱紅松菌),據說這種真菌的菌絲體附著在一棵歐洲進口樹的根部,而意外被引進澳洲。 1821 年,英國真菌學家塞繆爾・弗里德里克・格雷(Samuel Frederick Gray)將這種胡蘿蔔色的菇命名為美味乳菇(Lactarius deliciosus),這的確名符其實,因為「Deliciosus」在拉丁語中意為「美味」。如果想要在奧伯倫找到這些菇類,秋天時就要開始計劃,在隔年二月下旬至五月的產季到訪。

位於澳洲新南威爾斯州的奧伯倫就有一座超過四萬公頃的松樹林,是採集菇類的絕佳地點。圖/unsplash

英國漢普郡新森林國家公園

在英國,漢普郡的新森林國家公園(Hampshire’s New Forest)距離倫敦有九十分鐘的火車車程。它由林地和草原組成,當中有種類繁多的植物群、動物群和真菌可供遊客觀賞,甚至還有野生馬匹在園區裡四處遊蕩。

這片森林擁有兩千五百多種真菌,其中包括會散發惡臭的臭角菌(Phallus impudicus),它的外觀和結構就如圖鑑中描述般,與男性生殖器相似且不常見。還有喜好生長於橡樹上,外觀像架子一樣層層堆疊的硫色絢孔菌(Laetiporus sulphureus ,又稱林中雞)。該國家公園不允許遊客採收這裡的菇,所以請把時間花在搜尋、鑑別與欣賞真菌上。如果幸運的話,該地區可能會有採集團體可以加入,但能做的也僅限於採集圖像鑑別菇類,而非採集食用。

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在英國,漢普郡的新森林國家公園由林地和草原組成,當中有種類繁多的植物群、動物群和真菌可供遊客觀賞。該國家公園不允許遊客採收這裡的菇,所以請把時間花在搜尋、鑑別與欣賞真菌上。圖/unsplash

美國紐約市中央公園

甚至紐約市的中央公園也有採集菇類的可能性。雖然在 1850 年代公園建造之時並未刻意引進菇類物種,但這個占地八百四十英畝的公園現已登錄了四百多種菇類,足以證明真菌孢子的影響之深遠。

加里・林科夫(Gary Lincoff)是一位自學成才、被稱作「菇類吹笛人」2 的真菌學家,他住在中央公園附近,並以紐約真菌學會的名義會定期舉辦菇類採集活動。林科夫是該學會的早期成員之一,該學會於 1962 年由前衛作曲家約翰・凱吉(John Cage)重新恢復運作。凱吉也是一位自學成才的業餘真菌學家,並靠自己的能力成為專家。

甚至紐約市的中央公園也有採集菇類的可能性。雖然在 1850 年代公園建造之時並未刻意引進菇類物種,但這個占地八百四十英畝的公園現已登錄了四百多種菇類。圖/wikipedia

進行菇類採集時,找瞭解特定物種及其棲息地的在地專家結伴同行,總是有幫助的。如果你需要一個採集嚮導,求助於所在地的真菌學會會是一個正確方向。

何時去找?

在適當的環境條件下(例如溫度、光照、濕度和二氧化碳濃度),菌絲體全年皆可生長。某些物種對環境條件較敏感,但平均理想溫度介於 15~24 ℃ 之間,通常是正要進入冬季或冬季剛過期間,因此秋季和春季會是為採集菇類作計畫的好季節。

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秋季和春季是為採集菇類作計畫的好季節,但因為菇類受溫度變化模式和降雨量的影響很大,所以每年採菇的旺季時間會略有不同。圖/unsplash

當菌絲體從周圍吸收水分時,會產生一股破裂性的力量,讓細胞充滿水分並開始出菇。這就是菇類通常會出現在雨後和一年中最潮濕月份的原因。牢記這些條件,就可以引導你找到寶藏。但也要記得,因為菇類受溫度變化模式和降雨量的影響很大,所以每年採菇的旺季時間會略有不同。

註解

  1. Sonya Sachdeva, Marla R Emery and Patrick T Hurley, ‘Depiction of wild food foraging practices in the media: Impact of the great recession’, Society & Natural Resources, vol. 31, issue 8, 2018, <doi.org/10.1080/08941920.2 018.1450914>. ↩︎
  2. 譯注:民間傳說人物。吹笛人消除了哈梅林鎮的所有老鼠,但鎮上官員拒絕給予承諾的報酬,於是他就吹奏著美麗的音樂,把所有孩子帶出哈梅林鎮。 ↩︎

——本文摘自《真菌大未來:不斷改變世界樣貌的全能生物,從食品、醫藥、建築、環保到迷幻》,2023 年 12 月,積木文化出版,未經同意請勿轉載。

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