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不只是武漢「肺炎」!心血管、腎、腦、肝、腸等器官也可能出問題

寒波_96
・2020/04/22 ・2948字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 562 ・九年級

全世界已經超過 200 萬人確診 COVID-19(俗名:武漢肺炎、新冠肺炎),這種疾病是由 SARS-Cov-2 冠狀病毒所致,本文之後稱之為「SARS二世」。儘管已經累積這麼多病例,醫學界至今仍然不太清楚病毒到底怎麼殺死患者,只知道病毒可能影響的範圍很廣,也影響到治療方法與藥物的使用。

不同人感染病毒以後的症狀差異非常大,有些人外觀看來毫無症狀,比較嚴重的往往會發展成肺炎,但是一些患者也產生腎衰竭,心律不整、腦炎等其他較為嚴重的問題,可能受害的器官已經知道有:肺、心、血管、肝、腎、腸、腦、中樞神經、鼻、眼睛等等,另外病毒也會感染 T細胞。1

不過倒是不需要過度擔心,SARS二世感染者重症的比例占整體很低,而且可能引發的症狀雖多,絕大多數病患卻不會同時出現太多狀況。

感染 SARS二世病毒後,可能受到影響的各部位。圖/取自 ref 1

肺部主戰場的免疫風暴

人體被 SARS二世入侵以後,最普遍、最合理的受害器官自然是肺,許多患者的直接死因是肺部喪失功能。肺之所以會壞掉,一個解釋是免疫系統在肺部和入侵者大戰,導致細胞激素風暴(cytokine storm),過度反應而摧毀肺的功能。

有些醫師主張,人為抑制細胞激素也許能阻止肺部被摧毀,是有效的治療方式。卻也有人擔心抑制免疫反應會造成反效果,因為人體仍然要靠自己的免疫力對抗病毒,貿然抑制免疫反倒會讓病毒得勢。該如何拿捏,非常關鍵。

病毒感染後引發的細胞激素風暴。圖/取自 ref 3

心血管與腎

病毒也會影響心臟與血管,殺傷力不見得比肺小。有些病患心律不整(arrhythmia),也有病患出現凝血,造成血栓,產生組織壞死或血管阻塞的危險。也有些患者的血氧濃度很低,一種猜測是:病毒或許會影響賀爾蒙的調節,使得人體無法正常控制血氧。

由很多病例歸納得知,感染病毒的高風險群包括高齡、糖尿病、高血壓、肥胖等特徵。有些專家懷疑這群人是因為心血管特別脆弱,所以才會那麼危險。

心臟與血管。圖/取自 ref 1

肺與心血管之外,SARS二世病毒也可能影響腎功能。大眾普遍知道,不少重症患者需要呼吸機維生,但是也有些病患出現嚴重的腎衰竭,需要透析機。病毒透過人體細胞的 ACE2 蛋白質作為受器,而腎細胞也會表現 ACE2,可以被病毒直接攻擊;但是病毒似乎也能走間接路線,摧毀腎的作用。

腦部與神經系統

也有一些病患是在大腦和中樞神經系統發生問題。某些病患產生腦炎, 一些腦炎病患出現癲癇的症狀,伴隨腦部版本的細胞激素風暴:交感神經風暴(sympathetic storm)。還有些重症患者失去意識,或是中風。

神經細胞有 ACE2,病毒理論上可以感染。而且病毒似乎可以直接入侵中樞神經系統和腦脊髓液。有專家懷疑,病毒感染鼻子以後會進入嗅球,再藉此入侵腦部;如此就能解釋為什麼許多患者喪失嗅覺。不過這點仍是猜測,目前缺乏明確的證據。

不少患者失去嗅覺味覺。圖/取自 TVBS <拉麵味道太淡!20歲男急跑醫院 確診新冠肺炎>

腸道,眼睛,肝臟

SARS二世病毒也會感染腸道,糞便中能偵測到病毒的 RNA,還有一些患者腹瀉。能感染不等於能複製,不過不少專家懷疑,病毒感染下消化道的細胞後可以複製,因此糞便也會是傳染源,類似 SARS 的狀況。也許風險比較低,可是還是有機會。

一些病患則出現結膜炎,尤其是嚴重的重症病患。病毒如何影響眼睛,目前資訊不明。

還有些人肝臟受損,似乎不是被病毒直接攻擊,而是身體其他部位與病毒大戰,間接影響肝功能所致。

沒有ACE2受器的T細胞,病毒也能入侵

有些病患出現淋巴球減少症 (lymphocytopenia),也就是淋巴球含量過低的狀況。SARS二世的兩位冠狀病毒前輩,MERS 會感染智人的初級T細胞(primary T cell),但是親緣關係和 SARS二世比較接近的 SARS一世不會。

SARS二世感染人體的方式,是用自己的 S蛋白質(spike protein)和人體細胞的 ACE2 受器結合。以細胞株實際測試發現,SARS二世病毒也能感染 T細胞,而且感染時 S蛋白質與細胞的融合應該也是關鍵。

問題在於:T細胞不太會表現 ACE2 基因。人體是否有別的受器也能讓 SARS二世結合,目前還不清楚,只能確認 SARS二世也可以感染初級T細胞。3

能入侵 T細胞的 MERS 無法在 T細胞內複製,感染後會促使細胞發生細胞凋亡,驅使 T細胞走上自殺之路。SARS二世進入 T細胞後,似乎也和 MERS 一樣無法複製,或許也會啟動自殺機制,導致細胞凋亡,如此便能解釋感染者的淋巴球含量偏低。然而,具體上發生什麼狀況,仍然需要研究釐清。

圖/取自 ref 6

到處感染,缺乏大絕招的病毒?

需要提醒各位讀者,人類感染 SARS二世後產生重症的比例不高,而且出現很多症狀的患者很少,不需要太過緊張。

但是不同患者身上,普遍出現兩種以上症狀的組合;這些症狀的殺傷力以及後遺症,目前了解仍然十分不足。不同病患的症狀如此多變,也難怪至今依舊無法找到有效的藥物,以及令人滿意的治療方法。4, 5, 6

我個人的看法是,不同人感染後的差異很大,不一樣症狀的病患很可能要採用不同的治療方法與藥物,才能對症下藥。假如把不同性質的病患混在一起,將混淆藥物與治療的效果,這是臨床試驗需要考慮的關鍵之一。

SARS二世會影響這麼多器官、組織、人體的功能,乍看很可怕,可是意義搞不好要反過來看。之所以觀察到病毒導致這麼多症狀,也許是由於病毒的主要殺招不夠強,病患死不掉又好不了,感染以後時間拖很久,這才能見到一大堆奇怪的衍生症狀。否則像是 MERS、伊波拉這類致死率高,殺傷力強大的病毒,根本沒有機會見到這麼多狀況。

感染者在肺炎以外,心血管、腦部與神經、腎等部位出現嚴重問題的比例,其實都非常低,病毒攻擊產生明顯效果的機率不高,殺傷性很不專一。這些現象究竟有什麼意義,仍然有待研究。而這麼廣泛的影響,痊癒後是否會導致後遺症,不只生理方面,也包括心理方面,例如罹患憂鬱症的機率會不會增加,也需要追蹤注意。

延伸閱讀

參考文獻

  1. How does coronavirus kill? Clinicians trace a ferocious rampage through the body, from brain to toes
  2. Cytokine release syndrome in severe COVID-19
  3. SARS-CoV-2 infects T lymphocytes through its spike protein-mediated membrane fusion
  4. For survivors of severe COVID-19, beating the virus is just the beginning
  5. How does COVID-19 kill? Uncertainty is hampering doctors’ ability to choose treatments
  6. Antibiotic treatment for COVID-19 complications could fuel resistant bacteria

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
148 篇文章 ・ 341 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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母體的免疫特區:為什麼子宮不會排斥胎兒?——《我們為什麼還沒有死掉?》

麥田出版_96
・2021/10/22 ・2258字 ・閱讀時間約 4 分鐘

• 作者/伊丹.班—巴拉克
• 譯者/傅賀

說來奇怪,人們早在十七世紀就開始嘗試輸血了。當然,最初人們並不瞭解血型或關於血液的其他基本事實,但他們已經開始把血液從一個人的身體輸到另一個人的身體裡,事實上,這無疑等於謀殺(現在眾所周知的 ABO 血型劃分是從一九○○年開始的)。

人們嘗試了各種類型的實驗和手段:把一隻動物的血輸進另一隻動物,把動物的血輸進人體,把一個人的血輸進另一個人體內,等等。

說得客氣一點,結果有好有壞,不過,在出現了一、兩例死亡事件之後,法國立法禁止了輸血。在接下來的一個半世紀裡,輸血幾乎銷聲匿跡。到了十九世紀,這項操作又重新引起了人們的興趣。時至今日,只要確保血型匹配,輸血就是安全的。

時至今日,只要確保血型匹配,輸血就是安全的。圖/Pixabay

這就是血液的情況。相對來說,輸血比較簡單,但是要在人與人之間移植其他細胞或組織,就困難多了。隨著移植技術的進步,人們可以從供體那裡接受心臟、腎臟、肝臟,以及其他器官,但是受體會出現排斥。受體的免疫系統會馬上識別出一大塊外來物質進入了身體,並試圖反抗。即使移植的器官來自最匹配的供體,受體患者也需要接受免疫抑制藥物治療,來緩解它們對「入侵器官」的免疫排斥。通常來說,人體並不會輕易接納外來物質——在上一章裡,我描述了人體不接納它們的一些方式。

但是,即便我們知道了這些事實,直到一九五三年,才有人試著來認真思考懷孕這件事:在十月懷胎的過程中,孕婦可以跟肚子裡的孩子和平相處,似乎沒有什麼負面效應。顯然,孩子並不是母親的簡單複製品,他們的免疫組成也不盡相同——因為胎兒有一半的基因來自父親,因此遺傳重組之後產生了一個明顯不同的新個體。

所以,問題是,母親如何容忍了體內的另一個生命呢

我們的生殖策略(即「用一個人來孵育另一個人」)裡有許多未解之謎,這不過是其中一個較不明顯並且格外難解的問題而已。事實上,即使在今天,我們也不清楚孕婦容忍胎兒的生理機制。我們知道,母親依然會對所有其他的外來物質產生免疫反應,我們也知道胎兒並沒有與母親的免疫系統在生理上完全隔離,受到特殊庇護。貌似孕婦與胎兒的關係裡有一些特殊而且非常複雜的事情。

孕婦與胎兒的關係裡有一些特殊而且非常複雜的事情。圖/Pexels

這可能早在受精之初就開始了。從那時起,母親的身體就開始逐漸習慣父親的基因。在懷孕的早期,發育中的胚胎就與母親的子宮開啟了複雜的對話。胚胎不僅躲在胎盤背後來逃避母親的免疫反應,而且還分泌一些分子用來針對性地防禦母親的免疫細胞,因為後者更危險。母親的自然殺手細胞和 T 細胞在胎盤外盤旋,但是它們並不是為了殺死胚胎細胞,而是轉入調控模式,開始釋放出抑制免疫反應的訊號,並確保胚胎安全進入子宮(同時促進胚胎的血管生長,這對胎兒來說是好事)。同時,胚胎細胞也不會表達第一型主要組織相容性複合體分子,以逃避免疫監視(有些感染病毒也使用這種策略來逃避免疫監視和攻擊)。此外,母親的免疫系統接觸胎兒的蛋白質並開始學著容忍它們。

除此之外,母親的免疫系統也會受到廣泛且微妙的抑制——但不嚴重,因為孕婦仍然能夠抵禦感染。整個免疫系統會下調一級。這也是為什麼有些女性的自體免疫疾病在懷孕期間會有所緩解。

目前我們的理解是這樣的:在不同類型的細胞和訊號的作用下,子宮成了免疫系統的特區(其他免疫特區還包括大腦、眼睛和睪丸),更少發生發炎。胚胎與母親的免疫細胞會進行活躍的對話,它們能在整個孕期和平相處。

在不同類型的細胞和訊號的作用下,子宮成了免疫系統的特區,更少發生發炎。圖/Pexels

當然,這個過程可能會出錯,而且偶爾也的確會出錯。當出現問題的時候,母親就會對胎兒發生免疫反應。在極端的情況下,這可能會導致女性不孕。在懷孕的早期,它可能會引起自然流產;在懷孕後期,這可能會引起一種叫作「子癇前症」的發炎反應,對母子都非常危險。

最後,說一件有點詭異的事情:胚胎細胞有辦法從胎盤中游離出去,進入母親的血液系統。

之前有理論認為,這也許是為了下調母親的整個免疫系統,使它對胎兒的出現做足準備,這可能也是母嬰對話的一部分。但是,最近幾年,研究者發現事情可能沒有那麼簡單:有些胚胎細胞即使在分娩之後仍然在母親的血液裡逗留——事實上,可以在分娩之後存活數年,從免疫學的角度看,這真說不通。研究者發現,它們會出現在母親的許多組織裡——包括肝臟、心臟,甚至大腦——它們可以發育成熟,變成正常的肝臟、心臟或是腦細胞,留在母親體內。讓我再說一遍:由於我妻子生了我的孩子,她體內和大腦裡的一些細胞現在也有我的基因了。這被稱為母胎微嵌合。目前沒人知道為什麼會這樣。

——本文摘自《我們為什麼還沒有死掉?》,2020 年 9 月,麥田出版

麥田出版_96
1 篇文章 ・ 3 位粉絲
1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。
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