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動物中也有「左撇子」

科學松鼠會_96
・2012/10/26 ・2339字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 522 ・七年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

左撇子,別自卑!

你是左撇子嗎?如果答案肯定,你就屬於在人群中只佔十分之一的少數派。在學習、生活中,也許你曾遭遇過一些尷尬和痛苦,比如,吃飯的時候怕和你的筷 子打架,誰都不願意挨著你坐。比如,從左至右的書寫過程中,手指會蹭花剛剛寫下的字。再比如,手工課上用剪刀會讓你的左手痠疼……。

不僅如此,在曾經愚昧的社會時期,左撇子還因為是少數派而常常遭受歧視,甚至在今天的英文中,還有「Sb. has two left feet」(某人有雙蠢笨的腳)這樣蔑視左撇子的俚語,而right(右)則代表「正確、可以、權力」等等積極的含義。 隨著社會的開明程度不斷提高,左撇子們的境遇變得越來越好,甚至在某些領域還獨佔鰲頭。比如,在體育競賽中,左撇子的擊劍手、棒球投球手、拳擊手,相比於 同實力右撇子選手,則更容易獲得勝利。再來看一個事實,在美國的倒數前7任總統中,有4位都是左撇子——福特、老布什、克林頓和奧巴馬(圖1)。左撇子並非生理缺陷,而是正常的遺傳現象,科學家稱它為「偏側優勢」。

【圖1:美國的左撇子總統們】

動物世界中的左撇子

動物世界中也有偏側優勢的現象嗎?有,沒準你家的貓咪就是常喜歡用左前爪的左撇子呢。來自英國的研究人員以42只家貓為研究對象,讓它們完成一項複 雜的取食任務——從一個窄口罐子中取出金槍魚肉(圖2)。結果發現,在十幾次的取食測試中,21只母貓有20只都使用右爪。而21只公貓中有20只習慣用 左爪……研究人員說,家貓對左右爪的使用偏好只有在完成一些較複雜的任務時才十分明顯。這就好比對人來說,打開一扇門用左右手都可以輕鬆搞定,但涉及用筷 子或寫字這樣的複雜行為時,就開始體現出左手或右手使用偏好。用你家裡的貓咪驗證一下這個實驗吧?當然,前提是你家的咪咪沒有結紮。

credit: CC by Martijn Nijenhuis@flickr

【圖2:貓咪的偏側優勢 】

按照上面的實驗結論,貓咪們是「男左女右」的堅定執行者,寵物狗們則沒有這麼統一。澳大利亞悉尼大學獸醫學院的保羅·麥克里維(Paul McGreevy)博士領導的研究小組在對270只種類不同的狗進行長期觀測後發現,15%的狗是右撇子,15%的狗則是「左撇子」,剩下70%的狗沒有明顯的使用偏好。麥克里維認為,左撇子或右撇子的狗更容易被訓練成為適合特定工作的狗,比如導盲犬或警犬。那些對左爪或右爪缺乏使用偏好的狗更容易對聲音 產生恐懼。他說:「如果一隻狗被打雷聲或鞭炮聲嚇得半死,顯然它不適合做緝毒犬或導盲犬。」推廣麥克里維博士的方法,可以幫助人們在訓練特種狗(圖3)和 挑選優秀的寵物狗時,節約大量的時間和金錢。

【圖3:有偏側優勢的狗有出色的表現】

如何判斷你家的寵物狗是「左撇子」還是「右撇子」?並不是一件容易的事情。麥克里維和他的研究小組準備了一種圓筒狀的容器,裡面盛好狗食。接受測驗的狗要 吃容器裡的食物,就必須用一隻爪子按住容器,使之靜止不動。每隻狗接受100次這樣的測驗,然後研究人員根據這100次內這隻狗使用左爪和右爪的偏好,判 斷這隻狗是「左撇子」還是「右撇子」。有時候,僅判斷一隻狗的偏側性就需要花費4小時左右時間。如果你的時間充裕,不妨在家中試試看? 家裡養的寵物鸚鵡的同學們!如何來檢測你家的鸚鵡是哪側優勢呢?可以準備一些水果給它,看它最經常用哪只爪子來抓。科學家們的研究指出,大部分鸚鵡都是左 撇子(圖4)。

【圖4:大部分鸚鵡是左撇子】

想一想,在田徑場上跑步時,你喜歡逆時針還是順時針跑?大部分人及正規的競賽都選擇逆時針方向奔跑,這是因為我們人類的心臟在身體的左側,相對右側更沉, 逆時針繞圈更穩定。因此,右腿比左腿邁的步子更大的「左腿主導馬」(左撇子馬),因左拐時更具優勢而更受到騎手們的青睞。有些馴馬者還會採用遮住馬的左 眼,鼓勵馬兒更大幅度地去邁右腿的方式來調整那些「右腿主導馬」(右撇子馬),以便它們能更好地競賽。 軟體動物蝸牛,好像沒有明顯的肢體來表決自己對於左還是右更青睞,但通過它們硬殼上的清晰螺紋,科學家發現,在已知的70000種蝸牛中只有大約10%是 左旋的(左撇子),右旋的(右撇子)佔了絕大多數(圖5)。

 【圖5:大部分軟體動物的殼是右旋的。圖片出處

2009年一篇來自著名科學期刊Nature的文章指出,決定蝸牛的殼左右旋轉的是一個名叫Nodal的基因。該基因在蝸牛受精卵分裂成4個細胞時開始起作用,如果將這個基因掩蓋住,不讓它作用,蝸牛的殼的螺旋現象就消失了。

【圖6:a,e為對照;b,c,d,f,g,不同程度地掩蓋了Nodal基因,正常情況下產生的螺旋消失了。圖片出處

結語

其實,在動物世界中,無論是哺乳動物、鳥類、魚類還是無脊椎動物,這樣的偏側優勢現象到處都是。它的成因,是演化長河中,和多變的環境不斷相互適應的過程中,變得日趨複雜的神經系統。

參考資料

  1. 美國總統中的左撇子們(NYT)
  2. 貓咪的性激素決定左右撇(英國貝爾法斯特女王大學一個研究小組在2009年8月第78期《動物行為學》雜誌上報告)
  3. 狗狗左撇子
  4. 鸚鵡大多數是左撇子:(1)Zeigler, H. Phillip & Hans-Joachim Bischof, eds. Vision, Brain, and Behavior in Birds. Cambridge, MA: MIT Press, 1993. 239. (2)Parrots prefer ‘left handedness’
  5. 蝸牛的殼

轉載自科學松鼠會|作者:段玉

文章難易度
科學松鼠會_96
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科學松鼠會是中國一個致力於在大眾文化層面傳播科學的非營利機構,成立於2008年4月。松鼠會匯聚了當代最優秀的一批華語青年科學傳播者,旨在「剝開科學的堅果,幫助人們領略科學之美妙」。願景:讓科學流行起來;價值觀:嚴謹有容,獨立客觀

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砰!栽落地面的澳洲鸚鵡醉了嗎?
胡中行_96
・2022/06/20 ・2106字 ・閱讀時間約 4 分鐘

在澳大利亞的北領地、西澳、昆士蘭和新南威爾斯,每年夏季從熱帶到亞熱帶地區,芒果依序成熟。[1]正當空氣中瀰漫著爛熟的果香,枝枒上再也撐不住的芒果與吸蜜鸚鵡(lorikeets)[2, 3][備註],紛紛墜地。

遵循往年的慣例,Stephen Cutter 醫師在北領地的首府達爾文,沿路撿拾鸚鵡,帶回方舟動物醫院(Ark Animal Hospital)治療。[2]

  

Stephen Cutter醫師把吸蜜鸚鵡帶回醫院治療。(來源:Associated Press on YouTube

  

酒醉的動物

芒果樹、傘樹(Schefflera actinophylla)等植物的果實和花蜜,自然發酵後,能令鳥類微醺。[2]在不產芒果的南澳,也有被稱作「醉鸚鵡樹」(Drunken Parrot Tree)的紅雲花樹(Schotia brachypetala),會讓酒品極差的吸蜜鸚鵡變得聒噪惱人。[4]

此外,世界上其他地方的動物,亦有不少雷同案例。比方說,印尼婆羅洲的紅毛猩猩,熱愛帶有強烈酒味的榴槤;非洲的大象與猴子,會食用棕櫚樹和非洲漆樹(Marula trees)已發酵的果實;在瑞典還曾有爛醉的麋鹿,因為鹿角被蘋果樹纏住,而登上國際新聞。[2]

  

酒品極差的吸蜜鸚鵡,在紅雲花樹上吵鬧。(來源:Botanic Gardens of South Australia on YouTube

  

吸蜜鸚鵡癱瘓症候群

《國家地理》與《澳大利亞地理》雜誌,以及澳洲廣播公司等媒體,約莫在 2010、2011 年前後,開始報導這些定期在芒果季中毒的鸚鵡。[2, 3, 5]然而,有別於水果酒精造成的症狀,牠們不僅失去飛翔和平衡的能力,整隻從天上栽落,有些還因病而亡,死時雙爪蜷曲緊握。[2, 3, 6]

  

此現象即為「吸蜜鸚鵡癱瘓症候群」(lorikeet paralysis syndrome)或「緊爪症候群」(clenched-foot syndrome),暱稱「落鸚症候群」(drop lorri syndrome)。[3, 6, 7]

  

病毒感染,或食物中毒?

如同那些在北領地被「撿屍」的遠親,昆士蘭南部和新南威爾斯東北部,每年 10 到 6 月,特別是 12 月至 2 月期間,總有數以千計的吸蜜鸚鵡,罹患此症。[7]西澳在夏季尾聲,也有紅翅鸚鵡(red-winged parrots,學名: Aprosmictus erythropterus),因倒地不起,而遭掠食者攻擊。[3]生病的鸚鵡通常會先被送至加護病房,治癒後還要長期復健。[7]

葛瑞菲斯大學的 Darryl Jones 教授假設這是病毒感染,尤其鳥類不懂社交距離,傳得特別快;[6]雪梨大學的 David Phalen 教授則猜測是有毒植物的果實所致,而此植物的分佈,可能碰巧與某些鸚鵡的棲地重疊。[7]

  

緝察元凶

為了搞清楚到底是哪種植物毒害吸蜜鸚鵡,David Phalen 教授邀請熱心的在地人提供線索:民眾可以上 iNaturalist 平臺,登錄他們觀察到的野生吸蜜鸚鵡吃了什麼,資訊愈多愈好。

科學家再針對被舉報的植物,進行採樣,並深入研究。他們分析數據的基本原則,如下:[7]

  1. 在地圖上標註觀察的地點,並以其食用的植物種類篩選資訊。
  2. 指出研究範圍內,吸蜜鸚鵡吃的植物種類。
  3. 分辨吸蜜鸚鵡在疾病流行區和其他地方,食物的差別。
  4. 找出吸蜜鸚鵡在發病期,食用哪些平常不吃的植物。

儘管研究初步的結果,已經掌握了十幾種牠們愛吃的植物,例如:紅千層(bottlebrushes,又稱「瓶刷子樹」)、紅雲花樹、傘樹、澳洲白千層(paperbarks)以及紐西蘭聖誕樹(New Zealand Christmas trees)等。

研究團隊仍未確定毒害吸蜜鸚鵡的元兇,所以民眾依然持續上載觀察報告。[7]

  

參與生物觀察

如果上述研究計劃引發了您的興趣,卻無奈自己住在臺灣幫不上忙,其實也可以瀏覽「臺灣生物多樣性網絡」的「參與Participation」網頁。裏頭有各式各樣的動植物觀察回報團體與系統,讓每個有心貢獻科學的市井小民,都有機會盡一己之力。[8]

備註

本文將紅翅鸚鵡以外的「吸蜜鸚鵡癱瘓症候群」(lorikeet paralysis syndrome)患者,統稱為「吸蜜鸚鵡」(lorikeets)。原始英文資料提及的亞種,包括北領地的「紅頸吸蜜鸚鵡」(red-collared lorikeets,學名:Trichoglossus rubritorquis)[2]以及昆士蘭與新南威爾斯的「彩虹吸蜜鸚鵡」(rainbow lorikeets,學名:Trichoglossus haematodus)[7]。《國家地理》雜誌將二者視為單一物種[5];《澳大利亞地理》雜誌和雪梨大學網頁則使用兩個不同的學名。[2, 7]

參考資料

  1. Where do my mangoes come from? (Australian Mangos, 2022)
  2. Drunk birds: inebriation in the wild (Australian Geographic, 2011)
  3. Parrots getting drunk after eating fallen, fermenting mangoes in the Kimberley (ABC News, 2021)
  4. Go home, lorikeets – you’re drunk! (Botanic Gardens of South Australia, 2017)
  5. Strange Planet: Drunken Australian Parrots (National Geographic, 2010)
  6. Virus causing lorikeets to ‘drop out of the sky’ resurfaces in South-East Queensland (ABC News, 2020)
  7. Lorikeet Paralysis Syndrome Project by Professor David Phalen (the University of Sydney)
  8. 參與 Participation(臺灣生物多樣性網絡)
胡中行_96
81 篇文章 ・ 29 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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下背疼痛反覆發作?——淺談「僵直性脊椎炎」的治療方針
careonline_96
・2022/01/06 ・1789字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

下背晨間僵硬疼痛 小心僵直性脊椎炎!醫師圖文解說

下背疼痛行動困難,竟是僵直性脊椎炎惹禍!

今年四十歲的阿良哥(化名)在年輕時就常出現下背痛,但活動伸展後就緩解,因此不以為意。不料沒幾天後下背痛反覆發作,吃止痛藥症狀也沒改善,讓他難以入眠且心情憂鬱,最後駝背到腰挺不直、頸椎也出現僵硬,造成轉頭困難,甚至痛到無法下床,最後連工作都停擺,影響家庭經濟收入,讓他感覺跌入人生谷底。經輾轉到免疫風濕科檢查,確診罹患「僵直性脊椎炎」,經兩個月生物製劑治療後,大幅改善症狀,讓他恢復自信,迎向光明燦爛的人生。

僵直性脊椎炎與遺傳相關,有家族史需提高警覺

中山醫學大學附設醫院副院長暨過敏免疫風濕科魏正宗醫師說明,僵直性脊椎炎好發於年輕族群,男女比為 3:1,病因多爲先天遺傳基因加上後天環境因素影響,僵直性脊椎炎與 HLA-B27(人類白血球抗原B27)有強烈的關聯性,根據研究顯示,有 95% 僵直性脊椎炎的患者都帶有 HLA-B27 基因,發病率約莫 10~20%;而後天環境因素包括受傷及感染(如細菌、病毒等),誘發異常的免疫發炎反應發生。

僵直性脊椎炎病因

魏正宗醫師進一步說明,僵直性脊椎炎以脊椎為主要症狀,患者早上起床時會有下背僵硬疼痛現象,不過活動伸展後就會獲得紓緩,不像一般背痛需要休息才會改善,不過也容易造成患者忽略徵兆,錯失就醫良機。除了脊椎病變外,也會侵犯周邊關節及其他器官,包含周邊關節炎、虹彩炎、發炎性腸道疾病、皮膚乾癬及跟腱炎等,提醒有家族史的民眾若出現相關症狀,就應提高警覺及早就醫檢查。

僵直性脊椎炎治療多元,懷孕生子不是夢!

魏正宗醫師說明,目前針對僵直性脊椎炎的治療,可分為非藥物治療及藥物治療:非藥物治療包括運動及生活改善,運動建議以有氧運動、溫和伸展操為主,如游泳、伸展運動、瑜伽體操或太極拳,應避免激烈運動。生活改善方面除了要維持作息規律、早睡早起等習慣外,保持身心愉悅也對疾病有很大的幫助,另外僵直性脊椎炎患者千萬不要抽菸,避免加劇疾病惡化。

僵直性脊椎炎非藥物治療

藥物治療方面,魏正宗醫師表示,目前第一線治療以口服的非類固醇抗發炎藥物為主,主要在緩解患者疼痛症狀;而第二線可使用免疫調節劑,分為傳統口服的免疫調節劑及生物製劑,其中口服免疫調節劑可溫和調節患者免疫系統,但需要長期每天服用。目前有新型的生物製劑,可針對發炎因子進行精準阻斷,80~90% 的患者能獲得有效控制,加上已經通過健保給付,患者可以多與醫師溝通討論適合自己的藥物。

僵直性脊椎炎藥物治療

魏正宗醫師補充,過去對於懷孕或需要哺乳的女性僵直性脊椎炎患者,僅能使用少許安全藥物或採取停藥方式來控制病情,容易造成疾病復發,因此許多患者因而不敢結婚及生育,但隨著醫學持續進步發展,目前已有適合計畫懷孕患者及生育後哺乳使用的生物製劑,只要及早跟醫師溝通調整用藥,還是有機會可以懷孕生子。

魏正宗醫師提醒,罹患僵直性脊椎炎的患者不必過於難過害怕,只要遵守醫囑、定期回診,積極接受正規治療,就可以避免病情惡化,維持正常生活品質。

魏正宗醫師

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抑制干擾素歲月靜好,讓台灣廣傳的病毒更會傳染
寒波_96
・2021/07/06 ・4412字 ・閱讀時間約 9 分鐘

編按:「歲月靜好,現世安穩。」是胡蘭成寫下的名句,宣示此生只與張愛玲一人好好過生活,但後來胡蘭成卻深深傷害了張愛玲,最終以離婚收場。而新發現的英國 B.1.1.7 病毒株,也學會跟細胞說「歲月靜好,現世安穩」,等病毒在細胞內站好腳步,再無情地攻擊細胞!

2020 年初,SARS 二世冠狀病毒(SARS-CoV-2)從中國傳播到世界各地以後,發展出許多不同品系,有些傳染力更為強大,如今正在台灣廣傳,英國誕生的 B.1.1.7(WHO 稱為 Alpha)便是一種。

SARS 二世冠狀病毒如今已經發展出許多變種。圖/envato elements

病毒入侵宿主細胞,主要依靠表面的 S 蛋白質(spike protein),它對細胞受器間的親和性相當重要,已知 S 蛋白質某些突變能增加傳染力。不過其它蛋白質的改變,也可能影響。

新研究指出 B.1.1.7 新型病毒,進入細胞後可以拮抗先天免疫反應,贏得茁壯的時間,從而增加傳染力。

入侵人體,佔領上呼吸道和下呼吸道!圖/[參考資料 1]

細胞 vs 病毒:干擾素的先天免疫

人類的先天免疫系統非常複雜,作為外敵入侵時的第一線防禦,在適應性免疫(後天免疫)啟動後仍扮演重要角色。眾所皆知的白血球、巨噬細胞都屬於先天免疫戰隊,而這兒的先天免疫反應主要和「干擾素」有關。

病毒進入細胞後一但被識破,細胞會分泌第一型干擾素(type I interferon)到外頭,刺激自己外部的受器,啟動一連串應變機制對抗入侵的小壞壞。

由於是細胞自己影響自己,不是接受外來訊號,可謂細胞自發性(cell-autonomous)的反應,所以即使病毒已經入侵,只要一開始能壓制住,細胞也有機會恢復。當然病毒也不會坐以待斃,發展出許多反制手段。

干擾素干擾病毒,病毒干擾干擾素

病毒感染細胞後,干擾素啟動的免疫體系非常複雜,牽涉很多分子和傳訊線路。干擾素會干擾病毒的複製,病毒卻也能干擾干擾素的作用。

細胞偵測到病毒入侵後,干擾素啟動的免疫反應非常複雜,而 SARS 二世冠狀病毒的不同蛋白質(ORF3a、NSP1、ORF6 等紅字),可以影響許多部分。圖/[參考資料 1]

SARS 二世冠狀病毒非常適應人體,從一開始武漢的原版病毒便已經如此。而一年半後的研究得知:

除了 S 蛋白質的親和性很好以外,病毒進入細胞後,至少還有 10 種蛋白質會影響干擾素的免疫防禦。

一個人的免疫力是先天遺傳,與後天經驗綜合的結果。不同人的干擾素及其他免疫反應不一樣,能部分解釋不同人感染後嚴重程度、傳染能力的區別。假如剛好契合,病毒的殺傷力或傳染力就會更強,反之亦然。

之前研究便指出,干擾素缺陷會增加重症的機率。

不同人的遺傳有別,先天免疫反應有差,可能影響 SARS 二世冠狀病毒感染的嚴重性。例如右上的干擾素受器缺陷,以及攻擊干擾素的自體免疫抗體。圖/[參考資料 1]

而各種突變,也會造成病毒間的差異;有些遺傳組合,會導致更高的傳染力或殺傷力。

傳染力增強的英國總加速師

一年下來,SARS 二世冠狀病毒平均一個月累積 2 到 3 處改變,但是也觀察到少數案例,短時間內累積大量變異,可謂「總加速師」。擁有大量突變的病毒不一定比較強,但是激烈競爭下,強者更容易脫穎而出。

2020 年底,英國、南非、巴西這三個疫情嚴重的地區,以及幾個月後的印度,各自有傳染力增強,配備大量突變的總加速師崛起。

英國的 B.1.1.7、南非的 B.1.351、巴西的 P.1,和印度的 B.1.617.2,最近分別被 WHO 稱為 Alpha、Beta、Gamma、Delta,屬於「高關注變異株」(Variant of Concern,簡稱 VOC)。

SARS 二世冠狀病毒入侵細胞的過程。圖/[參考資料 1]

英國總加速師最初在 2020 年 9 月被察覺,隨後存在感迅速增加,成為英國的主流型號,又入侵世界各地。

定義上,和親近的同類相比,它共有 23 處新突變,6 處不影響氨基酸;17 處影響蛋白質(因此常說是 17 處改變),其中 14 處改變氨基酸,3 處是刪除,少掉短短一段序列。

英國總加速師的殺傷力是否增加,不同分析見解不一,不過公認傳染力明顯變強。S 蛋白質上的變異對病毒入侵有所幫助,現在知道,其他蛋白質的改變也為病毒帶來正面影響。

病毒入侵歲月靜好,干擾素現世安穩

為了比較不同病毒感染的差異,研究者以源自肺部表皮的 Calu-3 細胞株,體外培養測試不同款病毒。和總加速師比較的對象,是英國更早流行的 2 款病毒:IC19 和 VIC。

英國總加速師 B.1.1.7 遺傳序列變異的位置。圖/[參考資料 2]

觀察得知,被總加速師感染的細胞,干擾素 interferon-β(IFN-β)的表現量降低,另外干擾素的免疫效果也變差。兩款前輩中,IC19 也能弱化干擾素的效果,或許是因為它和總加速師的 S 蛋白質都具有 D614 變異,而 VIC 沒有 D614G。

病毒感染後造成什麼影響?分析細胞中的 mRNA、蛋白質表現量,發現多種受到干擾素調控的下游基因(interferon stimulated gene,簡稱 ISG)表現量下降,和預期一致。

有趣的是,分析蛋白質磷酸化程度,得知感染後 10、24 小時兩個時段,磷酸化在早期大幅減低,後來卻恢復原狀。催化蛋白質磷酸化的酵素稱作激酶(kinase),磷酸化程度的改變與激酶有關,顯然也受到病毒影響。

歸納起來,SARS 二世冠狀病毒感染細胞後,會抑制細胞本身先天免疫的作用,讓病毒安心複製,而英國總加速師在這方面更進一步。

加量病毒拮抗蛋白質,弱化先天免疫

總加速師更能抑制干擾素,主要和 2 個非結構性蛋白質有關:Orf9b、Orf6。和前輩相比,Orf9b 的表現量大幅增加,Orf6 小幅增加,它們都能拮抗先天免疫反應。

進一步釐清,影響這些蛋白質的相關突變,似乎不會改變能力,而是增加它們的表現量;拮抗效果增強是由於量變多,而非品質更佳。

增加 Orf9b 基因表現量的一個因素,是旁邊 N 基因的 D3L 突變;Orf6 仍不清楚。除此之外,N蛋白質(nucleocapsid)的表現量也小幅上升,應該也有一同抑制先天免疫的效果。

病毒的 Orf9b 與人類的 TOM70 可以直接結合。圖/[參考資料 2]

病毒的 Orf9b 會影響人類的 TOM70,此一蛋白質是個粒線體受器,牽連干擾素啟動免疫反應的鏈條。Orf9b 上的 S50、S53 兩處位置能直接結合 TOM70,干擾它的作用,弱化先天免疫反應。

病毒的蛋白質 Orf9b 假如被磷酸化,就無法影響 TOM70。感染早期細胞的磷酸化程度降低,使得 Orf9b 可以干擾 TOM70,維持歲月靜好;而感染 24 小時後磷酸化恢復,Orf9b 失去抑制先天免疫的效果,不再現世安穩。

時間上的切換,讓研究者有一個大膽的想法。

沒有被磷酸化的 Orf9b 可以結合 TOM70,拮抗先天免疫反應;磷酸化的 Orf9b 則失去影響力。圖/[參考資料 2]

病毒感染後,先靜後動,提升傳染力

病毒一開始入侵細胞時,希望的是歲月靜好,免疫系統不要吵不要鬧,病毒才能安心增殖。但是隨著病毒增加,下一階段要離開細胞,才能繼續收割新的韭菜。

「先靜後動」的脈絡下,不同時段 Orf9b 的改變很有道理。感染早期不要磷酸化,不啟動干擾素,缺乏免疫反應,病毒趁機悶聲發大財。一天後磷酸化恢復,細胞開始炎上,發炎狀態更有利病毒向外傳播。

「延遲免疫反應」是 SARS 二世冠狀病毒的適應法寶。即使只是武漢的原版病毒,宿主細胞被入侵後,往往也太慢啟動免疫機制,抑制病毒複製。而英國總加速師,更進一步強化這方面的技能,符合其感染者平均較晚出現症狀,也延長傳染時期的觀察。

英國總加速師感染細胞後,Orf9b、Orf6、N 的基因表現量比同類更高,拮抗干擾素先天免疫的能力更好,延遲免疫反應炎上的時間,增加傳染力。圖/[參考資料 2]

現世不安穩,適應的其他可能性

由此可知,傳染力增加不只和 S 蛋白質有關,其他遺傳改變也可能有幫助。然而,就算病毒的傳染更厲害,我們還是可以減少人與人的連結,降低接觸的機率。病毒再強,碰不到人也是沒有用的!

另外我們也可以思考,病毒至少有 10 種蛋白質,能弱化人體細胞本身的干擾素免疫力;英國總加速師更突出其中幾種的角色,只是一條可能的路徑。

其他款傳染力變強的病毒,是否也遵循類似的邏輯?理論上可行,卻還沒有出現過的套路,也許會在未來現身?認識病毒變強的原因,可以找到方法協助細胞抵抗病毒嗎?

延伸閱讀

參考資料

  1. Schultze, J. L., & Aschenbrenner, A. C. (2021). COVID-19 and the human innate immune system. Cell.
  2. (尚未正式發表)Evolution of enhanced innate immune evasion by the SARS-CoV-2 B.1.1.7 UK variant
  3. How a rampant coronavirus variant blunts our immune defences

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
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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》。