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我的肺部壞掉了,直接把氧氣灌到直腸也可以?向泥鰍借鏡的屁之呼吸!

羅夏_96
・2021/06/02 ・3512字 ・閱讀時間約 7 分鐘

呼吸是件稀鬆平常的事,但卻是最重要的生理反應,人可以一周不吃、不喝而不死,但只要短短幾分鐘不呼吸,你的生命就會快速的逝去。

人的呼吸是透過肺臟來達成,在新冠疫情爆發的當下,許多病患因肺部受損面臨著無法呼吸的窘境,這是多麼致命的事!而近期發表在 Med 期刊上的研究,提供了我們呼吸的新思路1——屁之呼吸。

呼吸作用,把美食變成能量代幣

呼吸對生物非常重要,那為何生物需要呼吸呢?其實這與細胞進行的「呼吸作用」有關。

透過呼吸作用,細胞就可將食物分解,並將其轉換為可供細胞使用的能量代幣(三磷酸腺苷,也就是 ATP)。

這麼說起來看似非常簡單,但實際上呼吸作用非、常、複、雜!不是三言兩語可以講完(被生物化學荼毒過的各位夥伴,一起發出怒吼吧!)有機會再專門給大家講解。

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呼吸作用的簡單示意。圖/Wikipedia

這邊我們只需要知道:呼吸作用的主要功能就是「產生能量」,而其中需要氧氣,最終產生廢棄物如二氧化碳。簡單來說,這是一種「氣體交換」的過程,提供氧氣給細胞進行呼吸作用的同時,也將呼吸作用產生二氧化碳給排出。

天哪!牠們竟然可以用直腸來呼吸!

不同的生物有不同的呼吸方法,微生物和一些構造簡單的生物(如水母),可靠擴散作用讓細胞直接進行氣體交換,而大型且構造複雜的生物,就需要由「呼吸系統」承接氣體交換的重任。

延伸閱讀:一定要有肺才能呼吸?來認識動物們的花式呼吸大法

以脊椎動物為例,脊椎動物需仰賴紅血球將氧氣提供給全身各個部位,同時將二氧化碳帶走,而紅血球則在呼吸系統中進行氣體交換。

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其中,人類是透過「嘴巴、鼻子」將空氣吸入氣管、支氣管、肺部再到肺泡,讓紅血球在肺泡中進行氣體交換,接著再把空氣沿著反方向被鼻子和嘴巴呼出體外,達成我們最熟悉的呼吸模式。

人類的呼吸系統。圖/Wikipedia

提到海裡的生物們,大家應該都能夠很快的說出,魚類是靠「鰓」來進行呼吸,但你能想像嗎?有的水生生物竟然會用「腸子」來呼吸!

聽起來很匪夷所思吧,但其實早在 1950、60 年代,科學家們就發現一些水生動物如海參跟泥鰍,在缺氧的環境中能靠「腸呼吸」的方式來增進氣體交換的效率。因為它們的腸上皮細胞和人的肺泡一樣,細胞較薄且佈滿微血管,非常利於紅血球進行氣體交換。

有些泥鰍在缺氧的環境可以用腸呼吸來增進氣體交換。圖/Wikipedia

當科學家們發現泥鰍的腸呼吸後,就非常好奇:

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哺乳動物的直腸上皮細胞也很薄、也佈滿微血管,既然泥鰍可以,那麼哺乳動物是否也能進行腸呼吸呢?

因此,科學家們很早就興致勃勃地開始對此進行研究,可惜當時的研究並沒有給出明確的答案,此後這一直是不少科學家爭論的話題。

近期,一個日、美聯合的研究團隊,重新開始針對這個問題深入研究,並提出了更清楚的答案1

把氧氣直接灌入小鼠屁屁吧!

研究團隊首先設計一個腸道氣體通氣系統 (Enteral ventilation Via Anus , EVA),而 EVA 系統可以輸入純氧到小鼠的直腸。

首先,研究團隊比較了一般小鼠和 EVA 系統小鼠在極低氧條件下的表現:正常小鼠只能存活 11 分鐘,而使用 EVA 系統的小鼠的存活時間也不長,比起一般小鼠僅有增加一點點,延長到了 18 分鐘。

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不樂觀的初步結果並沒有擊倒研究團隊,研究團隊進一步實驗發現,當切除小鼠直腸細胞的黏膜層之後,就可以增加氣體在直腸內的通透性,讓腸呼吸的效果更好。最終數據也顯示,切除直腸黏膜層、使用 EVA 系統的小鼠,在極低氧的條件下存活時間可以上升到 50 分鐘!

由此可知,小鼠確實能透過腸呼吸來克服缺氧環境。

EVA系統示意(左);EVA 系統用在直腸黏膜層切除的小鼠上,在缺氧環境下能存活更久(右)。圖/參考資料 1

進化!I-EVA 系統將含氧液體輸入直腸

雖然這個結果證實了小鼠確實能進行腸呼吸,但鑒於 EVA 必須切除直腸的黏膜層才可以有效,這顯然不適合人類使用。因此研究團隊決定改變策略,將高含氧的「液體」直接灌入直腸內。

研究團隊選中全氟萘烷這個氟碳化合物,全氟萘烷是一種惰性液體,常溫下幾乎不會和人體反應且非常穩定,而且全氟萘烷有著極高的溶氧量,正常情況下每 100 mL 的全氟萘烷能溶解 49 mL 的氧氣,在醫療上不僅可做為液體氧氣使用,臨床上也證實將全氟萘烷灌入呼吸衰竭的病患肺部內,能有效緩解病患氧氣不足的問題2

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全氟萘烷的化學式。圖/Wikipedia

研究團隊把這種使用充氧全氟萘烷的腸道通氣系統稱為 I-EVA (liquid-based Enteral ventilation Via Anus)。和沒有使用 I-EVA 的小鼠相比,使用 I-EVA 的小鼠在低氧氣室中(含氧量 9.5%)走得更遠,並且有更多的氧氣到達它們的心臟。

(A)I-EVA 系統示意。(B)使用I-EVA系統的小鼠上在缺氧環境下能移動更長距離(D、E、F) 使用 I-EVA 系統的會有更多氧氣到小鼠的心臟中。圖/參考資料 1

大鼠與豬:血液含氧量上升、少副作用

I-EVA 在大鼠與豬的實驗中也得到不錯的結果:

  • 大鼠和小鼠一樣,使用 I-EVA 後,大鼠能在缺氧環境中行走更遠的距離。
  • 豬在缺氧環境下,皮膚會呈現蒼白無血色的冰冷狀態,但使用 I-EVA 後,豬的皮膚就變得溫暖且充滿血色,和豬在正常氧的情況下很接近。

另外,不論大鼠還是豬,在缺氧環境下使用 I-EVA,其血液內的含氧量皆有明顯上升;測試 I-EVA 的在大鼠和豬身上的生理影響後,數據也顯示 I-EVA 幾乎不會產生甚麼副作用!

 I-EVA 系統在豬身上使用的流程圖。圖/參考資料 1

綜合以上的結果,顯示 I-EVA 確實能緩解哺乳動物的缺氧問題,也證實了哺乳動物確實也能進行「腸呼吸」!

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人類也能用屁屁進行腸呼吸嗎?

既然小鼠、大鼠到豬都能進行腸呼吸,那人類可以嗎?答案是:不確定。

雖然從上述的結果來看,理論上人類應該也能使用 I-EVA 系統進行腸呼吸,但這需要更多的實驗與測試。對此,研究團隊非常樂觀,也表示已經開始著手臨床試驗的相關準備了。

研究團隊認為腸呼吸法應該也能應用在人類身上。圖/參考資料 1

雖然知道人類也可能進行「腸呼吸」、從屁股灌入含氧液體讓人印象深刻,但這項研究真正的重要性在於提供氣體交換的新方法。

近期新冠疫情的爆發,讓許多病患的肺部受到嚴重的損害,而肺部的損傷會降低紅血球在肺部氣體交換的效率,這時即便使用呼吸治療器也未必能讓病患的紅血球獲得充分的氣體交換。因此,面對肺功能受損的病患,腸呼吸也許有可能成為不錯的替代方案。

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那些人類進行「腸呼吸」前的二三事

真要施行起來,恐怕還是有不少問題要克服。

你也想來個屁之呼吸嗎?圖/Pixabay

首先,既然是將全氟萘烷灌入直腸內,那是否需要先將病患的腸子洗乾淨呢?再來要用腸替代肺呼吸,那勢必要持續灌入全氟萘烷,腸子能承受住液體這樣持續的灌入嗎?最後是腸道功能的問題,腸畢竟不是拿來呼吸的器官,而是吸收營養與排便的,讓腸替代肺作為呼吸器官,勢必會影響腸的正常功能。

上述這些問題,在正式施行腸呼吸前,都要審慎思考。

雖然仍有不少問題有待解決,但腸呼吸作為肺功能衰竭病患的替代方案仍有著不錯的吸引力,就讓我們期待未來「腸呼吸」這種詭異的方式是否也能應用在人類身上吧!

參考資料

  1. Mammalian enteral ventilation ameliorates respiratory failure
  2. 全氟萘烷
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羅夏_96
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同樣的墨跡,每個人都看到不同的意象,也都呈現不同心理狀態。人生也是如此,沒有一人會體驗和看到一樣的事物。因此分享我認為有趣、有價值的科學文章也許能給他人新的靈感和體悟

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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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「別來無恙」不只是招呼
顯微觀點_96
・2025/04/12 ・2349字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文轉載自顯微觀點

圖/照護線上

我最親愛的 你過的怎麼樣  沒我的日子 你別來無恙   -張惠妹《我最親愛的》

常常聽到「別來無恙」的問候,其中的「恙」就是指「恙蟲」。在唐朝顏師古的《匡謬正俗》一書中便提到:「恙,噬人蟲也,善食人心。古者草居,多移此害,故相問勞,曰無恙。」用以關心久未見面的朋友沒有染讓恙蟲病、一切安好。

而清明節一到,衛福部疾管署便會提醒民眾上山掃墓或是趁連假到戶外踏青,要小心「恙蟲病」,就是因為每年恙蟲病的病例數從4、5月,也就是清明假期左右開始上升;到6、7月達最高峰。

Qingming Or Ching Ming Festival, Also Known As Tomb Sweeping Day In English, A Traditional Chinese Festival Vector Illustration.
圖/照護線上

但恙蟲病到底是什麼樣的疾病呢?恙蟲病古時被稱為沙虱,早在晉朝葛洪所著的醫書《肘後方》提及,「初得之,皮上正赤,如小豆黍米粟粒;以手摩赤上,痛如刺。三日之後,令百節強,疼痛寒熱,赤上發瘡。」

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恙蟲病是一種病媒傳播的人畜共通傳染病,致病原為恙蟲病立克次體(Orientia tsutsugamushi或Rickettsia tsutsugamushi),被具傳染性的恙蟎叮咬,經由其唾液使人類感染立克次體。而感染立克次體的恙蟎,會經由卵性遺傳代傳立克次體,並在每個發育期中,包括卵、幼蟲、若蟲、成蟲各階段均保有立克次體,成為永久性感染。

感染恙蟲病可能引起危及生命的發燒感染。常見症狀為猝發且持續性高燒、頭痛、背痛、惡寒、盜汗、淋巴結腫大;恙蟎叮咬處出現無痛性的焦痂、一週後皮膚出現紅色斑狀丘疹,有時會併發肺炎或肝功能異常。 恙蟲病的已知分佈範圍不斷擴大,大多數疾病發生在南亞和東亞以及環太平洋地區的部分地區;台灣則以花東地區、澎湖縣及高雄市為主要流行區。

比細菌還小的立克次體

立克次體算是格蘭氏陰性菌,有細胞壁,無鞭毛,革蘭氏染色呈陰性。但它雖然是細菌,但是嚴格來說,更像是細胞內寄生生命體,生態特徵多和病毒一樣。例如不能在培養基培養、可以藉由陶瓷過濾器過濾、只能在動物細胞內寄生繁殖等。大小介於細菌和病毒之間,呈球狀或接近球形的短小桿狀直徑只有0.3-1μm,小於絕大多數細菌。

最早發現的立克次體感染症的是洛磯山斑疹熱(Rocky mountain spotted fever);由美國病理學家立克次(Howard Taylor Ricketts,1871-1910)所發現。

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1906年立克次到蒙大拿州度假,發現當地正在流行一種叫做洛磯山斑疹熱的傳染病,病患會出現頭痛、肌肉痛、關節疼痛的症狀,之後皮膚會出現出血性斑塊。當時沒有人知道是什麼原因造成這個疾病。

立克次一開始以顯微鏡觀察病患血液,發現一種接近球形的短小桿菌,但卻無法體外培養。而他將帶有「短小桿菌」的血液注射進天竺鼠體內,或是以壁蝨吸食患者血液再咬天竺鼠,發現天竺鼠也會染病。另外,他試驗各種節肢動物來做為媒介,發現只有壁蝨能夠成為傳染窩進行傳播。

立克次釐清了洛磯山斑疹熱的成因與傳染途徑,但因為無法在體外培養基培養這個病原菌,他並未加以命名。

後來其他研究者從斑疹傷寒等其他疾病也發現無法在培養基生長、必須絕對寄生宿主細胞的類似細菌,並為了紀念立克次的貢獻,而命名為「立克次體」。

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而立克次體不只一種,因此引起的疾病也不只有恙蟲病。在台灣列為法定傳染病的還有由普氏立克次體(Rickettsia prowazekii )引起的流行性斑疹傷寒,透過體蝨在人群間傳播;由斑疹傷寒立克次氏體(Rickettsia typhi)造成的地方性斑疹傷寒,由鼠蚤傳播至人體。另外還有由立氏立克次體(Rickettsia rickettsii)所引致的洛磯山斑疹熱等。

立克次體透過傳統革蘭氏染色的效果非常弱;因此常用一種對卵黃囊塗片中立克次體進行染色的方法,以利光學顯微鏡觀察。現在,這項技術常用於監測細胞的感染狀態。

受限於光學顯微鏡的解析度,許多科學家也使用電子顯微鏡來對立克次體與宿主細胞相互作用的精細結構進行分析。例如分別引起流行性斑疹傷寒、洛磯山斑疹熱和恙蟲病的立克次體,外膜組織就能透過電子顯微鏡看到些許的差別,有的外膜較厚,有的則是外膜內葉和外葉倒置。

立克次
卵黃囊塗片立克次體的顯微影像,其尺寸範圍為 0.2μ x 0.5μ 至 0.3μ x 2.0μ。立克次體通常需要使用特殊的染色方法,例如Gimenez染色。圖片來源:CDC Public Health Image Library

做好預防就能別來無「恙」

根據疾管署統計,今(2024)年至 4 月 1 日恙蟲病確定病例已累計至 2 8例,高於去年同期。

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立克次菌無法在一般培養基培養,雖然可用接種天竺鼠或雞胚胎來分離病原確診,但基於實驗室生物安全操作規定,通常以免疫螢光法、間接血球凝集、補體結合等檢查抗體的方式來檢驗。

恙蟲病可用抗生素治療,若不治療死亡率達 60%。但最好的預防方式還是避免暴露於恙蟎孳生的草叢環境,掃墓或是戶外活動最好穿著長袖衣褲、手套、長筒襪及長靴等衣物避免皮膚外露。離開草叢後也要盡速沐浴和更換全部衣物,以防感染。

參考資料

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從細微的事物出發,關注微觀世界的一切,對肉眼所不能見的事物充滿好奇,發掘蘊藏在微觀影像之下的故事。