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鼠蠍大戰,誰贏?

李志昌
・2013/12/17 ・960字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

「痛」是最好的導師,教會你不要碰這個,不要動那個。蠍子的毒液,正是這種渾然天成的設計,你敢碰它,它就螫你一口,給你一點毒液,馬上讓你有吃不完的苦頭,痛苦之餘,叫你下次見到它,馬上退避三舍。

看到這隻蠍子,尾巴翹得高高的,正與一隻小鼠做近距離的接觸,你會為這隻形狀可愛的小鼠感到緊張嗎?

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相片中的兩位主角(名稱暫譯,後面為英文俗名與學名):
草蜢小鼠:Grasshopper mice (Onychomys torridus)[1]
亞利桑那樹皮蠍:Arizona bark scorpion  (Centruroides sculpturatus)[2]

不用擔心,這種可愛的「草蜢小鼠」,正是這種毒蠍的剋星。「樹皮蠍」的毒液,進入被叮咬者的體內,會對產生有如菸頭燒灼或釘子穿刺般的劇痛,持續數小時,毒液在周邊組織造成痛覺過敏的現象,即使在叮咬處的輕微碰觸,也會讓你感到痛不欲生。有了這一項利器,「樹皮蠍」確實讓不少捕食者望之卻步。然而,一物剋一物,「草蜢小鼠」對「樹皮蠍」的叮螫,竟不覺痛癢,所以相片中兩者對峙的結局,是「草蜢小鼠」勝出,毒蠍終成佳餚,葬身在小鼠的五臟廟中。

「樹皮蠍」的毒液對人、小鼠或是實驗室的大白鼠都會產生劇痛的反應,蠍毒造成的痛覺傳遞,是經由神經細胞的 Nav1.7 鈉離子通道 (voltage-gated Na+ channel Nav1.7) 產生,偏偏「草蜢小鼠」的鈉離子通道天賦異秉,幾個胺基酸天生有那麼一點點變異,這一點小小的變異,卻造成大大的不同。

「樹皮蠍」的毒液在一般實驗室小鼠造成的疼痛,是透過Nav1.7鈉離子通道的作用,產生神經衝動,傳往中樞產生痛覺,對Nav1.8鈉離子通道沒有作用。然而,同樣的毒液,作用在「草蜢小鼠」身上,卻會和它的Nav1.8鈉離子通道結合,而其所造成的結果,是阻斷鈉離子流,所以根本沒有痛覺神經訊息往上傳遞[3],也難怪「樹皮蠍」的叮螫對「草蜢小鼠」而言,一點都不痛,其實,該毒液對「草蜢小鼠」而言,反而是止痛劑!

痛覺的控制,一直是醫學研究上的一個重要課題,師法於自然的現象,在研究這種鼠特別的習性與生理功能的同時,已經更進一步了解痛覺產生的機制,基於這種發現,可望找出更好的疼痛治療藥物或治療的方法。

(原文發表於: 網路城邦部落格)

參考資料:

  1. Grasshopper mouse  http://en.wikipedia.org/wiki/Grasshopper_mice
  2. Arizona bark scorpion  http://en.wikipedia.org/wiki/Arizona_bark_scorpion
  3. Voltage-Gated Sodium Channel in Grasshopper Mice Defends Against Bark Scorpion Toxin Science 25 October 2013: Vol. 342 no. 6157 pp. 441-446 http://www.sciencemag.org/content/342/6157/441
  4. Mighty mouse uses scorpion venom as painkiller  http://youtu.be/3S4sMBFBZ0M

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李志昌
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台灣大學博士後研究員,曾旅居加拿大於多倫多大學工作多年,喜好科普閱讀與寫作。


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發炎性腸道疾病的獵奇療法:來一杯「鉤蟲卵」吧!——《我們為什麼還沒有死掉?》

麥田出版_96
・2021/10/24 ・2290字 ・閱讀時間約 4 分鐘

• 作者/伊丹.班—巴拉克
• 譯者/傅賀

上一節,我提到了犬蛔蟲,我好不容易才忍住沒有提另外一種寄生蟲:蠕蟲。這類寄生蟲成員眾多,個個都是入侵或躲避免疫系統的行家,牠們有許多花招可以幫助牠們在人體內存活下來、繁榮昌盛。牠們之所以需要這些花招,是因為作為寄生蟲,牠們的個頭太大了,免疫系統不可能看不到牠們。即使是較小的蠕蟲物種,也有幾公釐長,跟病毒或細菌比起來,可謂龐然大物。

蠕蟲感染者的腸道 X 光照片,圖中黑線都是蠕蟲。圖/WIKIPEDIA by Secretariat

在世界上許多較貧窮的地區,由於衛生條件較差,蠕蟲帶來了無盡的痛苦:據統計,世界上約四分之一的人口感染了某種類型的蠕蟲。衛生機構正在嘗試使用預防、清潔的手段和抗蟲藥物來緩解疫情。與此同時,在已開發國家,人們已經成功消滅了蠕蟲疾病。

也許有點過於成功。

免疫反應有幾種不同的形式。我們理解得最透徹的兩種是 Th1 和 Th2(Th 代表輔助 T 細胞,這是一種重要的 T 細胞)。它們的細節比較複雜,但大體畫面是這樣的:這兩種反應處理的是不同類型的感染——Th1 類型的輔助 T 細胞會向吞噬細胞和胞毒 T 細胞發出啟動訊號。聽到「集結號」之後,這些細胞會追蹤並摧毀任何被病毒或特定細菌感染的人類細胞。與此相反,Th2 反應是直接攻擊那些尚未入侵人體的病原體,Th2 細胞會啟動一種叫作嗜酸性球(eosinophils)的免疫細胞,來殺死蠕蟲。只要一種 Th 反應上調,另外一種就會下調。這種機制是合理的,因為這樣可以節約身體的資源,並降低免疫反應的副作用。

TH2 細胞(左)正在被 B 細胞(右)活化。圖/WIKIPEDIA

蠕蟲激發的正是 Th2 反應。有人因此認為,此消彼長,在那些蠕蟲病發病率較高的國家,過敏反應( Th1)的概率恰恰因此更低。(在過去幾十年裡,已開發國家裡出現過敏反應的人越來越多)。流行病調查顯示:蠕蟲越是肆虐,過敏反應就越少。

蠕蟲採取的各種躲避和反擊策略,以及牠們的存在本身,都會對免疫系統產生影響。一個效果就是牠們會抑制發炎反應——要知道,世界上有許多人巴不得他們的發炎反應受到一點抑制呢。

因此,許多患有慢性自體免疫疾病(比如,發炎性腸道疾病)的人現在正在接受蠕蟲療法(用的是鉤蟲),針對其他發炎疾病的臨床治療也正在測試。

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鉤蟲, 被用在慢性自體免疫疾病的蠕蟲療法 。圖/WIKIPEDIA

這聽起來有點怪誕:有人竟希望——不,堅持要——被寄生蟲感染。他們向醫生求助,醫生給他們的藥是一小杯鉤蟲卵,然後他們就喝下去了。在他們的胃裡,這些卵會孵化,幼蟲會爬出來。然後,不知怎的,患者就感覺好多了。當然,鉤蟲不會存活很久(醫生選擇的物種並不會在人體腸道內存活很久,否則就會有新的麻煩了),因此,過一段時間,患者又要接受新一輪的感染,以維持免疫系統的平衡。

當然,如果我們可以不用蟲子(比如使用其中的有效成分,類似某種「鉤蟲萃取物」的藥物)就可以治療疾病,那就更好了。但是,目前還沒人知道到底哪些成分重要——而且似乎要見效,必須要用活的蠕蟲。

為了解釋關於蠕蟲的這個情況,研究人員提出了「老朋友假說」(old-friends hypothesis),這是「衛生假說」的一個改良版。你也許聽說過「衛生假說」,它已經流傳了很長一段時間,但直到一九八九年才由大衛.斯特拉昌(David Strachan)正式提出。他進行的流行病學調查顯示,那些在農場裡或田野邊上長大的孩子要比那些在城市裡長大的同齡人更少患上過敏。從此之後,「衛生假說」就被用於描述許多不同的觀念,其中一些得到了研究支持,而另一些則沒有。

總的來說,老朋友假說的大意是,人類的免疫系統是在一個充滿微生物的世界裡發育的,我們經常要跟許許多多的微生物打交道。我們已經看到了免疫系統跟腸道微生物的密切聯繫,但是這樣的親密關係也可能會擴展到病原體。免疫系統已經對一定程度的接觸和較量習以為常了。現代西方社會,是人類有史以來最愛清潔、刷洗、消毒的階段,我們受感染的機會大大減少——但這破壞了免疫系統的平衡。我們的免疫系統習慣了跟某些病原體對抗,一旦沒有了對手,它就會工作失常。因此,嬰兒和小朋友也許最好要接觸一點髒東西。

現代社會,是人類有史以來最愛清潔及消毒的階段,我們受感染的機會大大減少,但這破壞了免疫系統的平衡。圖/Pixabay

顯然,你不希望你的孩子臉上有霍亂弧菌,雖然研究人員在二○○○年發現結核病對預防氣喘有幫助,但這並不意味著你要讓孩子染上結核。但是「髒東西」裡含有許多常見病原菌的減毒突變株(不再那麼有害),這可能對孩子的身體有益。沒有它們,孩子日後也許更容易患上免疫疾病——比如過敏和自體免疫病。

問題是,要多乾淨才算乾淨,要多髒才算髒呢?抱歉,我真的不知道答案。

——本文摘自《我們為什麼還沒有死掉?》,2020 年 9 月,麥田

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麥田出版_96
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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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