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生物醫學的智慧飛彈 -膠原蛋白複合支架

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2014/01/12 ・1928字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 608 ・十年級

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當你聽到「膠原蛋白」,你會想到什麼呢?美容?養生?工研院的研究團隊將顛覆你對膠原蛋白的印象,他們將膠原蛋白與抗體結合,設計出「膠原蛋白支架」,可以應用在標靶藥物上,提昇藥效,減少用藥成本。

報導/張昱傑

膠原蛋白新用途,誰說膠原蛋白只用來美容?

現代醫學在藥品分類上可以分為小分子藥(一般化療用藥)與蛋白質藥(大分子藥或稱生技藥;其中包括抗體藥物,常用於第二線的標靶治療)。小分子藥就像傳統轟炸機所攜常的多枚炸彈一樣,不具精準的導向功能,必須進行區域性全面轟炸,因此許多正常細胞也會被影響;蛋白質藥像是一枚精準導彈,針對特定目標(意即標靶),包括一些癌細胞表面的特定分子或身體中所產生病灶的壞分子。面對愈來愈複雜的疾病,小分子化學合成藥物發展技術面臨瓶頸,繼而帶動生物技術的發展,因此製藥界開始開發技術門檻較高的蛋白質藥。這些蛋白質藥(包括抗體藥物)治療時,主宰藥效兩大關鍵為標靶專一性(精準度)與結合強度(與標靶結合後不易脫落)。另外蛋白質藥物分子結構的穩定性跟是否能大量生產都是需要克服的問題。

由工研院自主研發出的「膠原蛋白支架」技術,就是提高蛋白質藥的結合強度,以提高藥效。有別於傳統抗體藥物,「膠原蛋白支架」技術是以一小段熱穩定性高、源自人體內的膠原蛋白三股螺旋胜肽為骨架,接上組合具有與特定標靶具專一性與結合強度的蛋白大分子藥,形成一個同時能攜帶3個藥物的導彈,除了靠藥物本身對標靶的專一性外,可以更有效的抓住目標,把標靶抓得更緊,不容易從像是癌細胞等標靶上脫落,進而達到增加結合強度,就不需要使用大量的藥物而維持藥物與標靶的有效結合狀態。因此可降低副作用、減少使用量,及有效增強藥物治療功效的多重功能。

精準攻擊,多一隻手,增加與標靶千倍的結合強度

工研院生醫所周民元組長的研發團隊,同時具有膠原蛋白與抗體的研究經驗。他們發現,一般高等生物體中用來參與免疫反應的蛋白質常具有「三倍體」的特性,構造居然也在膠原蛋白上出現。於是將一小段膠原蛋白與抗體的一部份片斷做了結合,此抗體片斷雖具有與標靶結合的專一性,但其結合強度不佳。他們實驗發現利用膠原蛋白三倍體的特性能同時能攜帶3個抗體片斷,如此的複合體除了能維持與細胞抗原(即標靶)結合的專一性外,其接合強度可提升達一千倍以上!後續這個團隊在膠原蛋白支架本身的熱穩定性與是否可以大量生產與純化上進行數年的研發,證實這項蛋白質工程技術的優越性是可以作為一個用來生產新穎的蛋白質新藥。可以對標靶有效發揮效用時,不只讓我們可以減少昂貴蛋白質藥的使用量,相對的,對身體產生的副作用也因劑量變小而降低。

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更換「彈頭」,客製化生產

藥物如果是導彈的彈頭和瞄準器,那麼膠原蛋白支架就是彈頭的載具,一次可攜帶帶著3個彈頭鎖定與目標接合,這比傳統一次攜常1到2個的彈頭的載體更具殺傷力。這項技術的特色在於它不是去發明一種新藥,而是發明一種載具,能透過客製化的方式,「更換不同的藥物彈頭」,讓過去許多無法有效應用或是副作用強烈的藥品,因為多彈頭應所造成與目標物(如癌細胞表面特定抗原)多結合所產生的生理效應,並與目標物結合後藥物不易脫落進而提升藥效並減低藥物用量、降低副作用。甚至可以選擇許多針對過去所謂「絕症」的治療藥物-像是應用在第一型糖尿病藥物,或是配合對抗惡性腫瘤(癌症)藥物,做更好的標靶治療。

長遠發展,建立完善技術平台

許多大學與研究機構雖然有類似這種蛋白支架技術的雛型,但是往往都在發表階段後因為蛋白支架結構複雜無法量產與純化便無寂而終。工研院看見生技藥的潛力,「膠原蛋白支架計畫」從一開始便建立良好的登場機制與量產擴充能力,用最高標準的藥品開發思維來落實其實驗方法學的開發與驗證工作,並委託美國前3大專利律師事務所的資深律師進行完整的專利撰寫與佈局,也順利取得在結構與方法實施項的多國專利。其中更重要的是建立起「技術平台」的概念,由工研院掌握技術,可以不斷接下客製化訂單,持續發展新型結合膠原蛋白支架的藥物(彈頭),使膠原蛋白支架技術不再止於實驗室,而可以走向世界,真正造福人群。

未來發展

目前利用膠原蛋白支架技術所客製化生產的第一個蛋白質候選藥物-Anti-人類CD3膠原蛋白支架抗體已經完成量產與藥理等臨床前試驗研發階段,量產問題也已經解決。現在這項技術的成果已技轉給宣捷生技,未來工研院的研究團隊將繼續運用本技術平台從事藥品研發。不只是發展更精準有效的標靶藥物,更可運用膠原蛋白支架高接合力,發展醫療檢測試劑、醫用表皮敷料。

圖片3
圖:周民元組長與膠原蛋白支架成品(左手小瓶)

技術專頁:膠原蛋白會送藥

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阿 Q 的彈跳甲魚湯為什麼會凝固?膠原蛋白吃了可以美容嗎?
Evelyn 食品技師_96
・2023/03/01 ・3013字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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彈跳甲魚湯。圖 / YouTube

阿 Q 為了救回被黑暗料理界綁架的父親,與小當家一行人前往樓麟艦,接受黑暗料理界所下的戰帖,展開四回合的宴席料理戰。第一回合的對決主題是「湯」,自告奮勇擔任先鋒的阿 Q,以「彈跳甲魚湯」這道料理,漂亮地戰勝錦毛虎駱可的頂級雞湯。

彈跳甲魚湯因為凝固成魚凍不會灑出來,評審們紛紛驚嘆這是需要嚼的湯?為什麼會變成這樣呢[1]

彈跳甲魚湯。圖 / YouTube

甲魚即是鱉,在亞洲經濟、營養價值皆高

甲魚其實就是鱉,又名圓魚、團魚或王八,是一種高經濟價值的水產養殖物種,其肉、 血、膽、脂肪,甚至是甲殼皆可以被利用。

中華鱉(Pelodiscus sinensisTrionyx sinensis)目前是亞洲最普遍的品種,主要分布於中國大陸,其次為日本、臺灣、韓國、馬來西亞和泰國等,估計阿 Q 就是拿中華鱉去料理的。

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鱉在部分亞洲國家已經有很長的食用歷史,大多是當作食物或傳統藥材使用,中國明朝《本草綱目》中記載「鱉甲乃厥陰肝經血分之藥,肝主血也。試常思之,龜鱉之屬,功各有所主。鱉色青入肝,故所主者,瘧勞寒熱,痃瘕驚癇,經水癰腫陰瘡,緣厥陰血分之病也。」,說明鱉具有滋陰潛陽、清熱消淤等多種漢方保健效果。

當然,鱉肉營養價值的確很高,其肉質細嫩、味道鮮美、營養豐富,是蛋白質、膠原蛋白和礦物質良好的來源。成分包含 20 種必需胺基酸、EPA、DHA 和其它不飽和脂肪酸,豐富的微量元素包含鋅、錳、鐵、銅、鈣、磷、維生素 A、B1、B2 及 D 等[2]

中華鱉(Pelodiscus sinensisTrionyx sinensis)目前是亞洲最普遍的品種。圖 / 參考資料 2

凝膠性是蛋白質重要的功能特性之一

這就不得不說明,蛋白質的功能特性。

蛋白質是細胞重要的組成分,人類從食物中攝取蛋白質,不外乎就是為了補充營養上所需的必需胺基酸。

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但是蛋白質在食品的應用上,具有一些功能特性,例如凝膠性(gelation)、黏彈性(viscoelasticity)、乳化性(emulsification)或起泡性(foaming)等,這些特性在生活中隨處可見,舉例來說:

做麵包時,將麵粉(小麥蛋白)加水攪打成具有彈性的麵團,就是黏彈性;製作蛋黃醬時,將蛋黃跟醋酸、沙拉油這兩樣油水不溶的材料均勻混合在一起,就是乳化性;做蛋糕時,將蛋白打發成乾性發泡的蛋白霜,就是起泡性。

而彈跳甲魚湯所牽涉到的蛋白質功能特性,就是凝膠性。

蛋白質凝膠,是變性的蛋白質分子在一些作用力包括氫鍵、疏水交互作用或靜電斥力交互作用等影響下,蛋白質分子互相聚集、吸引或排斥達成平衡,以至於形成能保持大量水分的高度有序之三度網狀結構,是一個動態的過程[3]

彈跳甲魚湯會凝膠是因為明膠

鱉所富含的「膠原蛋白」是彈跳甲魚湯「凝膠」的關鍵,鱉肉經過長時間的熬煮,膠原蛋白轉變成「明膠」,靜置冷卻後便凝固成果凍狀,是一種肉凍料理[4],像豬肉凍、水晶肴肉都是類似的料理。

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P.S. 鱉的脂肪也有可能影響到這道料理的形成,但並非主因,本文為避免複雜,就不再探討脂肪的食品化學。

明膠(gelatin)為膠原蛋白(collagen)熱變性後的產物,大量存在脊椎動物中,動物性蛋白質約有 30% 是由膠原蛋白構成,含量會隨著年紀及季節的不同而改變,存在腱、皮膚、骨、血管、結締組織等[5]

膠原蛋白係由三條多胜肽鏈 (polypeptide chain) 相互纏繞而成的三股螺旋結構,多胜肽鏈上以甘胺酸(glycine, Gly)為最豐富的胺基酸,約佔 33%,其次為 13% 羥脯胺酸(hydroxproline, Hyp)、 12% 脯胺酸(proline, Pro)、11% 丙胺酸(alanine, Ala),以及稀有之 1% 羥離胺酸(hydrolysine,Hyl)等[4]

這三條多胜肽鏈相互以氫鍵緊密纏繞連結,如同堅韌的繩索一般,所以肉的膠原蛋白含量愈多時,肉質就較硬。不過當以攝氏 40 度以上加熱時,膠原蛋白分子間的氫鍵被打斷,破壞三股螺旋結構,即轉化為水溶性之明膠[5]

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而明膠冷卻後,分子間再度以氫鍵鍵結而「凝膠」形成果凍狀,這個凝膠只要再加熱破壞分子間氫鍵,又會恢復成流動狀,是熱可逆反應。

膠原蛋白結構,具伸張性,由三條聚肽鏈間以氫鍵緊密結合而互相纏繞,每條聚肽鏈又扭曲呈左旋鏈。圖 / 參考資料 6

吃膠原蛋白不能補膠原蛋白?

膠原蛋白是維持人體肌膚彈性的要素之一,隨著年紀增長,皮膚真皮層的膠原蛋白含量減少,令愛美女性在意的皺紋就會出現。

那喝彈跳甲魚湯,或是香甜滑溜的銀耳湯,可以幫助我們補充膠原蛋白嗎?

事實上,膠原蛋白本來就是人體可自行合成的物質,以不同的形式存在於皮膚、骨骼、軟骨、韌帶、肌腱、血管壁和結締組織等部位,並不需要額外補充。

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不管是從食物攝取,或是吃膠原蛋白補充品,一樣都會經過人體消化作用,變成小分子的胺基酸,未必能在體內重新合成膠原蛋白[7]

且豬腳、雞爪要是吃過量,反而容易攝取到過多的油脂與熱量,不但沒達到美容效果,還導致肥胖。

銀耳是植物,植物不含膠原蛋白

另外,許多女性喜愛的銀耳湯,其實是不含膠原蛋白的。

許多人以為,滑溜溜的銀耳含大量的膠原蛋白,事實上,膠原蛋白多存在於動物中,植物不含膠原蛋白。銀耳屬於蔬菜類中的菇類,那滑溜的口感是來自於「多醣體」。

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銀耳含有豐富的多醣體,屬於水溶性纖維,能吸收水分、增加飽足感、延緩血糖上升,同時也是腸道好菌的食物來源。

銀耳滑溜的口感是來自於「多醣體」,而非膠原蛋白。圖/維基百科

只要均衡飲食、適量攝取蛋白質、少吃高油炸食物、補充維生素 C 或維生素 E 等抗氧化物質,並且生活作息正常,就能減少體內膠原蛋白的流失,達到維持肌膚彈性的目的[8]

參考資料

  1. Muse木棉花,2021。中華一番(舊版小當家) 第36話【阿Q特製!冷卻煮凝湯】
  2. 陳思宇,2008。甲魚 (中華鱉) 蛋理化特性之探討。輔仁大學食品科學系碩士論文。新北。
  3. 劉展冏、韓建國、劉冠汝、李嘉展、虞積凱、孫芳明、蘇敏昇、馮惠萍、謝秋蘭、饒家麟、梁弘人、林聖敦、江伯源、李政達、盧更煌、周志輝,2020。最新食品化學(最新修訂版)。於陳建元修編,顏國欽總校閱。臺中市:華格那出版有限公司。
  4. 唐嘉憶,2006。明膠作為配料利用添加於肉凍製品之研究。國立屏東科技大學食品科學系碩士學位論文。屏東。
  5. 黃鈺茹、蕭泉源,2011。不同水生生物來源所得之膠原蛋白物理與生物化學相關特性。海大漁推 41,17-52。
  6. Woodhead-Gallowy J. 1980. Collagen: the Anatomy of a Protein. Journal of Anatomy 132: 3 433-437.
  7. 衛生福利部食品藥物管理署,2015。市面上有許多含膠原蛋白的保養品,請問真的能有效維持肌膚彈性嗎?。食藥闢謠專區。
  8. 衛生福利部食品藥物管理署,2022。滑溜溜的銀耳湯,真的能補到妳的膠原蛋白嗎?。藥物食品安全週報 876:7

Evelyn 食品技師_96
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一名食品技師兼食品生技研發工程師,個性鬼靈精怪,對嗅覺與味覺特別敏銳,經訓練後居然成為專業品評員(專業吃貨)?!因為對食品科學充滿熱忱,希望能貢獻微薄之力寫些文章,傳達食品科學的正確知識給大家!商業合作請洽:10632015@email.ntou.edu.tw

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鑑識故事系列:對花粉過敏,卻吞桃自盡?!
胡中行_96
・2022/10/13 ・1821字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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高 176 公分,重 57 公斤,身上多處刺青,雙臂有頻繁注射的疤痕。曾經是個毒蟲兼老菸槍的他,7 年前因持有並販賣毒品遭到判刑;如今,這名阿爾巴尼亞男子 30 歲了,依然被關在義大利米蘭的監獄裡。低安全等級的牢房,每間容得下兩個受刑人。最近前獄友刑期剛滿,床位尚且無人替補,所以過去二天他都獨自一人。長期低落的情緒缺乏出口,而他基於良好表現所獲得的特別待遇,也不過就是打掃飯廳的機會。[1]

他勢必得用萬無一失的方法,脫離困境:用完餐後,穿著囚衣的他靜靜地躺下。當獄方打開房門,眼前竟是一具屍體。三天後,鑑識團隊奉命驗屍。[1]

死者身上無明顯外傷,呼吸道也沒有阻塞。口腔與唇黏膜輕微充血(hyperaemia);肺、肝以及腎臟鬱血(congestion);[註]而氣管與支氣管流著泛紅的黏液和血液。150 毫升的胃部內容物中,包含部份消化的帶皮植物性殘渣。此外,根據醫療紀錄,他生前患有氣喘,對花粉過敏,但平時沒有服用任何藥物。以上線索都不足以用來推論確切的死因。[1]

該名阿爾巴尼亞受刑人的口袋裡,有一張手寫的字條提到「我受夠了」、「我過敏」,還有最重要的「我吃了已知能自殺的東西」。在與獄方既有的文件比對後,確認二者筆跡相符,確實為他親筆所寫。鑑識團隊做的血清分析,也證實他的 IgE 抗體濃度偏高。這就耐人尋味了:IgE 抗體是診斷過敏反應的指標[1]既然監獄中理論上沒有花粉,除非有人偷渡進來,不然就是死者還有不為人知的過敏原?

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他生前最後一餐吃剩的桃子,擺在身旁。這一點和花粉過敏的病歷,給了鑑識團隊一個靈感,並決定朝此方向,縮小調查範圍:檢驗與桃子以及樺樹有關的特定 IgE 抗體。[1]

花粉食物過敏症候群患者,同時對特定花粉和食物過敏。圖/charlesdeluvio on Unsplash

花粉食物過敏症候群(pollen food allergy syndrome)是一種同時對特定花粉和食物過敏的毛病。[2]其中樺樹果實症候群(birch-fruit syndrome)的意思,不是說吃了樺樹的翅果會出事,而是對樺樹花粉以及桃子、梨子、李子、蘋果、草莓、櫻桃、杏桃和杏仁等薔薇科(Rosaceae)的果實過敏。[2-4]此症患者多半會在食用上述果實後的 5 至 15 分鐘內,出現發炎反應[3]不過,也不是每個對樺樹花粉過敏的人,都不能碰此類果實。樺樹果實症候群的盛行率,還有這兩種過敏原之間的關係,在各地差距甚大。比方說,美國有 75.9% 的樺樹花粉過敏者,吃蘋果也會產生症狀;丹麥 34%;而義大利只有 9%。[4]為了預防發作,盡量避開這些果實是最簡單的作法。但有趣的是,其實果實只要被煮過了,例如:製成果醬,患者通常便可盡情享用,不會有事[2, 3]

話說回來,如果食用者是刻意藉此自殺,那存活率就看個人造化了。花粉食物過敏症候群所造成的症狀,一般侷限在食物觸碰到的範圍,例如:嘴巴、嘴唇、舌頭和喉嚨等部位,會腫脹或搔癢。[2, 5]這些症狀大多不會維持太久,因此無需用藥治療。[2]偏偏就有那麼倒楣的少數人,光是吃顆桃子,便會腹痛、腹瀉、嘔吐、氣喘、咳嗽,還有皮膚紅疹和眼皮浮腫;更誇張的話,甚至會血壓下降,並產生致命的休克現象。[3]

最後,鑑識團隊從桃子和樺樹特定的 IgE 抗體濃度,確定這名阿爾巴尼亞囚犯應該是嚴重過敏患者。[1]他在不會被及時搶救的狀況下,成功地吞桃自盡。

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延伸閱讀

你知道你有可能對倉鼠或壁蝨過敏嗎?Alpha-gal 症候群會帶來什麼樣的過敏症狀呢?

備註

充血(hyperaemia)是發炎反應中,主動增加輸入的血液所致;而鬱血(congestion,又譯「被動充血」)則是減緩的回流,造成血液被動聚積。[6]

參考資料

  1. Tambuzzi S, Gentile G, Boracchi M, et al. (2021) ‘Postmortem diagnostics of assumed suicidal food anaphylaxis in prison: a unique case of anaphylactic death due to peach ingestion’. Forensic Science, Medicine, and Pathology, 17, pp. 449–455.
  2. Pollen Food Allergy Syndrome’. (21 MAR 2019) American College of Allergy, Asthma & Immunology.
  3. Manchester Academic Health Science Centre. (18 OCT 2006) ‘Allergy information for: Peach (Prunus persica)’. The University of Manchester.
  4. Wang J. (2013) ‘Chapter 12 Oral Allergy Syndrome’. In Metcalfe DD, Sampson HA, Simon RA, Lack G (Eds.), Food Allergy: Adverse Reactions to Foods and Food Additives. John Wiley & Sons.
  5. Kim JH, Kim SH, Park HW, et al. (2018) ‘Oral Allergy Syndrome in Birch Pollen-Sensitized Patients from a Korean University Hospital’. Journal of Korean Medical Science, 33 (33): e218.
  6. López A, Martinson SA. (2017) ‘Chapter 9 – Respiratory System, Mediastinum, and Pleurae’. Pathologic Basis of Veterinary Disease (Sixth Edition), pp. 471-560.e1.
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胡中行_96
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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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關注大麻合法化,先了解大麻的大小事
Charlotte 熊_96
・2022/05/28 ・3037字 ・閱讀時間約 6 分鐘

泰國衛生部長 Anutin Charnvirakul 最近為了響應即將在六月上路的新法--家戶種植大麻合法化--並加速大麻轉型為該國的經濟作物,在今年五月八號時宣佈政府即將在下個月發放百萬棵大麻植株,以鼓勵民眾種植[3]。這些大麻為醫藥用大麻,但若要轉為商用大麻,只要向地方政府申請即可。雖然聽起來可能讓很多人躍躍欲試,但是目前在泰國娛樂性使用大麻,仍然會面臨牢獄之災。

泰國新法上路,那台灣呢?

至於台灣,雖然大麻仍然被列為二級毒品,近年來台灣也逐漸有大麻合法化、放寬大麻管制等等的聲音。綠色浪潮是台灣民間推動大麻合法化的主要團體之一,在今年四月更舉行了第一屆的「大麻祭」。近期積極推動的連署主要訴求有三:上修四氫大麻酚(THC)容許值,與美國同步(美國規定 0.3%,原因是有證據支持 0.3% 以下不會有成癮性,台灣目前容許 0.001%);比照聯合國最新版本的《麻醉品單一公約》來修法來管制大麻;以及將大麻從反毒宣導中移除[6]。而在政府層級,大法官於 2020 年於釋字第 790 號中,宣布毒品管制條例中的「意圖供製造毒品之用,而栽種大麻者,處 5 年以上有期徒刑,得併科新臺幣 500 萬元以下罰金。」違憲。因為其不論情節輕重,都處以五年以上的有期徒刑,違反比例原則[9]

目前在泰國娛樂性使用大麻,仍然會面臨牢獄之災。圖/Pexels

從醫學角度看大麻

大麻是什麼,每個人腦袋裡大概都會有些既定印象,就讓我們以醫學的角度來看看大麻。大麻為一種草本植物,而既然是自然界的生物,組成成分想當然耳非常複雜。但是引發最多討論的是對人類中樞神經有作用的化學成分四氫大麻酚(tetrahydrocannabinol, THC),以及有藥用潛能但不影響精神狀態的大麻二酚(cannabidiol , CBD)。進入生物體內後,四氫大麻酚會由體內細胞上的 CB1 受器(cannabinoid receptor 1)以及 CB2 受器(cannabinoid receptor 2)接收,引發細胞下游反應。四氫大麻酚接上大腦的 CB1 受器後,就可以產生欣快感。大麻二酚反而不太愛接上 CB1 受器,甚至有時候會在旁邊干擾四氫大麻酚與 CB1 受器的接合。大麻二酚主要接到 CB2 受器,非但沒有讓人「變嗨」的作用,研究還指出醫用大麻二酚會降低焦慮症的症狀,有止痛功效,也運用在一些運動神經疾病[7]

當攝取方式為「抽」大麻時,由肺臟吸收大約 50%,當以食品方式「吃」的話,大約 10% 會被吸收。吸食未經萃取大麻相關的副作用包括:認知功能改變、慢性支氣管炎、及肺癌、生育力下降、精子動力降低、睪固酮濃度降低等等[5]。胎兒在子宮中暴露到大麻,會增加低體重嬰兒以及早產的可能性、也會增加新生兒加護病房住院率[1]。成癮性的大麻使用者腦部的獎賞迴路會被大麻所改變,而無法控制對於大麻的依賴程度。而在驟然停止使用大麻時,成癮性的大麻使用者也會出現戒斷症狀,包括焦躁易怒、睡眠障礙、食慾下降、體重減輕、憂鬱等等。

成癮性的大麻使用者也會出現戒斷症狀,包括焦躁易怒、睡眠障礙、食慾下降、體重減輕、憂鬱等等。圖/Pixabay

大麻與心臟疾病

一般人聽到「心臟病」、「心肌梗塞」應該會聯想到比較有年紀的病人。但在一篇研究中指出,古柯鹼以及大麻的使用在「年輕」的病人(總共收案 2,097 位 50 歲以下心肌梗塞病人)中,會增加心肌梗塞後的心因性死亡率以及總死亡率[4]。原因之一是四氫大麻酚會造成血管內皮細胞的發炎,進而造成血管粥狀硬化。同樣的血管變化也會發生在腦部,如果血管斑塊破裂,就有可能造成阻塞性中風。而這些過程都跟前面提到的 CB1 受器有關。CB1 受器除了存在於腦部,引發止痛鎮靜甚至欣快的效果,也存在於血管內皮細胞上。當四氫大麻酚接上這個受器之後,會引發細胞內一連串的生物化學作用,增加氧化壓力,進而引發發炎,以及血管粥狀硬化[2]

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吸食大麻引起的心血管疾病有解嗎?

於是由目前任教於台大藥理所的魏子堂副教授,領導史丹佛團隊,發起了尋找 CB1 拮抗劑之旅,結果發現在大豆內的 Genistein 是天然的 CB1 拮抗劑[8]。所謂的拮抗劑就是會在結合受器後,不引起下游的反應,如此一來,同樣在尋找同樣受器的不同受質,就無法結合到該受器,而引起下游反應。

在老鼠的模型中發現同時給予 Genistein 以及四氫大麻酚的老鼠,比起單獨使用四氫大麻酚的老鼠有表現較低的發炎物質。而且在犧牲老鼠後得到的病理切片也有同樣的結論。在另一組實驗中,本來被為了高脂餐的「胖胖鼠」,在經過單獨給予四氫大麻酚之後,血管斑塊增大的幅度,也比同時給予 Genistein 的胖胖鼠還要更多。

在老鼠的模型中發現同時給予 Genistein 以及四氫大麻酚的老鼠,比起單獨使用四氫大麻酚的老鼠有表現較低的發炎物質。圖/Pixabay

與此同時,可能有些醫用大麻擁護者會擔心,那我們想要從醫用大麻得到的中樞神經系統止痛與鎮靜效果呢?在這個實驗裡發現 Genistein 並不會擾這方面的效果。

不過目前在 Cell 發表的這篇實驗仍在動物模型階段,如果要進一步在臨床醫學上使用,還是需要長期的臨床試驗觀察。Genistein 已經可以在一些補品或是健康食品中看到,所以安全性應該是無虞,但是若要證明它能讓吸食大麻的「人」避免掉心血管副作用,還是要經過二期、三期、四期臨床試驗。何況通常心血管疾病的病程需要數年,甚至數十年的時間才能看到變化。最有名的心血管研究是在二十世紀中期的佛萊明漢研究(Framingham study),一開始的設計為一個長達 20 年計畫,而也是因為這個重要的研究,得以奠基當代心臟科學的基礎。

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結語

大麻除罪化、合法化、醫療化等議題,在大部份台灣人腦海裡可能還有毒品管制條例中深植的「二級毒品」形象。這不僅僅是科學證據上的辯論,更有著歷史文化、社會觀感的拉扯。但隨著越來越多國家對大麻管制鬆綁、醫用大麻的出現、甚至泰國鼓勵轉植大麻當經濟作物的風氣開始興盛,以及台灣民間團體的推動,公民討論勢必會越來越多。新研究的出現--譬如本文中 Genistein 在未來臨床試驗後,可能可以保護大麻使用者,免於心血管副作用--可以豐富公民討論的內容。如何創造社會對於大麻議題,一個理性討論的空間,值得大家一起關注。

參考資料

  1. Birth Outcomes of Neonates Exposed to Marijuana in Utero: A Systematic Review and Meta-analysis | Neonatology | JAMA Network Open | JAMA Network [WWW Document], n.d. URL https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2788451 (accessed 5.13.22).
  2. Cardiovascular effects of marijuana and synthetic cannabinoids: the good, the bad, and the ugly | Nature Reviews Cardiology [WWW Document], n.d. URL https://www.nature.com/articles/nrcardio.2017.130 (accessed 5.13.22).
  3. CNN, H.C., n.d. Thailand to give away one million free cannabis plants, minister says [WWW Document]. CNN. URL https://www.cnn.com/2022/05/11/asia/million-free-cannabis-plants-to-be-distributed-to-thai-households-intl-hnk/index.html (accessed 5.13.22).
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  10. 大麻究竟有多可怕? – PanSci 泛科學
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Charlotte 熊_96
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著迷於世界的多彩,也希望帶給人對生命的熱愛。現任美國愛因斯坦醫學中心小兒科住院醫師,畢業於台大醫學系。目前最希望成為小兒心臟科醫師,也沒忘從高中就想去無國界醫生當臨時醫師的夢想。 https://www.instagram.com/charlottethesunbear/