網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策

0

0
0

文字

分享

0
0
0

治療藥不藥?思覺失調症的新療法

ntucase_96
・2014/05/15 ・1486字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 572 ・九年級

思覺失調症(Schizophrenia)帶給患者們的許多生活上的不便,不僅讓他們無法正常工作,甚至會影響一般社交互動及人際關係。通常,醫師都會開給病患抗精神病藥物,但這種藥物或多或少都會帶來嚴重的副作用。最近一項研究指出,針對不能或是不想服用藥物來治療的病患,心理治療法或許能成為一替代方案。

作者|Michael Balter
編譯|林怡德

sn-schizophrenia-2
思覺失調症病患的新希望? 如同此畫家所詮釋的,思覺失調症就像是一場醒著的夢魘。

(PanSci 編按:因應趨勢與衛服部的政策,譯者7/19將文中「精神分裂症」更名為「思覺失調症」。)

思覺失調症的患者會有幻覺(hallucination)、妄想(delusion)、心理障礙和其他嚴重的症狀,影響其日常生活。雖然現在市面上有理必思妥(Risperidone)、好度液(haloperidol)、可致律錠(clozapine)等超過20多種的抗精神病藥物,且在短期療程內都可有效紓緩症狀,但如療程延長,這些藥物可能會開始產生副作用,像是肌肉動作失調、體重暴增、心臟病等。近幾年,精神科醫師和心理學家開始倡導心理治療法,作為藥物治療的輔助。

其中一種治療方法叫做認知行為治療(cognitive behavioral therapy, CBT),過去用於治療憂鬱症和焦慮症。治療師會設計一套程序,引導病患以另一種方式看待病症,來改變其對自身行為的想法。例如,治療師會鼓勵精神病患停止壓抑幻覺,或停止和腦中的聲音對話,來測試患者對自身的控制程度。另外,治療師也會運用「正常化」(normalization)的技巧,讓患者知道一般人也會產生幻覺或幻聽,降低其焦慮感。

一項發表於The Lancet期刊,由曼徹斯特大學(University of Manchester)臨床心理學家安東尼‧莫里森(Anthony Morrison)所領銜的研究中,進行了隨機對照試驗。他們找了74名未服用藥物的思覺失調症患者,將他們隨機分成兩組,一組以傳統方式治療(treatment as usual, TAU):定時監控、醫師會面、危機管理等方式;另一組以傳統方式加上一定比例的認知行為治療。每三個月觀測患者的症狀、情緒和社交能力。歷經18個月的試驗後,研究團隊發現加上認知行為治療一組的患者症狀較輕微。有中等療效,和傳統治療組之間差異並不大,然而研究團隊堅持兩組的差異效果量,等同大多數抗精神病藥物和安慰劑治療的差異。

另外,研究團隊也補充說明,有超過70%的思覺失調症患者在18個月的療程中會自行停藥,如果能讓患者選擇一些不需服用藥物的療法,認知行為治療似乎是個頗符合人性的策略。華威大學(University of Warwick)的心理學家麥克斯‧泊區伍德(Max Birchwood)也支持此說法,他表示根據近期研究,抗精神病藥物的效果對於青年和孩童來說比安慰劑差,非藥物的治療方式或許能成為另一替代方案。

不過莫里森提醒,即使認知行為治療的成效不錯,他仍不建議所有的思覺失調症病患都選擇非藥物治療的方式。因為這74名試驗者都是屬於症狀較輕微,對自身及社群無顯著威脅的病患,藥物對其影響較不明顯。部分學者也建議,他應擴大樣本群,讓研究結果更具說服力。

認知行為治療在治療思覺失調症上雖已小有成就,英國的醫學權威甚至大舉推薦此療法,但仍有部分人士對其效果存疑。如一項2014年發表於《英國精神醫學期刊》(The British Journal of Psychiatry)的研究便指出,過去有關認知行為治療效用的試驗有極大的瑕疵。英國赫特福德大學(University of Hertfordshire)的心理學家基思‧洛(Keith Laws),也是發表於《英國精神醫學期刊》認知行為療法後分析評論研究的作者,同樣質疑莫里森的研究結果。他表示兩組的差異非常小,且試驗中症狀惡化、被強制住院的病患,比其他運用認知行為療法但同時服用藥物的試驗多出許多,顯示這種不需服用藥物的療法是非常有風險的。

研究出處:Schizophrenia: Time to Flush the Meds?
譯者:林怡德(科教中心特約寫手,從事科普文章編譯)
責任編輯:Kerina Huang

 

原刊載於台大科教中心 CASE press

文章難易度
ntucase_96
30 篇文章 ・ 235 位粉絲
CASE的全名是 Center for the Advancement of Science Education,也就是台灣大學科學教育發展中心。創立於2008年10月,成立的宗旨是透過台大的自然科學學術資源,奠立全國基礎科學教育的優質文化與環境。


1

5
0

文字

分享

1
5
0

隱翅蟲的毒液生化武器,演化上如何組裝而成?

寒波_96
・2022/01/17 ・3910字 ・閱讀時間約 8 分鐘

隱翅蟲是一群小型甲蟲的總稱;牠們以毒聞名,卻不見得都具有毒性。有些隱翅蟲會生產毒液儲存在身體裡,需要時噴射攻擊。毒液不只是嚇唬人的工具,像是跟螞蟻搶地盤這類場合,生化武器能發揮實在的優勢。

本文沒有真實隱翅蟲的圖像,閱讀時不用擔心。

隱翅蟲毒液的用途之一:攻擊螞蟻。圖/參考資料 1

隱翅蟲的毒液包含毒素和溶劑兩部分,有意思的是,兩者是獨立生產;溶劑本身沒有毒,毒素單獨存在也沒多少毒性。兩者極為依賴彼此,生產線卻是獨立運作,此一狀況是怎麼形成的?一項新研究投入大筆資源,便探討其演化過程。

「毒」加「液」才有毒液

這項研究探討的隱翅蟲叫作 Dalotia coriaria,為求簡化,本文之後稱之為「隱翅蟲」。它的毒素並非導致隱翅蟲皮膚炎的隱翅蟲素 (pederin) ,切莫混淆。

隱翅蟲的毒液發射器位於背上,體節的 A6、A7 之間,這兒有部分表皮細胞特化成儲存囊壁,並分泌脂肪酸衍生物作為溶劑。而毒素為配備苯環的化學物質 benzoquinone(苯醌),簡稱 BQ;另有一群細胞專門生產 BQ,再運送到儲存囊,和其中的脂肪酸衍生物混合後形成毒液。

生產毒素和溶劑的細胞,是兩類完全不一樣的細胞,各有不同的演化歷史。隱翅蟲的祖先,沒有毒素也沒有溶劑,兩者都可謂演化上的創新 (novelty) 。

一類細胞製毒,另一類細胞產液,兩者合作才有毒液。圖/參考資料 1

論文將生產溶劑的細胞稱為「溶劑細胞」;分析成分得知溶劑總共有 4 種,是碳數介於 10 到 12 的脂肪酸衍生物。合成脂肪酸,本來就是各種生物的必備技能,但是溶劑細胞製作的脂肪酸衍生物,原料並非一般常見的脂肪酸。

脂肪酸的合成,都是以 2 個碳的基礎材料開始,作為類似 PCR 中引子 (primer) 的角色,然後由 FAS(全名 fatty acid synthase)這類酵素一次加上 2 個碳,2、4、6、8 碳一直加上去。人類的 FAS 通常會製作長度為 16 碳的棕櫚酸,昆蟲則會造出 14、16、18 碳的最終產物。

隱翅蟲的溶劑細胞中,脂肪酸衍生物只有 10 到 12 個碳,比 FAS 一般的產物更短。奇妙的是,這兒的脂肪酸並非由 14 或 16 個碳縮短而來,而是溶劑細胞內 FAS 的最終產物直接就是 12 個碳。

隱翅蟲毒液的組成物,碳鏈長度介於 10 到 12 個碳,4 種脂肪酸加工而成的衍生物作為溶劑;3 種 BQ 作為毒素。圖/參考資料 1

改造脂肪酸合成線路,製作溶劑

要闡明其中奧妙,必需先稍微認識昆蟲的脂肪酸合成系統。昆蟲有一群特殊的脂肪酸衍生物,稱為「表皮碳氫化合物(cuticular hydrocarbon,簡稱 CHC)」,具有防止水分散失、費洛蒙等作用。

表皮碳氫化合物多半由 oenocyte 所製造(類似人類的肝細胞),在 FAS 酵素催化形成 14 到 18 個碳長的脂肪酸以後,繼續由延長酶 (elongase) 增加長度,去飽和酶 (desaturase) 加上雙鍵,最後經過兩道尾端的還原手續,分別由 FAR(全名 fatty acyl-CoA reductase)和 CYP4G(全名 cytochrome p450 family 4 subfamily G)兩類酵素執行,產生通常介於 20 到 40 個碳長的產物。

隱翅蟲溶劑細胞和 oenocyte 的脂肪酸生產線的比較,兩邊多數酵素種類是重複的,但是每一類酵素都有好幾個,兩邊各自使用的酵素不一樣。圖/參考資料 1

隱翅蟲和其他昆蟲一樣,oenocyte 細胞內有完整的表皮碳氫化合物生產線,每一步驟的酵素一應俱全。比對可知,溶劑細胞內也有一條脂肪酸衍生物的產線,顯然是由表皮碳氫化合物的生產線改版而成。

隱翅蟲至少有 4 個 FAS 基因,3 個負責製作一般的脂肪酸和表皮碳氫化合物,只有一個特定的 FAS 參與溶劑生產,專職在溶劑細胞中大量表現,製造 12 碳的脂肪酸,最後也由 FAR 和 CYP4G 收尾形成衍生物。值得一提,已知產物長度為 12 碳的 FAS 酵素相當罕見。

溶劑細胞和表皮碳氫化合物的生產線,兩者都有 FAS、FAR、CYP4G 三類酵素,但是在溶劑細胞作用的三種酵素,都不管其他細胞的脂肪酸合成。除此之外,有時候還有另一種酵素 α-esterase 的參與。依靠這些專門在溶劑細胞工作的酵素們,隱翅蟲能生成 4 種溶劑。

溶劑細胞內,4 種脂肪酸衍生物的合成過程。acetyl-CoA 作為引子,由 FAS 以 malonyl-CoA 為材料,一次加上 2 個碳,再分別經還原酶或 α-esterase 加工。圖/參考資料 1

演化上,隱翅蟲並沒有捨棄原本的脂肪酸生產線,整套都還存在;相對地,隱翅蟲在少數特定細胞新增一條產線,不影響原本的重要部門。這是隱翅蟲在遺傳和細胞層次的演化創新。

改造粒線體代謝線路,生產毒素

類似的狀況,也在毒素生產線觀察到。隱翅蟲的毒素,也是由原本有重要功能的古老生產線,調整再改版而成。

論文將生產毒素的細胞稱為「BQ 細胞」,這部分沒有溶劑細胞了解的那麼詳盡,不過經由碳的穩定同位素追蹤,還是得知毒素原料來自食物中的氨基酸:酪胺酸 (tyrosine) ,經過一系列加工後形成 BQ。

這條生產線上有個關鍵酵素叫作 laccase,它一般的功能是參與 Coenzyme Q10,也就是 ubiquinone 的合成。這是粒線體有氧代謝中的重要成分,對生存不可或缺。和其他甲蟲相比,隱翅蟲多出一個 laccase 酵素,專門在 BQ 細胞表現,將 HQ (hydroquinone) 催化成 BQ 作為毒素。

由此看來,隱翅蟲祖先演化出溶劑和毒素的道理是一樣的。

溶劑方面,以舊的表皮碳氫化合物生產線為基底,改用多個新酵素基因,形成新的生產線。毒素方面,源自古老的粒線體代謝線路,同樣加入新的酵素基因,改版後變成毒素產線。兩者各自皆為遺傳與細胞層次的新玩意,合在一起則衍生出功能上的演化創新。

由粒線體代謝線路改版而成的 BQ 毒素生產線,有一個專職生產毒素的 laccase(Dmd)酵素參與。圖/參考資料 1

組合新功能,一步一步累積有利變異

這項研究有許多潛在的討論方向,有興趣的讀者可以自行鑽研。像是生物學研究者能估計所有實驗耗資多少,感受自己的微渺(例如為了分辨不同細胞的作用,論文使用大量昂貴的「單細胞轉錄組 single cell transcriptome」進行分析)。這邊只提兩點。

第一點有趣的問題是:隱翅蟲的溶劑和毒素要同時存在才有效果,可是演化上是哪個先出現呢?論文推測是溶劑細胞先出現。

假如只有 BQ 這類毒素存在,殺傷效果非常差(論文用果蠅幼蟲做實驗),但是溶劑細胞的產物,即使不作為 BQ 的溶劑,脂肪酸衍生物也可以有其他用途,像是潤滑油之類的,或是扮演別種物質的溶劑。

想來新的脂肪酸生產線比較可能先出現,扮演某些不是太重要的角色,接著再加入 BQ;毒素加上溶劑,兩者合體產生新的強大功能,脂肪酸生產線又由於獲得新功能而調整優化,最終形成現在的樣貌。

替隱翅蟲帶來優勢的毒液,由兩個原本獨立的部門組合而成。圖/參考資料 1

第二點有趣的是,這回發現產物為 12 碳的 FAS 酵素。乍看沒什麼,影響卻很關鍵。

FAS 這類酵素的差異,在於催化生成的脂肪酸最終產物有幾個碳(或是說,可以加到幾個碳那麼長);已知幾乎皆為 14、16、18 個碳,隱翅蟲的溶劑細胞表現的 FAS 卻是 12 個碳。好像只差一點,然而實際測試發現,脂肪酸衍生物超過 13 個碳,作為 BQ 溶劑的效果便會差一大截。

也就是說,隱翅蟲倘若沒有脂肪酸產物僅 12 碳長的 FAS,儘管仍然可以生成溶劑,毒性將弱化不少。由此推想,隱翅蟲如今威力強大的毒液,並非透過少數變化一次到位,而是逐漸累積有利變異的結果。

想得更遠一點,由兩種細胞合作衍生而成的毒液,可以視為由多種細胞合夥,複雜器官的最簡單版本。原本不相關的各式細胞們,持續累積一個一個微小的改變,也有機會組合發展成複雜的組織或器官。

延伸閱讀

參考資料

  1. Evolutionary assembly of cooperating cell types in an animal chemical defense system.
  2. A beetle chemical defense gland offers clues about how complex organs evolve

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

所有討論 1
寒波_96
2 篇文章 ・ 2 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》。