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尿騷味讓真菌變身為帥氣牛仔

陳俊堯
・2015/02/01 ・1856字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 528 ・七年級
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Monteux_-_Lasso
照片來源: Wikipedia/Véronique PAGNIER

 

真菌對很多生物來說是美食。我們烤肉時總要準備鮮香菇杏鮑菇金針菇,切葉蟻也像人類用太空包種香菇一樣,會搬些葉子回到巢裡的農場,種真菌來當做食物。不過真菌可不是永遠都是被吃的一方。來看看下面的故事。

真菌牛仔耍套環

Arthrobotrys 節叢孢菌屬是一群真菌獵人,捕捉會動來動去的線蟲當食物。這一屬的真菌在土壤裡原本和一般真菌一樣是腐生,但是在有線蟲可捕的環境裡會改變形態和生活方式,成為心狠手辣的獵人。這些變身的真菌會長出像牛仔使用的套索那樣的環狀菌絲,靜靜等候獵物。哪隻倒楣的線蟲鑽進套環時,真菌瞬間會把套環快速縮緊,抓住這隻獵物,就像跟獵人在獸徑上設陷阱捕捉野生動物一樣。你可以在下面的影片裡看到微生物如何絞殺一隻多細胞動物。

線蟲與細菌的戰爭

這被獵殺的線蟲,自己在土壤生態系裡也是個重要的獵人。線蟲大量吞食住在土壤裡的各種細菌。這些被吞入的細菌在線蟲的咽部被磨碎分屍,再向後送入消化道進行消化釋出養份。為了存活下去,細菌們必須演化出各種保命絶活,有的分泌討厭的化合物驅趕線蟲,有的製造毒素嘗試以化學武器反制,有的細菌集合很多伙伴一起打群體戰,形成比線蟲的口還大的生物膜構造,以建造大城堡的方法來保護自己。那些沒有特異功能可以保護自己的,只好以快速生長來彌補失去的數量。激烈的生死攻防戰,千萬年來一直就在不起眼的土壤裡悄悄地進行著。

藏在牛糞裡的秘密

下面要介紹的可是一種極為神奇的研究,把細菌跟真菌也給連結起來。過去的研究發現,節叢孢菌會受到線蟲製造的某種化學物質刺激,而開始轉變成為獵人。食物的味道引起改變很合理,如果在電影院裡聞到鄰座濃濃的炸雞香我可能也會變身成不知道什麼東西。不過另一個已知會刺激節叢孢菌變身的東西居然是牛糞,這就難解釋了。要介紹的這個研究來自一個在中國雲南的研究團隊,他們想知道到底是什麼物質讓真菌決定變身的。動物糞便是細菌孳生的溫床,難道這整件事會是細菌精心策劃的陰謀?

他們著手從牛糞裡分離出 126 株細菌,測試後發現其中 55 株真的有刺激真菌長出套環的能力。他們從中選出了能力最強的三株菌,全部都是 Stenotrophomonas maltophilia (嗜麥芽窄食單胞菌,接下來稱 Sm 菌)。經過化學分離分析 Sm 菌的產物後,他們發現這個能讓真菌長出套環的神奇物質是尿素。不過這個刺激真菌長出套環的效果和尿素濃度有關,在 300 mg/L 效果最好,培養刺激三天後真菌就會長出套環。如果超過 300 mg/L 的話效果下降,濃度高到 1500 mg/L 就沒有效了。牛糞裡測得的尿素濃度是 151 mg/L,落在能成功誘發真菌變成牛仔的範圍裡。

他們接著回到 Sm 菌上,證實了 Sm 菌的確有能力產生尿素,如果把產生尿素的基因(arcA)破壞掉,Sm 菌就失去製造尿素以及讓真菌變身的能力。到這裡,他們證實了細菌能以製造尿素的方法來誘發真菌形成套環。後續的實驗證實了這些尿素會進到真菌體內被分解成氨,而這產生的氨才是啟動套環形成機制的主要訊號。這群研究人員接著做了把真菌、細菌、線蟲放在一起培養的實驗,發現如果細菌能製造尿素,就能讓附近的真菌獵捕更多的線蟲,最後甚至可以消滅附近的線蟲族群。而在這個過程裡,細菌數量持續上升,顯示這個策略的確有利於細菌的存活。

尿素的妙用

尿素是現在農業興起的主因,在自然界也是一種微生物可以快速利用的含氮養份。現在,尿素又多了一個控制生物反應的功能。這篇研究裡產生了一些有趣的問題:為什麼真菌要被尿素控制呢? 這讓我想起去年在野望影展看到的影片。主持人想要找到旗魚,雖然在茫茫大海中要從海面上找到水中高速穿梭的旗魚很困難,但是如果看到海面有鳥兒聚集,那裡必定有沙丁魚群,而旗魚就會出現在那裡捕食。真菌除了直接偵測線蟲的氣味,它們同時也偵測細菌代謝時產生的物質(如尿素),因為有大量細菌出現,饑餓的線蟲就不遠了。而細菌們也因為有了真菌殺陣的保護,得以在這場生死戰中得到喘息的機會。

而究竟是真菌學會了利用細菌報信來準備展開獵殺,或是細菌找到了控制真菌當保全的方法,我想都有可能。這樣對雙方都好的雙贏策略,在環境裡應該可以持續被採用。這篇研究的作者也收集了其它 31 種會形成套環的真菌來測試,其中有 7 種會受到尿素的控制,顯示這是個蠻常見的策略。那其它的 24 種呢?或許還有別的分子也有這樣的功能哦。

報導原文

研究原文

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陳俊堯
109 篇文章 ・ 17 位粉絲
慈濟大學生命科學系的教書匠。對肉眼看不見的微米世界特別有興趣,每天都在探聽細菌間的愛恨情仇。希望藉由長時間的發酵,培養出又香又醇的細菌人。

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用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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【公視《神廚賽恩師》】生命中不可或缺的好滋味—有關「鹹」味的二三事!
公視《神廚賽恩師》_96
・2023/02/02 ・890字 ・閱讀時間約 1 分鐘

海鹽巧克力、玫瑰鹽奶茶……很多甜點常會加鹽,鹹鹹甜甜的食物很香,而且不知道為什麼,甜的東西加點鹽,反而比較好吃,而鹽當中的鈉元素,是鹹味最主要的來源。

味覺中的「鹹」味,扮演著對美食的感受和保護的機制!跟著「神廚賽恩師」一起了解鹹味的應用吧!

味覺故事~鹹味的古往今來

人類從什麼時候開始會使用鹽來調味的呢?其實並沒一定的說法,但可以想像,會跟海水有關。

從海水得來的白白結晶體,成了早期人類用來取得鹽的方法,我們從「煮海為鹽」的這句成語,可以做証實。

也因為鹽取得不易,又是家庭必備食品,因此,在古代,鹽就只能讓政府專賣,有時還作為稅收。而古代羅馬帝國士兵的薪水,也曾是用鹽來支付哦!

節目中分享,在華人當中,最會用鹽的族群,應該算是客家人了吧!而這又跟時代背景有關係。因為戰爭的關係,族群希望遠離戰亂,為了避難遷徒而保存食物,到後來變化成利用鹽醃起來、做出各種著名的料理,客家人不愧是用鹽的高手哦!

圖片 / 公共電視提供

全新第三季《神廚賽恩師

公共電視科普節目《神廚賽恩師》 ,結合科學、廚藝與食育教育,引領大眾用有趣的方式、從Science-科學角度讓大眾了解傳統廚藝「伙房 36 法」中的科學知識。第三季節目於 2023 年 2 月 3 日起,每週五晚上 6 點在公視主頻首播,公視 3 台每週五晚上 7 點首播,重播時段為公視主頻每週六早上九點三十分與公視 3 台週日晚上六點播出。

▸《神廚賽恩師》第三季將於 2/3(五)起,18:00 在公視主頻首播

 其他播出資訊

▍ 公視頻道每週五晚間 18:00、公視三台每週五晚間 19:00 (首播)

▍ 公視頻道每週六早上 09:30、公視三台每週日晚間 18:00 (重播)

▍ 並將於公視+ 影音平台完整上架 敬期期待

▍ 烹調中蘊含科學原理,一起發現料理中樂趣

公視《神廚賽恩師》_96
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公共電視科普節目《神廚賽恩師》 ,結合科學、廚藝與食育教育,引領大眾用有趣的方式、從Science-科學角度讓大眾了解傳統廚藝「伙房36法」中的科學知識。第三季節目於2023年2月3日起,每週五晚上6點在公視主頻首播,公視3台每週五晚上7點首播,重播時段為公視主頻每週六早上九點三十分與公視3台週日晚上六點播出。

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雙特異抗體擊殺癌細胞,精準治療急性淋巴性白血病
careonline_96
・2023/02/02 ・2061字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

50 多歲的王先生因為反覆發燒、走路會喘、骨頭疼痛而就醫,檢查發現罹患了急性淋巴性白血病。接受化學治療後,狀況比較穩定,但在準備做造血幹細胞移植前,疾病便復發了。

「當時告知患者,可能要再做化學治療。」高雄醫學大學附設中和紀念醫院血液腫瘤內科主任蕭惠樺醫師回憶,「但是因為之前做化學治療時,身體狀況很多,甚至還插管、住進加護病房,所以患者非常不願意再做化學治療。」

經過仔細討論後,患者選擇使用雙特異抗體藥物治療,蕭惠樺醫師說,完成兩個療程後,疾病控制得不錯,也順利找到配對相符的捐贈者,並成功進行造血幹細胞移植。

急性淋巴性白血病(ALL)是一種急性血癌,會對各種血球造成影響,在成年患者的常見症狀包括反覆發燒、臉色蒼白、走路會喘、淋巴結腫大、骨頭疼痛、容易出血或在皮膚出現瘀青或出血點等,可能同時出現幾項症狀,不過也有些患者沒有明顯症狀,是在接受健康檢查時意外發現。

急性淋巴性白血病的治療基本上會使用幾種藥物組合進行化學治療,希望盡量消滅癌細胞,讓正常的血球長回來。蕭惠樺醫師說,在第一次的誘導治療後,還需要接著進行鞏固治療與維持治療,可能會調整劑量或使用不同的藥物。

急性淋巴性白血病可能侵犯中樞神經系統,所以從第一次誘導治療,或是後續的鞏固治療、維持治療,都要注意中樞神經的問題,並進行中樞神經預防性治療。

在治療過程中會監測病人的反應,例如抽骨髓,看看癌細胞的比例,現在還可使用「微量殘存疾病檢測(Minimal Residual Disease,MRD)」。蕭惠樺醫師解釋,微量殘存疾病檢測 MRD 運用流式細胞儀或次世代基因定序,可偵測到殘留在體內微量的癌細胞,讓醫師評估治療成效,並可根據檢測結果適時調整治療強度。

治療急性淋巴性白血病的臨床困境在於,成年患者的治療反應較兒童患者差,復發的機會相當高。蕭惠樺醫師說,此外年紀較大的成年患者,常會合併糖尿病、高血壓等慢性病,也可能有心、肺、肝、腎等問題,所以在使用化學治療的時候,容易受到限制,必須調整藥物或劑量,患者也可能無法承受相關副作用。

隨著醫學進展,近年來已有多種藥物問世,包括標靶藥物、雙特異抗體藥物等,幫助突破急性淋巴性白血病的治療困境。

雙特異抗體藥物精準擊殺癌細胞

雙特異抗體藥物是一種免疫球蛋白,免疫球蛋白的結構像一個 Y,具有兩個端點,蕭惠樺醫師說,雙特異抗體藥物的設計是讓免疫球蛋白的一端與 T 細胞相接,另一端與癌細胞相接,如此一來患者的 T 細胞就能對癌細胞發動攻擊。

相較於化學治療,雙特異抗體藥物的治療機轉較精準,能夠針對癌細胞發揮作用,較不會傷害正常細胞,副作用較小。

對於復發或難治的急性淋巴性白血病,雙特異抗體藥物有助於提升治療成效。蕭惠樺醫師說,成年人的急性淋巴性白血球 ALL 很容易復發,過去只能改用後線化學治療,但治療成效較差,患者也可能無法承受。現在有機會使用新的藥物,如雙特異抗體治療把疾病壓下來,才有辦法去做造血幹細胞移植,追求長期存活。

貼心小提醒

急性淋巴性白血病是種急性血癌,可能影響正常血球的功能,而造成貧血、臉色蒼白、反覆發燒、容易瘀青出血等症狀。若發現相關警訊,請務必盡快至血液腫瘤科就診。

除了傳統化學治療,現在還有標靶藥物、雙特異抗體藥物等,可以幫助突破治療困境。蕭惠樺醫師說,因為治療機轉較精準,能夠針對癌細胞發揮作用,對正常細胞的影響較小,所以副作用較少。

微量殘存疾病檢測 MRD 也可偵測殘留在體內微量的癌細胞,以評估治療成效。患者要和醫師詳細討論,共同擬定治療計畫,才能達到較佳的預後!

  • 本衛教文章由台灣安進協助提供

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