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2011諾貝爾生物醫學獎得主與樹突細胞! Immune pioneers share Nobel prize for medicine

Scimage
・2011/10/04 ・897字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

今年的諾貝爾生物醫學獎由三位免疫學家獲得,分別是美國的包特勒 (Bruce Beutler),盧森堡出生的科學家霍夫曼(Jules Hoffmann)與加拿大的史坦曼(Ralph Steinman )。

截圖取自諾貝爾獎正式網站

其中包特勒與霍夫曼因為研究先天免疫系統,發現了先天免疫系統的啟動的基因,合得一半的獎金(七十萬美金)。史坦曼因為研究樹突細胞在免疫系統上的功能而得到另一半獎金。

霍夫曼在1996年發現了在果蠅身上一種稱為Toll的基因 ,這種基因是啟動先天免疫系統(innate immune system)反應的重要基因,沒有這個基因,果蠅無法測知入侵的細菌感染,而無法與其對抗。而包特勒則在1998年在老鼠身上發現了類Toll 的受體 (Toll-like receptor)。在目前超過10種以上的類Toll 的受體在人類的身上被發現。 他們的研究說明了先天免疫系統如何被啟動。

先天免疫系統是一種較早產生的機體防禦機制。它在植物、真菌、昆蟲和比較原始的多細胞生物中佔有主要的地位。脊椎動物的先天免疫系統的主要功能包括:

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  1. 產生包括細胞因子等多種化學因子將免疫細胞召集到感染或炎症區域。
  2. 通過激活補體系統來促進清除死亡細胞或抗體-抗原複合物。
  3. 利用特化的白細胞來識別和消除在器官、組織、血液和淋巴中出現的外來物質。
  4. 通過抗原呈遞過程激活後天免疫系統。

史坦曼的貢獻是在1973年發現樹突細胞(dendritic cell),並說明了這種系統是如何扮演溝通先天免疫跟後天免疫這兩個免疫系統的角色。樹突細胞是一種存在於哺乳動物的一種白血球。它存在於血液和暴露於環境中的組織中,如皮膚和鼻子、肺、胃和小腸的上皮組織。作用是調節對當前環境刺激的先天和後天免疫反應,能將抗原處理後展示給免疫系統的其他白細胞,故是一種抗原提示細胞。他們被活化時,會移至淋巴組織中與T細胞與B細胞互相作用,以刺激與控制適當的免疫反應。

下面的影片中的運動細胞即為樹突細胞(dendritic cell),正吞食黑色素瘤細胞(標定紅色)。

諾貝爾委員會說,這三位得獎人的研究不但讓大家知道了,人體遭到病菌或微生物入侵以後,免疫系統是怎麼啟動的,同時也讓大家瞭解了疾病的機制。由於他們的研究,人類在預防和治療「感染、癌症和發炎」上才有了長足的進步。

本文原發表於科學影像Scimage

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除了蚯蚓、地震魚和民間達人,那些常見的臺灣地震預測謠言
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/02/29 ・2747字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

災害性大地震在臺灣留下無數淚水和難以抹滅的傷痕,921 大地震甚至直接奪走了 2,400 人的生命。既有這等末日級的災難記憶,又位處於板塊交界處的地震帶,「大地震!」三個字,總是能挑動臺灣人最脆弱又敏感的神經。

因此,當我們發現臺灣被各式各樣的地震傳說壟罩,像是地震魚、地震雲、蚯蚓警兆、下雨地震說,甚至民間地震預測達人,似乎也是合情合理的現象?

今日,我們就要來破解這些常見的地震預測謠言。

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漁民捕獲罕見的深海皇帶魚,恐有大地震?

說到在坊間訛傳的地震謠言,許多人第一個想到的,可能是盛行於日本、臺灣的「地震魚」傳說。

在亞熱帶海域中,漁民將「皇帶魚」暱稱為地震魚,由於皇帶魚身型較為扁平,生活於深海中,魚形特殊且捕獲量稀少,因此流傳著,是因為海底的地形改變,才驚擾了棲息在深海的皇帶魚,並因此游上淺水讓人們得以看見。

皇帶魚。圖/wikimedia

因此,民間盛傳,若漁民捕撈到這種極為稀罕的深海魚類,就是大型地震即將發生的警兆。

然而,日本科學家認真蒐集了目擊深海魚類的相關新聞和學術報告,他們想知道,這種看似異常的動物行為,究竟有沒有機會拿來當作災前的預警,抑或只是無稽之談?

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可惜的是,科學家認為,地震魚與地震並沒有明顯的關聯。當日本媒體報導捕撈深海魚的 10 天內,均沒有發生規模大於 6 的地震,規模 7 的地震前後,甚至完全沒有深海魚出現的紀錄!

所以,在科學家眼中,地震魚僅僅是一種流傳於民間的「迷信」(superstition)。

透過動物來推斷地震消息的風俗並不新穎,美國地質調查局(USGS)指出,早在西元前 373 年的古希臘,就有透過動物異常行為來猜測地震的紀錄!

人們普遍認為,比起遲鈍的人類,敏感的動物可以偵測到更多來自大自然的訊號,因此在大地震來臨前,會「舉家遷徙」逃離原本的棲息地。

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當臺灣 1999 年發生集集大地震前後,由於部分地區出現了大量蚯蚓,因此,臺灣也盛傳著「蚯蚓」是地震警訊的說法。

20101023 聯合報 B2 版 南投竹山竄出蚯蚓群爬滿路上。

新聞年年報的「蚯蚓」上街,真的是地震警訊嗎?

​當街道上出現一大群蚯蚓時,密密麻麻的畫面,不只讓人嚇一跳,也往往讓人感到困惑:為何牠們接連地湧向地表?難道,這真的是動物們在向我們預警天災嗎?動物們看似不尋常的行為,總是能引發人們的好奇與不安情緒。

如此怵目驚心的畫面,也經常成為新聞界的熱門素材,每年幾乎都會看到類似的標題:「蚯蚓大軍又出沒 網友憂:要地震了嗎」,甚至直接將蚯蚓與剛發生的地震連結起來,發布成快訊「昨突竄大量蚯蚓!台東今早地牛翻身…最大震度4級」,讓人留下蚯蚓預言成功的錯覺。

然而,這些蚯蚓大軍,真的與即將來臨的天災有直接關聯嗎?

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蚯蚓與地震有關的傳聞,被學者認為起源於 1999 年的 921 大地震後,在此前,臺灣少有流傳地震與蚯蚓之間的相關報導。

雖然曾有日本學者研究模擬出,與地震相關的電流有機會刺激蚯蚓離開洞穴,但在現實環境中,有太多因素都會影響蚯蚓的行為了,而造成蚯蚓大軍浮現地表的原因,往往都是氣象因素,像是溫度、濕度、日照時間、氣壓等等,都可能促使蚯蚓爬出地表。

大家不妨觀察看看,白日蚯蚓大軍的新聞,比較常出現在天氣剛轉涼的秋季。

因此,下次若再看到蚯蚓大軍湧現地表的現象,請先別慌張呀!

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事實上,除了地震魚和蚯蚓外,鳥類、老鼠、黃鼠狼、蛇、蜈蚣、昆蟲、貓咪到我們最熟悉的小狗,都曾經被流傳為地震預測的動物專家。

但可惜的是,會影響動物行為的因素實在是太多了,科學家仍然沒有找到動物異常行為和地震之間的關聯或機制。

遍地開花的地震預測粉專和社團

這座每天發生超過 100 次地震的小島上,擁有破萬成員的地震討論臉書社團、隨處可見的地震預測粉專或 IG 帳號,似乎並不奇怪。

國內有許多「憂國憂民」的神通大師,這些號稱能夠預測地震的奇妙人士,有些人會用身體感應,有人熱愛分析雲層畫面,有的人甚至號稱自行建製科學儀器,購買到比氣象署更精密的機械,偵測到更準確的地震。

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然而,若認真想一想就會發現,臺灣地震頻率極高,約 2 天多就會發生 1 次規模 4.0 至 5.0 的地震, 2 星期多就可能出現一次規模 5.0 至 6.0 的地震,若是有心想要捏造地震預言,真的不難。 

在學界,一個真正的地震預測必須包含地震三要素:明確的時間、 地點和規模,預測結果也必須來自學界認可的觀測資料。然而這些坊間貼文的預測資訊不僅空泛,也並未交代統計數據或訊號來源。

作為閱聽者,看到如此毫無科學根據的預測言論,請先冷靜下來,不要留言也不要分享,不妨先上網搜尋相關資料和事實查核。切勿輕信,更不要隨意散播,以免造成社會大眾的不安。

此外,大家也千萬不要隨意發表地震預測、觀測的資訊,若號稱有科學根據或使用相關資料,不僅違反氣象法,也有違反社會秩序之相關法令之虞唷!

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​地震預測行不行?還差得遠呢!

由於地底的環境太過複雜未知,即使科學家們已經致力於研究地震前兆和地震之間的關聯,目前地球科學界,仍然無法發展出成熟的地震預測技術。

與其奢望能提前 3 天知道地震的預告,不如日常就做好各種地震災害的防範,購買符合防震規範的家宅、固定好家具,做好防震防災演練。在國家級警報響起來時,熟練地執行避震保命三步驟「趴下、掩護、穩住」,才是身為臺灣人最關鍵的保命之策。

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皮膚出現點狀出血、大片瘀斑!——免疫性血小板減少症警訊與治療
careonline_96
・2023/09/20 ・2357字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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「醫師,我的瘀青又跑出來了。」60 多歲的陳女士一邊說一邊拉起袖子秀出手臂上的瘀斑。

她是免疫性血小板減少症患者,已經有十幾年的病史,因為病情的關係長期需要使用低劑量類固醇,雖持續回診監控,但血小板偶爾還是會降到很低的狀況,讓她有點擔心。

臺北榮民總醫院內科部輸血醫學科陳玟均醫師指出,免疫性血小板減少症 ITP(Immune thrombocytopenia)是一種自體免疫疾病,患者的免疫系統產生自體抗體攻擊自己的血小板,使血小板數量減少。正常的血小板數量約 15~40 萬/μL,而患者的血小板數量可能只有數萬/μL,甚至只有數千/μL,因此會增加自發性出血的風險。免疫性血小板減少症 ITP 的發生率約十萬分之五,較常發生在 15 歲以下、60 歲以上,或自體免疫疾病患者[1]

當患者血小板降低時,皮膚容易出現出血點,或是一片一片的瘀青,因此可能需要調高類固醇的劑量,然而在使用較高劑量的類固醇後,患者常感到生活品質變差。陳玟均醫師說,類固醇、免疫抑制劑還有血小板生成藥物都是治療的選項,患者可以檢視自己的狀況或對於生活品質的期待,與醫師溝通適合自己的治療。

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血小板是非常重要的血球,能夠促使血液凝固,發揮止血的功能。陳玟均醫師說,當血小板數量過少時,就容易出現出血的狀況。免疫性血小板減少症患者的皮膚可能有點狀出血,或是大片瘀斑,所以被稱為「紫斑症」。患者的黏膜也容易出血,例如流鼻血、牙齦出血、口腔出血等,甚至會有血便、血尿的狀況。女性患者可能有月經流血不止的問題。

如果出血發生在較關鍵的部位,例如顱內出血、腹腔出血、消化道出血,可能造成嚴重併發症,危及性命。

目前免疫性血小板減少症是以類固醇作為第一線治療,透過抑制免疫系統來減少血小板的破壞。陳玟均醫師說,類固醇治療的效果快、費用低,但是因為在長期使用類固醇後,可能出現多種副作用,例如月亮臉、水牛肩、中樞性肥胖、血糖升高、血壓升高、骨質疏鬆、容易感染等,所以目前的治療指引是希望病人不要使用類固醇超過 6 週。

陳玟均醫師說,「目前的治療準則是先給予類固醇,若發生嚴重出血時或是懷孕婦女、小孩則是可以使用免疫球蛋白做為第一線的治療,如果效果不佳或在 6 週內還沒有辦法拿掉類固醇,可能會開始使用其他免疫抑制劑、單株抗體、血小板生成藥物等治療。」其中類固醇、免疫抑制劑能夠減少血小板破壞,而血小板生成藥物則能夠促進血小板生成,幫助提升血液中血小板的數量,包含需回醫院施打的皮下注射針劑以及口服藥物。

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在與陳女士討論後,為患者申請血小板生成藥物,讓血小板數量回升,並且減低免疫抑制藥物的使用。後續患者也順利停掉類固醇,減少病人擔心的感染、骨質疏鬆等風險。

陳玟均醫師補充,「如果血小板減少超過 12 個月,會考慮脾臟切除手術,以減少血小板的破壞。但是脾臟是個與免疫功能有關的器官,切除脾臟後可能會影響免疫力,容易遭到某些病原的感染,因此近幾年來,由於藥物的進步,已經較少人接受如此侵入性的手術治療了。」

陳玟均醫師說,以臨床上的觀察,血小板生成藥物的副作用相較於類固醇,較可以被病人接受,因此患者的服藥順從性普遍比較好,部分患者可能有肌肉痠痛、腸胃不適的狀況,也需要定期監測肝功能。

免疫性血小板減少症的治療目標是讓血小板數量至少維持在 5 萬/μL以上,患者於日常生活中比較不需要擔心流血不止的狀況,但也需要考量治療後血小板過高亦會有血栓產生的風險。陳玟均醫師說,在追蹤治療的過程中,醫師都會依照患者的狀況,適時調整藥物。

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筆記重點記起來

  1. 免疫性血小板減少症 ITP 是自體免疫疾病,會導致血小板數量過少。
  2. 症狀:患者的皮膚可能出現出血點或瘀斑,牙齦、口腔、鼻腔可能有流血不止的狀況,也可能出現血便、血尿、月經異常出血。請務必盡快至血液科檢查,以免造成嚴重併發症。
  3. 治療:免疫性血小板減少症會使用類固醇治療,一般建議不要使用超過 6 週。醫師會視病況搭配免疫抑制劑、血小板生成藥物等藥物,類固醇、免疫抑制劑能夠減少血小板破壞,血小板生成藥物能夠促進血小板生成。
  4. 血小板生成藥物:分為針劑與口服兩種,長期使用的副作用對病患來說相對比較能接受,有助改善患者的服藥順從性,提升生活品質。
  5. 提醒:在血小板數量較少時,患者要避免劇烈運動,減少碰撞出血的機會!
  • 本衛教訊息由台灣諾華協助提供 TW2309056147

參考資料

  1. Hung GY, Lee CY, Yen HJ, Lin LY, Horng JL. Incidence of immune thrombocytopenia in Taiwan: a nationwide population-based study. Transfusion. 2018 Nov;58(11):2712-2719. doi: 10.1111/trf.14915. Epub 2018 Oct 12. PMID: 30311951.
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不明發燒、骨頭疼痛,留意兒童急性淋巴性白血病常見症狀
careonline_96
・2023/06/29 ・3068字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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「醫師,小朋友最近食慾越來越差,什麼都不想吃。」王媽媽抱著 4 歲的小女孩進到診間,小女孩把頭靠在媽媽的肩膀上,顯得很沒有精神。

「還有其他不舒服嗎?」醫師問。

「最近有提到手腳會痛。」王媽媽問,「會是生長痛嗎?」

小朋友的臉色看起來較蒼白,抽血報告顯示小女孩有明顯的貧血,且血小板數量低於正常值,白血球數量則異常升高。台大醫院小兒血液腫瘤科周書緯醫師表示,白血球數量一般約 4,500-11,000/μL,而小女孩的白血球數量已高達 40,000/μL,相當不尋常,後續的骨髓檢查確認是 B 細胞急性淋巴性白血病。

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接受化學治療後,白血病受到控制,症狀也漸漸改善,但是在經過一段時間的追蹤後,急性淋巴性白血病復發,讓小女孩又回到醫院。周書緯醫師說,雖然急性淋巴性白血病的治療成功率高,但是仍有少部分患者會反覆復發,相當辛苦。近年來持續進展的免疫治療及細胞治療,有助清除癌細胞,能夠提升治療成效,降低反覆復發的機會,讓患者早日回到正常的生活。

我們體內具有 B 細胞、T 細胞、NK 自然殺手細胞等淋巴細胞負責免疫功能,對抗入侵的病原體,當不成熟的淋巴細胞轉變成癌細胞時,就會造成淋巴性白血病,是血癌的其中一種,主要分成 B 細胞急性淋巴性白血病和 T 細胞急性淋巴性白血病兩大類。周書緯醫師說,急性淋巴性白血病較常出現在 20 歲以下的族群,男性略多於女性,另一個好發族群是在 50 歲左右。

分析白血病細胞會發現其基因產生了變化,周書緯醫師說,產生基因變化的原因目前未知,不過有些研究發現可能與染色體異常、病毒感染、輻射暴露、家族病史有關。

當癌細胞大量增殖,便可能影響正常血球的生成,導致紅血球、白血球、血小板數量不足。周書緯醫師解釋,紅血球數量不足會導致臉色蒼白、疲倦、容易喘,血小板數量不足會導致容易瘀青、流血不止,正常白血球數量不足會讓患者容易遭到感染,或出現不明原因的發燒。

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急性淋巴性白血病也可能導致頸部、腋下、鼠蹊的淋巴結腫大,或是造成肝臟、脾臟腫大,而讓患者感到腹脹不適。

由於骨髓裡充滿癌細胞,也可能造成全身各處骨頭疼痛的狀況。周書緯醫師說,小朋友常見的生長痛大多出現在晚上,若無時無刻都有骨頭疼痛,便要提高警覺。

如何診斷急性淋巴性白血病?

因為相關症狀就診時,醫師會詳細了解病史、進行理學檢查,初步抽血檢查可能會發現血球數量異常或出現不正常的血球細胞。

由於急性淋巴性白血病的來源是骨髓,所以需要做骨髓檢查,醫師會利用一根針把骨髓裡面的細胞抽出來分析。周書緯醫師說,傳統的方法是用顯微鏡去檢查,如果是急性淋巴性白血病,骨髓裡會被癌細胞佔據。現在還可以用流式細胞儀、基因檢測進行更精密的分析,確認白血病的亞型,幫助擬定治療計畫。

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該如何治療急性淋巴性白血病?

目前急性淋巴性白血病的治療以化學治療為主,周書緯醫師說,大部分的急性淋巴性白血病對於化學治療的初步反應都不錯,所以化學治療能夠幫助 90% 以上的病人控制病情。化學治療的成效會隨著病人的年紀而有所差異,成年患者的治療成功率較低。

急性淋巴性白血病的化學治療包括三個階段:引導期、鞏固期、維持期。此外,周書緯醫師說,針對中樞神經預防治療也相當重要,因為急性淋巴性白血病是種容易進到中樞神經系統的疾病,所以除了全身性化學治療之外,在療程中也會去檢查病人的腦脊髓液裡是否有癌細胞,且在檢查同時把化學治療注入脊髓腔內,進行治療或預防在白血病在中樞神經復發。

假使化學治療無法控制急性淋巴性白血病,或是過了一段時間病情復發,便需要運用其他的治療方式,包括異體造血幹細胞移植、標靶治療、免疫治療、CAR-T 細胞治療等。周書緯醫師說,目前已有多種免疫治療的藥物,可以針對急性淋巴性白血病細胞作治療。

急性淋巴性白血病復發的患者需要考慮異體造血幹細胞移植(骨髓移植),周書緯醫師解釋,在造血幹細胞移植前可以利用化學治療或免疫治療,盡量消滅急性淋巴性白血病的癌細胞,若能把癌細胞清得越乾淨,移植的成功率會越高。

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從疾病的角度來考量,急性淋巴性白血病復發的患者便得接受造血幹細胞移植,此外周書緯醫師也提到,有些白血病亞型屬於高危險群,不容易使用化學治療控制,為了避免後續更難處理,可能會在剛開始控制住疾病的時候,便直接進行造血幹細胞移植。

急性淋巴性白血病的治療成效在兒童與成人不同,周書緯醫師說,兒童患者的治療成功率整體可達到八成或八成五以上,在一些預後較好的亞型,治療成功率可以達到九成甚至九成五以上。成人的治療成功率通常落在五成至六成。隨著目前免疫治療及細胞治療的進步,有機會再提升治療成功率。

接受化學治療的過程中,患者的免疫力會比較差,請多洗手、避免生食、避開人潮,以減少遭到感染的機會。完成治療後,醫師也會持續追蹤兒童的生長發育。

如果有進行造血幹細胞移植,需要注意的事情就會比較多,周書緯醫師說,因為接受造血幹細胞移植後,免疫力恢復的時間較長,必須留意各種感染。另一個較長期的問題是排斥,稱為移植物抗宿主疾病(GvHD),排斥可能發生在皮膚、口腔、腸胃道、肝臟、肺臟等處,讓患者出現皮膚乾、嘴巴乾、眼睛乾、噁心、食慾不振、拉肚子、關節僵硬等症狀。排斥的表現非常多樣,如果有發現任何異常狀況,都要向醫師反應,進一步評估。

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貼心小提醒

急性淋巴性白血病是源自淋巴細胞的血癌,可能影響正常血球的生成,而造成各種症狀,如臉色蒼白、疲倦虛弱、容易瘀青、流血不止、不明原因發燒,也會導致淋巴結腫大、肝臟腫大、脾臟腫大、骨頭疼痛等。

目前的治療以化學治療為主,兒童患者的治療成功率可達 8 成以上。周書緯醫師說,若疾病復發,現在還可運用異體造血幹細胞移植、標靶治療、免疫治療、CAR-T 細胞治療等,提升治療成效,把白血病控制住,幫助小朋友回到正常的生活!

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