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原來貓咪有表情,只是鏟屎官看不懂?

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一眼看穿的狗狗 vs. 深不可測的貓貓

如果你去問狗派和貓派,養狗和養貓最大的差別是什麼?應該會有很多人告訴你狗很善解人意、很好懂,而貓很機掰難搞又深不可測。說起來,大部分的狗狗就像是內建表情包,我們可以輕易的從牠們的臉看出開心或是難過的情緒,根據研究,狗狗甚至會因為注意到有人在看牠們,而影響臉上的表情。

延伸閱讀:你有沒有在看牠,會影響狗狗的臉部表情?
確認過眼神,臉上多兩條肌肉讓狗狗賣萌無辜動人

你看,牠在對著你笑耶!圖/Pixabay

不過要判斷貓貓的心情可就難多了,我們除了知道牠們發出呼嚕聲的時候很爽、豎著耳朵嘶吼是不開心,大部分時間都很難從牠們的表情看出奇檬子如何。基本上大多數人都是靠著自己腦補啦,不然你以為網路上為什麼有那麼多迷因圖(喂)

科學家很早就知道人類會靠著觀察笑容、眉毛揚起的幅度、額頭上的皺紋,還有其他臉部動作,來判斷一個人的感受。而對於動物表情的研究,則是在 2010 年一篇「老鼠和人一樣會露出痛苦的表情」的論文發表之後,才開始有更多人感興趣。

後來陸續出現了許多研究狗狗表情的論文,不過以貓貓作為研究對象的學術內容卻少之又少,主要都在講貓貓生氣、驚慌的表現。這麼說來,貓貓就只有痛苦的表情,其他的時候都喜怒不形於色嗎?這不太可能吧!那每天那個鄙視的臉是怎麼回事

所以我說那個罐罐呢?圖/Pixabay

如何根據貓咪的日常行為判斷牠們的情緒?

為了知道貓是不是真的那麼深不可測,位於加拿大安大略省的貴湖大學(University of Guelph in Ontario),進行了一項研究,發現牠們其實是有表情的!只是除了少數的獸醫、以及在工作上經常需要跟貓咪相處的人,大多數人(包括眾多貓奴們)對於看懂貓的表情的確蠻有障礙的,這份研究結果近期也刊登在《Animal Welfare》期刊上。

研究團隊設計了一個測驗,測驗中有 20 支短影片,來源大多是 Youtube(也有一部分是研究成員拍攝自己家的貓貓),內容是我們日常中會看到的,一般的貓咪遇到不同情境時出現的反應,包括玩遊戲、被人類吸獲得摸摸(recieving pets)、看見食物、或者牠們感覺到被其他貓侵犯的時候等等。

研究團隊事先將這些貓咪的反應分為正向(positive)和負向(negtive),只要試圖接近某人、或者得到某個他們想要的東西,這類的動作被歸類在「正面反應」;若是影片表現出痛苦、或者想要逃跑,就被視為「負面反應」。

為什麼只做簡單的二分法?團隊的主要領導人,貴湖大學的行為生物學家 Georgia Mason 表示……「因為我們不是怪醫杜立德啊!」目前人類還沒辦法對貓的情緒做出太精確的判斷,所以看不出牠們現在是高興還是沮喪,或者為了吃到罐罐在打壞主意,當然測驗也就沒有要大家真的去猜測貓咪在想什麼了。

無論大貓小貓都可以溝通的怪醫杜立德(Doctor Dolittle)。那個,還有人記得他是誰嗎?(圖/IMDb

當然測驗裡也排除了一些太過簡單的影片,例如張牙咧嘴發出嘶嘶聲的貓咪(再怎麼跟貓貓不熟也該知道這時候不能輕舉妄動啊啊)。另外也沒有交配的影片,這是因為貓在交配時的情緒實在太複雜了,可能同時包含了被公貓生殖器刺傷、和其他痛苦的元素,又有傳宗接代的使命感(?)

最後,每支短影片都事先移除了聲音和背景雜物,請參加者在沒有其他線索的情況下,依據不同影片中貓咪的表情,判斷貓咪的情緒是正面或是負面。

如果大家也想試試看,這裡有個精簡版的測驗總共八題,各位貓奴們可以來測試一下你是不是能看穿主子的心思!

所以,到底哪些人最懂貓貓?

這份測驗的正式版總共有 85 個國家、超過 6000 人參加。果不其然,大多數人回答者的正確率只有 59% ,如果這是學校的考試,不到 60 分的平均成績真的是蠻悲劇的。不過有 13% 的人表現特別好,答題正確率在 75% 以上,於是研究者決定封他們為貓咪王……不對,是稱呼他們為貓語者 (cat whispers)。

研究的作者 Georgia Mason 表示研究的結果相當重要,因為貓咪果然會透過表情來傳達聖旨告訴我們一些事情,而且有些人真的可以看出來,這也代表貓雖然很難懂,但並不是真的完全無法捉摸。就算不是天選之人,只要經過訓練你就有能力做得到!

測驗的參加者有 3/4 的人是女性,而且她們普遍表現得比男性稍微好一點;而年紀大的人又比年紀輕的好一些。不過表現最棒的,則是那些平常工作中就有機會和貓咪相處的人,包括獸醫。

Mason 表示,一部分的原因是這些人原本就比較聰明(所以才可以成為獸醫嘛),當然他們平時也有很多機會和很強的動機去學習這些事情,因為他們時時都在想著「這隻貓貓有好一點了嗎?」「我們需要調整治療方法嗎?」「這隻貓貓是不是需要回家?」「牠是不是想要從我的喉嚨切下一塊肉?」

是說,新一代的怪醫杜立德請到小勞勃道尼主演,不知道形象會像福爾摩斯多一點、還是鋼鐵人多一點呢?(誤)圖/IMDb

貓貓難過,可是貓貓不說?讓我們學會讀懂貓貓的表情!

有了這個研究之後,接下來我們還能做什麼?Mason 說人們過去總覺得貓咪沒什麼反應,於是常常是用佛系相處的方式對待牠們。這樣可能會忽略了一些負面的情緒反應,甚至沒注意到牠們的健康有狀況。現在我們既然知道貓是有表情、有情緒的,而且確實有人可以分辨,那麼也許我們可以從這個研究出發,設計出一個工具可以讓獸醫相關工作者和寵物主人們更了解貓咪一點。

另外,Mason 之後還想更進一步了解,究竟貓語者在貓的臉上看到什麼,是細微的眼皮抽動?還是微妙的眼睛放大?為什麼他們可以比一般人更懂貓貓的情緒? 就讓我們期待後續的研究吧!大家也可以從今天開始,試著觀察你的貓主子的心情如何呢?

參考資料

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當大腦找不到地標參照,荒山野徑就能迷路迷到致命——《錯把自己當老虎的人》下

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你若是發現我的遺體,請聯絡我的先生喬治和女兒凱麗。讓他們知道我死了,以及你在哪裡發現我的,這會是天大的恩賜,無論是距今多少年後。

六十六歲的喬拉汀.拉蓋(Geraldine Largay)稍微偏離阿帕拉契山徑(Appalachian Trail)去小解時,並未料到自己會找不到重返山徑的路。人稱喬莉(Gerry)的喬拉汀是退休的空軍護士,曾在家鄉田納西州附近走過其他的山徑,也上過如何走完阿帕拉契山徑的課程。阿帕拉契山徑全長逾兩千兩百英里,橫跨十四個州。喬莉在長達六個月的旅程中,已走了一千多英里。

阿帕拉契小徑。圖/wikimedia

2013 年 7 月 22 日,喬莉試圖傳簡訊給在附近檢查站等候她的先生。她先生已經在那裡等著為她遞送下一段旅程所需的新鮮物資。她在簡訊中寫道:「有麻煩了,偏離山徑去小解,現在迷路了。你可否打電話給 AMC(阿帕拉契山脈俱樂部),看他們能不能派山徑維護人員來幫我? 我在森林路徑北方的某處。親親抱抱。」

由於山間沒有訊號,那則簡訊始終沒寄出,所以喬莉直接在那裡過夜。翌日,官方啟動搜尋, 在濃密的林區裡尋找她的蹤影。搜尋行動持續了數週。

2015 年 10 月,一位為美國海軍效勞的護林員發現一顆人類的顱骨,旁邊還有睡袋。根據《紐約時報》的報導,不遠處還有一個扁平的帳篷和一個綠色背包,背包裡有喬莉的東西,整整齊齊地裝在拉鍊袋裡。旁邊有一本佈滿苔蘚的筆記本,上面寫著「喬治,請讀,親親抱抱」。喬莉在筆記本裡寫道,她找不到回山徑的路後,已經走了兩天。她依循訓練課程的指示,搭起帳棚,希望有人可以找到她。筆記本上最後一次註記的日期是 2013 年 8 月 18 日。

圖/GIPHY

雖然我們無法說,喬莉要是當初做了什麼,就可以避免這個厄運。但她在最崎嶇的路段上偏離山徑,無疑使她迷路的情況變得更加嚴重。在那種崎嶇的路段上,她不需要走多遠,就會被濃密的灌木叢和長相相同的冷杉樹所包圍。那些樹木緊緊地簇擁在一起,你一鑽進去,很快就無法分辨路徑了。你在裡面根本搞不清楚方向,簡言之,那裡毫無地標

你可能覺得,記住街道盡頭有個郵筒,或辦公室外有個公車站牌,沒什麼大不了的。但事實上,能夠識別一些永久的地標,並把它們納入腦海中的地圖非常重要。我們不斷地為腦海中的地圖增添對我們有意義的東西。

想想,如果你需要指引某人從最近的車站到你家。你會用路上的哪些特點來幫他們認路?以我為例,我會指出附近一家裝飾藝術風格的酒吧,一家裡面有超胖海象的展覽館,還有一座埋葬瘟疫受害者的三角形小山。

我們辨識地標的能力如此的重要,所以大腦裡有一個部位專司這項任務,那個部位名叫「後壓部皮質」(retrosplenial cortex)。那裡受損時,就會出現嚴重的導航問題。

——本文摘自《錯把自己當老虎的人》,2019 年 7 月,漫遊者文化

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「黑死病」再現?談鼠疫的流行病學與防治追蹤──《科學月刊》

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  • 文/莊人祥,疾管署副署長,曾任陽明大學公衛所副教授。陽明醫學士、公衛碩士,美國哥倫比亞大學醫學資訊博士。

近期中國傳出鼠疫疫情,造成各地人心惶惶。而過去被稱為「黑死病」的鼠疫致死率極高,雖然近來每年的確診病例不多,但相關防疫單位不可輕忽,需持續追蹤及嚴防疫情擴張,並將疫情資訊透明化,以達到確實防疫的效果。

當 2003 年爆發嚴重急性呼吸道症候群 (severe acute respiratory syndrome, SARS) 時,北京朝陽醫院明明已有確診疫情,但官方卻持續否認;去 (2019) 年 11 月 12 日,官方宣布朝陽醫院一對夫妻確診感染肺鼠疫 (pneumonic plague) ,亦未對此飛沫傳染的致命疾病疫情調查詳細說明。同時也傳出官方封鎖消息,禁止媒體討論,因此全球民眾對北京出現黑死病 (black death) 一事,引發集體恐慌。

普立茲得獎作家嘉瑞特 (Laurie Garrett) 也在當月 16 日針對此事於《外交政策》 (Foreign Policy) 上評論:中國國家衛生健康委員會向世界衛生組織 (World Health Organization, WHO) 保證會確實追蹤兩病例在北京、內蒙古及旅途中的所有接觸者。即使中國疾病預防控制中心近年在疾病監測的能力有相當進步,但中國對鼠疫疫情調查資訊不透明,且 SARS時曾有掩飾重大疫情的不良記錄及審查機構「河蟹」社群媒體等作法,正是引起民眾恐慌的原因。

中國於 SARS 爆發期間發生鼠疫疫情,官方卻封鎖消息,禁止媒體討論,引發群眾恐慌。圖/pixabay

鼠疫大流行史與重大發現

鼠疫 (plague) 由鼠疫桿菌 (Yersinia pestis) 引起,是一種人畜共通傳染病,主要藉跳蚤叮咬傳染給小型哺乳類動物,人類為意外宿主。因患者常伴有淋巴腺腫大或皮膚出現黑斑而得名黑死病。歷史上,鼠疫至少出現三次世界大流行,由於每次鼠疫的流行常導致一個時代或王朝的結束,因此讓人聞鼠疫而喪膽。

首次大流行發生於 6 世紀的查士丁尼鼠疫 (Justinian plague) ,疫情在地中海周邊傳播,近一億人死亡;第二次大流行發生於 14 世紀歐洲,並在之後的 300 多年間反覆發生,僅歐洲就有 2500 萬人死亡,占當時歐洲人口的四分之一;第三次大流行發生於 19 世紀中葉至 20 世紀中葉,從中國開始傳播到全世界,波及至少 32 個國家, 1200 萬人死亡。

鼠疫研究與防治雖不斷精進,但直到第三次大流行才有長足進展。 1894 年,由法國巴斯德研究所的細菌學家耶爾森 (Alexandre Yersin) 在香港鼠疫大流行時發現鼠疫桿菌。 1910~1911 年的中國東三省鼠疫,公衛學者伍連德博士到哈爾濱擔任清政府鼠疫全權總醫官。他發現當地的疫情並非通過跳蚤在人鼠間傳播的典型腺鼠疫 (bubonic plague) ,而是起因於當地獵人捕獵染病旱獺 (Marmota bobak) 製造皮件,獵人染病後再傳給七位同一工棚的工人,爾後散播鼠疫疫情。他推論此波疫情是由「肺鼠疫」透過飛沫傳染快速人傳人,遂下令停止捕鼠,並進行鐵路檢疫、隔離患者及封鎖疫區,有效切斷鼠疫蔓延,數月間疫情得到控制。

此外,直到 1940 年代才出現抗生素的使用,在此之前醫生常無法可施,往往只能對患者放血和針灸。

歷史上三次黑死病的大流行,造成大規模感染案例死亡。圖/wikipedia

近年全球鼠疫事件

全球在 2010~2015 年間發生 3248 例鼠疫, 584 人死亡(致死率約 18 % ),每年約 500 例左右,主要疫區在非洲,而美洲與亞洲則以散發個案為主。非洲的馬達加斯加,約占全球鼠疫病例的四分之三,每年平均約 400 例。在 2017 年 8 月起短短四個月甚至出現超過 2400 例,約四分之三屬肺鼠疫。

即使在美國,近期於西部鄉村每年仍平均出現約 7 例鼠疫。至於中國,近年最嚴重疫情發生於 2009 年共 12 例、 2010 年為 7 例,之後每年約發生 0~3 例,截至去年 12 月 15 日共 5 例鼠疫,其中 4 例均發生於內蒙古,先前內蒙古的最後一例鼠疫是在 2004 年因將野兔剝皮而感染。至於在臺灣,則是自 1953 年起即未發生任何鼠疫案例。

許多國家均發生鼠疫案例,如何預防鼠疫亦成為各國關注的焦點之一。圖/pixabay

鼠疫流行病學與防治

鼠疫的傳染途徑,包括人感染腺鼠疫主要由被感染跳蚤叮咬、被感染家貓抓咬、處理被感染動物(如老鼠和野兔)或感染者屍體的組織時不慎接觸膿液而感染;肺鼠疫則藉空氣散播,吸入被感染動物或人類帶有致病原的飛沫而感染。

鼠疫主要臨床症狀共分三種:

  1. 最常見的為腺鼠疫,在跳蚤咬傷部位附近淋巴腺發炎,經常發生於鼠蹊部、腋下或頸部,通常有發燒現象,若未經治療,約一半病人會發生瀰漫性感染而導致肺炎(即繼發性肺鼠疫)或腦膜炎等併發症。
  2. 敗血性鼠疫 (septicemic plague) ,出現敗血症但無淋巴腺炎的鼠疫病例,較難被及時診斷,病程末期可能出現低血壓、瀰漫性血管內凝血與多重器官衰竭。
  3. 肺鼠疫,包括原發性與繼發性肺鼠疫。原發性肺鼠疫可因吸入感染動物或人的呼吸道分泌物或懸浮微粒而發生,繼發性肺鼠疫則較常見,是由腺鼠疫或敗血性鼠疫經血行蔓延造成。鼠疫潛伏期通常為 1~7 天,原發性肺鼠疫則為 1~4 天。

患者如能及時接受適當抗生素,如鏈黴素 (Streptomycin) 或慶大黴素 (Gentamicin) ,便能大幅改善預後。腺鼠疫如未經治療,死亡率達 50~90 %,如經治療死亡率則降至 10~20 %;肺鼠疫如未經治療,死亡率 100 %,治療後死亡率降至 50 %。另需即刻以有效安全的殺蟲劑撲滅病人身上及衣服的跳蚤等,並嚴格隔離病患,以防傳染,待抗生素治療病情好轉以後方可解除隔離。鼠疫接觸者應實施滅蚤並監視 7 天,且實施預防性投藥,如去氧羥四環素 (Doxycycline) 或環丙沙星 (Ciprofloxacin) 。

感染鼠疫如未經抗生素治療,死亡率極高。圖/pixabay

北京鼠疫後續發展

一位筆者尊敬的師長於去年 11 月 17 日晚上特別來電詢問筆者對中國鼠疫疫情與該篇《外交政策》文章的看法。筆者當時表示相當同意嘉瑞特女士的看法,並猜測中國疾病預防控制中心未仔細對外說明疫情調查結果與防治作為或許另有考量。後來官方在 11 月 19 日及 21 日分別對外宣布鼠疫患者在內蒙古與北京市的密切接觸者均已解除醫學觀察。

在 11 月 29 日創刊的《中國疾病預防控制中心週報》 (China CDC Weekly) ,即詳細說明夫婦的房子附近 500 公尺處,抓到的長爪沙鼠培養出鼠疫桿菌,附近也出現大量相繼死亡的齧齒類動物,研判先生可能在農場工作時,因掘土吸入汙泥中或鼠洞中腐敗的屍體所產生傳染性懸浮微粒而被感染,至於太太則可能因照顧先生而被感染肺鼠疫。

北京鼠疫成為全球關注鼠疫疫情防治與追蹤的借鏡。圖/pexels

疫情資訊透明化方能控制疫情

這是中國近年首次發生肺鼠疫在其他省市感染後移入大城市中,希望是虛驚一場。由於目前仍無法完全消滅內蒙古野鼠鼠疫之患,當地居民仍有感染鼠疫風險。雖然每年全球鼠疫發生數僅數百例,但防疫單位千萬不能低估其對人類造成的風險,因為鼠疫特別的傳播模式、疫情能快速傳播、快速臨床病程發展與如未治療的高死亡率,均極易造成民眾的恐慌。鼠疫如能早期診斷,早期施以抗生素治療,並加強公衛措施,較不會造成重大群聚或流行,而疫情資訊透明化,更是成功戰勝鼠疫不可或缺的藥引。

 

疫情資訊透明化不但能降低民眾接觸感染疫情的機率,亦能迅速掌控疫情擴散。圖/pexels

註解

  1. 為網路用語,「和諧」的諧音,代表息事寧人之意。

 

〈本文選自《科學月刊》2020年1月號〉

在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

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【鼠科學】這也是鼠那也是鼠,囓齒目傻傻分不清楚?鼠年帶你看看牠們!

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在十二生肖的傳說之一,小小老鼠之所以能夠渡河,是因為牠和貓都跑到了牛背身上,但中途把同「船」的貓給推下河裡,友情的小船說翻就翻,才促成了輪得到鼠年的今日。

下去吧!朋友(壞笑)。圖/GIPHY

但並不是所有「鼠」字結尾的就都是「老鼠」,今天就來看看真正屬於囓齒目的「鼠輩」吧!

就科學上而言,老鼠是囓齒目下,鼠形亞目中「鼠總科 (Muroidea)1」的通稱,四肢短小,有著尖尖的口鼻,耳朵小而圓圓,還有和身體一樣長的鱗狀尾巴。常見的種類包括倉鼠跟實驗室用的小鼠大鼠也都歸在鼠總科之下。

台灣原生的「倉鼠」們

台灣原生的倉鼠共有黑腹絨鼠 (Eothenomys melanogaster)、台灣高山田鼠 (Microtus kikuchii) 兩種。

其中有著柔軟的體毛的黑腹絨鼠又叫做天鵝絨鼠。而「頭大耳小尾巴短」的台灣高山田鼠除了是特有種之外,經由學者在合歡山上箭竹草原地的研究,發現牠顯示出牠們是鼠輩中少有的一夫一妻制,且在對子代的基因研究鑑定上也指出雄性高山田鼠並沒有發生外遇,也沒有發現雌性在不同年份的生殖季更換配偶的情況,可以說是對彼此都相當忠誠的伴侶呢!

台灣高山田鼠。圖/Flickr wagtail, via FlickrCC BY-NC-SA 2.0

而普遍飼養的寵物倉鼠,像是三線鼠、黃金鼠等也同樣都是廣義上的老鼠。

另外值得一提的便是實驗室常用的小鼠與大鼠,可謂是符合大家想像的老鼠中的老鼠,但為什麼會拿牠們來做實驗呢?

實驗小鼠是在20世紀初時由小家鼠 (Mus musculus) 下的不同亞種大量育種而來,故現在已經無法確定原始來源,除了因為容易標準化飼養、可以大量繁殖、不會太昂貴、壽命長短恰當、非保育類動物等因素外,之所以成為實驗動物是因為還符合最重要的「實驗動物模式」,也就是牠們具有和人類相似的疾病或特定生命現象,能夠作為瞭解人類相同現象發生機制的「模式」,同時這樣子的「模式」還受到普遍應用才稱之為「實驗動物模式」。

而實驗大鼠則是實驗小鼠之外最常被使用於醫學、藥物開發的實驗動物,由褐家鼠 (Rattus norvegicus) 育種而來,大鼠比小鼠來得溫馴,容易訓練,通常用於一般性科學研究、安全評估、老化、營養、食物誘發性肥胖等研究。除了小鼠、大鼠以外,倉鼠、兔子等也常常作為實驗動物。

更多有關實驗鼠的故事,可看到:「實驗鼠」從何而來?老鼠由害蟲進到動物室的「上位」之路

圖/Pixabay

包含前面所提的兩種原生倉鼠,臺灣總共有 15 種原生的老鼠,從低海拔的溝鼠、鬼鼠到中、高海拔的臺灣森鼠、高山白腹鼠,可說是裡裡外外、上上下下都有老鼠的分布。

而其他最常見的「鼠」字輩又非老鼠的成員,主要包括松鼠、飛鼠、花栗鼠,他們都屬於松鼠形亞目的松鼠科,都是廣泛定義上的「松鼠」。因為下顎在解剖學上的特徵不同而讓牠們跟鼠形亞目等做出區別,所以並不屬於「老鼠」的行列。

原來不是找我的啊,啃啃嚼嚼嚼嚼(咀嚼)。圖/Pixabay

希望在知道這些老鼠的小小知識後,大家都可以過個好鼠年囉!

註解:

  1. 因為難以測定如倉鼠、鼴形鼠等各個分類群之間的關係,也有學者將鼠總科全都歸在鼠科之下。

資料來源:

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【鼠科學】「實驗鼠」從何而來?老鼠由害蟲進到動物室的「上位」之路

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俗話說:「過街老鼠,人人喊打。」老鼠,在中國古代可說是惡名昭彰,不僅是竊取人類糧食的禍患之一,甚至為傳播病源的媒介。但現代社會中,老鼠,成為人人愛不釋手的寵物,也是醫學研究領域最主要的實驗動物。為何在這幾世紀的時間中,老鼠在人類心中的地位會有如此轉變呢?

遺傳學之父掀起的實驗動物潮

我們將時間倒轉回 18 世紀的遺傳學之父孟德爾利用豌豆雜交發現遺傳定律後,這項頗具爭議重大發現仍沉寂了 30 多年,在 1900 年重新被歐洲科學家 Hugo de VriesCarl Erich Correns Erich von Tschermak 各自發現此一定律,從那時候,生命科學家們開始利用不同物種驗證孟德爾的遺傳定律(當然,老鼠也被抓去做實驗啦~)

孟德爾當時只用豌豆來解釋遺傳法則,引起各界科學家爭相拿各種動物證實此一法則。
圖\GIPHY

當寵物鼠養進實驗室

同年,一位退休的女老師 Abbie E. C. Lathrop ,回到她的家鄉美國麻薩諸塞州格蘭比,並開了一家當時正夯的寵物鼠養殖場(當時養老鼠比養殖雞還賺 XD),由於鼠類繁殖數目龐大,且 Lathrop 對養殖鼠的飼養條件及繁殖有非常完整詳盡的記錄,因此訂單絡繹不絕,連哈佛大學 Bussey 研究所的研究人員也成為她的常客1

而此時 Bussey 研究所的所長 William Ernest Castle 便開始利用買進的小鼠研究腫瘤與孟德爾定律。而他的學生 Clarence Cook Little 也利用小鼠的近親交配(鼠界亂倫?)選育出第一個近親品系的實驗小鼠,由於此品系的毛色為淡褐色,因此被命名為 DBA/2 (Dilute Brown non-Agouti) 。

Clarence Cook Little 是開創近親品系小鼠的第一人,為養殖實驗動物的一大突破。
圖\GIPHY

一戰結束後, Little 來到冷泉港,創建了 Jackson 實驗室,專門開展小鼠遺傳學和人類疾病的研究,如今該研究機構保存了 6500 種以上的小鼠品系。(也就是為什麼現在能看到各種顏色的實驗小鼠啦~)

小知識

讀到這裡,想必讀者會很納悶地 OS :「不對啊~常見的實驗鼠難到不是白色的嗎?怎麼會是褐色的呢?」我們普遍認知的實驗「小白鼠」,最初是生物學家 Halsey J.Bagg 所繁育的,由於酪胺酸酵素突變導致黑色素無法合成,而使毛髮和膚色呈白化現象(也就是白化症的老鼠)。

想像一下,如果這些實驗小鼠能夠近親繁殖的話,不僅可以不用大老遠找到來自不同血緣的配偶,自己在實驗室就可以讓牠跟自己的哥哥、姊姊們交配,生出一代接著一代的鼠群們,很是方便!此外,近親繁殖能夠使牠們的基因配對單一化,減少因其他血緣的基因多樣性而造成的實驗誤差。

什麼?!人類和老鼠是近親?

雖然老鼠易於養殖,但拿來做人類的醫學研究……真的準嗎?畢竟老鼠又不是人類!自從人類基因組計畫時代的到來,生物學家及演化學家們開始紛紛比對人類與其他物種的親緣關係,不僅為突破過往演化觀念的錯誤,也為基因定序畫下重要的里程碑。

而 2003 年美國國家人類基因組研究院 (NHGRI) 首席資深科學家 Eric D. Green 的研究團隊發現與靈長類(即人類、黑猩猩與狒狒等)最親近的是齧齒類(大鼠與小鼠),食肉類(貓、狗)和偶蹄類(牛、豬)反而較遠。奠定了小鼠實驗在人類醫學上有一定的可信度。2

基因定序的發展,使人類能更進一步確認物種的親緣關係。圖\GIPHY

癌症免疫學與老鼠相遇蹦出新火花

19 世紀末期,有位外科醫師 William B. Coley 發現癌症病患如果於腫瘤處感染細菌,復發的情況比沒受感染的病患少。他認為細菌感染啟動身體某些機制去抵抗癌症,然而當時並未有「免疫」一詞,且患者們治療效果時好時壞,招致學界批評,因此並沒有受到重視,隨後也被放射線治療及化學療法所掩蓋3

而 1982 年比利時免疫學家 Thierry Boon 發現 T 細胞可抓出的「腫瘤抗原」 (tumor antigens),也就是癌細胞基因突變的產物。 此外, 20 世紀中期,科學家們利用小鼠進行腫瘤移植實驗,結果證實小鼠的免疫系統有能力清除癌細胞,且不會攻擊正常細胞。也算是讓 William B. Coley 當時的發現得以申冤了4~~

William B. Coley 將細菌打入病人腫瘤病灶處,誘導免疫細胞攻擊腫瘤,然而當時並未有「免疫」一詞。圖\GIPHY

結語

在醫學研究領域上,小鼠實驗成為人體試驗的先鋒部隊,為人類眾多的疾病(尤其是棘手的癌症 )試驗藥物的安全性,還要承受被移植腫瘤的痛苦。牠們的犧牲換來了多種新藥測試的研發,也引起動物倫理的爭議。老鼠,在過去或許被歸類為害蟲,然而在眾多科學家的研究成果中,現代的小鼠,已然成為人類醫學研究史上最重要的實驗動物。

參考資料:

  1. Birth of the Lab Mouse
  2. Comparative analyses of multi-species sequences from targeted genomic regions
  3. The Toxins of William B. Coley and the Treatment of Bone and Soft-Tissue Sarcomas
  4. 癌症免疫治療早在 100 年前就用於醫治癌症病患

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「鈉」「油」什麼問題?認識美食中的心臟健康陷阱!

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台灣的美食多、花樣多,然而這許多美食卻經常藏著健康陷阱,大飽口福時務必多加留意。

台南市立安南醫院心血管中心副院長李聰明教授提醒道,我們常吃的食物裡面的鈉含量其實都不少,根據衛福部公布的資料,水餃一顆鈉含量 75 毫克,換算成鹽巴約 0.18 公克,如果吃十顆水餃一餐吃進的食鹽的含量就 2 公克。

鍋貼一顆鈉含量 60 毫克,換算成鹽巴約 0.15 公克。

肉粽一顆 250 公克,鈉含量 850 毫克,換算成鹽巴超過 2 公克。

小籠包一顆鈉含量 60 毫克,換算成鹽巴約 0.15 公克。

沾醬含量更高, 10 公克沾醬鈉含量 300 毫克,換算成鹽巴接近 0.8 公克。

味增湯一碗鈉含量 600 毫克,換算成鹽巴約 1.5 公克。

千萬要曉得,這些餐桌上的常客,鈉含量其實都很高!

鹽巴吃太多,健康問題多

李聰明教授指出,心臟衰竭有不同的嚴重度,從第一級到第四級,第一級是比較輕微的心臟衰竭,第四級是比較嚴重的心臟衰竭,當然愈嚴重的患者鹽巴限制會愈嚴格。

鹽巴進到體內後,會把水份留在體內,心臟衰竭患者沒辦法迅速將水分排出體外,所以吃愈多鹽,留在體內的水愈多,心臟的負擔也愈重,容易導致病情惡化。

我們建議要限鹽、限水,每日鹽巴攝取量在健康成年人希望能夠小於 6 公克,在輕微心臟衰竭患者希望能夠小於 5 公克,在嚴重心臟衰竭患者要小於 3 公克。

要怎麼控制在 5 公克以下?最簡單的就是跟病患講,煮菜時都不要加鹽巴,一天就秤 5 公克食鹽,吃東西時就用這 5 公克食鹽搭配。這作法當然很嚴格,然而心臟功能不好的患者就必須這樣嚴格限制。

至於喝水量,一般人一天喝水量大約是 2000 毫升,心臟衰竭患者一天只能攝取 1000 至 1500 毫升的水。這裡指的「水」,並非只有直接喝的水,還要包括食物中的水,因為米要加水才能煮,米飯裡約 50 % 是水,稀飯裡約 80 % 是水,青菜、水果的含水量高,喝的湯全都是水。

假如一天限制 1500 毫升的水,是很嚴格的限制。關於一天要喝多少水,很多患者都會誤解,所以額外喝 1500 毫升的水,這樣喝進去不得了,一天恐怕超過 3000 毫升。這需要跟病患做很好的衛教。

口很乾怎麼辦?通常會建議用棉棒沾水含一下就好,千萬不要吞下去。如果喝了太多水,可能會喘,腳會水腫,晚上沒辦法平躺睡覺,還有一個更簡單的評估方法,就是每天測量體重看有沒有上升。

可以使用低鈉鹽嗎?鉀離子對身體有什麼影響?要注意什麼?

李聰明教授表示,心臟衰竭、高血壓都跟過量的鈉離子攝取有關,所以有人會使用低鈉鹽,但是使用低鈉鹽時有幾件事情要特別注意。

一般的食鹽是氯化鈉,低鈉鹽則是氯化鉀。心臟衰竭病患通常腎功能也不會太好,腎功能不好的病患排鉀能力會下降,所以鉀離子可能累積在體內。鉀離子在體內的濃度有非常嚴格的範圍,鉀離子過高的時候可能會心律不整,甚至心臟停止跳動。

另外,有些藥物會干擾鉀離子的排除,例如有些利尿劑能留住鉀離子,導致體內鉀離子濃度上升,使用低鈉鹽便要非常小心。若使用低鈉鹽,一定要告訴醫師。

在脂肪攝取方面,建議使用哪種油?每日攝取量?

過度的脂肪攝取常常會造成動脈粥狀硬化,約有一半心臟衰竭病患都是因為心臟血管阻塞造成,所以要留意脂肪攝取。

脂肪分成三大類,飽和脂肪酸、單元不飽和脂肪酸、多元不飽和脂肪酸。

「飽和脂肪酸」在豬油、牛油等動物油和紅肉的比例較高,另外椰子油、棕櫚油也含有高比例飽和脂肪酸,飽和脂肪酸比較耐高溫。

「單元不飽和脂肪酸」在橄欖油、芥花油、花生油、芝麻油等植物油裡的比例較高。單元不飽和脂肪酸對人體而言是相當不錯的油,因為它可以降低低密度膽固醇,可以提高高密度膽固醇,本身具有抗氧化的效果,但是這種油有個弱點,就是不耐高溫,經過高溫烹調容易受到破壞,破壞之後會產生大量自由基,所以這種油比較適合涼拌或低溫拌炒,不適合高溫煎炸。

「多元不飽和脂肪酸」在大豆油、玉米油、葡萄子油、葵花子油中的比例較高。大家熟悉的魚油,也是多元不飽和脂肪酸。多元不飽和脂肪酸在高溫下亦容易裂解,產生自由基,對人體有害,不適合高溫烹調。

該選擇哪種油?要看烹調方式,若是低溫烹飪可以選擇單元不飽和脂肪酸、多元不飽和脂肪酸,對人體來講是比較好;若是高溫油炸,選擇飽和脂肪酸會比較理想。

美國心臟學會有建議,攝取油脂要適量,我們每天的能量來源,來自於油脂的能量最好小於 30 % 。平常使用的油最好 75 % 來自於不飽和脂肪酸,只有 25 % 左右來自於飽和脂肪酸。

反式脂肪對心臟會有哪種危害?

從二十世紀初期開始,人們為了讓油脂更耐高溫、增加穩定性,而將油氫化,但是在加工過程中可能產生反式脂肪。

李聰明教授解釋道,反式脂肪會增加低密度膽固醇,造成動脈粥狀硬化,還會降低高密度膽固醇,長期使用容易產生心血管疾病,並使人變胖,變胖容易產生胰島素抗性,而導致糖尿病。此外還可能傷害記憶力,或影響生育。

大家要多看成分標示,若標示含有標精緻植物油、氫化植物油、半氫化植物油等,都可能含有反式脂肪,要盡量避免。

美國、台灣皆已禁止在食品製造過程中使用人工反式脂肪。

體重剛剛好,對心臟最好!

李聰明教授指出,體重過重,心臟的負擔愈大,對心臟不利;體重過輕對心臟衰竭也沒有好處,我們最擔心的就是病人吃不下, BMI 值愈來愈低,這種病患的死亡風險較高。比較嚴重的稱做「心臟惡質病」,病患什麼都吃不下、營養不良,瘦成皮包骨。

BMI 值跟心臟衰竭死亡率是呈現 U 字型,過低、過高時的死亡率都偏高,在理想 BMI 值的死亡率才會是最低,理想的 BMI 值一般認為是在 18-24 間最理想。

心臟衰竭事實上死亡率非常高,第四期的心臟衰竭每年死亡率可高達 50 % ,甚至比部分癌症還更可怕。現在治療心臟衰竭的藥物、技術都有進步,但是患者也要積極配合,包括控制血壓、控制血糖、控制膽固醇、戒菸、運動、飲食控制等,醫病共同努力才有辦法獲得更好的治療結果。

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鼠鼠屬於你!哪種寵物倉鼠是你的心頭好呢?

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近年來寵物飼養的風潮盛行,除了貓狗以外,倉鼠也是許多人的選擇之一,但其實早早就有養倉鼠當寵物的例子,國外最早的甚至可以至少追溯到 1940 年代。

圖/Pexels

雖然倉鼠的種類繁多,但飼養的大宗多以黃金鼠(Mesocricetus auratus),以及三種侏儒倉鼠:三線鼠(Phodopus sungorus)、一線鼠(Phodopus campbelli)和老公公鼠(Phodopus roborovskii)為主。

黃金鼠即稱敘利亞倉鼠,原先分布在土耳其南部到敘利亞北部的乾旱地區,最早在 1839 年發現和命名,因為農業和其他人為因素造成的棲息地縮減,導致黃金鼠在野外的數量減少,在 2008 年時便被 IUCN 紅色名錄評估為易危物種。

一般黃金鼠的體長約有 13~18 公分,但以此為原型的哈姆太郎其實只有 8.6 公分高XD。圖/GIPHY

值得一提的是,黃金鼠具有強烈的領域性,只有少數情況下才不會攻擊彼此,比如公鼠遇上正在發情的母鼠的時候,但牠們交配完後還是會打架,就算是兄弟姊妹,也會在成熟後攻擊彼此,甚至可能會致死。更甚者,若是飼養者接觸產下的幼崽,母鼠會因為將小孩沾染上的陌生氣味視作威脅,而把小孩吃掉。

圖/TetraHydroCannabinol,via Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

鼠小人氣高的侏儒倉鼠

三線鼠又稱短尾侏儒倉鼠、加卡利亞倉鼠,主要分布在西伯利亞等地,因為大小只有其他倉鼠的一半,所以和一線鼠、老公公鼠皆為侏儒倉鼠屬 (Phodopus)。三線鼠擁有圓滾滾像球一樣的身體,一坐下來就看不見的超短尾巴,和藏在毛茸茸的身體下、只比尾巴長一點點的小短腿。

除了具有如此可愛的外表,三線鼠還會變色——也就是俗稱的「冬白」現象,經由研究發現,日照時數的長度會影響三線鼠的毛色變化,當日照時數小於 14 小時,毛就會主要變成白色,但這樣的轉變其實並不只限於冬天,而養在室內籠子裡的倉鼠則是較少、季節時序上也較晚才會有這樣的變化。

純白的毛色對牠們來說較不顯眼,有說法認為如此一來可以避免受到掠食者的攻擊。圖/cdrussorusso, via flickr, CC BY 2.0

一線鼠即是坎貝爾侏儒倉鼠,背上有一條深色狹長條紋、毛色十分多樣,雖然外型跟三線鼠相近,但是並不會出現冬白現象。由於一線鼠時常會出現在醣類和脂質代謝上的基因異常,所以在飲食上要多加注意,與之同時因為倉鼠會把任何東西都吃掉或屯起來,故不能餵食牠們蛋糕或甜點等食物,否則牠們就會把甜品屯在頰囊造成堵塞,久而久之,食物的腐敗會對倉鼠的頰囊造成感染和傷害,而巧克力所含的可可鹼對倉鼠而言也是會致死的一大危害。

圖/Giant Eland, via ZooChat

羅伯羅夫斯基倉鼠,也就是俗稱的老公公鼠、小毛足鼠,體型相較另外兩種侏儒倉鼠又再更小,眼睛上方像眉毛一樣的白斑是牠的特點,背上也沒有其他侏儒倉鼠所具有的條紋。雖然被稱作老公公鼠,但牠的移動速度其實相當快,也比較不親近人。另外,老公公鼠容易受到驚嚇而活動力提升,造成牠的壓力和不易抓取,所以並不建議作為小孩子的寵物。

圖/Bullet, via Wikimedia CommonsGFDL

以上這些可愛倉鼠都戳中你的萌點了嗎?若是想飼養倉鼠,建議大家以認養代替購買,在事前做好調查準備,了解倉鼠的習性,確認能夠給予適合的環境和資源後再迎接牠回家吧!

資料來源:

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跨國遷徙的動物該如何研究及保育?從八色鳥、鸕鶿與青斑蝶的故事談起

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  • 文/彭維維

進行動物保育時,除了設立保護區外,對區內的動物進行長期生態監測,更深入的研究牠們才是根本之道。然而,如果要監測的動物會遷徙,總是跨國飛來飛去,那該怎麼辦呢?快來看看專家到底用了哪些方法突破困境!

臺灣野生動植物資源豐富,為保存珍稀物種或特殊地質景觀與環境,棲地保育是最常見的手段之一。臺灣目前有許多根據不同法源而設立的保護區,例如依據國家公園法設立的國家公園、國家自然公園,依文化資產保存法設立的自然保留區,依野生動物保育法成立的野生動物保護區、野生動物重要棲息環境,依據森林法劃設的自然保護區,以及依溼地保育法成立的國家重要溼地等。

各類自然保護區域劃設後,後續必須進行長期生態監測工作,才能掌握當地的生態狀態,釐清這些保護區是否遭受潛在的威脅,危害到區內的生物多樣性。研究人員與管理人員可藉由分析這些監測資料與趨勢變化,做出適當的檢討,以改善自然保護區的狀態。

生態監測的重點項目,其中之一是針對特有、稀有性物種或保育類動物,調查牠們出現的數量和空間分布位置。進行這些生物資源監測時,往往必須先了解特定物種的基本生態習性,例如食性、生活範圍、棲地特徵、繁殖特性等。在估算物種族群數量時,由於遷徙性物種會大範圍遷徙,時空變化複雜,所以估算工作也較複雜,需要投入更多心力,設計出一套適用且完善的調查方式。

本文將介紹三種遷徙性物種,以及臺灣的研究人員過去如何針對這些物種的生態習性,設計出適合的研究方法,來了解特定的保育問題。

從八色鳥看遷徙性物種的調查困境

八色鳥(Pitta nympha)是東亞遷徙性鳥種,在臺灣為夏候鳥,也是珍貴稀有保育類。臺灣是八色鳥的重要繁殖地之一,每年約四五月抵達臺灣進行繁殖,其他已知的繁殖地為中國東南方、日本、南韓本島和濟州島等,九十月遷離臺灣再次前往度冬地婆羅洲,也是目前已知唯一的度冬地。

八色鳥棲息於低海拔闊葉林,體色共有八色,鮮豔繽紛。數量稀少,全世界族群量只有大約一萬隻,是全球性易危(Vulnerable)鳥種。攝/張俊德

八色鳥是臺灣少數具有較完整族群監測資料的物種,自 2001 年開始至 2017 年,特有生物研究保育中心使用定點調查法(point count)與回播反應法(playback),在八色鳥對叫聲反應最高的四月底及五月間進行八色鳥全臺數量普查。

根據族群趨勢分析結果,八色鳥 2001~2017 年間在臺繁殖族群整體數量呈現下降趨勢,約下降了 30~40%。若將臺灣本島分為四區(北部、中部、西南部、東部)來看,分區呈現的趨勢各不相同,其中以北部下降程度最明顯,2001~2017 年的族群量下降了約 70%4

臺灣八色鳥歷年族群指標值變化圖。圖/參考資料 4

八色鳥在臺灣數量的下降,引發了許多的疑問。明明八色鳥在臺灣的棲地狀態變化並不多,為什麼在這種情況下,八色鳥的數量會有如此明顯的下降趨勢呢?這就要從八色鳥的度冬地談起。

我們對候鳥做族群數量監測研究時,必須考慮此物種的遷徙連結度(migratory connectivity)。遷徙連結度是指物種從同一繁殖地遷往相同度冬地的程度,繁殖地的好壞決定當年物種的繁殖率,度冬地則是決定物種的生存率。八色鳥會在年間循環時遷徙往返兩地,因此想了解八色鳥的數量變化,必定得考慮度冬地及繁殖地的情況。

目前已知的度冬地點是婆羅洲,屬印尼、馬來西亞和汶萊的領土。印尼和馬來西亞近三十年來引入了油棕(Elaeis guineensis)作為經濟作物,主要用來生產棕櫚油。為了種植油棕,砍伐了大面積原始森林,造成八色鳥度冬棲地熱帶森林面積下降。研究推測,這也許是影響八色鳥在臺灣繁殖數量減少的原因之一。

馬來西亞和印尼是全球最主要種植油棕並出口棕櫚油的地方。為了大規模種植油棕,許多業者開墾了熱帶森林,也摧毀了許多野生動物的家。圖/wikimedia commons

近年來因氣候變遷,已有候鳥遷徙路徑改變的案例,八色鳥也有可能選擇遷至更高緯度的國家或更高海拔地區以適應環境。就八色鳥的繁殖地來說,比臺灣緯度更高的國家有日本、南韓、中國東部等地區,由於這些地區缺乏監測資料,目前還無法了解八色鳥出現在這些地區的個體是否增加。

目前研究推論,八色鳥族群數量下降與度冬地遭受破壞的可能性較大。八色鳥已知主要分布於婆羅洲沙巴、沙勞越兩地,近年全球油棕樹的收穫面積呈現逐年遞增走勢。2000~2001 年間,全球油棕樹的收穫面積為 1007.1 萬公頃,至 2017~2018 年時,面積增至 2262.8 萬公頃,增幅達 125%,同一時間,原始森林遭到大量砍伐,棲地減少對八色鳥造成威脅。

推測八色鳥的族群動態時,掌握八色鳥的遷徙路徑,才能確認是否因度冬棲地遭受破壞而影響數量變化,常見方法分為直接連結研究法(如:衛星定位法)或間接研究法(如:穩定性同位素、遺傳標誌)。

目前在八色鳥研究上,最大的困境在於缺乏度冬地的證據。

被認為最有可能為度冬地的範圍,皆因當地缺乏研究觀測紀錄而無法釐清,而八色鳥其他繁殖地也因沒有正式的合作聯繫平臺,除了小規模的研究室間討論交流外,缺乏跨國性的整合機制,許多疑問仍待解決。

間接研究法與跨國研究:以金門國家公園鸕鶿調查為例

在探尋候鳥遷徙路徑的難題上,金門國家公園曾藉由大範圍比對各棲息地的鸕鶿(Phalacrocorax carbo)的羽毛穩定同位素(stable isotopes),累積了成功的經驗。

穩定同位素是一種天然標記物,是目前追蹤候鳥路徑時常用的方式之一。相較於衛星定位法,其優點在於較便宜、技術已發展相對成熟,但也會受某些環境條件影響準確度。穩定同位素在 1993 年首次應用於雪雁冬季棲地研究,現今已應用在許多鳥類研究中。

金門國家公園位於東亞候鳥遷移路徑上,每年皆記錄到許多候鳥及過境鳥,為推動保育研究、環境解說教育及環境生態監測等目的,過去研究人員曾對金門地區鸕鶿的生態習性進行研究。

鸕鶿又稱魚鷹,每年十月下旬會南下飛到長江以南的湖泊和金門度冬,直到隔年三四月再遷徙到北方繁殖。攝/張添財

鸕鶿於每年約十月至隔年四月間至金門度冬,因為在不同棲地間進行遷徙時(如繁殖地與度冬地),食物來源不同,鸕鶿體內組織中的穩定同位素特徵也不盡相同。當遷移到當下棲地時,動物一方面攝取新棲地的食物穩定同位素,另一方面原棲地食物的穩定同位素特徵仍會在體內維持一段時間,因此,動物體內的穩定同位素組成會呈現動態漸變的過程,比較不同棲地鸕鶿的這個漸變過程,就可了解鸕鶿的活動範圍及遷徙路徑。

研究人員藉由偵測鸕鶿體內的穩定同位素,得以推測這些鸕鶿的繁殖地。

此方法需要各地區鸕鶿的血液、羽毛樣本來進行穩定同位素數值比對。研究人員於 2006 年七八月期間前往中國黑龍江省札龍自然保護區、洪河自然保護區、三江自然保護區、烏蘇里江流域、興凱湖自然保護區、內蒙古自治區呼倫湖、青海省青海湖自然保護區、鄂陵湖,以及日本等地進行採集,終於獲得較充足的數據,釐清金門的鸕鶿遷徙路徑。

穩定同位素分析技術已逐漸成熟,目前有多國研究都採用這個方法,但在材料取得時常面臨困境,如血液樣本、羽毛樣本,往往需仰賴繫放團隊自行收集,或需透過跨國合作關係,從各地儲存的標本中獲取,如博物館、各研究室等。因此,在遷徙性物種研究上,需增加跨國合作的計畫,才得以促進輔佐資料的搜集。

鸕鶿通常成群結隊遷徙。夏季繁殖期間,鸕鶿的頭頸部會換上白色絲狀繁殖羽,下脅部會出現大白斑。攝/劉其祥

臺灣與日本跨國合作進行青斑蝶標放

每年春末於陽明山國家公園大屯山區,可觀察到青斑蝶(Parantica sita niphonica)有大發生(outbreak)和島內移動行為。為了研究青斑蝶生態習性,以及與日本之間是否有青斑蝶族群交流的現象發生,從 1997 年開始,臺灣蝴蝶研究人員與日本專家合作,利用青斑蝶的標識再捕法(Mark-Release-Recapture)進行研究。

青斑蝶會隨著季風移動,每年春夏季隨西南季風朝北飛,秋冬季則利用東北季風往南飛。一開始由於資料不多,科學家無法確定這兩群蝴蝶是否為同一族群。經過多年標記研究後,目前已有多筆臺灣地區標放個體在日本被發現,在日本的標放個體也有在臺灣再補獲的紀錄,可以確認青斑蝶確實在兩國之間有遷移擴散的情形。

青斑蝶又稱大絹斑蝶,具有長距離遷徙能力。攝/林家弘

自 2003 年起,每年五六月間,陽明山國家公園管理處都會舉辦蝴蝶季活動,帶動相關觀光與環境教育,與日本之間也因資訊交流頻繁快速,不僅提升學術進步,對青斑蝶的行蹤也更加了解。

目前已知青斑蝶主要分布於臺灣、日本、中國沿海、泰國及韓國等地。藉由遺傳差異分析,可得知臺灣的遺傳標記組成和日本的相似,而和中國則有很大的差異。這種擴大地區的合作,可以更清楚釐清青斑蝶的遷移動態和生態資訊。

跨域及跨國合作研究的必要

從以上案例可知,由於遷移性物種的跨國性或跨域性(例如紫斑蝶的島內遷徙),均需要有更廣大區域的合作研究,才能更便於了解這些物種的生態,也讓我們更能擁有充分清楚的資訊來保育珍貴的物種多樣性。

參考文獻

  1. 丁宗蘇。2005。鸕鶿生態習性調查。金門國家公園管理處。金門。
  2. 林唯潁。2003。青斑蝶族群遺傳結構之研究。國立臺灣大學。臺北。
  3. 林瑞興。2005。臺灣低海拔地區八色鳥分布及巨觀棲地分析。水利署中區水資源局,臺中。
  4. 林瑞興。2017。湖山水庫及斗六丘陵以外地區八色鳥族群數量調查。特有生物研究保育中心。南投。
  5. 李文玉。2011。八色鳥(Pitta nympha)潛在繁殖地與度冬地分布預測。臺灣大學。臺北。
  6. 唐錦淇。2012。青斑蝶生物學與生殖發育之研究。臺北市立教育大學。臺北。
  7. Bowen, G. J., Wassenaar, L. I., & Hobson, K. A. 2005. Global application of stable hydrogen and oxygen isotopes to wildlife forensics. Oecologia, 143(3), 337-348.
  8. Webster, M. S., et al. 2002. Links between worlds: unraveling migratory connectivity. Trends in Ecology & Evolution, 17(2), 76-83.

本文亦刊登於臺灣國家公園生物多樣性資料庫

  • 責任編輯/竹蜻蜓

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十年養一菌!普羅米修斯古生菌,加入洛基、索爾的阿斯嘉殿堂

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不論微生物、動物、植物,大多數野生生物都無法人為養殖。一隊日本科學家經歷 12 年嘗試以後,順利培養出一種古生菌,不僅是微生物學的突破,對於追溯生命的演化史也很關鍵。因為此一新問世的「普羅米修斯古生菌」,與 20 億年前我們祖先的細胞,應該頗有相似之處。1, 2, 3, 4

普羅米修斯古生菌,總算見到你了!圖/取自 ref 4

要了解養出普羅米修斯的意義,我們要先回到很久很久以前……

內共生:真核生物的起源

生物可以分為真核生物(eukaryote)和原核生物(prokaryote)兩大群,原核生物又有古生菌(archara,也叫作太古生物)與細菌兩種。真核生物是建立於原核生物的基礎上,最晚才誕生的。

目前認為大概在 20 億年前,有一種古生菌吞進細菌,卻沒有把細菌分解掉,而是讓細菌留在古生菌的細胞裡頭,雙方發展出奇妙的共生關係,最後細菌演變為粒線體——這就是所謂的「內共生」。

內共生事件發生的時候,古生菌的細胞是處於何種狀態?之前根據不同證據,有各式各樣的推論,如今,全新問世的普羅米修斯,替這個問題帶來全新的線索。

真核細胞誕生的示意圖。圖/取自 ref 2

我們祖先的兄弟們——阿斯嘉戰隊?

絕大部分微生物都無法人為培養,尤其是那些住在極端環境的物種,因此研究它們並不容易。所幸近年誕生的總體基因體學(metagenomic)可以直接定序,取自環境樣本中所有的 DNA 片段,再拼湊出不同生物的基因組。

總體基因體學的研究方法帶來許多重大突破,像是 2015 年發表的一篇論文,報告一種住在海底淤泥的古生菌,基因組中竟然存在許多真核生物的基因!5

這種前所未見的古生菌被取名作「洛基古生菌(Lokiarchaeota)」,名字來自北歐神話的洛基;最近一系列漫威電影中,由湯姆.希德斯頓(Tom Hiddleston)演出的洛基大出風頭,應該不用再多做介紹。

2016 年,又有論文報告與洛基類似的古生菌,既然第一種叫作洛基,第二種被稱作索爾(Thorarchaeota)聽起來很合邏輯。有二又有三,有三還有四。2017 年發表的論文,再度發表兩款遺傳上類似的古生菌,論文給予它們的名字不難預測:奧丁(Odinarchaeota)和海姆達爾(Heimdallarchaeota)。6, 7

阿斯嘉戰隊?!索爾、洛基、奧丁、海姆達爾。圖/取自 theflitecast

出現洛基、索爾、奧丁、海姆達爾以後,這群古生菌順理成章地被統稱為「阿斯嘉(Asgards)」古生菌,它們本身是古生菌,卻帶有不少真核生物的基因。真核生物最初起源自古生菌的細胞,合理的推測是,當年有種阿斯嘉古生菌的成員或是近親,正是真核生物的祖先。

根據遺傳關係判斷,和真核生物最相似的是海姆達爾。然而,所有阿斯嘉戰隊的成員,都是在環境中取得 DNA 再拼湊成基因組的結果;我們只能電腦上談菌,不知道它們的實際型態、生理特徵、成長方式,甚至也無法肯定它們實際存在。

這回發表的普羅米修斯古生菌證實,阿斯嘉都是真的!

養菌十二年!

從開始到成功養出普羅米修斯古生菌,總共耗費 12 年;洛基的論文在 2015 年發表,算算時間就會發現,一開始嘗試培養的時候,根本對什麼洛基、阿斯嘉都毫無概念。日本科學家由日本外海 2533 公尺深處,充滿甲烷的海底淤泥中取樣培養,目的是希望找到能分解甲烷的微生物;結果見到普羅米修斯,算是個意外。

3 種微生物共存。圖/取自 ref 1

原本住在極端環境的普羅米修斯非常難養,研究者測試出添加 20 種氨基酸和奶粉的配方,讓微生物在攝氏 20 度時能穩定生長;有趣的是,這並不是它們本來環境的狀態。

此時共有 3 種微生物共存,一種是 Halodesulfovibrio 細菌,占培養液的 85%;另一種是 Methanogenium 古生菌,占 2%;剩下的 13% 則是普羅米修斯。去除細菌以後,剩下兩種古生菌,此時培養液中超過 80% 是普羅米修斯。

普羅米修斯和 Methanogenium 2 種古生菌共存。圖/取自 ref 1

兩種細胞的型態差異很大,Methanogenium 體型較大,直徑一般超過 2 微米(μm)。普羅米修斯非常小,直徑只有 300 到 750,平均 550 奈米。

體型差很多以外,Methanogenium 一般單獨存在,普羅米修斯卻會多個聚集成一團,細胞外頭包圍著細胞外聚合物(extracellular polymer substance,簡稱 EPS)。

電子顯微鏡下,左圖是一群普羅米修斯古生菌聚集在一起,細胞外包圍著細胞外聚合物。右圖是正在分裂的細胞。圖/取自ref 1

奇菌飼育學

終於繁殖成功以後,可以直接觀察普羅米修斯的各種行為。它長的非常緩慢,遲滯期(lag phase)達到 30 到 60 天、細胞發育完全要花 3 個月、複製需要需要 14 到 25 天。不要說大腸桿菌,這種生長速度比生物學實驗常用的果蠅、線蟲還慢,可是它只是單細胞生物呀!

普羅米修斯本身厭氧。有意思的是,它與一同生活的 Methanogenium 會交流化學物質,稱作營養共生(syntrophy);它可以利用共生同伴的電子傳遞鏈分解氨基酸,生產氫和甲酸(formate)。

電子顯微鏡下,普羅米修斯和 Methanogenium(白色箭頭)共存的狀態。圖/取自 ref 1

人為成功培養出的品系,論文給予的全名是「‘Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum’ strain MK-D1」:屬名 Prometheoarchaeum 是普羅米修斯古生菌,名字來自那位把火帶給人類的希臘神話人物;種小名 syntrophicum 來自營養共生的特性;MK-D1 是品系編號。

活生生的普羅米修斯,是智人首度親眼見到完整的阿斯嘉古生菌,可以直接遺傳定序。普羅米修斯的基因組和洛基最相似,大小是 4.46 Mb。這下總算證明,之前由環境樣本中 DNA 拼湊出的洛基、索爾、奧丁、海姆達爾都是真實人物,阿斯嘉古生菌確實帶有類似真核生物的基因。

於是北歐神話的阿斯嘉殿堂中,多出了一位希臘神。

用 31 種核糖蛋白(ribosomal proteins)建構出的演化樹,不同於古生菌,普羅米修斯和真核生物被歸類到同一群。圖/取自 ref 1

內共生的過程中,粒線體本來其實是第三者?

後來成為真核生物的古生菌祖先,當初可能很類似普羅米修斯,因此獲得活生生的普羅米修斯細胞,對於了解真核生物的演化相當有參考價值。值得注意,普羅米修斯不但體型非常小,內部也缺乏看起來像是胞器的結構。

詳細考慮普羅米修斯具備的基因與代謝路徑後,這篇論文主張,祖先古生菌吃進祖先粒線體細菌那個時候,應該和其他的微生物呈現共生狀態。

也就是說,祖先古生菌是在已經有了營養共生夥伴的狀況下,再與另一位第三者發生共生關係。後來演化成粒線體的細菌,一開始其實是第三者。

然而也要考慮到,普羅米修斯和其他阿斯嘉古生菌,與我們真核生物的祖先分家超過 20 億年,這是一段非常非常非常漫長的歲月。即使阿斯嘉和我們祖先的親戚關係最接近,它們卻不直接等於我們的祖先。無法保證普羅米修斯和我們的祖先一模一樣,所以用普羅米修斯為參考作出的推論,雖然很有價值,卻未必符合真實狀態。

等待後續研究的時候,大家先來歡迎北歐阿斯嘉戰隊的最新成員——來自希臘的普羅米修斯!

延伸閱讀

參考文獻

1. Imachi, H., Nobu, M. K., Nakahara, N., Morono, Y., Ogawara, M., Takaki, Y., … & Matsui, Y. (2020). Isolation of an archaeon at the prokaryote–eukaryote interface. Nature, 1-7.

2. Meet the relatives of our cellular ancestor

3. Scientists glimpse oddball microbe that could help explain rise of complex life

4. The life of archaea

5. Spang, A., Saw, J. H., Jørgensen, S. L., Zaremba-Niedzwiedzka, K., Martijn, J., Lind, A. E., … & Ettema, T. J. (2015). Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes. Nature, 521(7551), 173-179.

6. Seitz, K. W., Lazar, C. S., Hinrichs, K. U., Teske, A. P., & Baker, B. J. (2016). Genomic reconstruction of a novel, deeply branched sediment archaeal phylum with pathways for acetogenesis and sulfur reduction. The ISME journal, 10(7), 1696-1705.

7. Zaremba-Niedzwiedzka, K., Caceres, E. F., Saw, J. H., Bäckström, D., Juzokaite, L., Vancaester, E., … & Stott, M. B. (2017). Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity. Nature, 541(7637), 353-358.

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

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降低膽固醇有撇步,突破迷思健康顧

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高血脂症對人體造成最主要的影響就是「動脈硬化」,動脈硬化若發生在腦部會造成腦中風、發生在心臟會造成心肌梗塞、發生在四肢則會造成周邊動脈阻塞,所以,高血脂症的影響觸及全身器官,應是需要被關注的全民健康議題!

雙和醫院心臟內科邱淳志醫師表示,許多高血脂症患者在自行停藥後,原本已控制的膽固醇就可能會再次回升,而當膽固醇超標時,將造成體內的血管慢性發炎,容易形成血管內的血栓,進而增加急性腦中風或是心肌梗塞的機會,所以不建議隨意自行停藥。

而有些高血脂患者則希望透過改變生活型態、適度運動,來降低膽固醇指數,然而此方法並非適用所有人,若經由非藥物的方式仍無法有效控制膽固醇數值時,應透過藥物治療,且高血脂症亦屬慢性病的一種,應該遵從醫囑規則服藥控制,停藥前應該先與醫師討論為宜。

低密度膽固醇 LDL-把血管當垃圾場的垃圾車

邱淳志醫師解釋道,低密度膽固醇屬於膽固醇的一種,低密度膽固醇的作用主要是把膽固醇從肝臟運到全身細胞之中運用。

當低密度膽固醇過高時,就有點類似垃圾車,把這些過剩的膽固醇全部運送到血管壁堆積,造成血管狹窄。垃圾車對身體來說是必要的,但是如果數量過多的時候,血管會被塞入過多的膽固醇造成動脈硬化影響血管健康。

根據許多跨國的研究結果,對心肌梗塞或中風等高危險群而言,若能把血中低密度膽固醇降得比較低,便能降低未來復發的機率。後來更進一步發現,針對之前沒有發病過的高危險族群,若能降低血中的低密度膽固醇數值,未來發生心肌梗塞與中風的機會也會降低。

所以,根據實證醫學的觀點,當我們能控制低密度膽固醇不超標,可以減少心肌梗塞或中風的機會。至於數值要控制到多低,根據每人狀況不同,標準會因人而異。

若為一般高血壓或糖尿病沒有其他風險因子的病人,希望低密度膽固醇控制低於 130 mg/dL;如果曾經中風、罹患慢性腎臟病的患者,根據 2017 台灣高風險病人血脂異常臨床治療指引的建議是降到低於 100 mg/dL;如果曾經發生過心肌梗塞或是心臟血管有阻塞的患者,目前根據 2017 台灣高風險病人血脂異常臨床治療指引的建議是把低密度膽固醇降到低於 70 mg/dL。

最新 2019 年歐洲心臟學會發布的高血脂症治療指引,將某些極度高風險的病人壞膽固醇建議值由原先的 70 mg/dL 下修至 55 mg/dL,顯示膽固醇數值降低的重要性。

如何控制壞膽固醇?

面對膽固醇過高,治療方式分為「非藥物」及「藥物」兩種方式。

「非藥物的方式就是飲食均衡規律運動、維持理想體重等健康的生活型態,讓低密度膽固醇下降。」邱淳志醫師表示,「藥物治療是使用口服藥,這類的藥物主要是在肝臟促進低密度膽固醇的代謝。服用口服藥的時候,有些人會出現肌肉痠痛的狀況。」

怎麼辦?我每天都有規則服藥,為什麼壞膽固醇還是降不下來?

治療過程中,部分患者可能會遇到每天都有規則服藥,飲食也很節制,但是壞膽固醇還是居高不下的狀況。邱淳志醫師說明道,因為每個人體內膽固醇代謝的狀況不太一樣,除了飲食攝取之外,另一部分的膽固醇是由身體製造的,當合併有其他代謝疾病,像是糖尿病、甲狀腺問題、腎臟功能不好,這些患者體內血液中低密度膽固醇的濃度就會很高。

還有一部分患者是與遺傳有關,家族成員都有膽固醇偏高狀況,即使規則用藥,膽固醇指數仍不容易降下來。這時就要考慮增加口服藥物劑量或合併使用新型降血脂藥物 PCSK9 抑制劑針劑治療,以及改變生活型態、增加運動量、調整飲食,才有機會進一步降低膽固醇指數。

若於一年內曾發生過心肌梗塞或中風的患者,就屬於「高危險族群」,我們需要更積極地降低患者的膽固醇,以避免復發,所以可以考慮使用 PCSK9 抑制劑針劑合併治療或單獨治療來幫助降低膽固醇。高危險族群最好趕緊把壞膽固醇降到低於 70 mg/dL 以下,才算達標。若患者罹有心血管疾病合併糖尿病,根據 2017 台灣高風險病人血脂異常臨床治療指引,可以考慮把壞膽固醇降低到 55 mg/dL 以下。

邱淳志醫師表示,PCSK9 抑制劑針劑的作用是幫助血液中的壞膽固醇回收到細胞內,不再於血管中遊走,能有效降低血液中低密度膽固醇的數值,無論原本是否有服用降血脂藥,針劑的使用可以讓壞膽固醇濃度降低 50 % 以上,最高可達到 60 % 左右的降幅,幫助患者達到治療目標。

針對 PCSK9 抑制劑針劑臨床使用,一般會建議合併口服藥物,口服藥的劑量有機會可以減少。有些對口服藥物過敏或無法忍受副作用的病人,才會單純使用針劑來降低血脂。針劑目前主要作為口服藥物的輔助,加強治療效果。和傳統口服藥物比較,針劑較少產生肌肉痠痛、肝臟功能受損等副作用。

哪些人為高血脂症的高危險族群?是否有家族遺傳可能性?

邱淳志醫師指出,高血脂的高危險族群包括糖尿病、甲狀腺功能異常、慢性腎臟病等病患。有些高血脂症有家族遺傳的可能性,很多高血脂症的病人,可能家族裡成員的膽固醇都有偏高的狀況;比較嚴重的狀況像同合子家族性高膽固醇血症 (Homozygous FH, HoFH) 相當罕見,目前為政府公告之罕見疾病,患者的膽固醇濃度是一般人的 4-6 倍,低密度膽固醇可能高達 500-1200 mg/dL,會大量增加動脈粥狀硬化及心血管疾病的風險。

關於高血脂症常見的四大錯誤迷思

迷思一:血脂高,但身體沒有不舒服,就可以不接受治療或者停藥?

做完健康檢查,病友看到血脂指數的紅字,可能會想說:「我又沒有不舒服,應該沒關係吧!」這樣的觀念其實是有危險的,因為高血脂是影響全身的慢性疾病,長期高血脂會影響血管的健康,引發動脈硬化,導致腦部,心臟以及其他器官的傷害。

因此,即使病友們覺得目前自己沒有不舒服,還是得考慮治療。降低膽固醇是一個長期保護血管的方式,最好要和醫師合作以生活型態調整加上藥物積極的達到治療目標,而不是不管它,在身體埋下未來健康的未爆彈。

邱淳志醫師提醒道,心血管疾病有年輕化的趨勢,並不會因為年輕就不會生病,所以要及早治療這些危險因子,預防才是最好的治療。

迷思二:膽固醇降太低,會不會有副作用?

根據目前最新的臨床研究,某些壞膽固醇降得很低的患者,並沒有發生什麼特別的副作用。同時,根據英國倫敦帝國學院的研究發現,將病人的膽固醇降到跟新生兒的水平一樣時可以降低約 1/3 的心臟病發作,中風及其他致死性心臟病的風險。

另外有些先天遺傳基因缺陷的人,體內缺乏一種蛋白質 PCSK9 (Proprotein convertase subilisin/kexin type 9) , PCSK9 與膽固醇的代謝有關。天生缺乏 PCSK9 的人,血中的膽固醇維持在很低的濃度,和一般人比較,這些膽固醇偏低的人未來發生心血管疾病的機會低很多,且他們並沒有因為膽固醇偏低造成內分泌的問題,一樣能結婚生子,並不會因為膽固醇過低就影響身體的機能。

因為我們所謂的膽固醇降低,其實是血液中的膽固醇降低,不代表身體裡面不存在膽固醇,只是膽固醇被移到細胞裡運用,而不是留在血管中造成動脈硬化。

迷思三:美國修改飲食建議,不限制蛋黃的攝取,所以就能肆無忌憚地吃?

修改飲食建議不代表「吃東西就可以肆無忌憚」。邱淳志醫師進一步說明,體內膽固醇一部分來自飲食攝取,大部分是身體裡面自己合成。雖然日常飲食不是影響血中膽固醇最主要的因素,但假如吃了太多對健康有不良影響的食物,像是反式脂肪、紅肉、高溫油炸及燒烤的食物等等,不僅會影響膽固醇數值,像是血糖上升和其他的食品添加物也會增加其他疾病發生的危險。

所以,別以為美國不限制蛋黃攝取後,飲食上就能不受限制地一直吃,平時還是要依照國民健康署的每日飲食指南的建議均衡攝取六大類食物,以原型食物為主,避免過度加工的食品。

迷思四:膽固醇過高可以單靠飲食、運動,以及吃健康食品來控制?

很多病友在調整生活型態、吃健康食品之後,會發現膽固醇下降幅度仍有限。畢竟如果健康食品的降脂效果很好,它就會被當成「藥物」而不是「健康食品」。如經生活型態調整後膽固醇控制如未能達標,最好還是要根據醫師建議,適時服用藥物來改善自己的血脂狀況。

患者常詢問的「紅麴」,因紅麴菌素的結構類似他汀類藥物,通常不建議與降血脂藥物合併使用,以免產生交互作用及增加肌肉痠痛與無力等副作用的風險。

邱淳志醫師提醒,服用健康食品要特別留意,應先和醫師溝通和了解,以免花了錢,沒有促進健康,反而增加非預期的副作用,得不償失。

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首批研究出爐!關於2019新型冠狀病毒(俗稱武漢肺炎)我們目前知道什麼事?

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文 / 廖英凱、雷雅淇

2019年12月,不明原因肺炎在中國武漢出現。2020年1月7日,經全基因組定序確認為新型冠狀病毒,世界衛生組織命名為 2019-nCoV(2019新型冠狀病毒),俗稱武漢肺炎。1月下旬,關於 2019-nCoV的相關臨床統計、病理研究與傳播模式的學術研究,以及與疾病管制科學有關之評論陸續發表。在這篇文章裡,我們挑選了首批發表的三篇相關研究,一起來看看這些研究告訴了我們什麼?又有哪些限制?

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目前學術研究發現的重點摘要:

  • 確認 2019-nCoV 與 SARS 類似
  • 可以跨城市尺度人對人傳染
  • 發現有出現無症狀感染的病例
  • 封城隔離成效有限,有可能蔓延到北上廣等大城市,台日韓等國有較大蔓延風險(該結論未經同儕審查)
  • 本文於2020年1月27日刊登,仍有許多與2019-nCoV相關的研究正在進行,研究的發現也有可能不是最終結果。

嚴重症狀患者臨床症狀統計

武漢金銀灘醫院統計41位中重症患者的臨床症狀,研究成果於2020年1月24日發表於知名醫學期刊 The Lancet(刺胳針):

Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China 

該研究針對本次疫情初期,症狀較嚴重的 41 位病人,臨床症狀的統計發現 2019-nCoV  與 SARS 有類似的症狀如發燒、咳嗽、肌痛與疲勞。

所有患者在電腦斷層掃描中,均觀察到肺炎症狀;其他常見症狀有(百分比為該研究統計中的患者比例):

發燒37.3度以上(98%)、咳嗽(76%)、肌痛或疲勞(44%)、痰(28%)、頭痛(8%)、咳血(5%)、腹瀉(3%)

較重症的部分:

  • 55%的患者會呼吸困難,這些患者從初始症狀發作到呼吸困難的平均時間為八天。
  • 29%的患者併發急性呼吸衰竭;15% 病毒血症;12% 急性心臟損傷;10% 繼發感染。
  • 有32%(13位)患者送入加護病房;15%(6位)患者死亡。

目前推估的傳染時間表。source:The lancet

也須留意這是本次疫情初期,確診後已有肺炎症狀,可視為中度至重度症狀的病人,完全不等於感染 2019-nCoV 的症狀表現,目前針對其他患者的觀察,仍有相當比例是未產生肺炎的輕症表現。

傳染病防治醫療網指揮官張上淳教授,在「2020/1/26 中央流行疫情指揮中心嚴重特殊傳染性肺炎記者會」上,則指出目前針對患者的初步觀察,粗估致死率約為 3%,但仍須繼續追蹤。

此外,該研究聲明目前尚無對冠狀病毒的感染有效的抗病毒治療方法,但過去針對 SARS 和 MERS 的研究中,已發現有藥物可能有助於該類疾病的治療,目前也已經展開將該類藥物應用於 2019-nCoV 的治療研究。

確認人傳人途徑與發現無症狀病例

香港大學深圳醫院針對一個深圳的家庭,研究病毒傳播方式,研究成果也於2020年1月24日發表於知名醫學期刊 The Lancet(刺胳針):

A familial cluster of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: a study of a family cluster

該研究針對一個深圳的家庭研究,該家庭中有六人前往武漢旅遊一周,並於旅遊期間接觸已被 2019-nCoV 感染的家庭,導致六人家庭其中五人於旅遊期間被感染。其中四人於武漢旅遊期間已出現發燒、虛弱或腹瀉等症狀。

感染的五個人,都沒有接觸過武漢的市場或動物,僅有其中兩人曾前往當地醫院,返回深圳後,又感染一名未前往武漢的家庭成員,因此可以相信是傳染途徑為透過人傳人。

受感染深圳家庭成員的旅遊、疫情發作與就醫時間表。source:The lancet

該家庭於深圳就醫時,確認感染 2019-nCoV,受感染者肺部出現「放射狀玻璃樣混濁變化(radiological ground-glass lung opacities)」,且年齡較大(60歲以上),擁有更多與更嚴重的全身症狀。

然而,家庭中有兩位兒童成員,其中一位兒童成員雖同行至武漢,但並未感染 2019-nCoV,另一位兒童成員雖沒有顯示發燒、咳嗽等狀況,但電腦斷層掃描仍發現肺部有異狀,確診為感染 2019-nCoV,代表 2019-nCoV 可能可以有無症狀感染的特性。

研究團隊的基因組分析亦支持 2019-nCoV 與 SARS 相似,基於 SARS 病原被證實來自中國菊頭蝠(Chinese horseshoe bats)[1]。且本次疫情起源與華南海鮮市場高度相關,研究建議應對野生肉類的食用與貿易加以管制。

華南海鮮市場。source:Wikimedia

總括而論,研究結果確認 2019-nCoV 與 SARS 類似;可以在家庭與醫院中,達到人對人的傳播;可以在跨城市傳播;可能可以無症狀感染。研究者亦建議應該盡早隔離患者,並追蹤與隔離接觸。

傳染程度評估與預測

以英國 Lancaster 大學醫學院為主的幾位專家,基於既有 2019-nCoV的病例資料,提出了傳染狀況的未來預測,與達到成功疾病管制的目標門檻與限制:

Novel coronavirus 2019-nCoV: early estimation of epidemiological parameters and epidemic predictions

  • 該研究尚未經過同儕審查,應對該研究持保留態度

2019-nCoV 的基本再生數

該研究利用2020年1月21日以前病例報告,套入傳染病的傳染模型,估計出 2019-nCoV的基本再生數(R0, Basic reproduction number)為 3.6-4.0(95%信賴區間)。

基本再生數的意義是指一個病人,在易感染的人群中,平均能感染的人數。R0= 3.8-4.0 代表在此研究的統計中,平均一個病人會再感染到3.8-4.0人。如果能透過措施使基本再生數小於1,也就是平均一個病人,會再感染不到1個人,則該疾病就能被撲滅。因此,須確保至少72-75%以上的感染者,能被控制不再傳染給他人,則該疾病就能被阻止傳播。

以 SARS 為例,WHO有研究估算 SARS 在香港的傳播初期,R0為 2.9,但實施控制隔離措施後,R0降為 0.4,代表疫情被有效控制 [2]

阻止傳播疾病的方法通常可透過增加社會距離措施(social distance measures),例如停班停課或管制公眾場所;治療與隔離;疫苗接種或抗病毒藥物的預防性投藥。來降低基本再生數。

不過R0的估算受到統計資料品質與傳播模型選用的影響很大,WHO 針對 2019-nCoV的估算則為 1.4 – 2.5 [3]倫敦帝國理工學院MRC全球傳染病分析中心(MRC Centre for Global Infectious Disease Analysis)則估算為 2.6(不確定範圍為 1.5 – 3.5)[4]

確診人數偏低

研究估計確診人數僅佔總感染人數的 4.8-5.5%(95%信賴區間),有可能代表社會上仍有大量人口未被確診。

感染人數可能持續上升

研究認為如果疾病管制或傳播方式沒有改變,則自1月21日起,預估至2月4日的兩周後,武漢的受感染人口將會超過19萬人(預測區間為 132751 人至 273649 人),且可預期在中國大陸的其他城市(如北京、上海、廣州、重慶、成都)進一步爆發疫情,並加速傳播到其他國家的速率,風險最大的國家或區域為:泰國、日本、台灣、香港、韓國。

封城效果有限

研究表明就算封鎖 99% 的武漢對外交通,至2月4日時,武漢以外的疫情也只會減少 24.9%

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但仍須強調,該研究尚未經過同儕審查,必須對此研究的所有數據、方法與論述等持保留態度,並關注後續論文同儕審查的進度。

評論、限制與持續警覺

針對 The Lancet(刺胳針)期刊上武漢金銀灘醫院與香港大學深圳醫院的研究, The Lancet期刊編輯部亦發表了編輯評論:

Emerging understandings of 2019-nCoV

編輯評論認為中國大陸當局從過去 SARS 不充分的感染控制措施中成功吸取了教訓,而能在本次疫情中迅速分離病毒並完成基因定序 [5],而能使各國藥廠開始製作篩檢用試劑盒。評論認為在多數的狀況下,中國大陸當局在隔離病患與接觸者、診斷與治療,以及公眾教育上正在達到國際標準。並引述了世界衛生組織(WHO)總幹事( Director-General) Dr.Tedros Adhanom Ghebreyesus 的論點,Dr.Tedros 讚許了中國大陸在本次疫情中的透明性、資料共享與快速反應。

雖然世衛組織尚未針對本次疫情發布國際公共衛生緊急事件(PHEIC,作者註:如2019年7月剛果伊波拉病毒即被列為PHEIC)而引發諸多評論與猜測,但編輯評論仍讚許世衛組織未屈服於壓力的判斷。

source:WHO

編輯評論中也提及了煽動恐懼的新聞報導方式,會損害執政當局的感染控制策略成效。且隔離等感控措施,有很大程度取決於執政當局與在地公眾之間的信任。評論中也強調醫護工作者的感染風險仍令人極度擔憂(extremely worrying);也尚無法確認隔離措施所帶來的成效。

但是,對比之下 Lancaster 大學等團隊的研究,則較不支持封城隔離的成效,並認為不應輕忽未就醫或未確診的黑數。且中國大陸當局的媒體輿論控管策略是否增進公眾信任,仍有諸多評論與批判,例如:

先別提什麼研究了,你知道防疫的關鍵就是你自己嗎?

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回到個人尺度,面對持續蔓延的疫情,我們能如何面對呢?

注意個人衛生和飲食習慣

目前對2019新型冠狀病毒的完整傳播途徑,尚未完全瞭解,且目前未有疫苗可用來預防冠狀病毒感染。從發病個案的流行病學資訊來看,除了曾在華南海鮮市場活動外,亦有家庭群聚與醫護人員感染的個案報告,因此高度懷疑2019新型冠狀病毒可藉由近距離飛沫、直接或間接接觸病人的口鼻分泌物或體液傳染。

因此,面對2019新型冠狀病毒我們能做的預防措施與其他呼吸道感染相同,包括常用酒精消毒以及用肥皂洗手、配戴外科口罩,儘量避免出入人潮擁擠、空氣不流通的公共場所,且避免接觸野生動物與禽類,也避免食用生食或未煮熟的動物製品。更詳細的資訊也歡迎參考WHO所提供的建議

別輕信謠言,保持關注也別太過焦慮

而面對鋪天蓋地而來的各種資訊,我們可以持續關注但也無需太過焦慮。不論新聞說世界如何「淪陷」、有貼文資訊再怎麼「聳動」,都要記得無論國內外消息,都以最終疾病管制署公告的為主:國內消息國外資訊,和旅遊警示 在這裡。

還有還有,也不要因為恐慌而亂發假消息,如果因為亂發而消息造成社會的危害,是會被重重處罰的喔。根據《傳染病防治法》第 63 條「散播有關傳染病流行疫情之謠言或不實訊息,足生損害於公眾或他人者,科新臺幣三百萬元以下罰金。」,因此在面對資訊想分享時,也要記得三思而後傳啊!

One more thing… 不要再說「武漢肺炎」了

武漢肺炎、或是武漢肺炎病毒叫起來多順,嚴重特殊傳染性肺炎、2019新型冠狀病毒好長啊,為何不用俗稱就好?它的確也是從武漢開始的啊,而且中東呼吸系統症候群、西班牙流感不也是這樣?

還記得偶像劇我要變成硬柿子》裡的男主角因為名叫阮適止,而被從小欺負到大的故事嗎(天啊到底有多少人知道這個梗XD)?傳染病人人避之唯恐不及,而一但名字取錯了,會產生一些意想不到的負面影響。例如其實不會透過食用豬肉而被傳染豬流感,但因為其名稱的關係,導致大眾容易對豬肉產生不必要的誤解。

因此在2015年,世界衛生組織發布了人類傳染病命名指南,認為傳染病命名應該避免使用:1. 地理位置(例如中東呼吸綜合症、西班牙流感);2. 人名(例如庫賈氏病、恰加斯病);3. 動物或食物的種類(例如豬流感,禽流感);4. 文化、人種或職業(例如退伍軍人症);5. 引起過度恐懼的術語(例如未知、致命)。而最佳的命名法應由:1. 疾病的症狀(例如呼吸系統疾病)和一般性的描述詞組成;2. 使用更具體的描述,來彰顯疾病的特徵,例如季節性、嚴重程度、影響對象;3. 若是已知的病原體,則應將病原體並名稱的一部分(例如冠狀病毒,流感病毒、沙門氏菌)。

所以,「武漢肺炎病毒」、「武漢肺炎」雖可作為簡易口語或俗稱使用,但 2019 新型冠狀病毒(2019-nCoV) 、嚴重特殊傳染性肺炎仍是較為理想且精準用法。可以的話仍盡量避免,或至少於作為俗稱使用時,明確聲明為俗稱,並提及病毒正式名稱。
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當疫情還在蔓延時,多一點認識就少一點恐懼。
Keep Calm and Carry On

參考資料:

  1.  Zhou, P., Fan, H., Lan, T., Yang, X. L., Shi, W. F., Zhang, W., … & Zheng, X. S. (2018). Fatal swine acute diarrhoea syndrome caused by an HKU2-related coronavirus of bat origin. Nature, 556(7700), 255-258.
  2.  WHO.(2003) Consensus document on the epidemiology of severe acute respiratory syndrome (SARS)
  3.  WHO. (2020/01/23). Statement on the meeting of the International Health Regulations (2005) Emergency Committee regarding the outbreak of novel coronavirus (2019-nCoV).
  4. Report 3: Transmissibility of 2019-nCoV
  5. Wuhan seafood market pneumonia virus isolate Wuhan-Hu-1, complete genome
  6. WHO best practices for naming of new human infectious diseases
  7. 看懂武漢肺炎病毒命名學避地名防污名化| 生活| 重點新聞

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長期嘴破、腹瀉、體重減輕,當心克隆氏症

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克隆氏症通常好發於 20 ~ 30 歲年輕上班族以及 40 ~ 60 歲中老年族群兩階段,但各年齡層亦可能發生。台中榮民總醫院胃腸肝膽科陳家昌醫師表示,目前克隆氏症病因仍不清楚,可能與遺傳、免疫系統、腸道菌種等因素有關,可確定的是在歐美屬較常見疾病,亞洲克隆氏症患者則相對較少,推論或許與環境、體質、基因有關。

克隆氏症常見症狀有哪些?如何診斷?

陳家昌醫師指出,克隆氏症常見症狀為腹痛、腹瀉,這些症狀一般人或多或少會遇到,然而克隆氏症或潰瘍性結腸炎屬不易好轉的慢性疾病,如果症狀反覆發生、持續超過 3 ~ 6 個月都未好轉,就要警覺,應盡快至醫院檢查。

除腹痛腹瀉之外,克隆氏症還可能出現血便、發燒、腸道狹窄等症狀,有些病況較嚴重的患者,體重也會驟減。有些患者因症狀較輕微而忽略就醫導致延誤確診,錯失及早治療的時機。

發炎性腸道疾病的診斷較複雜困難,醫師會先評估患者症狀,再透過胃鏡、腸鏡確認是否有較典型的克隆氏症、潰瘍性結腸炎症狀。有些患者會做電腦斷層,看看腸道是否有狹窄或發炎的狀況。

進行內視鏡檢查時醫師通常會做切片,讓病理科醫師檢查是否有克隆氏症的病理表現,綜合各種線索來下診斷。

克隆氏症能痊癒嗎?目前有哪些治療方式?

陳家昌醫師解釋,每個病患疾病表現皆不太一樣,有些患者出現過一次嚴重的發作後,會有很長一段時間好好的,感覺上似乎痊癒,但後來仍可能會再次發作;有些患者狀況可能一直都不太好,持續有輕度發炎狀況,一直不太舒服。

克隆氏症是個不易痊癒的慢性疾病,多數患者無法完全停藥,仍需持續服用免疫調節藥物,將病情控制穩定。若積極配合治療,大部分患者可像一般人正常生活。

克隆氏症治療不外乎內科藥物治療跟外科手術治療,藥物則是免疫調節藥物,如免疫抑制劑、類固醇等,有些患者可考慮使用生物製劑,原則上都是為了調節免疫系統。各藥物的機轉不盡相同,每個患者發炎程度也不同,故醫師會依患者狀況進行調整。

有些患者起初較嚴重,需直接使用生物製劑;症狀較輕微的患者,服用免疫調節藥物即可。類固醇是醫師蠻常使用的藥物之一,效果不錯且快速,但類固醇不能長期使用,通常使用於急性期。

使用生物製劑還是需搭配傳統口服藥物,一般很少單用生物製劑就將克隆氏症控制穩定,會使用到生物製劑的患者多為是中重度發炎,故還會搭配免疫抑制藥物或免疫調節藥物。

不只有腸道!克隆氏症還可能有多種腸道外症狀

克隆氏症為一種全身各處皆可能出現發炎的免疫疾病,若未及早控制恐引發其他腸道外症狀,如肝炎、關節炎、皮膚、口腔、眼睛、血管性栓塞等。

陳家昌醫師提醒,眼睛部分需特別注意,因嚴重的眼睛併發症恐造成視力減退、甚至失明。克隆氏症患者若覺得視力模糊或眼睛不適,應保持警覺盡快就醫,檢查是否有眼睛病變,如虹彩炎、葡萄膜炎等,及早預防才能避免失明的風險。

克隆氏症病友飲食是否有需特別注意的地方?

陳家昌醫師建議,若發炎狀況嚴重,飲食須特別注意,應以低渣飲食為原則。因腸道發炎會變得狹窄,若食物太硬、太大,不好消化,會造成患者不適。肉類應選擇較嫩的肉類,避免油炸、太硬。水果及蔬菜盡量選擇纖維質較低或打成汁。一些刺激性的食物,如辣椒、胡椒、大蒜等容易刺激腸道引起疼痛。牛奶、奶製品則會讓部分患者脹氣,在急性期要多留意。

如果患者已控制得很好,無發炎狹窄的問題,基本上飲食上無特別限制,但易產生病菌的生食類仍需避免。

日常生活須注意什麼?

陳家昌醫師提醒,患者應定期回診追蹤,積極配合醫師調整治療策略,不少患者剛確診時都會有些半信半疑,用藥一陣子後就感覺改善很多,覺得「應該好的差不多了,不用再吃藥了吧」,過了一段時間再回診通常就會發現疾病再次惡化,且這類案例屢見不鮮。

陳家昌醫師分享,曾有個 20 多歲女性患者出現腹痛、血便等症狀,起初以為是痔瘡,後來因症狀反覆出現,做了腸鏡才發現是發炎性腸道疾病,服用一段時間的免疫調節藥後,症狀曾一度改善,而後她未定期追蹤,直到某次嚴重血便、腹痛、發高燒才再度就診,腸鏡檢查發現已是嚴重發炎,需住院治療,經使用類固醇後,出現變胖、青春痘等副作用。後來醫師協助申請生物製劑治療,讓腸道狀況逐漸好轉,後續在門診追蹤服藥控制。

陳家昌醫師分享,克隆氏症患者本身其實蠻辛苦,家人、朋友的支持對他們有很大的幫助,讓他們不會一個人面對疾病。旁人能適時給予支持,對患者相當重要!

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新手爸媽照過來!減少嬰兒食物過敏的注意事項

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吃這個也癢,吃那個也癢,真是不舒服!食物過敏不僅讓人少了大啖美食的機會,嚴重時還會讓人喘不過氣,窒息而死!

究竟要如何減少嬰兒食物過敏,爸媽們請看過來,這些根據實證醫學的建議!

避免食物過敏的戰爭,在懷孕期間就要開打了嗎?

其實,如果媽媽本身不會食物過敏,就請放心地吃吧!從中獲取足夠的熱量及營養。而且,就算在懷孕及哺乳期避開高過敏性食物,也無法避免嬰兒食物過敏。

許多媽媽哺餵母乳的目的,就是要減少小孩過敏的機會。

以目前的研究結果來看,當母乳哺餵孩子四到六個月時,或許可以減少幼兒罹患異位性皮膚炎、早期喘鳴、及牛奶蛋白過敏的機會。

然而,研究認為母乳哺餵不一定能降低小朋友罹患氣喘、食物過敏、及過敏性鼻炎的機會!

當無法純母乳哺餵時,可以選用水解蛋白配方。

母乳哺餵到四到六個月大時,只要嬰兒可以控制頸部,也能在輔助下坐好,就可以讓嬰兒嘗試副食品了!

別因為怕孩子過敏就延遲添加副食品!

現在的研究顯示,若都不讓孩子接觸這些食物,之後食物過敏的機會反而比早早接觸高過敏性食物的孩童還要大!

以前有個說法很盛行,怕孩子會食物過敏,就什麼都先別給孩子吃。現在國內外的醫學見解則認為,如果嬰兒尚未有過敏症狀,可以在嬰兒四到六個月大時就添加高過敏性食物,無論是蛋、豆、花生、起士、優格、魚、帶殼海鮮都可以。

在添加副食品的時候,要注意幾件事情:

  1. 一次添加一種就好了,幾天過後再嘗試另一種,不要一次加很多種高過敏性食物。
  2. 嘗試高過敏性食物的地點應該在自家,不要在餐廳或托兒所等處。
  3. 準備食物時記得要煮熟食物,別讓嬰兒生食。

看完這些建議,新手爸媽是否心中更有個底了呢?如果嬰兒已有過敏症狀,或新手爸媽是個嚴重過敏者,都可針對食物過敏這問題再諮詢小兒科醫師喔!

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你知道嗎?睪丸可是有味蕾的喔!休蛋幾累,這表示能用蛋蛋嚐味道嗎?

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近期,一位國外的網友在 4Chan 討論區發佈了一則貼文,內容描述自己讀了一篇 2013 年的網路科學文章得知男性的睪丸具有像舌頭上的味蕾一樣的味覺受器,於是他真的將自己的蛋蛋泡進糖水看看。驚人的是,蛋蛋好像真的會感受到甜味!

這則貼文後許引發了許多的後續發展,並在網路世界逐漸發酵。 圖/4Chan

這股「蛋蛋有味蕾」的重大發現,開始在國外的迷因界開始逐漸擴大……

所以說……難道男性真的能用蛋蛋嚐到味道嗎?

逐漸擴大的「蛋蛋味覺挑戰」

這般有趣的消息一出,推特和抖音上瞬間多了許多親自挑戰用蛋蛋來「嚐嚐」味道的人,有用醬油的,還有檸檬汁、糖水,甚至還有人使用烤肉醬!

有些人說他好像真的嘗到味道了,非常的驚訝與感到訝異,卻也有些人說根本嚐不到味道,認為這完全是一個錯誤消息。但無論如何,這項「蛋蛋味覺挑戰」在眾人的「親身驗證」之下越傳越兇,關鍵字搜尋量也逐漸飛升……

不……等等!我知道這很有趣,但還是先不要太快嘗試啊!

不過,以科學的角度來解釋,到底有沒有辦法藉由蛋蛋來嚐到味道呢?要解釋這個問題,首先就得要先了解味覺到底是如何傳導的!

味覺的傳導到底是怎麼一回事?

在揭開真相之前,還是先回到舌頭上來了解一下,究竟我們的味蕾是如何讓我們嚐到味道的呢?

人類的舌頭上有非常多的味蕾,味蕾裡面有許多細胞,分別是:負責偵測味道的味覺細胞 (taste cell)、負責支持味蕾架構的支持細胞  (supporting cell),還有未來會分化成長成上述這兩種細胞的基底細胞  (basal cell)。這三種味蕾細胞大部分都長在味乳突  (taste papillae) 上,佈滿整個舌頭。

味蕾的剖面圖。圖/維基百科

味覺細胞的尖端分布很多味覺毛,味覺毛上則分布很多通道蛋白,也就是所謂的「味覺受器」。特定的味覺受器和特定的分子或離子結合後,味覺細胞會產生一個電位,讓連接著味蕾的神經將此電位傳至大腦,進而產生不同味覺。比如說:

  • 和氫離子結合就會產生酸味、
  • 和鈉離子結合就會產生鹹味,
  • 而比較近期發現的鮮味,則是和穀氨酸結合產生的喔!

總而言之,只要大腦產生味覺,我們就會有「啊!這杯飲料好甜」或是「這顆糖果好酸」諸如此類的反應。

這張就是經典的味覺分布圖,雖然廣為流傳但後來被證明是錯誤的。圖/維基百科

不過這邊來小小跟大家釐清一個觀念!大家應該都有看過一張圖,上面畫著舌頭,而且不同區域能感受到不同味覺,對吧?

嘿嘿,告訴你,其實所有的味蕾都能感受到所有的味覺喔!這代表在舌頭的每個區域,都能嚐到所有的味道喔!別再搞錯啦!

所以說,到底能不能用蛋蛋感受到味道呢?

就在你了解味覺傳遞的方式後,我要告訴你兩個非常殘酷的事實:

第一,單憑味覺受器是無法產生味覺的,還必須要有神經與味覺細胞的合作。

第二,就算你把蛋蛋泡進超有味道的湯裡面,睪丸跟湯中間還是隔著你的蛋蛋袋「陰囊」啦σ ゚∀ ゚) ゚∀゚)σ !

畢竟有味覺受器的是睪丸,但是睪丸外面還有陰囊包覆著,所以在湯無法接觸睪丸的狀況下,不管怎麼樣你都無法用蛋蛋嚐到味道。

而且,若是蛋蛋真的嚐得到味道,男性下面流汗時就會一直嚐到鹹鹹的了,對吧?

所以,結論就是呢,蛋蛋是無法產生味覺的,從各方面來解釋都完完全全的不行。

嘿!先別難過嘛!睪丸味覺受器還是很有用的啦!

你可能還會想一件事,如果蛋蛋真的無法嚐到味道,那……那些在抖音和推特說他們嚐到味道的人到底發生什麼事了?

實際上,有個比較合理的解釋,那就是人其實在判別味道時,「嗅覺」也佔了很大一個部分。舉個例子來說,若捏著鼻子喝雪碧和可樂,是不是有點難分出哪一杯是可樂,哪一杯是雪碧呢?

雖然說有些人能透過氣泡感和飲料質地來辨別,但是在味覺的本質上,都是單純的甜味,其實讓人很難辨別,對吧?(好啦,我就是分不出來的人。)

所以說,感受到味道的人很有可能只是「嗅覺」感受到氣味而已。

既然嚐不到味道,那睪丸味覺受器是作什麼的?

實際上,我們的大腦、胃、肺、腸還有胰臟,都和睪丸一樣有味覺受器,不過目前這接味覺受器尚在研究中,實際用途還不明確喔! 

而且,這個在睪丸的味覺受器,沒有它可就不好啦!它實際上還是非常有用的!

研究團隊發現,當小鼠的睪丸的味覺受器  (TAS1R) 因遺傳變異而缺失時,這隻小鼠將會不孕。於是,研究團隊再做了一個實驗來驗證這件事情:他們生產出睪丸味覺受器易被藥物抑制的模式小鼠,再用藥抑制,發現這樣的小鼠在精子生成時,生成的精子會呈現畸形,且無法活動。

所以根據以上實驗,睪丸的味覺受器若是沒有了的話,可是會不孕的!

不過,用來抑制睪丸味覺受器的藥,和現今人類用來治療高膽固醇的藥是同一類,這代表這種藥其實對於生育能力也有一定程度的影響。

同時,實驗發現,這個藥物導致精子無法正常生成的反應,其實是完全可逆的!這代表能短暫使男性不孕。但是「短暫不孕」……這完全是避孕藥的效果嘛!所以這項研究其實也給了男性避孕藥另一種可能性。

最後,根據沒有睪丸味覺受器會不孕這點能反推出:若是能夠活化這些味覺受器,或許有些不孕的男性們就能因此而被治療了!對不孕的男性來說可是一大福音啊!

這項研究其實也給了男性避孕藥另一種可能性。圖/stevepb@Pixabay

你看!睪丸的味覺受器雖然無法真的讓你嚐到味道,但它還是非常重要的喔!可不能因為它無法嚐到味道就罵他沒用!

總之,再次重申——「蛋蛋是無法嚐到味道的!」

若是有杯好喝的飲料出現在你的面前,千萬別把你的蛋蛋泡進飲料妄想能夠嚐到味道,還是把它拿來好好喝掉吧!畢竟用嘴巴喝掉才能真正感受到它的美味,對吧?

參考資料:

  1. 維基百科—味覺
  2. Junk Explained: Why Are People Dipping Their Balls Into Soy Sauce? — JUNKEE
  3. Do Testicles Have Taste Buds? The Internet Clamors to Know — MedicineNet
  4. Genetic loss or pharmacological blockade of testes-expressed taste genes causes male sterility

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不靠骨頭也能拼湊完整基因組!用 5700 年前的口香糖解開 DNA 祕密

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聽說考古學家總是在挖死人骨頭,才能研究史前人類的基因序列?現在可以不用挖骨頭啦!研究口香糖就可以啦。

最近,科學家第一次運用出土的古早味口香糖與上頭的唾液,定序出一位丹麥女性──蘿拉 (Lola) 的完整基因組。

見過蘿拉嗎?如果你沒看過,現在讓你看看。(大誤)圖/© Tom Björklund

骨頭掰掰!丹麥口香糖寫歷史

這塊古早味口香糖出土於丹麥羅蘭島西爾索姆 (Syltholm) 遺址,距今 5,700 年左右。

鑒於考古出土遺物的性質,絕大部分出土人體的 DNA 採集都是透過骨頭進行,這是科學家首次從非人骨的物體上成功提取完整的古代人類基因,堪稱一大突破。研究人員甚至還在上頭發現大量且多元的古代微生物 DNA ,從細菌、植物到動物等等皆包含在內。

哥本哈根大學 (University of Copenhagen) 全球研究所 (Globe Institute) 副教授施若德 (Hannes Schroeder) 表示,「可以從人骨外的地方成功提取出完整的古代人類基因組,真的相當令人驚豔。」

出土於丹麥,距今 5,700 年左右的古早味口香糖。圖:Theis Jensen

石器時代也有口香糖?跟你想像可能不一樣

樺木瀝青是一種能透過加熱樺樹皮而獲得的黑褐色物質,加熱後可用於黏著,像是將石刀固定於手柄上,而這項習慣最早可追溯至中更新世(約 750,000 到 125,000 年前)左右。出土的樺木瀝青表面時常存在齒痕,一來可能是因為樺樹皮加熱後冷卻會變硬,所以人們使用前必須將它嚼軟;二來,白樺樹皮具有防腐性,人們會當作藥用,用以防治牙齦疾病。所以,它也扮演了「古早味口香糖」的角色。

樺木瀝青的製程主要是將樺樹皮在密閉下加熱,並由加熱過後出現的焦油和灰燼組成。圖:WIKI

瀝青碎片在被咀嚼的過程中,它的無菌和疏水特性抑制了微生物和化學降解,讓 DNA 被截取並保留在裡頭,提供了古代人類和非人類生物的 DNA,以及古代人類遺傳、表型、健康狀況等等面向的生存訊息,讓現代人能一窺他們的生活片段。

不是每一次的考古發掘都能發現人類遺體,這種時候,被嚼食過的物體就成了研究人員的唯一指標。不過,在過去,考古學家總懷疑不起眼的它們是否真能提供古代 DNA ?一直到最近,研究者們才真正擁有能從「古代口香糖」提取基因組資訊的工具。從這塊蘿拉的口香糖,他們提取了她的 DNA 和微生物群相,並在當地發現製造工具和屠殺動物的痕跡。除此之外,該處並未發現人類遺骸。

口香糖的碳十四定年結果約落在 5,700 年前,當時丹麥從中石器時代進入了新石器時代,南部和東部地區引入農業,而中石器時期的狩獵採集者的生活習慣也因此受到了干擾。

古早味口香糖告訴了我們甚麼?

蘿拉雖然身處丹麥中石器到新石器時代的交界,但遺傳上仍完全屬於西方狩獵採集族群,並沒有任何新石器時代農民的血統。這表明當時在斯堪地那維亞南部的新石器農業社群的遺傳影響,可能不像以前所想的那樣迅速及普遍,而當地的狩獵採集者的生存期則比以前想像更長,和農業人口共榮共存,只是沒有情慾流動。

歐洲人的 DNA 交流與組成。圖:WIKI(點圖放大)

和其他古代歐洲狩獵採集者一樣,蘿拉擁有藍眼睛、黑頭髮、黑皮膚,但她的年齡、死亡時間和地點等資訊,研究者都無法得知,因為關於她的一切,都只能從這塊瀝青上既有的基因證據進行推斷

換句話說,蘿拉可能其實是位丹麥阿嬤,而非女孩也說不定。

研究人員從被她嚼食過的樺木瀝青中,推測蘿拉有乳糖不耐症,生前最後一餐是鴨肉和榛果,且患有牙齦疾病。她口中多數的病菌類型都很正常,但也有些具致病性,如:肺炎鏈球菌 (Streptococcus pneumoniae)人類皰疹病毒第四型 (Epstein–Barr virus),不過,發現病菌也不等於她咀嚼這塊口香糖時就患有肺炎、或曾引起過任何人類皰疹病毒第四型的症狀就是了。

口香糖的逆襲!不起眼的文物也有無價資訊

美國考古學家史蒂文.勒布朗 (Steven LeBlanc) 曾在 2007 年,以咀嚼過的絲蘭纖維,開創了以「非人體材料」獲取人體基因資訊的領域。他表示,這種從瀝青上的人類口水中分離出特定植物和動物 DNA 的能力,使研究人員能夠發掘那些古代人類在考古紀錄上看不見的飲食習慣。

勒布朗亦補充,這次發現提醒了大眾,即使是最不起眼的文物也應加以研究和保存,看似古老的「古早味口香糖」也可能包含無價的資訊,改變人類對過去的認知。

如果想更了解蘿拉的故事,也可以參考以下 News24 World 的影片:

資料來源

原始研究

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病毒不是源於武漢的海鮮市場?從分子演化學角度看2019新型冠狀病毒(武漢肺炎)的起源與傳播

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2019 年底發源自武漢的傳染病正在迅速蔓延,所幸在這資訊流通的時代,取自多位病人的病原體被迅速遺傳定序,也有不少專家根據公開的遺傳序列展開分析,以分子演化學探討疾病的不同面向。

  • 疫情瞬息萬變,本文訊息皆來自 2020 年 1 月 29 日之前。

此為2020年1月29日的疫情情況。source: 截圖自 gisanddata

武漢疫情的病毒誕生沒有多久,一開始就能人對人傳播

武漢疫情的元凶是一種冠狀病毒(coronavirus),此一家族的眾多親戚中,之前知道有兩種可以感染人類,就是都在本世紀造成過重大疫情的 SARS 和 MERS。SARS 的全名為 Severe acute respiratory syndrome,中文是「嚴重急性呼吸道症候群」,以症狀命名。MERS 全名為 Middle East respiratory syndrome,中文是「中東呼吸道症候群」,得名於發病地區。

source: Wikimedia

對於造成此次疫情的病毒,世界衛生組織(WHO)暫時使用的稱呼是 2019 novel coronavirus,簡稱 2019-nCoV,中文是「2019新型冠狀病毒」。我認為這名稱寫或唸起來相當拗口,也違反疾病命名的歷史常識,因此大眾媒體、社群網路以及不少專業人士仍然採用地名,稱呼其為「武漢病毒」、「武漢肺炎」,或是改編 SARS 的第一個字 Severe 為 Wuhan 變成 Wuhan acute respiratory syndrome,簡稱「WARS」——優點是「武漢急性呼吸道症候群」描述病徵可謂貼切,縮寫 WARS 還有戰爭的不安暗喻,又因為是縮寫,也不容易直接聯想到武漢。個人認為這個名號方便易讀,在此本文使用這個簡稱。

回到WARS 本身,它和其餘冠狀病毒一樣是單股 RNA 病毒,基因組全長為 3 萬多個鹼基。遺傳上它與 SARS 的序列相似度是 79.5%;已知最相似的親戚是取自蝙蝠的樣本,達到 96% 一致。1

使用 5 個 WARS 基因組和親戚們建構的演化樹,可以看出 WARS 和蝙蝠的冠狀病毒最親近。圖/取自 ref 1

目前由不同病患體內獲得的 WARS 基因組,彼此間遺傳上的差異極小。由此推論,這批感染不同人體的病毒,皆可以追溯到非常近期的單一來源。

到底有多近期呢?斯克里普斯研究所(Scripps Research)的 Kristian Andersen 根據已經公佈的 27 個病毒基因組,上頭 32 個 RNA 位置的差異,估計它們的共同祖先可以追溯到 10 月 1 日左右。再考慮到第一位已知的感染者在 12 月 1 日發病,由此推論,WARS 或許在 11 月,甚至早在 10 月時已經開始感染人類,經過了一段時間才在 12 月初被注意到。2,3

Kristian Andersen 根據 27 個 WARS 基因組建構的演化樹,大家都非常非常相似。圖/取自 ref 2

不同病患的病毒之間非常非常相似,Andersen 由此推論,這些病毒是先由動物感染人類以後,再以人對人傳染。一開始傳染給智人的帶原動物,可能只有一隻個體,或是攜帶同樣病毒的數隻個體;而直接受到動物感染的智人,可能只有一人,或是少數幾人。在初步傳染以後,就不再關動物的事,而是人對人的持續傳播。

Andersen 目前不打算正式發表上述分析,不過他基於分子演化學的推論符合已知線索,所以受到重視,被 Science 新聞訪問與引用。現在我們可以肯定,屢屢受到 WHO 稱讚的中國官方,直到 1 月初的公開說法都是錯誤的,很可能對防疫已經造成無可挽回的負面影響。

病毒起源大概不是武漢的海鮮市場

WARS 疫情爆發後,多數人相信中國官方的消息,認為疫情源頭位於武漢的華南海鮮批發市場(雖名為海鮮市場,不過似乎什麼都賣)。可是 1 月 24 日正式發表的論文指出,其分析的 41 位第一批確診病患中,竟然高達 13 人從頭到尾和市場沒有關係;最令人驚訝的莫過於,在 12 月 1 日發病的第一位已知感染者,竟然也和市場無關!4

關閉中的武漢海鮮市場,原本以為是起疫地點,結果可能不是。圖/取自 ref 3

武漢當局直到 1 月 10 幾日仍不斷強調:尚未證實病毒有人傳人的能力。若真是如此,那麼在 1 月 1 日封閉海鮮市場,追蹤市場的人流,或許有望能終結疫情。中國官方沒有指明 WARS 源頭是海鮮市場,卻多次表示大部分病患都與市場有關,缺乏病毒會人傳人的證據。然而,中國官方當時應該就有 41 位患者的病史,早就知道某些患者不是在市場內感染,還有其它未知的病源,中國官方卻隱瞞如此關鍵的訊息至少十幾天。

以演化樹和病史的推理之外,還有事後根據實際病例推論出的數字。 1 月 29 日發表的論文,分析武漢在 1 月 22 日之前確診的 425 位病患,估計病毒開始人對人傳播的時間,至少是 2019 年的 12 月中期。5

病毒只能由動物傳人,或是可以由人傳人,是截然不同的應對等級。

假如中國官方早點公佈,WHO 是否還會拒絕啟動國際公共衛生緊急事件(Procedures concerning public health emergencies of international concern,簡稱 PHEIC)呢?事實上,WHO 公開說明時大多採用中國單方面說詞,事後卻有些內容被證實不符合真相;本文作者認為 WHO 本身對局勢毫無判斷力,明顯失職,應當受到嚴厲譴責。

  • 編按:WHO 在本文刊出隔日(1/31)正式宣佈將新型冠狀病毒疫情提升為國際公共衛生緊急事件,並強調這項決定並非批評中國對疫情的反應,而是旨在協助開發程度較低的國家,阻止病毒擴散到設施和經驗都不足的地區。
  • 延伸閱讀:宣告國際公衛緊急事件有利有弊 歷來僅5次

由於世界衛生組織 WHO 一連串的處置失當,有人將它改名為武漢衛生組織表達不滿。

目前推測 WARS 並非起源於武漢的海鮮市場,或許是有人先在市場外,被動物或被其他人感染後,把 WARS 帶入市場,再傳染給市場內的其他人。可惜至今仍缺乏病毒哪兒來的線索。

2019新型冠狀病毒,有沒有經歷過遺傳重組?

WARS 的來歷目前仍然不清楚,也有不少陰謀論流傳。格拉斯哥大學的 David L Robertson 分析發現,將 WARS 基因組拆開成不同段落各自分析,至少有兩段差異較大;以同一基因組的不同段落建構演化樹,會得到不同的樹形關係。6

假如這番推論正確,亦即 WARS 經歷過遺傳重組(recombination,指遺傳物質片段斷裂,並且轉移位置的現象)。至少三種遺傳上略有差異的蝙蝠舊型冠狀病毒,之間交流遺傳物質以後,才產生所謂的 2019新型冠狀病毒。不過 Robertson 後來又改變看法,到底怎麼回事?

David L Robertson 將 WARS 基因組拆成不同部分,分別建構演化樹,發現有不同的遺傳來歷。圖/取自 ref 6

Robertson 一開始的分析指出,WARS 基因組上兩處明顯經歷過重組的片段,一段較長,位於整個基因組中央, 包含到病毒的 ORF1b 基因的兩側(上圖中 11655-20953 那段);另一段較短,位於基因組前方的 ORF1a 基因之內(下圖中 1680-3014)。

由演化樹可以看出,WARS 基因組位於前方與後方的部分,皆和 2018 年發表,取自中國浙江的兩種品系 ZC45 與 ZXC21 關係最接近,在演化樹上被歸類為一群(左邊與右邊兩棵樹)。但是用基因組中央建構的演化樹(中間的樹),親緣關係卻明顯與兩側有別。這意謂 WARS 基因組的中央,和其他品系發生過一次遺傳重組。7

另一段重組片段相對很短,儘管這段序列也涵蓋於上圖的左邊那棵演化樹之內,卻由於太短而不至於影響整段序列的演化關係。然而倘若單獨拆開來,只用這一小段建構演化樹,如下圖所示,會發現它不只與 ZC45 和 ZXC21,還與另一取自浙江的品系 Longquan-140 被歸為同一群。由此推論,此處也曾經上演過遺傳重組事件。

David L Robertson 將 WARS 基因組拆成不同部分,分別建構演化樹,發現有不同的遺傳來歷。圖/取自 ref 6

由此看來,WARS 的基因組在演化過程中並非完全垂直繼承,同類之間至少發生過兩次遺傳重組,有不少成分算是水平轉移而來。Robertson 這番推論本身無誤,然而判斷各品系間的親戚關係,會受到已知資訊的影響。

在 Robertson 完成上述分析以後,中國團隊上傳尚未通過同儕審查的論文初稿,當中報告採樣自雲南,中菊頭蝠(Rhinolophus affinis)的品系 RaTG13。比起已知樣本,這種蝙蝠體內取得的冠狀病毒遺傳上和 WARS 更加相似。

Robertson 因此改變原本的看法,認為 WARS 既然有位雲南的最近親,那麼只看 WARS 此一品系的演化,似乎就不再需要考慮重組的角色;因為 WARS 和 RaTG13 分家以後,應該沒有再經歷過任何重組事件。這個案例告訴我們,科學證據與時俱進,即使根據已知資訊做出當下完全正確的推論,也可能由於更新資訊需要再修正。

WARS 遺傳上最近的親戚住在蝙蝠體內,它原本或許也是;不過傳染到智人的過程中,仍然可能牽涉至今未知的中間宿主。

順帶一提,前幾天有篇搶快出風頭的論文,指稱中間宿主是「蛇」,但是其切入問題的思維以及分析方法都完全錯誤。假如目的是討論疫情,那個研究完全沒有提到的價值。

假如真的對蛇蛇有興趣,中文可以看這邊的討論《WARS分子演化研究,沒有證據跟蛇有關係》。Andersen 則有進一步分析《nCoV-2019 codon usage and reservoir (not snakes v2)》,發現該論文從使用的資料來源就有問題,整個從頭到尾錯的非常離譜。

提及蛇的論文經過完整同儕審查,仍然錯得離譜。平時同儕審查就不保證論文內文無誤,在疫情蔓延,期刊處理與發表都搶快的當下,即使經過同儕審查,論文從標題、分析方法,到結論,也更可能出現各方面的問題。儘管是正式發表的論文,我們也不該照單全收,還是要保持判斷力。

WARS的感染方式與治癒希望

WARS 的親戚 SARS 感染智人時,有個基因 ACE2(全名 Angiotensin converting enzyme II)非常關鍵。對武漢病毒的初步測試指出,WARS 也是靠著 ACE2 感染人類細胞;有 ACE2 受器的體外細胞株會被感染,沒有的則不會被感染。

好消息是,假如 SARS 和武漢病毒的進攻細胞的機制類似,之前研發針對 SARS 的藥物,有機會直接應用到新的病毒。除此之外,各路專家也正在賣力研發不同原理的治療方式,與不斷擴大的疫情賽跑。8, 9

劃重點:

    • 隨便啦大家開心就好的肺炎同義字:2019-nCoV、2019新型冠狀病毒、武漢肺炎、武漢病毒、WARS⋯⋯
    • WARS 為冠狀病毒,是 SARS 的親戚,原本應該住在蝙蝠體內
    • 已知遺傳上最近的親戚住在雲南
    • 人類病源來自未知的單一起源,距今可能不到四個月,一開始就能人傳人
    • 武漢的華南海鮮市場不是起源地
    • 感染人類的方式與 SARS 類似,或許有助於尋找治療方法

參考文獻

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

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開發疫苗大作戰:新型冠狀病毒疫苗有解了嗎?

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  • 文 / 彥寧、Peggy Sha

隨著 2019-nCoV(俗稱武漢肺炎)疫情爆發,冠狀病毒不只入侵了許多患者的身體,同時也風暴式襲捲網路世界,入侵各大新聞頭版、網路新聞以及社群軟體。

在許多有關防疫的電影中,科學家們總是能非常快速地研究出關鍵性的藥物或是疫苗,在緊要關頭挽救全世界的疫情。而今的現實世界,科學家們為了不讓病毒繼續肆虐,也正如火如荼地開發疫苗。CEPI 更是在 1 月 30 號宣布,將總計 1250 萬美元的資金分別用於三個機構之合作,以開發不同種類的疫苗。

  • 註:CEPI (Coalition for Epidemic Preparedness Innovations) 是於 2016 年成立的非營利組織,致力於開發新傳染病疫苗,以及提供資金。該組織執行長 Richard Hatchett 曾表示:「CEPI 試圖使疫苗的開發和測試速度比以往任何時候,任何地點都還要快。」

不過,疫苗研發真的可以這麼快速嗎?究竟疫苗該如何開發、現正開發的疫苗又有哪些呢?

  • 疫情瞬息萬變,本文資料搜集至2020年 1月30日止。

疫苗的原理是什麼?

修但幾勒!在談到這次的肺炎疫苗前,我們要先了解:所謂的「疫苗」是如何作用的?

現在的疫苗其實分為兩種:「傳統疫苗」和「新式疫苗」

傳統疫苗接種的原理,是讓體內負責抵抗外來入侵者的淋巴細胞先接觸已被殺死或削弱力量的病原體(或其製造的毒素),以形成記憶型淋巴細胞,將病原體的抗原記住。如此一來,當身體碰上真正的病原體入侵時,就能夠迅速辨認出抗原,接著製造出相對應的抗體、成功防範病原菌入侵!

傳統疫苗利用淋巴細胞先接觸已被殺死或削弱力量的病原體(或其製造的毒素),並訓練免疫系統記住病原體的抗原,以便真正的病原體入侵時,能夠迅速辨認出抗原,成功防範病原菌入侵!圖/YouTube

但「新式疫苗」的概念可就不太一樣了,而目前正在開發中的新型肺炎疫苗,其實都屬於新式疫苗的範疇喔!接下來,就讓我們來認識這些開發中的疫苗吧!

Moderna 公司打頭陣!研發 mRNA 疫苗

Moderna 是一家專門開發製作 mRNA 疫苗 (mRNA vaccine) 的公司,同時也是 mRNA 疫苗的開發先驅。

DNA 經過轉錄 (Transcription) 生成 RNA,再經過轉譯 (Translation) 生成蛋白質,便是生物學上鼎鼎大名的中心法則 (Central Dogma)。而在 mRNA 疫苗的開發中,只要找出病原體裡「產生抗原」的關鍵基因,並將其轉錄成為 mRNA,經過處理後,便可以得到所謂 mRNA 疫苗啦!

DNA 經由「轉錄作用」生成 RNA,再經「轉譯作用」生成蛋白質。圖/Giphy

嘿!聽起來很簡單,不過可別小看這些 mRNA 啊!

根據中心法則,被打入人體的 mRNA,細胞會將其轉譯成相應的蛋白質,而這些蛋白質就是抗原。接觸了抗原的細胞,就像是被病原體感染一樣,身體會開始進行免疫反應,將抗原記住,且製造相應抗體,如此一來,下次真的被入侵時就能迅速防範啦!

另一方面,mRNA 疫苗不需要進入細胞核就能作用、不會自我複製,也較少有藥物殘留問題,也都是它的好處呢!

Inovio 公司:製作 DNA 疫苗,讓身體自己完成免疫反應

接下來要介紹的另一家公司──「Inovio」則是專門製作 DNA 疫苗 (DNA vaccine),且致力於研究癌症及傳染病的預防及治療。

DNA 疫苗的原理與 mRNA 疫苗相似,不過又不太相同。相同的是,它們都會讓體細胞自行藉由轉譯作用產生抗原,使身體產生免疫反應;不同的是,DNA 疫苗打入人體的是 DNA,mRNA 疫苗則是打入 mRNA。

嘿!這可不是在講廢話喔!簡單來說,找到病原體中產生抗原的基因後,將其嵌入細菌的質體 (plasmid) 內,再使細菌大量複製後,將質體萃取出來,就成為了「DNA疫苗」啦!質體 DNA 進入人體後,根據中心法則,經過轉錄作用、轉譯作用,進而形成蛋白質,也就是抗原,最後完成免疫反應!

過去美國曾在人體上試驗的茲卡病毒疫苗,便屬於 DNA 疫苗。

來大量複製吧!圖/Giphy

不夠穩定?看昆士蘭大學用分子鉗做疫苗

CEPI 也和澳洲昆士蘭大學 (The University of Queensland) 的研究人員合作,以昆士蘭大學教授查普爾 (Keith Chappell) 為首的澳大利亞科學家,正在研發一種新型態的疫苗,而此疫苗藉助了俗稱為「分子鉗」(molecular clamp) 的技術。

所有具備膜的病毒,要感染細胞都得要透過膜上「膜融合蛋白」(Viral fusion proteins) 的幫忙才有辦法,而這個膜融合蛋白隨著時間,能夠分為尚未融合進宿主細胞、不穩定的「前期」(pre-fusion conformation),和融入宿主細胞後、穩定的「後期」(post-fusion conformation)。

抗體與「前期」的膜融合蛋白能夠產生更強的免疫反應,因為此時的膜融合蛋白擁有抗原表位 (epitopes),而它正是抗體辨識抗原的關鍵喔!話雖如此,前期膜融合蛋白卻較不穩定,成為疫苗研發的問題。此外,抗體也傾向於與較穩定的後期膜融合蛋白結合。

想解決這個難題,就得派出「分子鉗」啦!分子鉗實際上是一段多肽鏈,能將前期的膜融合蛋白「鉗住」,使其穩定下來。經過這麼一「鉗」,穩定下來的膜融合蛋白就相當於成熟穩定的後期蛋白,能與抗體結合,在融入進宿主細胞前對病毒發起攻擊,也能產生更強的免疫反應啦!

不只三種疫苗!大家都在努力開發

其實,除了上述三種由 CEPI 資助的合作研究開發,還有其他機構正在開發武漢肺炎的疫苗: 像是 NOVAVAX 公司,便在開發「重組蛋白奈米顆粒疫苗」(Recombinant Protein Nanoparticle Vaccine),名字聽起來有些複雜,讓我們為您解釋解釋。

首先,我們要先來認識「Sf9 昆蟲細胞」,它在1970年代被從秋行軍蟲 (Spodoptera frugiperda) 的卵巢中分離出來,而當 Sf9 被桿狀病毒 (baculovirus,BV) 感染後,會不斷地生長。所以如果我們讓桿狀病毒攜帶外源基因,就能讓 Sf9 有效地製造我們所需要的蛋白質。

研究人員會先找出具有良好免疫原性的特定表面蛋白,像是呼吸道融合病毒 (RSV),而後進行定序、將其複製進桿狀病毒中,讓 Sf9 大量製造病重組 RSV,而後再將其當作引發免疫的粒子取出,用於疫苗之中。這種方式可以縮短疫苗開發所需要的時間。

另一方面,香港微生物學系講座教授袁國勇也向《蘋果》表示,學系已研發新型冠狀病毒疫苗,接下來將開始動物測試,並有望於 1 年內進行臨床實驗。根據袁國勇的說法,這種疫苗是由流感減活疫苗研製而成,此外,該系就香港首名 2019-nCoV 病人所進行的病毒基因定序結果預計可用於動物實驗。

隨著技術不斷進步,研發疫苗的方式也越來越多。圖/wikimedia commons

疫苗太慢了,可以用現有藥物抵抗新型肺炎嗎?

答案是:還不知道。

根據武漢當局的說法,他們其實正在測試現有的HIV 藥物或其他藥物是否能有效抵抗新型肺炎。其中,有種名為 Remdesivir 的藥物,便被預測將是現今對武漢肺炎最理想的藥物。 

Remdesivir 是一種蛋白酶抑制劑 (Protease inhibitor),在過去,它與干擾素 IFNb1-b 的組合,可以有效地抑制和新型冠狀病毒非常相似的中東呼吸綜合症病毒 (MERS)。

Remdesivir 對我們測試過的每種冠狀病毒都能抑制。如果它對這種冠狀病毒沒有抑制效果,我會感到驚訝。

──Mark Denison,范德比大學

最後,防疫就像是人類與病毒的一場終極競賽,賽場上有為人類努力付出、致力於研發的科學家,也有努力傳播正確資訊的媒體,而同樣身處在這個賽場上的我們能做到的事情,就是小心謹慎地做好防疫工作,戴口罩、勤洗手!

與此同時,也別過度恐懼,小心查證資訊,才不會造成無謂的恐慌喔!

延伸閱讀:

參考資料:

  1. Coalition for Epidemic Preparedness Innovations
  2. Scientists are moving at record speed to create new coronavirus vaccines—but they may come too late
  3. Can an anti-HIV combination or other existing drugs outwit the new coronavirus?
  4. Inovio公司官網
  5. 疫苗接種
  6. DOIT經濟部技術處 
  7. Moderna Announces Funding Award from BARDA for $8 Million with Potential of up to $125 Million to Accelerate Development of Zika Messenger RNA (mRNA) Vaccine
  8. Molecular Clamp: a Novel Protein Vaccine for Influenza, RSV, Ebola and Other Human and Veterinary Viruses
  9. 2019新型冠狀病毒
  10. 科學月刊-對付流行性感冒的mRNA 疫苗
  11. U.S. Government Starts Test of Zika Vaccine in Humans
  12. 【武漢肺炎】港大已研發疫苗!年內臨床研究 副作用或較國產貨少
  13. NOVAVAX公司官網

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武漢肺炎病毒到底從哪來?沒有陰謀論以及蛇和HIV的版本

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2019 年底起源自武漢的傳染病仍在蔓延,病毒之外,陰謀論也大肆流傳,此外還有一些品質差勁的分析。根據目前資訊推論:人類病源來自未知的單一起源,距今時間很短,一開始就能人傳人。

相關分子演化分析可參考前文〈病毒不是源於武漢的海鮮市場?從分子演化學角度看2019新型冠狀病毒(武漢肺炎)的起源與傳播

本文略長,重點如下:

  • WARS 在雲南找到最近親戚,兩者非常相似。(比 SARS 近得多)
  • WARS 的中間宿主尚未確認,但現有和蛇有關的分析完全是錯誤的。
  • 仔細檢視後,WARS 的 S蛋白質變異和 HIV 毫無任何關係。(該論文已由作者撤稿)
  • 沒有可靠證據支持現有的陰謀論,WARS 極可能是自然演化而來的病毒。
  • 現階段出現一些搶快不可靠的研究,即使同儕審查過的論文也不可盡信。

中國官方對疫情沒有說實話,卻也缺乏黑手介入操弄病毒的證據。在這眾人都在搶快的時刻,即使是學術期刊發表也未必無誤,一定要保持判斷力。

  • 本文於2020 年  2 月 3 日刊登,仍有許多與 2019-nCoV 相關的研究正在進行,目前發表的研究並非最終結果。

冠狀啤酒?圖/取自 Junk DNA

雲南找到最近親戚,支持 WARS 是純天然病毒

導致武漢疫情的是一種冠狀病毒(coronavirus),本文之後會使用 WARS 這個簡稱。目前 WARS 一共有 53 個病毒基因組被定序出來,彼此間差異非常非常小。近日一大關鍵情報來自中國科學院的武漢病毒研究所,石正麗領頭的論文(上傳初稿,尚未正式發表),其中報告了一款之前沒有發表過的新病毒「RaTG13」,遺傳上和 WARS 最相似,兩者序列相似度為 96.2%;作為對照,SARS 和 WARS 的相似度是 79.5%。1, 2

目前遺傳上和 WARS 最相似的病毒「RaTG13」,由雲南的蝙蝠採樣取得。(圖為採樣示意,非當事蝙蝠)圖/取自 ref 2

石正麗的合作者 Peter Daszak(屬於一個叫作 EcoHealth Alliance 的機構)在 Science 新聞受訪表示,他們之前花費 8 年,在中國各處採集約一萬個蝙蝠及 2000 個其他動物的樣本,總共偵測到 500 款之前未知的冠狀病毒。(因此我實在不喜歡廣傳「新型冠狀病毒」此一名稱,未來恐怕很容易引起誤會)

Daszak 表示中國蝙蝠冠狀病毒的多樣性非常驚人,和 WARS 最相似的 RaTG13 是 2013 年於雲南採樣到。但是這不等於 WARS 直接來自雲南,因為和自然狀態相比,人為取樣一定相當侷限;和 WARS 相似的近親或許在更多地方存在,我們根本無從得知。

平時論文慢慢來,這時發表都搶快!

也許有人會懷疑,既然知道有樣本為什麼之前不講,出事後才趕快發佈,豈不擺明有鬼?不過這其實是學術研究的常態,許多研究團隊平時都堆積著大量尚未發表的資料,除非有突發狀況,否則不會特別趕時間。

大家想想看,在此之前 RaTG13 有什麼好提的?假如不知道 WARS 會感染人類,RaTG13 不過就是那新偵測到的 500 款病毒中,其中一種沒人有興趣的新型病毒,毫不特殊,有什麼值得特別重視的價值?

一月冠狀病毒相關論文的發表數量。圖/取自 ref 3

不正常的反而是現在的狀況:WARS 疫情大爆發後,冠狀病毒成為頭號顯學,最近 20 天冒出超過 50 篇論文(多數仍尚未正式發表)。學者燃燒小宇宙的成效可以十分驚人,這種生產論文的速度儘管罕見,但是技術上辦得到。結果又有人懷疑論文哪有可能寫這麼快,一定是中國人早就有資料,但是故意不講……這就是父子騎驢吧。3

解釋 WARS 不需要陰謀論

現階段對於 WARS 的陰謀論比比皆是,例如一說認為之前在加拿大高度管制實驗室工作,被指控涉及間諜,遭到開除的中國科學家和 WARS 疫情有關係;也有人質疑 WARS 是在武漢 P4 實驗室研發,外洩的生物武器。4

注意假新聞!事實上,四處流竄的人造病毒陰謀,可以達到混淆正確資訊的效果,也可能是資訊戰的一環。圖/取自 ref 4

然而,與目前更加明確的線索相比,並不需要這些陰謀論解釋 WARS 的起源。這次疫情中國政府沒有說實話、中國在歐美有間諜活動之前處理實驗不夠謹慎讓 SARS 外洩過,這些都是事實,也無法排除中國私下研發生物武器的可能性。但是要證明 WARS 和中國研發生物武器有關係,目前沒有合理的證據。

反倒有更強力的證據指出,WARS 就是另一場源於自然的智人危機。

WARS 和最近親戚分家後,才獲得跨物種感染力

華盛頓大學的 Trevor Bedford 根據序列差異,估計雲南的 RaTG13 和武漢的 WARS 分家的年代,介於 25 到 65 年前;此一數字會受到突變率與宿主影響(提醒一下,我們仍然不知道 WARS 的原始宿主是哪種動物)。不過大概可以確定,兩者分家雖然不是太久,卻也已經有一段時間,不像是最近幾年的事。

Trevor Bedford 建構的冠狀病毒演化樹,多個 WARS (圖上紅點) 和最相似的雲南樣本 RaTG13 被歸為同一群。圖/取自 ref 2

之前格拉斯哥大學的 David L Robertson 一度認為,WARS 經歷過至少兩次遺傳重組,但是見到序列更像的 RaTG13 後他就放棄該觀點。這不表示重組沒有發生過,而是因為兩種病毒彼此非常相似,意即重組事件發生的時間是在 WARS 和 RaTG13 還沒有分家之前。由此可知 RaTG13 也經歷過和 WARS 一樣的重組,它卻依舊是感染蝙蝠的尋常病毒,表示讓 WARS 變得獨特的那些突變,和更早發生的重組缺乏直接關係。5

直接比較 WARS 和 RaTG13 會發現兩者整體非常相似,唯獨有個與感染能力高度相關的 S蛋白質(spike protein)基因差異較大;一些科學家認為 WARS 獨特的 S蛋白質,是它能順利侵略智人的關鍵。然而,WARS 當初如何由動物移民到智人身上,是否有透過中間宿主,目前仍缺乏可靠的證據。

順帶一提,目前以細胞株為材料的初步體外測試發現,蝙蝠、豬、麝香貓(civet)都會感染 WARS,不過今年本命年的小鼠不會感染。而常見的寵物貓、狗,至今也沒有牠們會感染 WARS 的證據,不需要恐慌。

說到中間宿主 S蛋白質,最近兩篇錯誤相當明顯的論文分別與它們有關,本文將逐一介紹。

錯誤發表一:WARS的中間宿主是……蛇?

疫情爆發後不久,一項通過同儕審查的研究宣稱找到 WARS 的中間宿主「蛇」。這篇論文的思維和分析方法都嚴重錯誤。正式昭告天下,在當下疫情熱烈,搶快發表的大競速時代,即使是同儕審查過的論文也無法保證最基本的品質6, 7

簡單說是這樣:該論文選用的分析方法「codon usage bias(密碼子利用偏好)」達成了錯誤的結論。此分析方法儘管常見,目的卻根本不是尋找宿主。這是只會計算數字,絲毫不懂背後生物原理與概念的低級錯誤。

64 種密碼子與 20 種氨基酸的對照表。圖/取自 wiki

codon usage bias(用中文反而會讓稍有概念的人看不懂,因此使用英文)是什麼呢?遺傳密碼的核苷酸以三個為一組,一共有 64 種密碼子,卻只會對應到 20 種氨基酸;因此有時候在 DNA(或 RNA)層次上密碼子發生了改變,轉譯後的氨基酸仍然保持不變。

以脯胺酸(proline)舉例,有 4 種密碼子 CCT、CCC、CCG、CCA 對應這個氨基酸,不同生物都是用這 4 種密碼子生產脯胺酸,各種生物的比例卻不一樣。

比方說不同生物都使用這 4 種密碼子,維尼熊的比例是 6、4、3、87%,米老鼠卻是 40、15、5、40%,空心菜則是 22、28、32、18%;不同生物相異的偏好,就是所謂的密碼子—利用—偏好。

有 4 種密碼子對應氨基酸的狀況下,倘若隨機分佈,每種密碼子出現的機率應該是 4 分之 1,但是實際上往往不是隨機出現,不同生物、不同基因的同一種氨基酸,會特別傾向使用某些密碼子

codon usage bias 不一定存在,假如存在也可能有許多不同的成因。理論上寄生於某種生物的病毒,如果自己的 codon usage bias 和宿主類似,也許能帶來一些生存上的優勢,不過這只是理論。8

重點在於,不可能光靠病毒的 codon usage bias 一種指標就判斷宿主!只用 codon usage bias 推論宿主,是對相關概念完全外行的表現;讓這種貨色正式發表,不管為什麼,都是期刊與編輯該深刻反省的責任。

若是覺得上述解釋太難看不懂,人在瑞典的博士牲北歐心科學有個妙喻:

就像說用美金就是美國人」,結果中國跟伊朗人也用美金,都被一視同仁為美國人。

WARS、SARS 與 MERS 的密碼子偏好都更接近蛇,但後兩者宿主都不是蛇

序列分析垃圾進,只會有垃圾出,沒什麼好講的。即使再退一步說,該論文設計實驗時也沒有通過最基本的假說—驗證。Robertson 和斯克里普斯研究所(Scripps Research)的 Kristian Andersen 都重新分析 WARS 的密碼子利用,一致認為該論文的結論錯誤。9

Andersen 的分析,縱軸愈高表示 codon usage bias 和橫軸上的該生物愈相似。圖/取自 ref 9

Andersen 還示範正確「假說—驗證」的作法(感謝大大無私分享!),比方說 SARS 的宿主是蝙蝠、MERS 是駱駝,假如有其他動物的偏好比蝙蝠更像 SARS,或是比駱駝更像 MERS,就表示用 codon usage bias 判斷宿主的策略行不通。

結果當然是行不通。Andersen 分析發現和不同生物相比,SARS 沒有最接近蝙蝠,MERS 也不是最接近駱駝;它們反而更接近蛇,以及不會感染的小鼠。WARS 的密碼子偏好和各種生物相比,則普遍小於兩位親戚,和蛇(以及小鼠)相對較像,但是都比不上釀酒酵母等三種「真菌」,可是真菌當然不可能是冠狀病毒的宿主!

必須注意的是,這些分析無法排除蛇是中間宿主的可能性,但是結果明確指出:

冠狀病毒的 codon usage bias 和宿主沒有明顯關係,這項指標無法用於判斷宿主。

錯誤發表二:WARS 有片段跟 HIV 有關?(該發表已撤稿)

另一份 1 月 31 日上傳,尚未正式發表的論文初稿宣稱,在 WARS 的 S蛋白質上找到 4 處插入(insertion),此部份序列沒有在其他已知的冠狀病毒中見過,卻和會導致愛滋病的 HIV 一致,不像是隨機發生。10

這項研究由於比較對象太少,所以得到完全錯誤的結論。甚至有人建議可以用來測驗生技公司員工的水平,轉貼卻毫無批評者,直接開除。在本文完成以後,該論文初稿已經被作者暫時撤回

錯誤的分析宣稱WARS的S蛋白質上有 4 處外來「插入」(事實上都是誤判)。圖/取自 ref 10

分析問題時,選擇比較的對象相當重要。該文只拿 SARS、WARS 和 HIV 三種病毒比較,取樣太過侷限,不可能得到有意義的分析。

Bedford 同時比對多種由蝙蝠採樣來的冠狀病毒,發現不同品系的 S蛋白質之間相比,它們序列上本來就會加加減減、多一點少一點;而 WARS 的 S蛋白質這方面並不特殊,應該是天然演化的結果。11

Bedford 首先提出,那 4 處所謂的「插入」片段序列都非常短,在非常多已知的生物基因組上也能找到 100% 符合的對象,無法證實它們來自 HIV。他接著逐一詳細分析(樓主好人一生平安!),結論是12

4 處序列中沒有任何一段,真正來自外源遺傳物質的插入。

第一段「插入」序列的比對。其實不是真的插入。圖/取自 ref 12

「插入」片段都在近親身上找得到,和 HIV 無關

WARS 和來自雲南的最近親 RaTG13 相比,第一段序列「GTNGTKR」也在雲南兄弟的基因上存在。第二段「YYHKNNKS」該論文判斷為一獨特插入,卻是人為調整序列所致(提醒各位這算正常操作),事實上雲南兄弟也存在這段序列。

第二段「插入」序列的比對。其實不是真的插入。圖/取自 ref 12

WARS 和 RaTG13 皆具有這兩段序列,表示它們早在兩者分家以前已經存在,不可能是 WARS 基因組上才插入的新片段。

第三段「GDSSSG」也可能受到人為調整影響,不過就算真有插入,看起來 RaTG13 也具有這段,WARS 並不獨特。

第三段「插入」序列的比對。其實不是真的插入。圖/取自 ref 12

第四段「QTNSPRRA」,雲南兄弟也有前方的 QTNS ,卻沒有後方的 PRRA,表示 PRRA 大概真的是 WARS 獨自誕生的新突變,可以說它是插入,但是這麼短的序列變異常常發生,在基因組上比比皆是,毫無特殊之處。(提醒各位,WARS 的 S蛋白質和親戚的差異本來就大)

第四段「插入」序列的比對。其實只有後面一半是真正新增的插入片段,多半是病毒自行演化而成,不像是外源插入。圖/取自 ref 12

總之,Bedford 的分析明確否定了「WARS 基因組上有 4 處與 HIV 一致的非隨機插入」,這是很值得學習的一次教訓。

最類似 WARS 的雲南樣本 RaTG13 目前尚未正式發表,沒有將它加入比對,或許並非不可饒恕的大罪。但是只選取三種遺傳上差異極大的病毒直接比對(即使是 SARS 和 WARS 也超過 20% 不同),又遽下太不符合常理的偏頗結論,就是徹底失格的分子演化分析了。

該論文初稿已經暫時被作者撤回。

資訊虛實難辨,保持判斷力!

再來一次劃重點:

  • WARS 在雲南找到最近親戚,兩者非常相似。
  • 中間宿主尚屬未知,現有證據與蛇無關。
  • WARS 和 HIV 毫無關係。
  • 目前沒有可靠證據支持陰謀論,WARS 極可能是自然演化而成。

來到本文的盡頭,不論你是已經辛苦看完一大串外星文字,或是直接跳到結尾看結論,希望都能帶給讀者最重要的訊息:

「在此大家都在搶快的時刻,資訊虛實難辨,即使同儕審查過的論文也不可盡信,更需要保持判斷力。」

參考文獻

  1. 尚未發表的初稿:Discovery of a novel coronavirus associated with the recent pneumonia outbreak in humans and its potential bat origin,本文完成後正式發表於 Nature 期刊:A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin
  2. Mining coronavirus genomes for clues to the outbreak’s origins
  3. China coronavirus: how many papers have been published?
  4. Online claims that Chinese scientists stole coronavirus from Winnipeg lab have ‘no factual basis’
  5. nCoV’s relationship to bat coronaviruses & recombination signals (no snakes) – no evidence the 2019-nCoV lineage is recombinant
  6. Hu, D., Zhu, C., Ai, L., He, T., Wang, Y., Ye, F., … & Zhu, J. (2018). Genomic characterization and infectivity of a novel SARS-like coronavirus in Chinese bats. Emerging microbes & infections, 7(1), 1-10.
  7. 质疑:蛇是武汉新型病毒的中间宿主吗?
  8. Wong, E. H., Smith, D. K., Rabadan, R., Peiris, M., & Poon, L. L. (2010). Codon usage bias and the evolution of influenza A viruses. Codon Usage Biases of Influenza Virus. BMC evolutionary biology, 10(1), 253.
  9. nCoV-2019 codon usage and reservoir (not snakes v2)
  10. Uncanny similarity of unique inserts in the 2019-nCoV spike protein to HIV-1 gp120 and Gag
  11. Trevor Bedford 發表於推特的初步分析
  12. Trevor Bedford 發表於推特的進一步分析

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

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研究又擱來啦!關於2019新型冠狀病毒(武漢肺炎)我們目前知道什麼事?

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文/ 廖英凱、雷雅淇、羅佩琪、陳亭瑋

2019 年 12 月,不明原因肺炎在中國武漢出現,在1月初經過全基因組定序確認為新型冠狀病毒,世界衛生組織命名為 2019-nCoV(2019新型冠狀病毒),也稱武漢肺炎。關於 2019-nCoV 的相關臨床統計、病理研究與傳播模式的學術研究,以及與疾病管制科學有關之評論近期陸續發表。

  • 本文於2020 年  2 月 4 日刊登,仍有許多與 2019-nCoV 相關的研究正在進行,目前發表的研究並非最終結果。

在這個和冠狀病毒有關的發表爆量的時刻,讓我們稍微看看裡面有哪些資訊吧!

上一篇我們整理了首批發表的三篇相關研究,時間又往下走了一些,又有一些新研究陸續發表。這次,讓我們從 7 個關於 2019-nCoV 的問題切入,來看看我們對於這個疾病又多了解了哪些事呢?

1. 病毒感染了哪些人?

一篇由數個中國各省疾控中心與位於香港大學的世衛傳染病流行病學及控制合作中心的研究團隊,分析截至 2020 年 1 月 22 日止在武漢首批感染的 425 例確診病例,此研究成果於 2020 年 1 月 29 日發表《新英格蘭醫學雜誌》(New England Journal of Medicine, NEJM):Early Transmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus–Infected Pneumonia(新型冠狀病毒肺炎感染在中國武漢初期的傳播動力學,以下簡稱為NEJM 研究),是目前統計最多確診病例並發表的研究。

在這425名確診病例中,中位年齡為 59 歲(範圍為15~89),男性佔 56%(240人),沒有 15 歲以下兒童。而根據中國疾病預防控制中心統計截至1月27日的數據,4515 例確診案例中男女比為 2:1,年齡中位數為 48 歲(範圍為 9個月~96歲),15 歲以下病例僅佔總病例的 0.6%。雖然數據上中高齡男性比例較高,但難以就此下結論病毒較不易感染兒童及女性,亦有可能是中高齡男性有較多機會接觸的病原體,所以依照目前資料並不能斷定中高齡男性即是較易感染的族群。

source: Wikimedia

2. 人傳人何時發生?與海鮮市場有關嗎?

從 NEJM的研究我們可以知道:到 2020 年 1 月 1 日之前發病的大多數病例(55%)與華南海鮮批發市場有關,之後的病例則只有 8.6%有關。並推估在 2019 年 12 月中在親密接觸者之間就已經有人傳人的現象了

而在公開資訊中我們所知的第一例人傳人案例公告於 1 月 20 日晚間,為廣東珠海衛建委通報,一對父母從武漢到珠海女兒家探親,一家三口後都確診感染新型冠狀病毒,為第一例「人傳人」案例。

編按:根據分子演化現有的分析,指出病毒有可能為單一起源、更早即已開始人傳人,詳見:病毒不是源於武漢的海鮮市場?從分子演化學角度看2019新型冠狀病毒(武漢肺炎)的起源與傳播

3. 潛伏期是幾天?

依據 2020 年 1 月 27 日 WHO 的疫情報告7(截至 2 月 4 日尚無更新),目前估算為 2-10 天;而在 NEJM研究中,統計了 10 例確診病例的暴露數據,估算出潛伏期平均為 5.2 天,分佈的第 95 個百分位數為 12.5 天。

但因疫情進展中,WHO和該研究團隊也強調這個數字仍只是不精確的估算,但為現在接觸病原體後隔離 14 天的規定提供支持。

由於病毒具有潛伏期,且無症狀個案情況,會增加醫師臨床判斷的困難,也會使海關或公共場所等利用體溫檢疫的公衛措施無法發揮成效。因此,疾病管制的政策上,一定會考量流行病學的條件,如要求曾接觸患者、曾至疫情嚴重區域旅遊者必須自主隔離並定時回報身體狀況。

也因此,現行衛福部疾管署對於具二級流行地區旅遊史、小三通入境者的處置,皆是需要持續居家檢疫滿 14 天;而對於中港澳入境的學生及教職員工,亦建議在家休息 14 天。

現階段對於有相關旅遊史的處置,皆要求居家檢疫滿十四天。

4. 什麼是「無症狀患者」?具有傳染力嗎?

無症狀(Asymptomatic)顧名思義沒有出現明顯發燒、肺炎等症狀卻帶有其病毒的患者。過去 SARS 與 MERS 的回顧研究來看,無症狀的患者非常罕見,在無症狀期間,也極不容易發生傳染。1, 2

那本次的武漢肺炎是否有無症狀患者呢?有的,香港大學深圳醫院發表於 The Lancet上的一份針對一個深圳家庭的研究3,是最早被文獻報導的無症狀案例。該家庭因旅遊而受到感染,但其家庭成員中有一名 10 歲的孩童,並沒有任何發燒咳嗽等外顯的身體不適症狀,但放射線檢查時,一樣發現肺部已出現病變。該研究也發現有兩位患者,在醫院初次就醫時,並沒有發燒的症狀。

雖然在 SARS 和 MERS 的無症狀患者既罕見也少有傳播能力,但在武漢肺炎的情況則需要收集更多的資料加以確認。慕尼黑大學醫學中心 Rothe et al. (2020) 等人於 2020 年 1 月 30 日發表在 NEJM 的一則通訊評論(correspondence),則描述了一名感染 2019-nCoV的德國患者,他除了在無症狀期間,就能夠傳染給他人以外,較特異的是該患者可能在受到感染後一至兩天內就具有傳染能力,因此,該評論建議可能需要重新評估 2019-nCoV 的傳染能力。4

Science期刊的特約記者,訪談了對上述評論不同意的科學家,有科學家直接向該位中國病患查證,她表示自己在德國時其實已經出現症狀。(由此見相關報導,2020/2/6更新)

WHO 在 2020年 2 月 1 日的疫情報告中提到,認為無症狀病患不是病毒傳染的主要來源,不過也意識到患者在出現症狀前,仍會有傳染給他人的可能性,因此正在了解病患的詳細接觸史,以確認無症狀傳染的狀況。5

5. 傳染力如何?

基本再生數(basic reproductive number, R0)是評估傳染病擴散程度的重要量化指標。當傳染病疫情出現時,常有大量研究團隊,利用疫情數據與不同統計模型來計算R0。其意義是指,1 個病人在易感染的人群中,平均能感染的人數。R0= 2 代表平均1個病人會再感染到2人。如果能透過措施使R0小於1,也就是平均1個病人,會再感染不到 1 個人,則該疾病就能被撲滅。

截至 2020 年 1 月底,世界各團隊針對 2019-nCoV ,在 2020 年 1 月下旬以前(可視為疫情爆發的早期階段)的 R0 的計算,平均值多為 2 至 3 之間,信賴區間內的 R0,則為 1.5 至 3.9。這意味著在 1 月份時,2019-nCoV的患者仍持續增長,並未顯露出趨緩趨勢。

若與令國人印象深刻的 SARS 相比,Bauch, Lloyd-Smith, Coffee, and Galvani (2005) 針對 SARS的一篇回顧性論文指出6,不同研究團隊針對各地 SARS 疫情的研究中,認為 SARS 的 R0 平均值,多估算為 2 至 3 之間,在少數個案如台灣的院內感染,R0 可上升到 4.2。

因此,目前可以相信 2019-nCoV 的傳染力與 SARS 相當,或微幅低於 SARS,且尚未顯露疫情趨緩趨勢,須強化公衛措施,並留意過去 SARS 期間的院內感染或社區超級傳播者個案發生。

各文獻目前計算所得之 R0數值

R0
(信賴區間內)
估算區間 資料來源 最後更新日期 備註
2.6
(1.5-3.5)
~2020/01/18 Report 3: Transmissibility of 2019-nCoV 2020/01/22 倫敦帝國理工學院MRC全球傳染病分析中心
1.4-2.5 Statement on the meeting of the International Health Regulations (2005) Emergency Committee regarding the outbreak of novel coronavirus (2019-nCoV) 2020/01/23 WHO
2.2
(1.4-3.8)
~2020/01/23 PATTERN OF EARLY HUMAN-TO-HUMAN TRANSMISSION OF WUHAN 2019-NCOV 2020/01/24 無同儕審查
2.92
(2.28-3.67)
~2020/01/23 Transmission dynamics of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) 2020/01/26 無同儕審查
2.5
(2.0-3.1)
~2020/01/26 Early Transmissibility Assessment of a Novel Coronavirus in Wuhan, China 2020/01/27
3.11
(2.39-4.13)
~2020/01/22 Novel coronavirus 2019-nCoV: early estimation of epidemiological parameters and epidemic predictions 2020/01/28 無同儕審查 1/23 估計為 3.8,1/28下修為3.11
2.2
(1.4-3.9)
~ 2020/01/04 Early Transmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus–Infected Pneumonia 2020/01/29
2.68
(2.47-2.86)
~ 2020/01/25 Nowcasting and forecasting the potential domestic and international spread of the 2019-nCoV outbreak originating in Wuhan, China: a modelling study 2020/01/31

6. 重症患者輪廓?他們確診前又有哪些症狀?

根據武漢金銀潭醫院統計 99 位中重症患者的臨床症狀的研究統計(此研究成果於 2020 年 1 月 29 日發表《刺胳針》(The Lancet):Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study,分析內容包含上一篇 1 月 24 日發表的研究 Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China),這 99 名患者平均年齡為 55 歲(範圍為 21-82),男女比約為 2:1(67:32),在這之中有 50 名患者有慢性病(包含糖尿病、高血壓以及心血管疾病)。

所有患者均觀察到肺炎症狀。其他常見症狀則有:發燒 37.3 度以上(83%)、咳嗽(82%)、呼吸困難(31%)、肌肉痠痛(11%)、昏迷(9%)、頭痛(8%)、喉嚨痛(5%),大部分的人都有多個症狀(90%)。

此處的發燒判準為 37.3 度,略低於一般以 38 度作為發燒的定義。研究文獻中並沒有詳述其原因,可能會對醫師的臨床判斷與公共場所的體溫篩檢產生矛盾。有可能是因為有近兩成的患者,體溫介於 37.3 度至 38 度之間,因此有必要針對此疫情特別下修體溫標準。目前在中國大陸的機場、捷運站等公共場所之體溫篩檢,即是以 37.3 度作為判準。11, 12

7. 死亡率是多少?

截至 2020 年 2 月 3 日中午,確診案例為 17,391 例,死亡人數為 362 人10;但卻不能直接相除算出死亡率,為什麼呢?因為在這個階段,我們所能掌握的資料還不足以能對於死亡率下判斷

疫情還在繼續蔓延,仍有數千名患者在接受治療,也還有許多還未被發現和通報的輕度以及無症狀患者,現在就要斷定死亡率仍言之過早。

那為何會看到有研究算出了死亡率?這些資料來源可能來自於 Lancet 2020 年 1 月 24 日及 2020 年 1 月 29 日延伸 24 日研究所發表的研究。這份研究是針對疫情初期確診的「中度以上患者(皆已有肺炎)」所統計的死亡率,所以這個死亡率是「重症患者的死亡率」而不是新型冠狀病毒肺炎的死亡率。研究統計在這 99 例患者中,有11人死亡,死亡率約為 11%,但這些患者仍有些在治療中,因此實際死亡率有可能更高。

而到底 2019-nCoV 實際的致死率是多少呢?目前比較大規模的監測數據顯示,致死率大約是維持在3%這個數字是否會再隨時間變化,仍有待繼續追蹤。

結語

這是我們目前所知道的事,但有看過進擊的巨人或冰與火之歌你就會知道(?):當故事還在進行、疫情還在發生之際,很多事情都難以輕易的下結論。面對這些研究,我們也要保持著開放,甚至批判的態度去看待我們所知道的資訊。(延伸閱讀:武漢肺炎病毒到底從哪來?沒有陰謀論以及蛇和HIV的版本

因應防疫應該採取哪些措施,因地因時制宜,沒有一體適用的情況。圖/y編

2020 年 1 月 31 日發表於《刺胳針》(The Lancet)的研究 Nowcasting and forecasting the potential domestic and international spread of the 2019-nCoV outbreak originating in Wuhan, China: a modelling study 中的評論有提到, 若沒有立即採取大量公共衛生干預措施的話,2019-nCoV 可能會成為全球流行病。而控制疾病傳播的方式例如嚴格的限制人口流動,取消群眾集會、暫緩開學、以及遠端工作等等。不過確切來說,各地要做的事情高度因地制宜,沒有任何一種措施能夠一體適用於所有的情況。

因此,面對鋪天蓋地的各種資訊以及傳言,不要讓自己迷失在其中,多去想想:眼前的資訊從哪兒來、為何會到我們的面前、它想傳遞怎樣的資訊?然後老話一句「別輕信謠言,保持關注也別太過焦慮。」

當疫情還在蔓延時,多一點認識就少一點恐懼。
Keep Calm and Carry On 

  • 本文於2020 年  2 月 4 日刊登,仍有許多與 2019-nCoV 相關的研究正在進行,目前發表的研究並非最終結果。

參考資料

  1. Che, X.-y., Di, B., Zhao, G.-p., Wang, Y.-d., Qiu, L.-w., Hao, W., . . . Yuen, K.-y. (2006). A patient with asymptomatic severe acute respiratory syndrome (sars) and antigenemia from the 2003–2004 community outbreak of sars in guangzhou, china. Clinical Infectious Diseases, 43(1), e1-e5. doi:10.1086/504943
  2. 衛生福利部疾病管制署. (2013). 嚴重急性呼吸道症候群 SARS.
  3. Chan, J. F.-W., Yuan, S., Kok, K.-H., To, K. K.-W., Chu, H., Yang, J., . . . Yuen, K.-Y. (2020). A familial cluster of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: A study of a family cluster. The Lancet. doi:10.1016/S0140-6736(20)30154-9
  4. Rothe, C., Schunk, M., Sothmann, P., Bretzel, G., Froeschl, G., Wallrauch, C., . . . Hoelscher, M. (2020). Transmission of 2019-ncov infection from an asymptomatic contact in germany. New England Journal of Medicine. doi:10.1056/NEJMc2001468
  5. WHO. (2020). Novel Coronavirus(2019-nCoV) Situation Report – 12
  6. Bauch, C., Lloyd-Smith, J., Coffee, M., & Galvani, A. (2005). Dynamically modeling sars and other newly emerging respiratory illnesses. Epidemiology (Cambridge, Mass.), 16, 791-801. doi:10.1097/01.ede.0000181633.80269.4c
  7. Wu, J. T., Leung, K., & Leung, G. M. (2020). Nowcasting and forecasting the potential domestic and international spread of the 2019-nCoV outbreak originating in Wuhan, China: a modelling study. The Lancet.
  8. Li, Q., Guan, X., Wu, P., Wang, X., Zhou, L., Tong, Y., … & Xing, X. (2020). Early Transmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus–Infected Pneumonia. New England Journal of Medicine.
  9. Huang, C., Wang, Y., Li, X., Ren, L., Zhao, J., Hu, Y., … & Cheng, Z. (2020). Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. The Lancet.
  10. WHO. (2020). Novel Coronavirus(2019-nCoV) Situation Report – 14
  11. 武汉市卫生健康委官方新聞稿
  12. 北京市衛健委-发热患者就诊指南

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三陰性乳癌的治療新選擇──掀開癌細胞的假面具,免疫軍團直搗毒窟

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突然得知罹患乳癌,經常讓患者心慌意亂。然而,面對這個女性最好發的癌症,第一要務是取得乳癌細胞進行化驗,再依照乳癌細胞的各種生物標記,擬定個人化的治療計劃。

檢測生物標記,對抗乳癌

首先醫師會檢測乳癌細胞是否具有雌激素受體 (ER) 、黃體激素受體 (PR) 、人類表皮生長因子受體 (HER2) 等生物標記。

這三種生物標記都是「細胞受體」,受體是位於細胞表面或細胞內的蛋白質。你可以把這些受體想像成細胞的感官,能協助細胞「接收訊息」。我們的身體會透過血液中的化學物質來調控細胞功能,細胞需要有受體當接收器,才能做出反應。

「雌激素受體 (ER) 」和「黃體激素受體 (PR) 」都是女性荷爾蒙的受體。如果細胞有這兩個受體,血液中的女性荷爾蒙能與受體結合,進而影響細胞內的基因表現,促進細胞分裂、生長、發揮作用。第三個受體是「人類表皮生長因子受體 (HER2) 」,過度表現的 HER2 會讓乳癌細胞加速分裂、轉移。

多數乳癌患者的癌細胞會帶有其中一個受體,然而,約有 15-20 % 的乳癌患者其癌細胞內沒有任何受體,被稱為「三陰性乳癌」。

三陰性乳癌的特色

確認這些生物標記,可以協助醫師擬定治療計畫,若乳癌細胞具有 ER 、 PR ,我們可以使用「荷爾蒙治療」來阻斷荷爾蒙對癌細胞的影響;當癌細胞具有過度表現的 HER2 ,我們就可以使用「標靶治療」來抑制癌細胞生長。

相較之下,三陰性乳癌患者無法使用荷爾蒙治療或標靶治療,且惡性度較高,比較容易轉移到肺臟、大腦等遠端器官,接受治療後也比較容易復發,尤其容易於三到五年內復發。

值得注意的是,三陰性乳癌的患者通常較年輕,可能小於五十歲,甚至小於四十歲,而不是六十幾歲的銀髮族。當患者本身有乳癌基因 BRCA 變異的話,亦較易罹患三陰性乳癌。

根據研究,三陰性乳癌患者癌細胞的細胞分級較高。「細胞分級」是檢驗癌細胞與正常細胞的相似程度。細胞分級低代表癌細胞長得與正常細胞比較相近,分化比較好,這樣的腫瘤長的比較慢;細胞分級高代表癌細胞與正常細胞非常不像,這樣的癌細胞長得快,較有可能轉移。

迎戰三陰性乳癌

目前三陰性乳癌的治療方式,包含手術治療、放射線治療、化學治療。傳統的乳癌治療通常是先讓患者接受手術,再做化學治療、放射線治療。近年來研究發現於手術前先做化學治療,也就是先做「術前輔助治療 (neoadjuvant chemotherapy)」,對患者比較有利。因為於術前進行輔助化學治療,醫師較容易評估藥物對癌細胞的治療效果,若接受幾次化療後,乳癌腫瘤明顯縮小,代表藥物有效,可繼續使用;假如腫瘤反應不佳,便可考慮使用其他藥物。結束化學治療的療程後,患者再接受乳房切除手術。

三陰性乳癌不具有荷爾蒙受體及過度表現的 HER2 受體,對荷爾蒙治療、標靶治療沒有反應,不過醫師還可以嘗試化驗「 PD-L1 」,看看是否適用「免疫治療」。

免疫系統是身體用來對抗病毒、細菌,負責防衛的私人部隊,免疫治療的概念就是利用免疫系統來攻擊癌細胞。

正常狀況下,我們體內的細胞會有正常生命週期,於適當時機凋亡,這是所謂的「程序性細胞死亡 (Programmed Cell Death) 」,然而癌細胞卻能持續、活躍地增生。

免疫學家發現免疫系統的 T 細胞上具有 PD-1 ,至於想要躲過免疫系統攻擊的癌細胞上則有 PD-L1 ,能與 PD-1 對接。當癌細胞的 PD-L1 和 T 細胞的 PD-1 相接時,就像踩下煞車一般,能抑制身體的免疫反應,讓癌細胞逃過免疫系統的攻擊。

發現癌細胞是透過這個方法來躲避免疫系統的攻擊後,大家便開始尋求破解之道。免疫治療的藥物進到患者身體後,會先與乳癌細胞的 PD-L1 結合,如此一來, PD-L1 就無法跟 T 細胞的 PD-1 相接,便不能再瞞騙免疫系統。透過這樣的機轉協助免疫系統攻擊癌細胞。

1990 年代,免疫學家本庶佑發現 PD-1 在免疫系統所扮演的角色,開啟了免疫治療的可能,也於 2018 年獲頒諾貝爾獎醫學獎。

根據統計,晚期三陰性乳癌患者中約有 4 成屬於 PD-L1 陽性的腫瘤,可考慮使用針對 PD-L1 的免疫療法,搭配化學治療有助於延長整體存活期。

相較於化學治療,免疫治療的副作用較少,然而接受免疫治療時,還是可能出現一些副作用,例如疲倦、發燒、腹瀉、噁心、嘔吐、便秘、食慾降低、搔癢、皮疹等。若有需要,醫師都能給予協助。

貼心小提醒

當患者聽到自己的乳癌屬於「三陰性乳癌」,可能會感到沮喪。然而,我們要提醒大家,「三陰性乳癌」只是評估乳癌的其中一個面向,整體預後及存活率仍與發現乳癌時的分期有關。平時定期接受乳房超音波與乳房攝影檢查,及早發現乳癌,及早治療,能有較佳的預後。

免疫治療的實現,讓乳癌治療又多了一個選項,患者、家屬要與醫師密切配合,共同努力以獲得更好的治療成效。

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