2010年4月10日

發現敗血症新救星!

作者/程樹德(任教陽明大學微免所)

發炎反應過了頭可能會造成敗血症,而活化血漿蛋白C 是治療敗血症的有效藥物,近來又有更新的研究發現,一個意想不到的蛋白質也參與其中。

幾年前Science曾報導,西伯利亞有位獵人,蹣跚地在雪地上行走,忽然看見一小片草地,居然乾乾地沒任何積雪,中間有一柱形物體,獵人拿起來發現那竟然暖洋洋的,真是天賜暖爐啊!獵人這麼想,就將之塞進背包裡,晚上還抱在懷中取暖。沒想幾天後,獵人腹背紅腫起來,找醫生多方診斷,才知暖爐是個核彈頭的核心,包含葡萄柚般大小的釙塊,獵人因而受了嚴重的輻射傷害,「天上掉下來的禮物」,可要特別當心呢!

發炎—免疫系統大戰外來病菌

每個人都免不了被蚊子甚或蜜蜂叮咬,而產生紅腫塊;被日光嚴重曬傷,皮膚也會紅腫疼痛一陣。這種由化學品傷害組織,或細菌、昆蟲侵入所致的反應,醫學上都稱之為發炎。病理學開宗明義,就把發炎的外表現象描寫為紅、腫、熱、痛,但最根本的變化有哪些呢?

雖然自古已有發炎的病徵描繪,但在免疫學家鑽研多年後,才有了清晰的理論架構,將發炎的過程,解釋為身體免疫系統抵禦侵入的病原或對抗組織壞死的一整段過程:首先設法摧毀侵入的病原,將其副產品從身體移除,若沒法消滅病原,次一策略就得設法隔離它,防止它向其他部位擴散;若最終成功地清除了外敵,還得修補或代換死去的組織,封住傷口。

這項工作當然主要由免疫系統內的第一線部隊負責,它們沒時間先認識外敵,再產生抗體,在長久演化的過程中,這前鋒部隊已經有了先天的記憶,知道外敵大致的分子特徵,以便即刻反應。

參與發炎反應的角色

現在我們知道,哺乳類動物的白血球家族內,就有一種由單核球成熟而演變的巨噬細胞,它的表面有一些接受器(Toll-like receptor),能認識細菌表面的鞭毛蛋白質,或細菌表面的脂多醣,甚至是病毒或病菌的遺傳物質——核酸。這些分子的特徵,並不容易改變,因此在長久演化中,生物就把它們的形狀轉化成記憶,牢記在遺傳物質內,一旦這些外敵出現,巨噬細胞表面接受器就能辨認並結合它,然後把偵測結果向細胞內傳送,接著細胞生產細胞激素(cytokine),將外敵入侵的消息向外放送,號召很多細胞一起團結行動。

這諸多細胞激素中,有一種較為重要,稱為甲型腫瘤壞死因子(tumor necrosis factorα)。它隨著血液循環流到肝臟,會刺激一群統稱為急性期蛋白質(acute-phase proteins)的合成,再加上原來血液中未活化的蛋白質,共同組成訊息傳遞網,把動員的消息傳遞下去,並開始反擊。例如其中的血纖維蛋白原(fibrinogen),一旦活化成為血纖維蛋白(fibrin),就會聚合成血栓,可以在組織裡阻礙病菌的擴散;而另一種分子動力素(kinin)則可促進血管擴張。

血管擴張是發炎反應中重要的一環,可以讓大量的免疫細胞,更容易去支援受傷害的細胞。例如嗜中性白血球,就會趁著血管壁通透性大增之際,爬出血管到外敵所攻擊的組織裡,開始吞食病原。

這些細胞階層的變化,可以解釋發炎部位的巨觀現象:血管擴張、體液增加,就足以造成紅、腫、熱,而腫就刺激痛覺末梢神經,進而產生痛覺。

眾多免疫細胞群起攻擊侵入的病原,成功後就清掃戰場,紅腫漸消、癒合傷口,而恢復健康。但若病原沒被消滅,反倒進了血液循環,則局部發炎蔓延到全身,就造成了敗血症(sepsis),其臨床病徵是發燒、心跳加快、呼吸加速、白血球數目上升,若症狀持續,則體溫降到平均以下,器官逐漸衰竭,最後死亡。【更詳細的內容,請參閱第484期科學月刊】

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