2014 年 09 月 15 日 , , ,

我們常聽到的「洗腎」是透過體外的血液透析機取代衰竭的腎臟,如今科學家也發展出「洗脾」技術,模仿人體脾臟功能,過濾血液中超過九成病菌,不僅到現在都還是致命急症的敗血症有救,甚至對於造成愛滋病的人類免疫缺陷病毒 (HIV) 與西非大流行中的伊波拉病毒感染,未來都有望成為有效的治療方法。

人體內部如果受到細菌感染,往往會引發敗血症這種致命性很高的疾病。敗血症在治療時非常棘手,因為醫師常無法在很短時間內透過檢驗知道是受到何種細菌感染,因此過去也有研究是想縮短辨別細菌種類的時間。但細菌感染全身器官造成衰竭不能等,因此往往先用廣效抗生素,等到檢驗結果出來才有機會對症下藥。因此,現行針對敗血症的療法有兩個問題,一來是碰運氣,二來則有讓細菌產生抗藥性的可能。

美國哈佛大學維斯仿生工程研究所 (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) 主任 Donald E. Ingber 領導的團隊,用取自人體器官「脾」臟的靈感發展出人工脾,用來過濾血液中的細菌或其他毒素。這項研究刊登在「自然醫學」(Nature Medicine) 雜誌。

他們使用一種在人體中發現、稱為「甘露聚糖結合凝集素」(mannose-binding lectin, MBL) 的蛋白質,做為人工脾的主要武器。MBL 可以和超過 90% 細菌、病毒、真菌及死掉細菌釋放的毒素的表面醣分子結構結合,也就是說把它當成濾網,所有經過的毒素都可以被 MBL 攔住。實際的做法是,他們將 MBL 塗在磁性奈米珠上,當血液流經人工脾臟,奈米珠上的 MBL 抓住病菌,接著裝置中的磁鐵再吸附這些奈米珠,原本的血液就可以很乾淨地流回體內。

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▲人工脾臟裝置

研究團隊把實驗用的老鼠分別先感染大腸桿菌(首圖藍色)或金黃色葡萄球菌,接著挑出部份感染老鼠進行過濾。在感染 5 小時後,團隊發現 89% 經過過濾的老鼠依然存活,而沒有過濾的老鼠僅有 14% 還活著;同時,他們發現前者血液中 90% 的細菌都被移除了,牠們的肺臟乃至於其他器官也較少發炎的情形,說明牠們較少受到敗血症的影響。

團隊也用人血來實驗。他們用大約是人體血液總量 5 公升的人血,加入了細菌與真菌,想看看人工脾臟的效果。過濾的速率大約是每小時一公升,也就是說,在五小時內人工脾臟也有效濾掉了人血中 90% 病原。

Ingber 表示,這樣的效果已經足夠用來對抗病菌感染,而身體內殘留的病菌,例如留存在內臟中的漏網之魚,只要透過免疫系統或抗生素即可應對。這樣的療法也可望用在因應人類免疫缺陷病毒 (HIV) 及目前在西非造成龐大疫情的伊波拉病毒 (Ebola) ,讓體內的病毒數量降低到可以忽略的地步。研究團隊目前正以豬為對象進行下一階段實驗。

(圖片來源:Harvard Wyss Institute)

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呂維振

呂維振

主編 at 早安健康
媒體工作者,關注醫藥研發、尖端科技與數位娛樂。
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