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瘧疾或致骨質流失 類維他命 D 化合物逆轉症狀

2017/6/5 — 16:15

蚊是瘧原蟲的主要宿主。
Tom / flickr

蚊是瘧原蟲的主要宿主。
Tom / flickr

夏季又到,很多由蚊傳播的疾病我們也要注意,其中一種就是瘧疾。瘧疾會對人體造成嚴重破壞:殺死紅血球細胞,製造有害物質甚至有機會破壞腦部,每年在全球殺死至少 50 萬人。

最新刊於《科學 — 免疫學》研究顯示,致使瘧疾的瘧原蟲能影響老鼠骨骼,如在人類小朋友出現同樣情況,或會影響其成長;但同時研究亦找到一種類似維他命 D3 的化合物,有潛力阻止骨質流失。    

瘧疾是由寄生生物瘧原蟲 (Plasmodium) 感染蚊子後散播,引起的典型症狀有發燒、畏寒、虛弱、嘔吐和頭痛,並在蚊子叮咬後十至十五日出現。當瘧原蟲進入人體,牠們會進入血管,並在紅血球中繁殖,吸食血紅蛋白,釋出有害副產品,最終牠們在成熟時殺死紅血球而出。

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雖然此前研究已發現,瘧原蟲會出現於生產血液幹細胞的骨髓中,但到目前為止,無人知道牠們是否會損害骨骼。為找出答案,大阪大學免疫學家 Cevayir Coban 的團隊將老鼠分別感染兩種瘧原蟲。

老鼠免疫系統最後成功抵抗瘧原蟲,但其骨骼有被感染跡象,並出現骨質流失,令骨內孔隙增多,情況與骨質疏鬆症 (osteoporosis) 極為類似。而在較為年幼的受感染老鼠,康復後骨成長速度較正常慢,而且大腿骨平均比正常短 10% 。

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團隊當時推測瘧原蟲破壞蝕骨細胞 (osteoclast)成骨細胞 (Osteoblast) 的平衡,引發問題。前者會將舊骨組織分解,後者則構成新的骨組織。其後團隊才發現,當老鼠感染瘧疾時,兩種細胞活動均被停止;老鼠免疫系統完全消滅瘧原蟲後,兩種細胞才重新活動,但骨組織分解速度快過新骨製造。

團隊估計,骨質流失源於瘧原蟲排放的有毒廢物,當中包括瘧原蟲色素 (hemozoin) ——被瘧原蟲消化過的血紅蛋白殘渣。瘧原蟲色素會滲入受感染老鼠骨中,令骨出現慢性發炎,將之變黑並在瘧原蟲殺死後兩個月仍會存在於骨內。

為了測量有毒廢物影響,團隊將這些物質與骨髓細胞混和。他們發現骨髓細胞被刺激釋放更多蝕骨細胞。不過,機制亦令團隊找到阻止瘧原蟲色素破壞骨質的方法:給受感染老鼠服用類似維他命 D3 的 Alfacalcidol ,抑制蝕骨細胞活動,刺激成骨細胞,成功防止老鼠骨質流失。

Coban 指,雖然現時未有直接証據証明瘧疾導致人類骨質流失,但生活於瘧疾流行地區的兒童普遍成長比正常慢;未來研究如果可以証明到瘧疾與人類骨頭成長速度有關,人類可使用 Alfacalcidol 或其他相關藥物,保障他們健康。

來源:
Science, Malaria may weaken the skeleton, 2 June 2017
Science Daily, Bone loss is another hidden pathology caused by malaria infection, 2 June 2017

報告:
Lee, M.S.J., Maruyama, K. & et al. (2017). Plasmodium products persist in the bone marrow and promote chronic bone loss. Science Immunology 02 Jun 2017: Vol. 2, Issue 12, eaam8093. DOI: 10.1126/sciimmunol.aam8093

文/Alan Chiu 

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