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潘懷宗/眼淚是珍珠!一滴眼淚竟可篩檢血糖、驗乳癌和失智症?

2021-05-18 10:43元氣網 潘懷宗

一滴眼淚中,不僅僅是含有鹽分而已,其實還含有人體內眾多循環化學物質的痕跡,如果能...
一滴眼淚中,不僅僅是含有鹽分而已,其實還含有人體內眾多循環化學物質的痕跡,如果能善加利用,潛力無窮。 示意圖/ingimage
健康檢查的目的,就是希望能夠及早發現疾病,及早治療。但每項檢查都有其長處,也有其短處。這中間牽扯到的因素很多,像是價格高低、輻射線多寡、靈敏度大小、侵入性深淺和耗時長短等等。因此,科學家們從未停下腳步,每天持續努力地,想要開發更方便、更便宜、更迅速且無任何傷害的篩檢方法,來守護大眾的健康。

2021年4月26日英國每日郵報健康版記者奈許先生(John Naish)專題報導了利用眼淚、耳垢、汗水和鼻粘液,來當作健康檢查的項目?你能想像得到嗎,一滴眼淚中,不僅僅是含有鹽分而已,其實還含有人體內眾多循環化學物質的痕跡,如果能善加利用,潛力無窮。專門致力於眼淚成分分析的劍橋大學生物系研究生巴馬達同學(Anis Barmada)就告訴記者說,眼淚在不久的將來,很快就會有更多的診斷應用,因為眼淚中存在有許多生物標記物,雖然這些標記物通常是在血液中被科學家先發現,但其實更容易從眼淚中獲得。以下先針對利用眼淚來篩檢血糖、乳癌、乾燥症和老人失智症的方面,來為大家介紹。

首先,為了防止糖尿病引起的併發症,至關重要的是要保持嚴格的血糖控制,而血糖控制又需要經常抽血測血糖,目前所有監測血糖的方法都是侵入性的,就算只是在家用細針刺一下手指,也會產生傷口。日本東京大學的相原正一(Masakazu Aihara)博士在2020年9月的歐洲糖尿病研究協會的年會上表示,眼淚中糖蛋白(glycoalbumin)的水平可以反映前2週的平均血糖水平。他們招募了100名糖尿病患者進行研究,並同步收集了眼淚和血液樣本進行分析,證明了眼淚中糖蛋白含量和血糖之間存在顯著的相關性。相原博士說,他們將持續優化測量條件並開發商業用的簡易測量設備,並擴大驗證利用眼淚來當作糖尿病監測方法的有效性和實用性。

接下來是利用眼淚篩檢乳癌,這項技術是由日本神戶大學(Kobe University) 工程學研究院竹內教授(Toshifumi Takeuchi)團隊所開發出來的,只要使用特製的螢光芯片來收集100µL的淚水(大約2~3滴),然後將其放在搭配的掃描儀中,就可以分析眼淚中所有《外來體組》(exomes)的基因序列,如果發現是和乳癌細胞有關的話,就可以盡早予以治療。目前,像是乳房X光攝影是普遍被用來篩檢乳癌的方法之一,由於它需要的檢查設備體積較大,所以必須去醫院或出動X光攝影車,加上有些婦女同胞在檢查時,會被擠壓得有些不舒服,另外,解讀圖像也需要特別的放射科專家才能勝任,整個檢查也需要一定長度的時間,造成許多日本婦女因為繁忙的生活或因為檢查時的小小痛苦而沒有去做篩檢,造成日本因為乳癌而死亡的人數持續增加。如果只要在家收集眼淚,就可以完成檢查,根本不需要去醫院,不僅對於工作忙碌的人們來說很具吸引力,同時在此新冠肺炎的特別時期也可以避免感染。

日本竹內教授所發明的TearExo®檢測系統,是利用螢光芯片和一台自動分析儀所互相搭配而成的,利用這套檢測系統,一般的操作人員就可以快速,超靈敏的進行檢測(比當前的免疫測定靈敏度高出約1000倍),只需10分鐘就能完成,沒有冗長的樣品前處理程序,一次要價約為台幣1,300元整。另外,科學家在乳房切除術前後分析同一位病人淚水內的《外來體組》基因序列時發現,手術後的基因序列與健康人相同,已經沒有來自乳癌細胞的基因,這更進一步表明TearExo®還可以用於監視患者治療後的恢復情況,相關研究已經發表在2020年美國化學學會的官方期刊上(Journal of American Chemical Society)。根據《日經新聞》報導,神戶大學已經開始大規模的臨床研究,期望在明年(2022年)申請將該項檢測技術合法上市。

第三項利用眼淚來篩檢的疾病是修格蘭氏症候群(Sjogren's Syndrome),這是一種以侵犯淚腺、唾液腺等外分泌腺體為主的慢性自身免疫性疾病,通常造成多器官損傷。當損害淚腺,導致腺泡萎縮淚液分泌明顯減少就會出現嚴重的角膜、結膜乾燥,當侵犯到唾液腺、呼吸道、胃腸道和泌尿生殖道黏膜上皮時,也會引起相應的臨床表現,發病率約1%~2%,好發於停經期或停經後女性,男女比為1∶9,發病年齡45~60歲。科學研究發現,眼淚中含有一種叫做ATG5的蛋白質,可以比現行的標準診斷測試更準確地查明那些人已經罹患修格蘭氏症候群。

這項研究已於2021年2月發表在《診斷》(Diagnostics)雜誌上,是由韓國天主教大學漢城聖瑪麗醫院的鍾秀香教授(So-Hyang Chung)所領導完成的。他們發現,在患有修格蘭氏症候群的患者眼淚中ATG5的水平會飆高,但如果只是一般乾眼症患者的眼淚中就不會有ATG5升高的現象,因此可以做出鑑別診斷。研究人員也使用了其他現行的眼部檢查方法,像是測量眼睛上的淚液蒸發速率(TBUT)、Schirmer I測試(確定眼睛是否自己能產生足夠的淚液以保持濕潤)和眼部染色評分(OSS;用於衡量眼睛已經有多少的傷害),結果顯示眼淚中的ATG5篩檢修格蘭氏症候群的能力,比起其他測試方法毫不遜色,甚至更好。韓國這次的研究,共有86名參與者入選,其中包括55名患有修格蘭氏症候群患者(平均50.7歲)和31名一般的乾眼患者(平均55.7歲),互相比較之下,有修格蘭氏症候群的患者比較年輕,而且有更為嚴重的乾眼症狀。經統計後發現,利用眼淚中的ATG5來區分修格蘭氏症候群的準確性為98.4%,比其他現行三種眼部檢查的準確性來得高(落在81.7%至50.8%之間),另外,此方法的靈敏度經計算後為94.6%。

第四項是利用眼淚測試是否罹患阿茲海默症,這是由匈牙利德布勒森大學(University of Debrecen)醫學系生化學科的切斯教授(Éva Csősz)所提出的,同時也已經發表在《PLOS One》的國際期刊上。阿茲海默症是最常見的神經退行性疾病之一,科學界目前猜測,患有阿茲海默症患者的大腦中負責記憶的神經細胞之所以死亡,有多種假說,第一種假說則是因為有澱粉樣蛋白β(amyloid β)在大腦中形成斑塊(plaques)所造成的, 第二種假說是因為許多蛋白質打結(protein tangles)在一起所造成的,而蛋白質打結的起因是tau蛋白質聚集。這兩個現象在病患腦中均有被科學家發現,互為影響,尚未完全明瞭。當病患出現症狀後,醫學界才會使用昂貴的腦部掃描儀器,以及抽取龍骨水來偵測這兩個蛋白質,以便確定診斷。另外,醫生也可以利用「記憶力測試」來檢查患者的認知能力下降是否與阿爾茨海默氏症的典型分數相符合。但是利用腰椎穿刺(lumbar puncture)取得腦脊髓液或使用正子斷層掃描(positron emission tomography scan),一個是太侵入性,另一個又太昂貴,所以如果有其他更簡便的測試方法,當然會大受歡迎,目前科學界已經開發出使用血液來篩檢,或是利用本文所介紹的---眼淚來篩檢。

切斯教授利用定量蛋白質組學的方法,比較有阿茲海默症和沒有阿茲海默症患者的淚水內所有蛋白質譜的變化情形,認為同時使用四種蛋白質來當作生物標記物時(淚脂質運載蛋白lipocalin-1,皮離蛋白dermcidin,溶菌酶-C和乳淚糖蛋白lacritin),可以用來當作篩檢工具,而且經過研究,達到的篩檢敏感度為81%,準確性為77%。

另外,英國倫敦大學學院的認知神經科學研究所維斯教授(Andres Herane-Vives)利用耳垢分析皮質醇水平來篩檢憂鬱症以及壓力大小(已發表在國際期刊《Heliyon》上),美國加州理工學院醫學工程系高偉教授(Wei Gao),利用汗水來偵測尿酸濃度,進而預測痛風發作時間(已發表在《自然生物技術》期刊上),或是美國華盛頓特區味覺與氣味診所負責人亨金醫生(Robert Henkin)所發展的利用鼻粘液中的D-二聚體蛋白(D-dimer)來當作心臟病患的血栓警訊等等,都是非常有趣且先進的健檢方式,不久的將來,如果市面上出現了這些健檢項目時,讀者也不會太驚訝了!

修格蘭氏症
乳癌
阿茲海默症
唾液腺
乾眼症

潘懷宗

文字工作者

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