把腦部組織注射入血液中,會發生甚麼事?

把腦部組織注射入血液中,會發生甚麼事?
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曾有科學家發現,如果把腦部組織注射入動物的靜脈內,牠會立即死亡。原來這跟身體內的凝血系統有關。

科學及醫學知識的進步往往來自一些看起來毫不相干的研究。誰又會想到把腦部組織注射入動物血液內的研究,可以讓人認識到一個可怕疾病的機制?

法國動物學家及解剖學家布蘭維爾(Henri Marie Ducrotay de Blainville)於1834年發現,如果把腦部組織注射入動物的靜脈內,牠會立即死亡。布蘭維爾之後再為死亡的動物進行解剖,發現牠全身的血管內出現大量血栓。

到了1893年,英國生理學家胡德里奇(Leonard Charles Wooldridge)再進行了類似的實驗,但這次他把腦部組織慢慢地注射入動物的靜脈內,動物今次沒有立即死亡,不過血液就失去了凝固的能力,之後即使再為動物注射腦部組織,也不能夠引起血栓。其後,有人發現那些被慢慢注射入腦部組織的動物血液中的纖維蛋白原(fibrinogen)都非常之少,難怪都不能凝固了。

凝血系統與流血症狀

到了20世紀,科學界對凝血系統的認識深了,漸漸地了解到這些現象的成因。原來腦部組織含有大量的組織因子(tissue factor),它是凝血系統的起點。把腦部組織注射入血液內,會激發凝血系統,做成大量血栓。當血液內的凝血系統被大規模地激活,凝血因子及纖維蛋白原就被消耗得很快,所以動物反而出現流血的症狀。

其實醫學界也很早已經留意到類似的症狀,例如惡名昭彰的鼠疫又叫黑死病,患者會容易流血,又會因血痊而出現壞疽,令四肢變黑壞死。黑死病是人類歷史上最嚴重的疫症之一,這場瘟疫在全世界造成了大約2500萬人死亡,瘟疫於中世紀爆發時曾造成歐洲人口近一半死亡。另外,幾個世紀前已有人留意到,孕婦生產時偶爾會出現血崩,令媽媽血流不止而死的現象。現代醫學把這些情況稱為「瀰漫性血管內凝血」(disseminated intravascular coagulation),簡稱DIC。

DIC嚴格來說並不是一個疾病,而是一個由疾病引起得現象,它背後的疾病才是始作俑者,疾病大規模地激活了患者的凝血系統,令凝血因子都被用盡,結果反而出現流血症狀。可以導致DIC的疾病有很多,包括某些惡性腫瘤、感染、大規劃創傷、中毒、急性溶血及妊娠併發症(如羊水栓塞)等。

須及時診斷

急性早幼粒細胞白血病(acute promyelocytic leukaemia,簡稱APL)就是一種非常容易引起DIC的血液癌症,因為這種癌細胞含有大量的組織因子,會大規模地激活凝血系統。APL引起的流血甚至比一般的DIC更嚴重,因為除了激活凝血系統之外,癌細胞的annexin A2含量也是異常地高,這種蛋白質可以增加胞漿素(plasmin)的生成,幫助溶解纖維蛋白(fibrin),降解血栓。APL的患者除了凝血系統外,纖維蛋白分解(fibrinolysis)系統都同時被激活了,令流血問題雪上加霜。APL大概是其中一個最危急的血液疾病,如果不能及時地作出診斷及為病人開始治療,患者可以很快地因腦出血而死。

APL
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APL的癌細胞

除了基本科學與臨床科學的進步外,化驗技術的進步令醫生診斷DIC變得簡單。DIC會把血液內的凝血因子消耗殆盡,所以病人的PT及APTT凝血指數會延長,纖維蛋白原量下降。另外,血小板也會在生成血痊的過程中用掉,患者的血小板數量也會因而減低。在1960年代末,化驗室漸漸出現了纖維蛋白降解產物(fibrin degradation product)的化驗檢查。纖維蛋白降解的過程中會製造出D-二聚體(D-dimer)等的纖維蛋白降解產物,而DIC會令血管內出現大量血栓,纖維蛋白降解產物自然大大增高。這是一個非常實用的化驗檢查,到了今時今日,它仍然是醫生診斷DIC的重要工具。

如果遇到一位出現DIC的病人,醫生需要監察病人的凝血指數及血小板數量,並為流血的病人輸入適當的血液製品。但醫生最最最重要要做的事其實是找出並醫治引起DIC的始作俑者,否則一切治療都將是途勞無功。

資料來源︰

  1. Levi M, van der Poll T. A Short Contemporary History of Disseminated Intravascular Coagulation. Seminars in Thrombosis and Hemostasis. 2014; 40(08): 874–80.
  2. Levi M, Toh CH, Thachil J, Watson HG. Guideline for the diagnosis and management of disseminated intravascular coagulation. British Journal of Haematology. 2009;145: 24-33.
  3. Breen KA, Grimwade D, Hunt BJ. The pathogenesis and management of the coagulopathy of acute promyelocytic leukaemia. British Journal of Haematology. 2012;156(1): 24-36.

本文獲授權轉載,原文見史丹福狂想曲

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責任編輯︰鄭家榆
核稿編輯:歐嘉俊

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