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2023-05-16冬眠的熊為什麼不會靜脈栓塞?科學家發掘潛在抗血栓機制 497 期

Author 作者 編譯|陳亭瑋

身體中不正常的凝血(coagulation)會在動脈或靜脈中形成血栓(thrombus),對健康造成極為嚴重的影響,在心血管疾病中的危害僅次於心臟病發作與中風。長時間靜止不動,如久坐、久站、搭乘長途飛機,都會提高下肢靜脈與肺部產生血栓的風險。但同樣身為哺乳動物,為什麼每年都要冬眠靜止不動好幾個月的熊,卻似乎並沒有發生血栓的風險呢?德國慕尼黑大學(Ludwig Maximilian University of Munich, University of Munich)的心臟科醫師與斯堪地那維亞半島的團隊合作,收集瑞典有冬眠習性的棕熊夏季與冬季的血液樣本,發現有種蛋白質在冬季與夏季表現上出現了顯著的差異,似乎與熊冬眠時不會出現靜脈血栓栓塞(venous thromboembolism, VTE)有關,該研究於今(2023)年4月刊登於《科學》(Science)期刊。

凝血是身體循環系統中的一種保護機制,形成血栓可以堵住被破壞的血管,在血液循環受損、血管破裂的時候阻止血液進一步流失,整個過程牽涉到血小板以及多種凝血因子的互相作用。然而,血栓若發生在正常運作的血管系統中則會阻礙血液循環,反而對健康造成危害。靜脈血栓栓塞,如深層靜脈栓塞(deep vein thrombosis, DVT)、肺栓塞(pulmonary embolism,PE)為常見且潛在有致命性的疾病,但目前的治療與預防方法相當有限,因此持續開發控制血栓的藥物或療法相當重要。

研究人員比較了13隻棕熊在兩個冬天與夏天採集的血液樣本,發現到一種功能性相關蛋白質熱休克蛋白47(heat shock protein 47, HSP47)的表現量差異極大,夏天的棕熊血中含有豐富的HSP47,但此蛋白質在冬天卻幾乎消失無蹤。根據過去英國雷丁大學(University of Reading)生物醫學科學系教授吉賓斯(Jon Gibbins)以小鼠為材料的研究顯示,HSP47主要表現於血小板的表面,會參與凝血機制。在凝血過程中,血小板會吸引嗜中性球(neutrophil),經由HSP47活化嗜中性球形成網狀結構捕捉蛋白質、病原體、細胞,持續累積後生成血栓。吉賓斯過去的研究中也顯示,失去HSP47的小鼠血液不太容易凝結。因此可以合理推測,在冬眠時久未移動的棕熊之所以不容易發生血栓,很可能與HSP47的消失有關。

除此之外,研究人員還比較了人類血液的HSP47含量,發現相對於活動更頻繁的人,無論是因脊髓損傷等疾病而無法起身,或者是配合實驗臥床27天的健康者,血液中的HPS47濃度也確實有下降的趨勢。這顯示了科學家透過研究黑熊發現HSP47,的確有機會影響人體的血栓形成。

現階段的抗凝血藥物仍有一定風險,但卻又對於容易產生血栓的高風險對象如癌症患者、手術病患或創傷患者來說至關重要,因此HSP47的發現也開啟了防凝血機制研發的潛在可能性,讓許多人十分期待。


新聞來源
1. Thienel, M. et al. (2023). Immobility-associated thromboprotection is conserved across mammalian species from bear to human. Science,380(6641), 178-187.
2. Pennisi, E. (2023 April 13). Now we know why hibernating bears don’t get blood clots. Science. https://reurl.cc/3Ol86l