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把腦部組織注射入血液中會發生甚麼事?

2018/8/20 — 15:23

科學及醫學知識的進步往往都是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。

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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 2,500 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 。

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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。

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 的癌細胞

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.

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