二戰以前能活過五十歲的人不多關鍵在免疫系統與細菌或病毒的妥協這與人類的戰爭如出一轍八百年前宋金之戰朝廷中主和派是秦檜主戰派是岳飛如果每年只要送一點佔國家GDP 5%的歲幣就能弭平戰亂免除送子弟上戰場犧牲的悲劇你會做出怎樣的選擇?但送出歲幣就能常保太平嗎?當然不是!南宋最後不是亡於金,而是亡於蒙古鐵騎

這則「漫談免疫學」要講的主題是Necroptosis,它是NecrosisApoptosis的合體字對於細菌感染,Necroptosis的成因是免疫系統主戰派與主和派相持對立的結果但要先澄清的是主戰派與主和派都是為了人體的利益但兩派相持的結果可能讓細菌突破免疫防線使免疫系統錯失及時殲滅細菌的良機但另一方面可能人體根本無法有效阻擋細菌入侵只能暫時採取高築城牆的方式將細菌擋在邊界

細菌感染後,主戰派的代表是TNF-a,是武人,最早應戰,Type I IFN是文人,配合徵兵及負責後勤支援,隨著戰事提升,Neutrophil會出現下圖的變化
Bacteria infection Neutrophil  
圖一: 細菌感染後Neutrophil的變化

TNF-a 誘導Neutrophil活化若無法在第一時間驅離細菌時,隨著Type I IFN(IFN-a, IFN-b)分泌越來越多,為避免戰事傷及無辜(TNF-在上皮肌肉神經等細胞傳遞死亡訊息)Type I IFN會阻撓TNF-a的進攻策略,Neutrophil可能出現短暫下降(圖一B),這過程是Necroptosis造成我們看一下TNF-aSignaling pathway
TNF survival and apoptosis  
圖二: TNF-a 可在免疫細胞誘導Survival signal, 但在非免疫細胞誘導Apoptosis. 

TNF-a
可同時啟動ApoptosisSurvival兩條路徑對於Neutrophil若純粹是TNF-a提升會走向Survival pathway原本Neutrophil的壽命只有8-12小時經由細菌感染TNF-a的刺激後壽命可能延長一倍因此可見Neutrophil快速上升(圖一A)如果Neutrophil無法及時清除細菌主和派的Type I IFN會制止主戰派的TNF-a減少兵員與後勤補給此時可見Neutrophil慢慢下降(圖一B)這是Type I IFN促使TNF-a在Neutrophil引發Necroptosis如下圖
Survival Necroptosis apoptosis2    
圖三; Type I IFN會促使Neutrophil的TNF-a signaling偏離Cell survival,走向RIP3/MLKL所引發的Necroptosis

Necroptosis  

圖四: Necroptosis
發生前磷酸化的MLKL會聚合在細胞膜打洞造成NeutrophilMacrophage死亡促成Necroptosis發生的因素有三其一是TNF-a它原本要讓NeutrophilMacrophage活化但細菌(其二)賄絡Type I IFN(其三)促使Type I IFNTNF-a帶向NecroptosisNeutrophilMacrophage就會走向死亡

細菌感染若引發強烈的Adaptive immunity (Th1/Th2 immunity)代表急性感染如圖一CType II INF(IFN-g)會壓過Type I IFN企圖迎戰細菌如果成功就一舉殲滅細菌(多半是如此)但如果失敗免疫系統就會高築城牆阻絕細菌擴散,演變成慢性感染,形成膿瘍膿瘍是T lymphocyte擴大免疫反應吸引Fibroblast過來分泌纖維結締組織包圍細菌的病理表徵好比兩千年前漢人打不過匈奴就築一道長城阻擋匈奴入侵膿瘍大到一定程度(例如三公分)代表Th1/Th2 immunity所擴大的免疫反應敵不過細菌向膿瘍外壁擴散換句話說細菌一直突破Fibroblast所建築的長城,而Th1/Th2 immunity再吸引更多T cellB cell過來擴大免疫反應
T cell
分泌Cytokines促使Fibroblast分裂並分泌纖維結締組織築牆
B cell
自牆邊射出大量 "非專一性抗體" 阻撓細菌快速擴散,猶如冷兵器時代作戰時亂箭齊發
膿瘍外圍的B cell遠多於T cell非專一性抗體對於阻撓細菌擴散扮演非常重要的角色
Liver abscess histology  
圖五: 肝膿瘍--T cell 擴大免疫反應吸引Fibroblast過來築牆圍堵細菌

你可能會問Neutrophil在幹嘛?它們是最有能力吞食細菌的免疫細胞為何不出來應戰打仗不單靠兵強馬壯政治力介入比前線戰士拼死拼活對戰局影響更大戰事至此膿瘍五公分代表細菌可能用政治力造成Type I IFN > TNF-a或特殊戰術例如釋放毒物干擾免疫系統造成Type I IFN > TNF-a削弱Neutrophil的戰力,甚至促使Neutrophil走向Necroptosis肝膿瘍若長到五公分勢必會長到七公分,在沒有抗生素的年代,瘍越長越大破入體腔人就會死亡

下面有一個病例
29
歲女性主訴腸胃型感冒一個月除了喉嚨不舒服之外主要症狀是腹脹吃藥一個多月感覺肚子越來越脹,來我門診兩天前有發燒她一年前曾因急性扁桃腺炎而住院,診所醫師說她急性扁桃腺炎復發我看了她的藥袋六顆藥之中一部份針對急性扁桃腺炎一部分針對腹脹其中一顆是Amoxicillin 250 mg.

聽完她的敘述我看了一下她的咽喉
我說你的喉嚨好好的呀!很痛嗎?
她說有一點
量她體溫37.5

她的症狀長達一個月很不尋常我替她排了門診當天所有能做的檢查
腹部X看不出問題
腹部超音波看不出問題
尿液檢查正常
抽血CBC-DC露出端倪
41632693-CBC  
CRP 10.68 mg/dL
我再問她一次你的喉嚨真的很痛嗎
她說不覺得很痛
WBC 16700, Seg 82.9%
CRP 10.68 mg/dL
這樣的檢驗數據如果是急性扁桃腺炎會很痛很痛痛到吃不下飯
她的腹脹症狀長達一個月若是結腸憩室炎已變成慢性CBC-DCCRP的數值來看,已有局部膿瘍發生,病程走向Th1/Th2 immunity(圖一Neutrophil的第二個峰)膿瘍被免疫系統建築的城牆圍住,但快圍不住了,再拖幾天可能破掉年輕人的結腸憩室炎真的會破掉嗎?請不要懷疑真的會破掉下面有一個病例31歲男性,下腹脹三週只在診所拿藥吃突然有一天半夜下腹劇痛到急診室電腦斷層如下

diverticulitis rupture2  
乙狀結腸慢性憩室炎破裂,膿瘍包在骨盆腔內

http://www.jimmunol.org/content/196/1_Supplement/202.17



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