2021年7月31日 星期六

真正的奧運運動精神──被切掉脾臟的滑浪風帆運動員陳晞文



最近看了前體育記者伍家謙的文章,才知道代表香港出戰滑浪風帆的運動員陳晞文原來在2012年備戰倫敦奧運時意外被船撞到,斷了幾根肋骨,最後要切除整個脾臟。但她之後仍全力備戰,取得了第12名的成績。今屆奧運中,她繼續挑戰自己,憑著努力和堅持,得到了第8名的佳績。陳晞文的努力不懈體現了真正的奧運運動精神,令史丹福非常感動。史丹福想再一次感謝及支持運動員的付出,並順道介紹一下有關脾臟的醫學知識。

脾臟是一個血管非常豐富的器官,因此很容易在腹部創傷中受損甚至破裂,造成大量出血。這時候醫生就必須要考慮利用外科手術方法把脾臟切除,以保存病人性命。

那究竟脾臟是一個怎樣的器官呢?它位於腹部的左上方,是一個重要的免疫器官。脾臟裡有很多單核吞噬細胞系統(mononuclear phagocyte system),又稱網狀內皮系統(reticuloendothelial system)的細胞。這些細胞負責吞掉入侵身體的細菌、真菌與寄生蟲等病原體。另一方面,脾臟內亦有豐富的淋巴細胞,負責製造抗體。

脾臟也是一個負責血液代謝的器官。它負責儲存血細胞,也負責移除老掉的血細球,及一些紅血球內的包涵體(inclusions)。 脾臟並非一個必不可少的維生器官,因此即使移除脾臟,病人仍能生存,不過免疫力就會大幅下降。病人特別容易受到荚膜細菌(encapsulated bacteria),如肺炎鏈球菌(Streptococcus pneumoniae)、腦膜炎雙球菌(Neisseria meningitidis)及流感嗜血桿菌(Haemophilus influenzae)等的感染。因此病人需要長期服食抗生素及注射疫苗去預防感染。

另一方面,切除脾臟後,病人的血液亦會有所改變,如白血球數量增高及血小板數量增高。這是因為脾臟本來儲存血細胞及移除老掉的血細球,當沒有了脾臟後,就有更多的血細胞可以保留在血液中。在切除脾臟病人的周邊血液抹片中,我們更可以見到紅血球中出現被稱為豪威爾喬利體(Howell Jolly bodies)的微細的紫藍色小點,那是由殘餘DNA組成的包涵體。血液科的醫生有時候會「反其道而行」,利用切除脾臟去治療重型地中海貧血症、自身免疫性溶血性貧血(autoimmune haemolytic anaemia)及免疫性血小板减少性紫癜(immune thrombocytopenia purpura,簡稱ITP)等的血液疾病,去提升因疾病而減低的血細胞數量。

同一個奧運,我們見到了人性的光輝與黑暗。有運動員不斷堅持與努力,面對困難仍不放棄,突破自己。有人則因運動員球衣的顏色而強烈讉責運動員,引發批鬥。不過史丹福相信,人性的光輝必會戰勝黑暗,讓我們繼續為運動員打氣,支持他們再創佳績。

運動相關血液疾病

 


近日奧運進行得如火如荼,除了某政黨有人強烈譴責強烈譴責一位香港運動員,該黨主席又表示這種關注合情合理」外,港人普遍都上下一心全力支持香港運動員參賽。史丹福就想藉此機會為大家介紹一個與運動相關的血液疾病--步行性血紅蛋白尿(march haemoglobinuria)及運動性貧血(sports anaemia)。

步行性血紅蛋白尿最先於1881年被描述,首個案例是位年輕的德國士兵。他在長時間步操後出現尿液變紅的情況。後來又有其他的案例報告顯示,運動員在長時間進行高強度的運動後亦會出現這情況,例如馬拉松的選手。醫學界相信這情況是由於在進行運動時,腳掌長期與地面碰撞,在過程中破壞了紅血球,引起溶血。紅血球被破壞後釋出血紅蛋白,血紅蛋白經尿液排出,引起尿液變紅。尿液變紅的症狀雖然嚇人,但其實每次病發時平均只有640mL的紅血球被破壞,失去的紅血球大約只等如被抽了幾支血的份量,因此對運動員的影響其實微乎其微。病徵亦會在約數星期後消失。步行性血紅蛋白尿似乎與跑步時脊柱前凸(lordotic)的姿勢有關。用鞋墊可以減少腳掌與地面的碰撞,並減低出現步行性血紅蛋白尿的機會。

除了腳掌外,有案例報告亦顯示手掌長時間與硬物碰撞都可以引起步行性血紅蛋白尿,例如空手道運動及用手打鼓。

當運動員持續地進行高強度的運動,就有機會長期出現溶血,並引起貧血,這種情況叫做運動性貧血。有趣的是,就算運動員沒有出現貧血,他們的骨髓亦會因為溶血而增加製造紅血球的速度作補償。由於新製造的紅血球體積較大,跑手常有平均紅血球體積(mean corpuscular volume,簡稱MCV)較高的情況。

圖文不乎:圖中的運動員是代表香港出戰三項鐵人項目的21歲運動員奧斯卡(Oscar Coggins),他以1小時4855秒完成賽事,在51名選手中排行第33位,創下香港選手在三鐵項目的歷來最佳奧運成績。他並沒有步行性血紅蛋白尿,史丹福只是想貼張香港運動員的相片支持香港運動員,而且三項鐵人運動的確是容易引起此狀況的運動。

2021年7月3日 星期六

「射波」神技──橙汁可令COVID-19快速抗原檢測呈陽性?

英國衛報(The Guardian)最近報道,有學童發現利用橙汁竟然可以令到2019冠狀病毒病(coronavirus disease 2019,簡稱COVID-19)快速抗原檢測呈陽性。學生們更表示這是一個「射波」(即騙病假)的好方法。

 

這消失一傳出,就𣊬間引爆了網民們的科學小宇宙。他們發現除了橙汁外,茄汁甚至可樂都可以有類似的效果。究竟為何如此呢?


可樂與橙汁令檢查結果呈陽性(來源:https://theconversation.com/covid-19-kids-are-using-soft-drinks-to-fake-positive-tests-ive-worked-out-the-science-and-how-to-spot-it-163739?fbclid=IwAR0fo54YjNoIkK0dDiGDuEfmqasaABgpkETCPnB6w3voHNjr1w3rFmSoPi8)


 

史丹福先在此聲明,「射波」絕不可取,並會增加其他上班同事的工作量,我無意鼓勵大家以此方法騙病假。而且香港人素有「最愛返工的民族」的「美譽」,相信各位讀者都沒有興趣「射波」。史丹福只是單純地以化驗科學的角度分析下這一個有趣的科學現象。

 

要了解這有趣現象的成因,我們必須要先學懂COVID-19快速抗原檢測的原理。快速抗原檢測其實並不是香港正規化驗室中使用的核酸檢測,而是一種側向流體免疫層析法(lateral flow immunochromatographic assay)。它所檢驗的是病毒抗原,只要檢查的樣本中有這抗原,測試線(test line)就會變成紅色。這科技其實非常常見,例如驗孕棒就是使用這技術。在血液化驗學的範疇中,亦有用到側向流體免疫層析法去檢測地中海貧血症(thalassaemia)與瘧疾(malaria)感染。

 

側向流體免疫層析法所用的儀器的結構如下。


來源:Wikipaedia


 檢測的原理是先把樣本放在樣本區(sample pad),樣本內的液體分子會因毛细管作用而向一個方向移動,並在結合區(conjugate pad)中與抗病毒抗原的抗體混合。這抗體經過特別處理,與染劑(COVID-19檢測使用的染劑是金)結合了,所以呈紅色。如果樣本中帶有病毒抗原,這呈紅色的抗體就會與病毒抗原結合,成為一個抗原抗體複合物(antigen antibody complex)。在測試線中又有另一款抗體可以捕捉這種抗原抗體複合物,因此如果樣本中帶有病毒抗原,就會把測試線染成紅色。

 

但抗體其實是一種蛋白質,它的結構亦會隨酸鹼度的不同所改變。在酸性的環境下,帶有染劑的抗體的結構改變,有可能令它在缺少病毒抗原的情況下都可以直接與測試線上的抗體結合,令測試線染成紅色。橙汁、茄汁及可樂的共通點是它們都是酸性物質,這就可以解釋到這有趣的科學現象。

 

COVID-19快速抗原檢測的製造商其實有考慮過酸鹼度的問題,亦在產品的說明中提及檢查所需的環境。人工地加入酸性物質其實是違反了製造商說明,因此我們不能說這測驗有缺憾,只不過是做檢測的人沒有依循正確的步驟去做。這個發現亦再次提醒了我們化驗科學中的質量保證(quality assurance)的重要性。任何一個化驗檢測都有大量的分析前(pre-analytical)、分析(analytical)及分析後(post-analytical)的變數可以影響檢測結果。化驗師及病理科醫生的職責就是嚴格地控制所以變數,努力確保檢測結果的可信性。

 

最後,史丹福想衷心地讚揚學童們的科學發現。我鼓勵他們繼續作研究,並把發現正式地寫成文章,並投稿至化驗科學相關的學術期刊。我覺得這發現絕對有潛質登上正式的學術刊物。

 

資料來源

1.       https://www.theguardian.com/world/2021/jul/02/uk-pupils-orange-juice-fake-positive-covid-test-results?fbclid=IwAR2Q1z-leTfEiS8RTMRqLqI5knV-Uzdd7xWbvr-hf6D6p05lvgD05iJUQrY

2.       https://theconversation.com/covid-19-kids-are-using-soft-drinks-to-fake-positive-tests-ive-worked-out-the-science-and-how-to-spot-it-163739?fbclid=IwAR0fo54YjNoIkK0dDiGDuEfmqasaABgpkETCPnB6w3voHNjr1w3rFmSoPi8