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檢測新法寶–Hp

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郭朝禎｜《科學發展》特約文字編輯

人體的生理機能與代謝活動，都離不開能量的供給，而能量的產生主要是藉由細胞裡一個稱為粒線體的胞器，利用氧氣把葡萄糖或脂肪酸等營養物氧化所致。

雖然氧化反應是維持生命活動的必要條件，但反應過程中常有電子滲漏而產生具破壞及暴動傾向的自由基，對生命體造成不同程度的傷害。為了抑制自由基的連鎖反應，可從蔬果中攝取多種抗氧化物質，如花青素、維生素C、維生素E、番紅素等，以減緩過氧化物的堆積。實際上身體裡也布署了穀胱甘肽、過氧化氫酶或超氧化物歧化酶等一批抗氧化兵團，以做為第一線的鎮暴部隊。而在這批成員中，血紅素結合蛋白（haptoglobin, Hp）所展現的實力尤其令人驚奇。

交通大學生物科技學系毛仁淡教授長年投入臨床生化工程領域的研究，他首次發現，Hp是眾多抗氧化劑中的佼佼者，不但能防止低密度脂蛋白免於遭受銅離子及自由基所誘導的氧化傷害，其抗氧化能力更遠勝於天然的維生素C及E，也是所有蛋白質體中最強的抗氧化蛋白。它在血液中的濃度大於1.5 mg／ml，雖次於白蛋白及免疫球蛋白，但因結構上含有約40％的醣類，使得它成為血液中數量最多的醣蛋白。

Hp由肝臟產生後進入血液循環中，但在發生溶血的狀況下，紅血球破裂所釋放的血紅素會與Hp結合，兩者形成的複合體會送至肝臟代謝，以防止游離的血紅素產生過量的自由基，這生理作用也造成血液中Hp濃度的下降。換言之，Hp消耗得越多，代表溶血症狀越嚴重，Hp濃度的下降也就足以做為評定溶血症狀的依據。相反地，在細菌感染或發炎反應階段，Hp增加的幅度可高達10倍以上，因此血中Hp濃度的升高也就能做為感染性疾病評估的指標。

就免疫學的層次而言，細胞生物學家也陸續證明了，血液中的Hp都是由嗜中性白血球製造分泌出來的。

毛教授也以免疫化學方法為立足點，在牛隻體內觀察到類似的機制。他首次證明了嗜中性白血球及乳腺上皮細胞都是牛乳中Hp的共同來源。當牛隻患有乳腺炎時，牛乳中的細菌與嗜中性白血球數量不但增加，還伴隨著Hp濃度的增加，兩者呈現正相關。因此利用測定牛乳中的Hp濃度，不僅比計算白血球數量的方法快速簡便，也能具體呈現牛乳被細菌汙染的程度。

特別的是，毛教授發展的這項快速檢測方法，除了申請到專利及發表在國際學術期刊上外，也成功地應用在農委會所實施的牛乳衛生安全品檢上。

除了有上述的應用價值外，Hp依遺傳特性可分為Hp1-1、Hp2-2或這兩者配對所形成的Hp2-1三種類型。它的重要性也如同ABO血型系統一樣，可廣泛應用在刑事鑑定與人類演化的研究上，但準確度比ABO血型略勝一籌。例如若親代雙方血型是A型，則子代可能呈現A型或O型；但當雙方血型是Hp1-1時，子代只會呈現Hp1-1型。這樣的專一性使得Hp適合做為親子鑑定的依據。

在某些疾病發生的關聯性上，毛教授更發現血液中含有Hp1-1，較不容易患有糖尿病或心血管疾病，即使有這些症狀，也比較容易治癒。相反地，帶有Hp2-2則易患有上述疾病，治療效果也不如帶有Hp1-1的人，甚至在敗血症（細菌擴散至血液中後大量繁殖並產生毒素，間接使器官功能受損的病症）上也有同樣的現象。

毛教授解釋，這是因為Hp1-1的結構較小，容易穿透微血管到達發炎受傷部位，再加上它的活性較強，可有效阻止氧化壓力。但Hp2-2活性小，結構較巨大，自然無法展現較佳的防禦能力。

這些發現具體提供了一個生物標的分子與疾病相關的驗證與確效平台，也找到與病人預後有密切相關的候選蛋白質標記分子，這分子更成為評估病人治療效果的指標生物標記。透過毛教授對這分子特性與反應機轉的闡述，Hp的研究可以為乳品、醫藥及病理的檢驗帶來新的觀點，也為病人的治療監控與預後評估帶來希望。

資料來源

《科學發展》2012年6月，474期，72 ~ 73頁

氧化反應(6) 自由基(29) 抗氧化(29) 紅血球(7) 糖尿病(74) 花青素(11) 氧化壓力(4) 脂肪酸(22) 粒線體(15) 維生素(19) 科發月刊(5221)

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