Only Perception: 致命「心律不整」的新洞悉

2007-12-29

致命「心律不整」的新洞悉

New insights into deadly heart rhythm disorder
http://www.physorg.com/news117369886.html

December 20, 2007

每年，有三萬名美國人突然死亡，這時，意外起於他們心肌內部的電流活動「風暴」-- 如此猛烈、如此突然以致於他們的心臟停止跳動。這些悲劇性與戲劇性的「心因性猝死（sudden cardiac deaths，又稱 sudden cardiac death）」，通常沒有任何預警就襲擊年輕人或老年人。

雖然如此，科學家仍不知道是哪些原因導致心臟的電系統突然變得如此狂暴。他們為最常導致心因性猝死的節律干擾（rhythm disturbance）起了一個名字 -- 心室纖維性顫動（ventricular fibrillation，VF）-- 不過對於是什麼讓某一人會比其他人更容易受到傷害則尚未完全了解。

雖然 VF 在動物中的研究正在產生重要線索，不過對於從實驗室老鼠所習得之教訓是否能應用到人身上，目前仍不清楚。

現在，一篇發表在 PNAS 線上版，由美、加、西班牙的研究小組所完成的新報告，闡述 VF 的起源，以及讓動物研究能夠轉換到人身上的能力。這篇文章，以及由該團隊所進行的其他研究，將產生更好的方法，以鑑別哪些人具有心因性猝死的風險，並開發新療法以幫助他們降低風險。

該研究團隊由資深作者 Jose Jalife 醫學博士所領導（其實驗室正由 SUNY Upstate Medical University 搬家到密西根大學醫學院），他將 VF 的電風暴描述成一種颶風或龍捲風，那會中斷心臟電活動的正規節律。目前

該研究證明，無論何種動物正在經歷 VF，從這些電波（electrical waves）所產生的紊流（turbulence）都能被組織到螺旋型旋渦中。這些旋渦也稱為轉子（rotors），讓心臟的抽吸腔室（pumping chambers）能同步抽吸，這為正常心臟功能所需。

這篇論文亦證明橫跨動物物種 -- 從老鼠與天竹鼠到綿羊與人類 -- VF 活動的頻率能用一種與身體質量相關的普適公式縮放。也因此能夠估算電轉子的核心大小 -- 即個別電風暴之「眼」。

這些發現，利用該小組所開發的精密成像技術，為 VF 的動物研究結果能更好的轉換到人類身上鋪路。

例如，現在由研究團隊與他人在老鼠身上發現，易於產生 VF 的遺傳變異，也能夠在人身上探索。而這表示，VF 為何開始，以及能做哪些事來預防它的未來研究，也能夠在施用於人身上之前先進行動物研究。

"發現纖維性顫動改變的頻率是根據體型而定，令人感到興奮，不只是因為它從演化生物學的觀點帶來新奇且有趣的知識，最重要的是它能消除先前關於小型動物研究，如老鼠，與了解人們最致命之心律不整（cardiac arrhythmia）的關連性的科學憂慮，" Jalife 表示。

VF 與心因性猝死仍有許多問題有待解決，預防性篩檢與治療方法或許還要等個幾年。Jalife 等人將持續利用光學技術與螢光染料，其在細胞膜表面的運動能力用特殊攝影機即時拍攝下來，進行研究。他們亦在研究心臟細胞的細胞膜離子通道，其中蛋白質的基因突變或許能夠產生顯著影響 -- 讓離子過快或過慢進出細胞。而這很有可能使動物或人類易於出現 VF 的傾向，尤其是經歷過另一種心臟問題者，如來自於心臟病的組織損傷。

在人類病患身上，該團隊正發展利用數學塑模軟體，那能基於來自於電極（那經由血液通過心室）的輸入，創造出心肌中的電活動圖。這可能使得某些異常節律可能產生的心肌區域獲得更精確的治療。

到目前為外用電擊器仍是意料之外的 VF 的最好防禦，因為旁觀者所傳遞的電衝擊能夠重新啟動某人已經停止跳動的心臟。到目前為止，某些心臟病患者，都有小型電擊器植入到他們的胸腔中，能夠自動傳送救命用的衝擊。這些植入裝置對於那些患者最有益的研究依然在持續進行，不過現在成千成百的病患有了一種可實行的選擇。

※ 相關報導：

＊ Universal scaling law of electrical turbulence in the mammalian heart
http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/52/20985

Sami F. Noujaim, Omer Berenfeld, Jerome Kalifa,
Marina Cerrone, Kumaraswamy Nanthakumar, Felipe Atienza,
Javier Moreno, Sergey Mironov, and Jose Jalife.
PNAS, December 26, 2007. vol. 104, no. 52. 20985-20989
doi: 10.1073/pnas.0709758104