抓挠和打喷嚏——过敏的科学

本周的《裸体科学家》不容小觑——我们正在研究过敏的科学!我们探索是什么导致你的身体对无害的……
5月22日

花生

花生特写

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本周的《裸体科学家》不容小觑——我们正在研究过敏的科学!我们将探讨是什么导致你的身体对无害的东西反应过度,并找出如何治愈潜在致命的花生过敏。此外,一剂寄生虫是如何防止过敏的,特殊的过滤器是如何制造呼吸极其新鲜的空气的!

在这一集里

亚马逊雨林,上亚马逊盆地,洛雷托地区,秘鲁。

01:40 -神奇的亚马逊几何

心理学家一直在对亚马逊部落的人进行测试,以揭示人类是否通过观察周围的世界来掌握几何概念……

神奇的亚马逊几何

你可能不熟悉欧几里得这个名字,但你可能熟悉他的思想。两千多年前的古希腊,欧几里得奠定了基本几何的基础,比如两条线平行的概念亚马逊雨林,上亚马逊盆地,洛雷托地区,秘鲁。直线永不相交,三角形内角之和总是一个常数。

我们中的许多人都在学校里学过这些基本的几何原理,尽管一些哲学家认为,我们实际上是通过观察我们周围的世界并在其中活动来掌握几何学的。例如,找出回家的最短路径是一条直线,而不是一条弯曲或弯曲的路。

为了弄清楚这个想法是否正确,一些法国心理学家对亚马逊进行了一次实地考察,以了解蒙杜鲁库人(Mundurucu)对欧几里得几何原理的掌握程度。蒙杜鲁库人是一个没有接受过正规数学教育的土著部落。

研究人员为部落的成人和儿童设计了一系列任务,询问他们在平面上或球体上画的线。例如,他们问两点之间是否可以画直线,或者平行线和非平行线是否会相交。为了设置场景,他们解释说,这些点是村庄,这些线是两者之间的路径——蒙杜鲁库人非常熟悉这个概念,他们是在景观中导航的专家。他们还要求他们估计一个不完整三角形的第三个角,看看蒙杜鲁库人是否理解三角形内角之和总是一个常数。

在完成这些任务时,这些部落居民的表现几乎与接受过正规几何教育的法国或美国成人和儿童一样好。这表明,只要弄清楚环境,学会从一个地方到另一个地方,你就能在欧几里得原理上有一个很好的基础,而不必在课堂上学习。

但是,有趣的是,当研究人员测试很小的孩子——5岁或6岁——他们发现他们对几何的掌握有点不稳定。他们仍然有一些是正确的,但还没有完全弄清楚。所以总的来说,看起来我们对基本几何原理有一种直观的把握,这是我们成长过程中与周围世界的学习和互动形成的。

这并不意味着我们应该停止在课堂上学习几何,因为数学课教给你的比基础知识多得多。但它确实告诉我们,我们对几何的感觉是通过对周围世界的体验而形成的,它符合欧几里得的原理。但仍然没有解释的是,蒙杜鲁库人和受过数学训练的西方人一样,可以理解他们所能看到或做的领域之外的概念(原谅双关语)。所以这仍然是需要探索的东西。

阿诺德·拉霍夫斯基:对话

06:59 -八卦让人更难忘

一项新研究表明,你听到的关于他人的流言蜚语甚至会影响你是否能见到他们。

八卦会让人更难忘

你听到的关于别人的流言蜚语甚至会影响你是否看到阿诺德·拉霍夫斯基——《对话一项新的研究表明。

根据进化生物学家的说法,交换关于他人的有趣趣闻是人际关系的建立,相当于互相拔跳蚤。它还允许一个人在没有第一手经验的潜在成本的情况下,了解他们从未见过的人的“价值”。

但道听途说会在多大程度上影响大脑对饮水机旁闲聊的对象的看法,目前还不清楚。

现在,美国东北大学的科学家丽莎·巴雷特和她的同事领导的一个研究小组表明,听到你甚至没有见过的人的坏话会强烈影响你对他们的看法。

研究人员让志愿者们看一些中性面孔的图片,这些图片被四次与描述积极社会行为的语句配对——“他帮助一位老人过马路”、中性社会行为——“他拉上窗帘”或消极社会行为——“他把椅子扔到房间的另一边”。

然后,在一个双目竞争任务中,研究人员向参与者展示了相同的照片和不相关刺激的图像,比如房子。这是两幅图像并排呈现,一幅图像在一只眼睛前面,另一幅在另一只眼睛前面。然后,这两个图像在大脑中争夺识别,这样,最初只有一个图像被感知,然后,几秒钟后,另一个图像在视觉上占主导地位,而第一个图像被抑制了。

当这种情况发生时,研究参与者被要求通过按下按钮来指出他们在任何时候有意识地看到的图像。通过测量支配持续时间的相对长度,研究小组能够确定大脑选择了哪一种视觉输入来引起有意识的注意。

研究清楚地表明,与负面八卦配对的中性面孔比与中性或积极八卦配对的面孔被有意识地观察的时间要长得多。研究人员还要求受试者进行一项记忆测试,让他们根据所读的陈述对面孔进行分类,从而排除了受试者只是对负面信息的学习强于正面信息的可能性。在没有证据表明负面信息被更好地吸收的情况下,他们这样做了。

换句话说,科学家们说,听到一个人撒谎、偷窃或作弊,感知者更有可能看到那张结构上中性但据称是邪恶的脸,因为之前与负面社会信息配对的脸会优先被意识到。但为什么会这样呢?

研究小组指出:“这种对坏人的优先选择可能会让我们对骗子和骗子有更长的观察时间,并明确地收集更多关于他们行为的信息,从而保护我们免受他们的欺骗。”

肾脏-这些实际上是羊的肾脏,不是人的肾脏,但这些可以作为说明的目的…

09:38 -调节性T细胞触发对移植排斥的免疫

英国科学家在器官移植领域取得了重大进展。国王学院的研究员Robert Lechler和他的同事们发现了一种方法,可以净化一种罕见的……

调节性T细胞触发对移植排斥的免疫
与伦敦国王学院的Robert Lechler教授合作

同样在本周,英国科学家在器官移植领域取得了重大进展。国王学院的研究人员Robert Lechler和他的同事们已经找到了一种方法来纯化一种罕见的免疫细胞群,这种免疫细胞被称为T-regs,是调节性t细胞的简称,它有助于关闭针对供体器官的免疫反应,从而有助于降低排斥反应的风险。

[罗伯特向克里斯·史密斯解释工作。]

罗伯特:器官移植,我想说,是上世纪下半叶医学领域的主要成功之一,因为它经常挽救生命,几乎总是改变生命。成功率稳步提高,现在,当你有肾脏、心脏或肝脏时,这些器官在大约90%的病例中被成功接受,并真正提高了病人的生活质量。所以,这是一个非常成功的故事。然而,有三个问题。首先是药物的副作用和并发症我们必须让它起作用这些药物被称为免疫抑制药物会导致免疫系统的全面抑制这样免疫系统就不会攻击移植。但它不仅会抑制对移植的免疫反应。它会降低你的免疫系统保护你免受感染的能力,增加你患癌症的风险。这是第一个问题。第二个问题是,随着时间的推移,移植往往会失败。因此,来自死亡捐赠者的肾脏移植通常可以持续10年或12年左右,然后逐渐失败,然后病人——如果是肾脏——回到肾脏移植机器上,等待下一次移植……

肾脏克里斯-罗伯特,失败的原因是,尽管免疫抑制,但病人的免疫系统正在对供体组织造成逐渐而不可阻挡的损害吗?

罗伯特:这是一个非常好的问题,答案部分是肯定的。事实上,晚期移植失败的原因非常复杂,涉及到几个不同的身体系统,但免疫系统绝对是驱动因素之一——你是对的。第三个限制是供需问题,整个移植领域都是自身成功的受害者,所以我们无法跟上所需器官的数量,器官衰竭的业务使情况变得更糟,因为当然,肾病患者又要进行透析,所以透析项目挤满了等待第二次或第三次移植的患者。

克里斯:那你的解决办法是什么?

罗伯特:所以我们和世界各地的许多其他人,一直在研究让病人的免疫系统“选择性失明”——这是一种说法——对移植的可能性。另一种说法是让患者的免疫系统对移植具有“耐受性”,同时保持免疫系统的完整性,以保护患者免受感染和癌症的侵害。这将解决我所描述的所有三个问题,因为你不需要长期药物,第一。第二,这可能会限制我提到的慢性移植失败,第三,因为移植会持续更长时间,这将有助于解决供需问题。

克里斯-你怎么能做到呢?

罗伯特:有几种方法正在探索中。我们所采取的方法是利用我们所有人都有的白细胞群来保护我们免受免疫系统攻击“自我”时所谓的自身免疫性疾病的侵害。许多慢性疾病是由自身免疫反应引起的:例如糖尿病;多发性硬化;类风湿性关节炎。这些都是自身免疫性疾病。我们大多数人不会得这些疾病,原因是我们有一种特殊的白细胞群,它们被称为调节细胞。它们就像警察一样,防止免疫系统攻击自己。所以,我们提出的问题是,我们能否把这些细胞,如果你愿意的话,转移它们的注意力来调节它们对移植器官外来部分的反应。

Chris -这些细胞在体内出现的频率很低,那么你怎么才能获得足够的细胞,同时从混合人群中获得你需要的那些细胞来保护目标器官,而不是全面削弱免疫系统?

罗伯特:这是一个非常好的问题。所以答案是,我们采取的方法是我们从正常人身上分离出这种特殊的白细胞群,在试管中扩增它们,并通过用外来抗原刺激它们来扩增它们,外来抗原是移植器官的外来蛋白质。那些对移植的外来蛋白质有反应的细胞,那些选择性生长的细胞,然后你可以让这些细胞在试管中扩增到非常大的数量,然后把足够数量的细胞注入体内在活的有机体内。因为你只扩大了那些对移植外来蛋白质有反应的细胞它们只会抑制对移植的免疫反应而不是对所有其他环境抗原的免疫反应。

克里斯:当你把它们放回病人体内时,在你的案例中,你显然是用动物作为模型;那么这些细胞的寿命呢?它们是否能持续足够长的时间让我们选择性地对目标器官进行持续的免疫抑制或者你是否必须在病人移植的整个生命周期中不断重复这个过程来控制他们的免疫系统?

罗伯特:我们刚刚描述的实验已经接近于在病人身上起作用了因为他们用的是人类细胞这是人类移植排斥反应的模型因为我们用这些人类细胞保护的是一小块人类皮肤。这是人体免疫系统在在活的有机体内上下文,尽管是在老鼠身上。我们之前用老鼠细胞做的实验检验了你刚才问的问题我们观察了它们的寿命我们把它们放进去80天后还能找到这些细胞。所以你可以找到这些细胞很长一段时间。但实际上,我想强调的是这种方法的目的是让免疫系统的平衡倾向于容忍和调节,而不是排斥;如果你能打破这种平衡,重新编程免疫系统,那么实际上,它会倾向于维持这种耐受状态,即使你最初放入的细胞随后死亡。

Kat -我们稍后会听到,调节性t细胞实际上可能是帮助战胜过敏的关键,也可能有助于治疗自身免疫性疾病,如风湿性关节炎。希望如此。这是伦敦国王学院的科学家Robert Lechler本周在杂志上发表的研究成果科学转化医学

16:54 -甜溶液净水

科学家开发了一种以糖为燃料的化学过滤器来净化受污染的水。

甜溶液对水的净化作用

科学家开发了一种以糖为燃料的化学过滤器来净化受污染的水。

提供清洁水被视为联合国面临的主要挑战利用21世纪,世界上仍有一半以上的人口生活在不卫生的条件下。除了可以过滤掉的污水外,水源还经常受到三氯乙烯和三氯苯酚等持久性有机污染物的污染,这一事实进一步加剧了问题,这些污染物已知是致癌物质。

现在,由Dibakar Bhattacharyya领导的美国肯塔基大学的一个研究小组在《美国国家科学院院刊》上发表文章称,他们可能找到了答案:一种巧妙的、低成本的多膜葡萄糖动力过滤器,可以化学降解毒素。

过滤器由一层上膜组成,上面浸渍了一种叫做葡萄糖氧化酶的酶。这个过程会分解葡萄糖分子,产生过氧化氢、氧气和葡萄糖酸。过氧化氢随后进入第二层,即嵌入氧化铁纳米颗粒的下层膜。

它们催化过氧化氢的分解,产生一种叫做羟基自由基的高活性化学物质,它可以攻击和中和水中的毒素。

为了证明该技术的有效性,研究小组将葡萄糖和TCP溶液添加到膜的顶层,成功地将最初100%的TCP分解,然后约70%的TCP通过。

在对含有三氯乙烯的真正地下水样本进行的进一步测试中,超过70%的化学污染物被成功降解。通过进一步优化,这样的系统可以用来为世界上目前无法获得安全供水的一半人提供廉价的饮用水解毒。

2010年冰岛火山Eyjafjallajokull羽流

19:37 -行星地球在线-灰烬坠落

2010年4月,冰岛一座休眠的火山释放出巨大的火山灰云,关闭了欧洲大部分空域,扰乱了数百万人的旅行计划。地球……

行星地球在线-灰烬坠落
与牛津大学的David Pyle教授合作

Kat - 2010年4月,冰岛的一座休眠火山(我不打算念它的名字)释放出巨大的火山灰云,关闭了欧洲大部分空域,扰乱了数百万人的旅行计划。“地球星球”播客主持人苏·纳尔逊就是那些被困在国外的人之一,所以她很高兴有机会见到牛津大学的大卫·派尔教授,对他来说,这片乌云在学术上有一线希望……

大卫:我以前没有研究过冰岛,但这次是火山灰云从冰岛穿过英国,然后穿过北欧的机会,这给了我们一个千载难逢的机会。

苏:希望这是一生只有一次的机会!

大卫:也许每50年一次——收集从排放点到到达地面之前的1000到2000公里的火山灰微粒的机会。所以我们可以用我们的观察来检验我们对这些过程是如何发生的理解。

埃亚菲亚德拉火山苏:那你是怎么取样的?你是像我们现在这样爬到屋顶上,把手指弄湿,然后把手指伸出来吗?因为当我被困在葡萄牙时,我收到了人们的短信和电子邮件,说“我的车被火山灰覆盖了”。

大卫:我们有一个装满过滤器和泵的实验室,我们通常把它们带到野外,在这种情况下,野外是牛津,最好的地方是地球科学系的顶层。

苏:你用的是一种更大的水泵,你现在带到了屋顶上,我不得不说,它非常不起眼——嗯,它是一个大电池组,大约有半个糖袋那么大,还有几个大鳄鱼夹。否则,它可能是人们用来进行紧急心脏骤停治疗的电棒之一。那么它是如何工作的呢?

大卫-这是空气取样泵-我把它关掉,这样你就能听到了。我们用这个空气取样泵通过一系列过滤器以每分钟20升的速度吸入空气,这是从大气中直接收集样本的一种方式。

苏:你的实验室里还有这些微粒吗?

大卫:是的,我们有。

苏:这样的话,我想我们绝对应该去看看……

实验室包含过滤器,每个过滤器都有均匀间隔的点,显示了收集在屋顶上的不同大小的颗粒。这些仍是正在进行的灰颗粒性质研究的一部分。但大卫觉得,对我来说,用一种技术含量稍低的方法来观察火山灰更容易。

大卫:这其实是两张透明胶带,是我同事用来收集汽车挡风玻璃上的火山灰的。

苏:那是那个大的——嗯,和那块透明胶带上的其他东西比起来——那个看起来几乎像黑糖或黑盐粒的大的深色颗粒吗?

大卫-不。事实上,那些大颗粒很可能是木头碎片或其他在大气中携带的东西,它是一种浅棕色的背景物质。

苏——哦,哇!所以我刚才认为是一般背景绒毛的东西实际上是所有的灰烬。

大卫:对,是的。我认为我们从未有过这样的机会,我们在火山喷发期间从火山本身收集了观察和样本,我们通过卫星测量了火山灰云如何从火山穿过大气,然后顺风移动数千公里。

苏:这是一种进化实验,不是吗?

大卫:对,是的。所以我们有一个很好的机会在实验室里使用测量来计算出灰烬颗粒是作为单个颗粒降落还是作为颗粒块聚集在一起。

苏:你为什么要知道这个?

大卫:这对了解飞机的危害以及是否会对人体健康产生微小影响都非常重要。非常细的颗粒,大约在2.5到5微米之间,实际上小到足以被吸入肺部。如果这些非常细小的颗粒确实在火山灰云中聚集在一起,那么这团颗粒的行为就会像一个更大的颗粒一样,然后它会在1000公里而不是5000公里后降落在地面上。一旦它落在地面上,细颗粒就有可能分离,地面上的细颗粒浓度就会比预期的高。这是我们想要调查的事情之一。

这是牛津大学的大卫·派尔教授对苏·尼尔森的谈话,他正在对去年冰岛火山喷发中收集的火山灰颗粒进行调查。

花生特写

24:46 -治疗花生过敏

食物过敏是相对常见的——来自美国的数据表明,多达8%的幼儿和3.7%的成年人受到影响。在许多情况下,这只不过是一件麻烦事,但是对于……

治疗花生过敏
阿登布鲁克斯医院的帕梅拉·尤恩医生

我们这周要谈论的是过敏,食物过敏是比较常见的。我们从美国看到的数据显示,多达8%的幼儿和3.5%的成年人受到它们的影响。在许多情况下,这不仅仅是一个麻烦,但这就是全部,但对一些人来说,这实际上是一个致命的问题。来自阿登布鲁克斯医院的帕梅拉·伊万和我们在一起,她试图开发一种方法来帮助花生过敏的人。你好,帕姆。谢谢你参加我们的节目。

帕姆-你好。

Chris -首先,对于过敏的人来说,什么是过敏?他们体内发生了什么化学反应?

花生特写Pam:过敏患者的问题是他们产生了不必要的免疫反应所以他们产生了过敏抗体在正常情况下,至少在我们文明的环境中,西化的环境中,我们不需要这种抗体。所以我们首先制造这种有害的抗体或不需要的抗体,当你接触到这种抗体所针对的蛋白质时,你就会发生反应,导致体内的细胞发射,释放出大量产生症状的化学物质。

克里斯-是什么抗体起了这样的作用又是什么化学物质导致了我们都会联想到的不愉快的症状,过敏反应?

帕姆:嗯,有很多因素会导致这种情况。我们吸入的东西比如花粉,猫狗的过敏原,灰尘;对食物,对药物,几乎任何蛋白质都能做到这一点。

克里斯-它和什么结合在一起?你说抗体。什么类型的抗体,它们在哪里?

Pam -这些抗体,这些过敏抗体被称为IgE它们固定在身体的肥大细胞上肥大细胞围绕着你与外界接触的身体的每一个地方。它是眼睛,鼻子的粘膜,进入肺部的气道的粘膜,肠道的粘膜,等等,还有皮肤的粘膜。所以,它们是一种防御。

Chris -当这些IgE抗体看到它们所反应的东西,你所过敏的东西,它们会怎么做?

Pam -它们连接在一起,在细胞中引起激活通路,允许化学物质,特别是以小颗粒形式储存在这些细胞中的组胺被释放出来,整个过程可以很快发生。比如说,我们在谈论猫过敏你有猫IgE抗体在30秒到一分钟内吸入猫过敏原,进入你的鼻子,进入你的眼睛。它与抗体结合,释放出细胞这些介质被释放出来。

Chris -在正常情况下,这些细胞是用来保护我们的,它们通常不会对过敏的物质产生反应。它们会对不好的事情做出反应来警告身体不好的事情即将到来,所以,这些机制在某些情况下是好的,但在过敏的人身上就会过度运转。

在过敏中,这些抗体针对的是你通常应该耐受的常见环境过敏原,所以这是主要问题。

克里斯-那人们为什么要做呢?

帕姆:嗯,我们认为这是因为免疫系统被重新编程了,可能是因为你没有使用免疫系统的这一部分,因为它主要对寄生虫感染很重要。防止你感染各种寄生虫,蠕虫等等。如果你不使用它,似乎在过敏中,你会转换并使用这种途径来对抗过敏原或正常情况下应该耐受的蛋白质。

Chris -那为什么我会有点花粉热,眼睛发痒,流鼻涕,但我肯定不会有过敏反应所以我不需要抢救;但是对花生过敏的人,我有一个曾经住在我们家的人,我们必须非常小心她储存食物的地方和我们存放食物的地方,因为一点点花生就足以在她身上引起巨大的戏剧性反应,这可能是致命的。

帕姆:嗯,这取决于过敏原,你过敏的东西到达了哪里。所以花粉,花粉热,是你吸入的。它在空气中,所以一点点进入你的鼻子,进入你的眼睛,在那里,它遇到过敏抗体并引发反应。大部分可能会在你的鼻子里过滤掉,所以很少会进入你的肺部。在少数人体内,如果它到达那里,可能会引起哮喘。花生或其他食物会很快被血液循环吸收。所以,虽然你吃了它们,但它们很快就会被你的口腔吸收,所以,很快,它们就会遍布全身,这就是为什么你会有这些不良反应。

克里斯:我们知道它们是否真的变得越来越普遍吗?似乎你现在遇到的每个人,要么认识某人,要么他们自己都有这种严重的过敏症。只是意识提高了,还是更普遍了?

帕姆:不。这是一个有充分记录的增长。在过去的30到40年里有大量的增长,在过去的10到15年里,某些过敏症的增长甚至更大,但是有相当好的研究,在相似的人群中比较了30或40年前和最近的疾病事件,有很大的增长。所以大部分都是真实的。会有更好的认知。会有一些人认为他们不过敏,但实际上会有很大的增长。所以现在,在英国可能有三分之一的人有过敏症。

克里斯-天哪!这非常高。你觉得为什么会这样吗?

帕姆:嗯,这很复杂,但简单地说,这被认为是由于现代西方化的生活方式。因此,我们的生活方式、感染或缺乏感染可能是一个重要的组成部分。可能还有很多其他的东西我们还没有分析出来但可能是各种各样的东西。我们的饮食非常不同。我们接触化学物质的方式不同。可能有很多原因。

克里斯-我确实读到过在某个年龄阈值下暴露于大剂量抗生素之间存在联系这可能会对肠道中大量繁殖的微生物产生影响,它们反过来会影响免疫系统这可能会扭曲免疫系统区分朋友和敌人的能力,因此会促进过敏的建立。

帕姆-可能是这样。很多理论都集中在儿童早期缺乏感染或抗生素或其他东西。同样有趣的是,我们看到年龄大得多的人一生都很好,在16、17岁时变得过敏。所以你不能把这归咎于早期的编程。

克里斯:你在做些什么来帮助那些你治疗过的花生过敏患者呢?

帕姆:首先,花生过敏是一种非常严重的过敏或者可能非常严重。在食物过敏中,它是最可能导致致命或接近致命反应的一种,所以这是个大问题。所以这是一种可怕的诊断,即使你打算不吃花生,也很难避免。它们隐藏在物质中,所以这是一种很难控制的疾病。我们所做的是我们试着看看我们是否能使花生过敏的儿童脱敏。换句话说,关掉过敏。真的,这是我们的目标。

我们所做的是选取已经证实对花生过敏的儿童。我们一开始就对他们进行测试,以确定在他们产生过敏反应之前需要多少花生。然后我们给他们吃花生。我们用花生粉。这是通过粉碎和脱脂花生得到的。所以我们给它们隐藏在其他食物中的花生粉,从非常小的剂量开始,比如花生的300分之一,远远低于我们所知道的它们的反应阈值。然后我们慢慢地增加剂量。我们的做法是每两周让他们去一次医院,给他们一剂药,他们回家后连续第四天晚上服用同样的药。他们回来了,我们增加了一点,用同样的剂量再给他们两周,这样持续下去,直到我们达到800毫克,相当于5个花生。所以在这个增加剂量的过程结束时,他们开始吃花生并能忍受花生。 Then they go on having 5 peanuts a day for ages and then we do another challenge test where we give them 12 peanuts and we do that at about 6 weeks after they've been on the maintenance dose. And then 30 weeks out, we try a really huge challenge where we give them 32 peanuts.

克里斯:我想简短地结束我们的演讲,帕姆,你能告诉我们,为什么他们闻到一点花生味对他们来说可能是致命的,或者接近致命的,但是在你给他们的这种治疗之后,他们能够忍受它?什么在改变?

帕姆:我们一直在观察,我们目前所知道的是他们的过敏抗体,对花生的IgE降低了。它并没有消失,但它下降了很多我们从其他形式的脱敏中知道,比如花粉,同样的事情也会发生我们也在研究其他免疫机制包括你们之前在节目中听到的t调节细胞看看我们是否能证明免疫系统正在重新编程从促过敏的免疫反应变成抗过敏的免疫反应。

克里斯:太棒了!这是很棒的工作。非常感谢你来参加我们的节目那是帕姆·尤恩。她在阿登布鲁克斯医院做这项工作。

34:35 -寄生虫和过敏

在19世纪之前,过敏几乎是闻所未闻的,这使得一些人认为,过度卫生的生活可能会增加免疫缺陷的倾向。

寄生虫和过敏
Rick Maizels教授,爱丁堡大学

近年来,过敏性疾病的发病率有所上升,但在19世纪之前,这几乎是闻所未闻的。这导致一些人提出了所谓的“卫生假说”,即像我们现在这样过着过于卫生的生活,可能会增加免疫系统对通常会忽略的事物做出反应的倾向。为了告诉我们更多关于卫生假说的信息,来自爱丁堡大学的里克·麦泽尔斯教授……

Rick:它本质上是说,我们现在进化出的免疫系统是在许多传染性有机体存在的情况下经过千万年的时间进化出来的,它最适合在各种寄生虫和其他感染存在的情况下运作和保护我们。我马上就会提到,这些传染性有机体中有一些是免疫抑制的,它们会抑制免疫系统来保护自己。在没有这些寄生虫和微生物的情况下,免疫系统现在过度反应。所以你可能有这样的例子,这是假设,我们有免疫系统反应过度的例子,不必要地针对无害的环境抗原,或者被称为过敏原,正如我们刚刚从帕姆那里听到的。

凯特:所以基本上,有蠕虫就意味着你的免疫系统有问题?它关注的是蠕虫,而不是过敏。

瑞克:这是一种解释,但另一种解释是寄生虫在积极地抑制过敏反应。

凯特-那你觉得他们在干什么?

Rick:我们想做的是看看是否存在因果关系。是寄生虫的存在有效地防止了过敏吗?我们在实验室的老鼠身上证明了这一点,然后进一步,我们能够证明我们的新朋友,这些T-regs,这些调节性t细胞,Robert Lechler称之为免疫系统的警察,它们在老鼠身上防止过敏,所以寄生虫能够扩展身体自身的机制,保护我们免受过敏。

所以免疫系统正在利用这些细胞让寄生虫离开它并且它占据了足够的细胞这样它们就不会产生过敏反应。

里克:这是半满还是半空的问题。要么是免疫系统选择这样做,因为它可以保护身体免受过敏,要么是寄生虫为了自己的利益操纵人体免疫系统,但同时,实际上是有益的。

Kat -但是,是不是只有寄生虫才会这样做,或者是我们这个肮脏的世界里的其他肮脏的东西可能会对我们造成这样的影响?

Rick,我认为这是更广泛的,我认为我们发现的是一个原则,正如Pam所说,在过去的几十年里,过敏症的迅速增加,当然,西方人口在那之前很多年就减少了寄生虫的数量。所以,我认为我们会发现,在环境中,在全球范围内不同的传染性有机体中,有一些特定的物种实际上有有益的影响,而且不一定是肮脏的。我的意思是,它们中的一些很可能是天然的共生微生物,因为我们的饮食而扩大或减少,这也被提到过。我认为我们必须从全球的角度来看待所有这些不同的影响。

凯特-因为很明显,你不想让别人感染蠕虫,只是为了让他们的花粉病好一点。你认为你可以如何利用你的一些发现来为过敏患者提供可行的预防或治疗方法?

瑞克:我们的目标是在你体内没有活的寄生虫的情况下复制寄生虫感染的效果。我们已经能够通过收集这些调节性t细胞来做到这一点,并证明它们可以保护老鼠免受过敏。现在,我们正在从寄生虫中分离出活性物质,这些活性物质本身在实验室中扩展这些调节性t细胞,目的是能够用寄生虫本身的活性原理取代活感染……

fabric_HEPA_filter

40:37 -裸工程-过滤我们的空气供应

我们探索如何设计过滤器来提供真正清洁的空气……

裸工程-过滤我们的空气供应
WPS-CEL的克洛伊·阿格

Meera -本周,Dave和我正在探索空气过滤的过程。戴夫,我们想过滤掉空气中的什么?

戴夫:那要看你想怎么处理空气了。如果你只是想让它更透气,你可能想过滤掉大颗粒,它们会进入你的肺部,或者可能会让一些你可能会过敏的花粉出来。但是如果你想制造一个电脑芯片,你就需要把几乎所有的东西都精确到非常非常小的颗粒,微米大小的东西,就像你在柴油发动机中制造的那样。

Meera -另一个重要的行业是制药行业。为了了解更多关于空气过滤的信息,我们来到了位于考文垂的过程工程公司WSP CEL,与这里的建筑服务工程师Chloe Agg会面。克洛伊,制药厂的系统是怎么安装的?空气处理装置是什么样子的?

克洛伊-空气处理装置是一个灰色的大盒子。通常,它们和静态房车差不多大。这样做的目的是把空气从外面吸进来,清理干净,确保温度合适,湿度合适然后把空气都泵进制药厂。

米拉:当空气被吸进来的时候,你想要去除什么样的颗粒?

克洛伊:首先,我们要确保没有鸟能进入空气处理装置,所以我们有一个鸟网。然后是稍微小一点的物体,我们需要确保没有苍蝇或其他昆虫可以进来,所以我们有一个昆虫网。下一阶段是面板过滤器。这里有一个。它由棉纤维和金属丝网制成,可以防止任何大颗粒进入空气处理装置AHU。

米拉:这是一个方形的面板,里面有棉纤维材料,但它是垂直折叠的,所以它的褶皱一直延伸到过滤器。

克洛伊-没错。过滤器是曲折的,以确保有额外的fabric_HEPA_filter所有空气缓慢通过的表面积。

戴夫:因为如果空气快速通过,你可能会迫使更多的大颗粒通过,而不是如果它只是轻轻地移动,那么它很可能会卡在过滤器里。

克洛伊:如果空气通过它的速度更慢,粒子就有更多的机会被困住,这也意味着空气通过需要更少的能量。

米拉:所以在这个阶段,你已经清除了鸟类、昆虫和灰尘之类的大颗粒,但你仍然需要清除非常小的不需要的颗粒。你想去除什么样的小颗粒,它们到底有多小?

克洛伊:这些颗粒可以是任何小到0.1微米大小的东西,它们可以是微生物和细菌,以及各种你不想在制药环境中看到的有害物质。

戴夫:所以这个粒子的直径大约是人类头发丝的五分之一。你还能像其他过滤器一样用筛子来过滤它们吗?

克洛伊——如果我们试图用筛法过滤掉这些颗粒,我们必须有一个密集的网状过滤器,它几乎会立即阻塞,并且需要大量的能量才能让空气通过。

Meera -那么这些粒子是如何被阻止的,使用什么样的过滤器?

Chloe -我们使用高效微粒空气过滤器或高效微粒空气过滤器。这些过滤器与面板过滤器有很大不同,通常由玻璃纤维制成。我们使用玻璃纤维而不是棉纤维,因为它们更小,你可以得到更高的密度,所以它们之间的小孔比棉花过滤器上的小。过滤器是特制的,所以它们有很多表面积。它们可能是一个袋子,也可能是像面板过滤器那样的锯齿形。

米拉:但如果你不只是筛出这些颗粒,你是如何去除微生物和细菌之类的东西的?

克洛伊-粒子有三种捕获方式。它可能是通过撞击,拦截或扩散。较大的粒子往往被撞击捕获。这意味着它们与纤维碰撞,即使纤维旁边的洞可能比粒子本身大。拦截意味着它们的粒子经过纤维附近,被纤维吸引,并被粘住。扩散只发生在非常非常小的粒子中,它的工作原理有点像布朗运动。小颗粒并不是沿直线通过过滤器的。它们以随机的方式移动,因为这意味着它们需要更长的时间才能通过过滤器,这就给了它们更多的机会以其他方式粘在纤维上。

戴夫:所以这三个过程基本上都是基于一个粒子通过过滤器,被纤维吸引,然后粘在纤维上。

Meera -这些HEPA过滤器的结构是怎样的?所以我们已经确定它们可以由玻璃纤维制成以捕获粒子,但也有不同的类型。我们面前有两个滤镜,其中一个,它的褶皱是向后的,有点远离我们,但我把手伸进去,这种材料非常柔软。感觉就像衬里是棉絮什么的。这就是它的口感。

克洛伊-那是织物过滤器。所以它仍然是由玻璃纤维制成的,但它就像你在家里得到的阁楼隔热材料一样,又好又软,它给它们的颗粒提供了很多不同的地方来粘住。

高效微粒空气过滤器米拉:在它旁边,是一个非常坚固的结构。第一个过滤器有超过10个褶。这个现在有4到5个了,它更硬了。这是什么材料?

克洛伊:这是纸质版的玻璃纤维,虽然看起来只有四个褶,但实际上,每个褶里都有几百个褶。

戴夫:所以你可以在同样的空间里获得更大的表面积,这意味着你可以更慢地推动空气通过,从而节省能源。

克洛伊:没错,还有刚性过滤器,因为它不会在空气中移动,它不会从空气中吸收任何能量。

米拉:这些滤镜到底能用多久?他们一定在某个地方被堵住了。当它们被堵塞时会发生什么,你怎么知道它们是什么时候?

克洛伊:我们要确保监测过滤器两侧的压力,这告诉我们过滤器正在慢慢堵塞,因为通过过滤器的压降会更大。这取决于你过滤的是什么空气,可能是3个月到1年。当你真的需要更换它时,它可能充满了相当危险的药物成分,所以你通常必须焚烧它们。

Meera -它们去除多余颗粒的效率有多高?

克洛伊-我们面前的过滤器可以去除99.995%的小颗粒。

Meera -这是一个非常高的准确度,那么未来的挑战或目标是什么,甚至使它成为更好的过滤器?

克洛伊-减少他们使用的能量。目前,这些空气处理机组所使用的过滤器约为15千瓦的风扇。这只是为了将空气通过空气处理装置并进入制药厂。但他们也可能使用大约200千瓦的冷却装置,使空气足够冷,从而将水分抽出来进行除湿。在那之后,你需要加热空气,以确保房间里的所有人都舒适、温暖。所以你可以用另外的80或90千瓦。所以总的来说,一个空气处理装置大约需要300千瓦的能量。

戴夫:那就是好几辆家用汽车一年365天不停地全速运转。

克洛伊-我们现在在设计中考虑了很多能源效率。真正的挑战是能够设计一个制药厂,在那里有一个良好的,安全的,清洁的生产环境,但不能连续使用与几辆家用汽车相同的能源。

Chris - Chloe Agg是WPS CEL的工艺工程师,向Meera和Dave展示如何从我们的空气供应中去除最小的污染物。

为什么没有针对枯草热的疫苗?

Rick -疫苗增强和刺激免疫系统,而枯草热的问题是过度反应,不必要的反应免疫系统。所以,我们真的需要一种抗疫苗。我猜因为启动免疫反应比停止免疫反应更容易,我们很可能只注射一针,但就像帕姆告诉你的那样,也许更柔和的方法会起作用。

克里斯-帕姆,还有什么要补充的吗?

帕姆:嗯,有一种特殊的脱敏疫苗可以用来治疗花粉过敏,效果很好,所以这不是里克所说的那种会刺激免疫系统的普通疫苗,但是有一种过敏疫苗可以起作用。

克里斯-这是不是和你对花生刺激的轻柔轻柔的方法一样?

帕姆:不一样。不,它是通过注射来实现的,所以它是在皮肤上注射。这是对身体的系统性刺激,但除此之外,原理相似,是的。

我对猫的过敏会随着时间的推移而加重吗?

帕姆-不,我不认为那样会让事情变得更糟。所以继续服用抗组胺药是可以的,但如果你经常接触猫,猫过敏会变得更严重,前提是你的过敏程度很严重。所以,情况会越来越糟,所以最好尽量减少接触。但与此相反的是,对猫有轻微过敏的人实际上可以没事,只要他们经常但低程度地接触自己的猫。

我们如何治疗猫过敏?

帕姆:嗯,你可以对猫不敏感,但效果不太好。我们有时会在兽医或人们身上看到这种情况他们需要完全控制住病情,但标准的治疗是第一线,通常效果很好是鼻腔喷雾剂,眼药水,和非镇静抗组胺药。所以有一个很好的治疗方法会起作用。

为什么人类不是通过过敏进化的?

Rick:嗯,我们进化到可以在不同的感染性有机体面前调整我们的免疫系统,在某种程度上,过敏的产生是因为我们不再处于我们进化的环境中。所以我想,因为过敏是最近才出现的,人类不再被自然选择所选择,我不认为我们会通过过敏来进化。

孩子长大后通常不会对食物过敏吗?

帕姆:嗯,这取决于食物过敏。所以如果你小时候对鸡蛋或牛奶过敏,很有可能长出来,但如果你对花生过敏,只有一小部分非常轻微的过敏可能长出来。所以这取决于我们谈论的是哪种食物。

克里斯-你知道为什么吗?

帕姆:我们不知道为什么会这样,但我们对鸡蛋过敏做了一些研究,观察那些解决和坚持的人,我们可以看到免疫系统的变化。这些T调节细胞和它们产生的各种化学物质的发育发生在对鸡蛋过敏的儿童身上。因此,某些食物,如鸡蛋和牛奶,可能更容易培养出适合生长的免疫力。也许这是由于食物中含有少量的这些物质。

你怎么知道自己是否过敏?

帕姆:你应该先去看医生,但是你要看症状。症状会告诉你是什么疾病,然后这种疾病可能是过敏的,也可能不是。为了解决这个问题,你必须看看过敏发生时的暴露环境。很明显,如果是猫之类的动物,你靠近它就会出现症状。如果是像尘螨这样的东西,那就不那么容易了,因为你大部分时间都暴露在尘螨中。但通过梳理环境,你可以有一个好的想法,然后可以通过过敏测试来支持,这可以显示你对你看到的任何物质都有过敏抗体。

凯特:过敏的典型症状是什么?食物过敏和猫过敏应该是不一样的吧?

帕姆:没错。鼻子,眼睛或肺部过敏,所以鼻炎和哮喘,你会打喷嚏,眼睛发痒,鼻子堵塞,流鼻涕和哮喘。对于食物过敏,你可能会有皮疹和肿胀的急性反应,甚至更严重的反应。或者,长期地,你可能会因为食物而患湿疹。

妈妈们能做些什么来减少孩子过敏的几率呢?

帕姆:这很难回答。我不知道他是否在问母乳喂养,但母乳喂养被认为可以防止过敏。我们不知道什么时候断奶是正确的,目前有很多研究正在进行,看看是否早期引入食物比晚断奶更好,并减少食物过敏的发生率。

蜂蜜能缓解花粉热吗?

帕姆:我不这么认为。很多人都这么说,但据我所知,没有科学证据能说明原因。人们认为它们是在吃花粉,这可能会有帮助,但花粉的数量会很低。

一个流鼻涕、用手帕捂着鼻子打喷嚏的孩子

易过敏有遗传因素吗?

剑桥阿登布鲁克医院的Pamela Ewan和格拉斯哥大学的Rick Maizels回答了这个问题。

Rick -其中一些基因可能在人类中保存下来,因为它们保护人们免受这些蠕虫寄生虫等感染。因此,硬币的另一面是,现在导致我们过敏的相同反应可以保护我们免受某些寄生虫的侵害。

克里斯-帕姆,还有什么要补充的吗?

帕姆:回答得好。似乎确实有一些遗传基础,但相当松散。我们知道,如果父母一方有过敏症,孩子更有可能,如果父母双方都有过敏症,孩子更有可能。但很难将其确定为特定的基因。有一定的遗传关联,但相当松散。

花生过敏患者应该避免所有坚果吗?

帕姆:这个问题的答案有点复杂,但花生过敏和树坚果过敏,换句话说,非豆类坚果,通常发生在同一个人身上,但你可以把它们分开吃。如果我们有一个对一种坚果过敏的孩子,我们会说“避免所有的坚果”,因为我们知道他们很可能会对其他坚果过敏。

55:58 -我应该给我的车加多少汽油?

是否有一个最佳的水平,你应该填满你的汽车油箱,这样它就不会仅仅使用多余的能量来携带汽油?多少汽油算多?

我的车应该加多少汽油?

我们把这个交给侦探犬SSC的James Painter…James -你好,我是James Painter。我是猎犬陆地速度记录项目的工程主管之一。我们目前正在设计和开发一种车辆,以创造新的陆地速度记录,我们的目标是每小时1000英里。

这是个有趣的问题。我的意思是,一旦你随身携带的燃料比你从A点到B点或到下一个加油站实际需要的还要多,你随身携带的燃料实际上比你需要的要多。所以,我想基本上不是最优的,但当然,这取决于你想要走多远,你想要多快到达那里,当低燃料灯亮起时,你有多喜欢出汗。

当然,就汽车而言,汽车制造商有很多家庭大小的油箱,通常是40到60升,这是通过给汽车一个合理的范围来驱动的。同时,在包装空间方面制造商必须考虑到油箱的位置。所以当你随身携带这些额外的燃料时,启动和停止,加速和刹车在城市驾驶中会更像是一种惩罚,而不是当你在路上的时候你实际上是以恒定的速度在机动车路上行驶。

戴安娜:所以最好只加你需要的油,但这可能会导致你去加油站上百次,而且可能会碍事,因此会增加额外的里程。

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