實證天花疫苗功用──金納醫生誕辰│科學史上的今天：05/17

「天花」亂墜的時代

在東方，由於長期受到天花的嚴重威脅，中國與印度的醫師們一直致力於尋找治療「斑點怪物」的方法。

他們發現，天花的倖存者似乎擁有某種保護能力，終身不會再染上此種疾病。這種「以毒攻毒」的現象，讓東方醫師們走上了「通過接觸疾病，取得抵抗能力」的道路。

在古代中國，醫師們會設法讓未染病的人，接觸少量的致病物質，例如：將天花患者身上的結痂物磨成粉末，接著吹進人的鼻孔裡；或者取出少量天花膿皰內的液體，小心翼翼的沾拭在皮膚之上。

就這樣，在疫苗橫空出世以前，對抗天花最有效的方法──「接種」（inoculation）──逐漸在亞洲傳播開來，雖然方法可能會因地區有些差異，但基本概念大致雷同。

古人怎麼接種天花？新鮮現採、產地直送

十八世紀初，天花的接種技術傳到了歐洲。

在一七一四年與一七一六年，提莫尼和皮拉里諾都曾經寫件給倫敦皇家學會，描述土耳其的這項技術，並且建議英國人可以試試。

可惜，儘管當時天花正以極快的速度肆虐英國，但英國醫學界依舊十分保守，對新技術報以懷疑。一直到蒙塔古夫人願意擔任代言，大力倡導之後，情況才逐漸轉變。

當時，醫師通常是使用柳葉刀（Iancet），刮取天花患者身上的膿皰，然後以皮下注射的方式，將「新鮮現採」的膿液，「產地直送」到接種者的手臂或大腿之上。

然而，這麼做的風險其實不小，除了直接染疫，或者將天花傳染給其他人，接種者也可能因此染上、散播其他不同種類的傳染病。

由於孩童時期曾經親身體驗過產地直送的可怕，這段不堪回首的記憶，讓金納時時陷入苦思：除了蒙塔古夫人的方法，還有沒有其他對付天花的可能？

意外的發現：「我得牛痘我驕傲」

一七八八年，金納的診所來了幾位擠牛奶的女工。金納注意到，這些女工們曾經照護過染病的農場主人，卻沒有因此罹患天花。

「因為我們是擠牛奶的女工，染上牛痘的機會很高。」女工們捲起袖子，露出手上的疤痕：「村裡的人說，得過牛痘的人，永遠不會染上天花，也不會有醜陋的麻子臉唷！」

這種「我得牛痘我驕傲」的思維，讓金納熊熊想起學徒時期聽見的傳聞。金納於是決定，要將自己的觀察──牛痘或許能預防天花感染──付諸實行。

一七九六年五月十四日，在這個值得紀念的日子裡，金納終於說服了一名園丁，讓他八歲的兒子詹姆斯（James Phipps）接種牛痘。在此之前，小詹姆斯從未接種，也從未染患天花。

金納先從莎拉──這位農家女孩正好染上牛痘──手指上的牛痘膿皰內，取得一些膿液，然後在詹姆斯的左臂上劃出兩道傷口，將部分膿液塗抹在這兩道切口上。

幾天之後，詹姆斯出現了輕微的發燒症狀，身上也身出了牛痘的膿皰，但他很快便康復了。二個月之後，金納再為詹姆斯接種天花。正如金納所期待的一樣，詹姆斯果然沒有出現任何天花的症狀。

金納大喜過望，於是將這個實驗寫成論文，提交給倫敦皇家學會。然而，皇家學會以證據不足為由，拒絕刊登這篇僅有「單一實驗資料」的論文。

為了提交更充足的證據，金納決定要擴大實驗規模，連自己的兒子都納入受試者的行列。什麼是狼性？這就是狼性，連自己的小孩都敢拿來做實驗！

常言道：「上帝在關上一扇門的同時，會為你打開一扇窗。」不久之後，格洛斯特郡爆發了天花的大流行，接種了牛痘的受試者們，因此得以倖存。

──本文摘自《厲害了，我的生物》，2022 年 9 月，聚光文創，未經同意請勿轉載。

• 文／林翰佐　銘傳大學生物科技學系副教授，本刊總編輯。

「一波未平，一波又起。」正當這個世界仍為嚴重特殊傳染性肺炎（COVID-19）疫情疲於奔命之際，猴痘（monkeypox）疫情似乎也有逐步升溫的趨勢。我們該以何種心態面對新的未知疫情？或許這篇文章能提供讀者一些方向和理性。

猴痘病毒的近親——造成數十億人喪命的天花

猴痘是由猴痘病毒（monkeypox virus, MPV）感染所引起，猴痘病毒在分類上有個赫赫有名的同屬——造成天花（smallpox）的天花病毒（variola virus）。

天花是一種能透過空氣傳播、致死率約 30％ 的病毒，且疾病痊癒後仍會在病人身上留下難以磨滅的坑疤，令人聞之色變，更是人類疾病歷史上最黑暗的篇章。據歷史記載，在 735 至 737 年間，一場爆發於日本的天花流行，一共奪走了 100～150 萬人的生命，約相等於當時日本總人口數的 1/3，足見其威力。

諷刺的是，天花也是人類第一個戰勝的疫病。由英國醫師詹納（Edward Jenner）推行的牛痘（cowpox）接種技術，意外開啟生命科學中的免疫學篇章，使疫苗成為對抗病毒性傳染病最有效的武器。1980 年代，在世界衛生組織（World Health Organization, WHO）防堵策略的運用下，曾經造成人類歷史上約數十億人喪命的天花，在地球上徹底地被根除。

猴痘的病毒結構與傳播能力

繼承表親天花病毒的威名，猴痘疫情似乎顯得山雨欲來。

其實，痘病毒科（Poxviridae）的親戚一直存在於脊椎動物的族群當中。這類病毒的基因組由雙股 DNA 所組成，長達 186 千鹼基對（kb），記錄著 180 多個基因訊息，是感染哺乳動物的病毒當中體型最大，最為複雜的病毒。

相較於目前大家最為熟知的新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）基因體長度大約只有 2 萬 6000 至 3 萬 2000 個核苷酸（nucleotides）所組成，透過分子機轉可以生產約 20 種左右的結構性蛋白（structural protein）及非結構性蛋白（nonstructural protein），在巨大的天花病毒前面顯得單純許多。

而更多種蛋白質的生產力也意味著病毒的「能力」愈強，所以天花病毒一直以來都被譽為是最狡猾的病毒，它具備多套欺騙免疫系統的機轉，使人防不勝防。

猴痘，顧名思義是一種流行於靈長類的流行病。1958 年，在研究用的猴子中首度被發現，而人類被感染的首起案例發生於 1970 年，之後在中非及西非偏遠地區也陸續發現零星案例。

根據流行病學的調查研究，猴痘主要透過嚙齒類、靈長類野生動物傳染給人類，是一種人畜共通傳染疾病。不過猴痘的傳播一直以來都是不慍不火，即便目前有升溫的趨勢，流行病學專家也相信它的「基本再生數」（basic reproduction number，俗稱 R₀ 值）介於 2 和 3 之間，遠低於目前肆虐的新型冠狀病毒 Omicron 變異株（R₀≈10～15），意味著只要有適當的防疫作為，疫情不會像 COVID-19 一樣來得又快又猛。

猴痘的傳播途徑有哪些？

目前已知猴痘人傳人的途徑主要以皮膚、口對口或體液等與患者有密切接觸的方式傳染，其中也包括接觸被患者汙染過的物品以及衣物等。不過具體相關細節仍有賴後續的研究，包括患者實際具備感染能力的時程，以及是否造成胎兒垂直感染的可能性等。不過由於人類對抗天花具有相當完善的經驗，對於應付猴痘來襲，一些估算總不至於差得離譜。

若是不慎感染猴痘，需要多久才能痊癒？

猴痘的症狀類似天花，具有明確的病癥，包括發燒、頭痛、肌肉酸痛、背痛、疲倦及淋巴結腫大，此外隨著病程的演進也會在皮膚上出現丘疹。

猴痘的病程通常持續兩到三週，多數健康的人可以自行痊癒。不過部分患者包括嬰兒、兒童，以及免疫缺陷病友，可能會面臨更嚴重的症狀，甚至死亡。有關猴痘的死亡率依照不同地區呈現相當大的差異，預估值從 1～10％，甚至於更高的數值都曾經被提出，不過死亡率也與當地的公衛條件和醫療支援程度息息相關，不排除被高估的可能。

根據世界衛生組織公開的資料顯示，近期受到猴痘疫情影響的國家及地區，迄今並未出現死亡案例。

目前有針對猴痘開發的疫苗或是藥物嗎？ 

由於新藥開發的速度較慢，多數新興傳染病很難有可以立即使用的「特效藥」。但目前包括美、英、加拿大等國的藥物管理局，已陸續核准將天花的藥物特考韋端（tecovirimat）用於猴痘治療。特考韋端能干擾天花病毒細胞膜蛋白的合成，阻斷病毒在人體內複製散播的機率、降低病情的發展，在實驗室中的研究證明它對猴痘病毒的複製也能有效地進行干預，不過臨床上的效果仍有待後續研究證實。

基於猴痘與天花的同源性，接種牛痘疫苗也可以提供有效保護，多項研究表明曾接種過牛痘疫苗者，發病率可降至約 4～21％。根據臺灣衛生福利部疾病管制署的說明，臺灣目前仍保有一定數量的第一代牛痘疫苗戰備存量，可以因應緊急時所需。另外，由於牛痘疫苗的製程屬於活毒疫苗，具有相當長效的保護效力，在 1979 年前出生的民眾皆有施打牛痘疫苗，因此他們也對猴痘有較佳的抵抗能力。

疫病的可怕性來自於高傳染率、致死率，以及人類對該疾病的理解程度。由上述已知條件看來，猴痘並不是那麼可怕，可避免過度恐慌。不過衛生習慣的培養與防疫知識確實仍是趨吉避凶的基礎，願大家出入平安。

• 〈本文選自《科學月刊》2022 年 8 月號〉
• 科學月刊／在一個資訊不值錢的時代中，試圖緊握那知識餘溫外，也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

延伸閱讀

1. 台灣科技媒體中心，猴痘最新研究解析記者會新聞稿，2022年7月。https://smctw.tw/13545/
2. 天平疫病大流行，2021年11月5日，維基百科，https://reurl.cc/j1XR4m

猴痘這個傳染病，在5月7日現身英國後，短短不到一個月的時間內已經擴散到 29 個國家、患者數破千，世界衛生組織（WHO）在 6 月上旬警告，指出目前的病例數可能是被低估的。現在台灣也出現了案例，不禁讓人思考猴痘到底會不會全球大流行呢？

本篇文章整理了猴痘的各種症狀、傳染途徑，以及是否有防範措施。

1. 為什麼叫「猴」痘？

猴痘（Monkeypox）取名為「猴」痘，是因為它最初是從猴子身上分離出來的，但後續調查指出，猴痘在大自然中不只感染猴類，還有多種小型囓齒動物也是宿主。

猴痘的原生地在非洲中部及西部，過去很少離開非洲，但在 2022 年 5 月 7 日，英國出現了第 1 例。這名患者剛從中非的奈及利亞入境回到英國。原本以為這大概是一個單一事件，畢竟旅遊史很明確，但誰也沒想到，這只是一場風暴的開端而已。

2. 猴痘的傳播方式

猴痘主要透過感染者的唾液或膿液傳播，比如共用被沾染的床單、毛巾或衣服；或是直接碰觸到患者或感染動物的血液、體液、黏膜、傷口而感染，吃沒煮熟的動物肉也是風險之一，被感染動物咬或抓傷也會感染疾病。

3. 2022 年猴痘不尋常的傳播途徑

5 月 14 日，英國又出現 2 個病例，怪異的是，疫調顯示這兩人和第 1 個病例一點關係也沒有。這下子可讓人嗅到有點不對勁了。隨即在 5 月 16 日，英國又冒出 4 例，這 4 例竟然又跟前幾例沒有關聯！從流行病學角度來解讀，等於告訴我們有一條或甚至好幾條隱形傳播鏈存在。

由此開始，猴痘病例連環爆，5 月 13 日到 5 月 21 日間，至少有 12 國出現病例，包括西班牙、葡萄牙、法國、比利時、美國、澳洲等，92 例確診、28 例疑似，這已經超過近 50 年發生在非洲以外的所有病例數總和了。《Lancet Infectious Diseases》一篇報告認為，這個病例驟增現象背後的科學、環境和社會原因仍是一個謎，而且是非常不尋常和值得擔憂的。

猴痘屬於正痘病毒屬（Poxvirus），球形的蛋白質外殼裡包著雙股 DNA，病毒除了在宿主動物間傳播，以往出現在非洲境外的案例，排除掉有旅遊史的患者，幾乎 100％ 是由動物傳給人，例如 2003 年發生在美國的 47 例小規模爆發，便是由寵物土撥鼠傳給人。

因此，2022 年的這波感染就顯得十分詭異，因為絕大多數的患者都沒去過非洲、也沒有跟動物接觸，換句話說，這一次猴痘明顯顯示出「人傳人」感染鏈，不禁令人疑心是不是病毒發生了某種異常的突變？這也是挑動各國敏感神經的另一個警報。

DNA 病毒有一個特性，就是比起像是 SARS-CoV-2 這種 RNA 病毒來說，突變速率要緩慢許多。因此只要研發出一款有效的疫苗，就能連續使用許多年，不必擔心像 SARS-CoV-2 疫苗般失效。

4. 猴痘與天花是近親，但症狀比天花溫和

猴痘另外一個讓人疑慮的點，在於它是天花的近親。

天花是人類的老朋友了，糾纏了人類 3000 年以上，古埃及法老王的木乃伊就有天花留下的痘疤，死亡率估計高達 30％。猴痘患者會發燒、頭痛、淋巴結腫大、背痛、肌肉痛和無力，發燒後 1～3 天（有時候更長），皮膚開始有一點一點的疹子鑽出來，通常最先出現在臉上，然後蔓延到其他部位，疹子接著凸起變成透明的水泡，再變成含有淺黃色膿汁的膿皰。幸好，兩相比較之下，猴痘比起天花的確是溫和很多。

猴痘分成剛果盆地株（也稱為中非株）以及西非株兩種主要的病毒分支，這一次在全球擴散的是西非株，它的毒性比起剛果株來的弱。刊登在《Lancet Infectious Diseases》的另一份研究指出，因為調查取樣方法不同的關係，剛果株的推估死亡率差異很大，從 1％ 到 10％ 都有，西非株則一直維持在 3％ 以下。

5. 萬一猴痘爆發的話，人類有反攻武器嗎？

說到大流行，現在大家最關心的議題就是疫苗了。那麼有沒有專門針對猴痘的疫苗呢？

答案是「沒有」，原因如下：

1. 猴痘過去被認為是非洲的地區性傳染病，沒有侵襲到先進國家。
2. 非洲當地的人窮，沒有足夠的市場誘因。所以儘管猴痘的近親例如天花，早已經有了疫苗，照理說研發近似病毒的疫苗會簡單很多，但因為不划算，沒有人特別針對猴痘再去開發疫苗。
3. 猴痘死亡率比起天花低很多，「只有」1％～10％，也導致了沒有那麼迫切要開發疫苗的壓力。

如果沒有專用疫苗，那是不是有其他的武器可以抵擋一下？

有的。如果預先接種天花疫苗，約有85％的保護力，這數字是從第一代天花疫苗估計而來的。

聽起來相當不錯，這在生物學上是有道理的，因為人體如果感染正痘病毒屬的任一個成員，如天花、牛痘、猴痘，產生的抗體也可以抵抗其他病毒，這在免疫學上稱為「交叉保護」效應。

另外，猴痘也已經有治療藥物，例如 Tecovirimat。這些都是可以立即派得上用場的武器。如果猴痘萬一爆發，還可以作為一條抵擋的防線。  

但是也有一個壞消息，天花的第一代疫苗早就停產了，幸好現在國際上已經有新的第 2 和第 3 代疫苗，例如 Jynneos 疫苗，含有改造過的牛痘病毒，在人體裡不會複製，但可以引發抵擋天花及猴痘的免疫反應。

6. 台灣需不需要擔心猴痘？該不會又要封邊境了吧！

全球國家都在問一個問題：會不會變成大流行？

按照目前歐盟疾病管制與預防中心，以及美國疾管中心專家的估計，認為造成大流行的可能性不大。這個結論真的是讓我們大大鬆了一口氣。他們根據 3 個理由來判斷出這個結論：

1. 由目前的流行病調查結果看起來，猴痘人傳人的效率並不高，所以不至於像新冠肺炎那樣，可以透過空氣傳播而患者數激增。  
2. 猴痘發病的症狀非常明顯，一眼就看得出來這個人生了病，所以也馬上會被察覺通報隔離。不像 SARS-CoV-2 具有輕症、甚至無症狀，這種狡猾的藏匿方式，使得感染擴張一發不可收拾。 
3. 我們知道猴痘如何傳染。猴痘主要透過接觸感染，因為了解傳播途徑，因此能夠採取有效的預防措施，不像 SARS-CoV-2 剛現身的時候，我們連它會不會空氣散播都糊里糊塗，被殺了個措手不及。

7. 如果，猴痘真的發生大流行該怎麼辦呢？

可能的做法是採取雙管齊下措施。首要是優先防護高危險群，像是慢性病人、小朋友、孕婦，先隔離病患，讓這些抵抗力比較弱的族群不會接觸到患者。再來，既然天花疫苗對猴痘有交叉保護力，要趕快進行接種，並且因為天花在全球已經絕跡了 40 年，世衛組織在 1980 年宣布根除天花，因此如今年紀在 40～45 歲以下的世代，是沒有接種過天花疫苗的。如果發生大流行，必須要趕快補打疫苗。到時候，疫苗的搶購、長途輸送、跨國進口、保存等等問題，可能會再重演。

根據歐洲國家目前處理猴痘的經驗，並不是每一個病患都住院，大多是在家自主隔離，患者會在2到4週內痊癒。美國官方建議患者的隔離期限是「到皮膚病變消失、膿皰結痂脫落並且長出新皮膚」為止。包括英國在內的幾個國家也同時建議，跟患者有密切接觸的人也需要自主隔離21天。

8. 所以猴痘會大流行嗎？

很幸運的是，到目前為止，各國都動了起來，紛紛啟動防疫措施，但猴痘到底從哪裡開始、又是什麼原因導致病毒突然開始大舉散播，仍然不清楚。

儘管大流行機會不高，台灣仍然必須謹慎，保持警覺，因為猴痘目前還有很多問題沒找到解答，比方說，病例突然增加是不是因為猴痘病毒已經突變，導致病毒比過去更容易傳染？或是使得病毒能在不被察覺的情況下無聲散播？現在的病例是不是全來自同一個感染源？或者其實是有好幾條感染鏈同時存在？在這些疑問沒有水落石出之前，我們就不能高枕無憂。

需不需要在這個時間點就開始準備疫苗、藥物等預防措施，也是一個難題，是要像COVID-19一樣超前部署，或是沉住氣按兵不動，等待疫情自然平息？這也十分考驗我們的智慧。你覺得呢？

參考文獻

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• Cohen, J. (2022). Monkeypox outbreak questions intensify as cases soar. Science (New York, NY), 376(6596), 902-903.
• Beer, E. M., & Rao, V. B. (2019). A systematic review of the epidemiology of human monkeypox outbreaks and implications for outbreak strategy. PLoS neglected tropical diseases, 13(10), e0007791.
• Monkeypox and Smallpox Vaccine Guidance | Monkeypox | Poxvirus | CDC
• Duration of Isolation Procedures | Monkeypox | Poxvirus | CDC
• Treatment | Monkeypox | Poxvirus | CDC
• Prevention | Monkeypox | Poxvirus | CDC

英國醫師金納（Edward Jenner, 1749－1823）是第一位以科學方法證實接種疫苗可以有效預防感染天花的人。由於他的研究與大力推廣，令人聞之色變的天花才得以有效控制，挽救了無數人的性命。

在天花已經絕跡的今天，很難想像十八世紀有數千萬人因天花肆虐而死亡。其實天花很早就存在，古埃及的木乃伊身上就有天花的足跡，中國東晉的醫書也有記載；而明朝時民間就已經有從感染天花的病人身上取痘接種的作法。

是的，種痘預防天花的方法是中國人發明的，然而這種「種人痘」的方法並不是很安全，即使後來輾轉傳到英國，在醫生的專業操作下仍有 2%的死亡率。金納八歲時就曾接種，幸而他不是那百分之二。

金納發現擠牛奶的女工若曾染上牛痘就不會感染天花，若能以牛痘取代人痘將會是更有效安全的作法。1796 年他開始進行種牛痘的實驗，證明接種牛痘疫苗可以對天花產生免疫。然而他的實驗並未被同儕認可，於是他繼續說服更多人接種，取得更多數據後才終於得以正式出版他的研究報告。

不過民眾卻普遍擔心種牛痘會長牛角而卻步。面對輿論的嘲弄，金納仍不遺餘力地宣揚理念，並免費發送牛痘疫苗給有需要的同儕。直到1840年英國政府才禁止種人痘並提供免費牛痘疫苗，這期間歐陸各國與美國也都陸續採納金納的方法預防天花。不過，要近兩個世紀後（1978 年），他期望看到天花絕跡的心願才終於實現。

由於金納的大膽創舉，才開啟後人繼續尋求以疫苗對付其它疾病的防治之道，他因而被稱為「免疫學之父」。疫苗 (vaccine) 此字即是金納所創，字首正是取自拉丁文的「牛」（vacca）。

本文同時收錄於《科學史上的今天：歷史的瞬間，改變世界的起點》，由究竟出版社出版。