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從落磯山班點熱到恙蟲病,至今仍充滿謎團的立克次體

拿自己作實驗的立克次醫生

Ricketts Howard Taylor 圖/wikimedia

立克次體研究者──立克次醫生,西元 1871 年 2 月 9 號生於美國俄亥俄州,27歲完成醫生學位後便開始從事微生物與免疫學相關的研究。他的研究工作讓他在 1907 當上芝加哥大學助理教授,他選擇當時大眾不甚了解的落磯山班點熱 (Rocky mountain spotted fever ) 開始日以繼夜的實驗工作,他利用天竺鼠做為實驗模式並證實了此微生物是藉由蜱所傳播。豐碩的研究成果讓他獲得學校及基金會的贊助經費,前往墨西哥進行班疹傷寒等相關疾病的研究,不幸的是在 1910 年 5 月 3 日就因為感染此微生物而辭世(死在自己研究的對象,或許也是屬於科學家的浪漫吧)。

他僅以四年的時間研究此微生物,像顆燦爛的流星,雖然短暫卻非常耀眼。

同事 Frank Billings 教授形容:「立克次醫生是少數不需要太多空間與儀器就可以完成許多成功的研究的科學家,大多數人在那種情況下一定會放棄!」

一個有趣的小故事,有天立克次下班回到家後,老婆跟他說女兒已經發燒到 39 度,他卻說這很正常啊!聽到消息時他當下以為是在討論實驗時用的豬隻。另一個故事則是,立克次將自己做為實驗對象,感染芽生菌病 (Blastomyces) 而生重病,爾後才想到這個實驗無法重複,因為不會再有別人願意自己當白老鼠來做實驗阿!(OS: 除了英雄電影XD 話說好想去芝加哥大學圖書館看看他研究的手稿跟檔案啊!)

後世的科學家為了紀念他研究此類微生物的貢獻,以其姓氏命名這類的微生物,也就是「立克次體」。

寄生在細胞內的立克次體

立克次體雖是種細菌,卻像病毒一般需靠寄生在細胞中才能進行複製(無法像細菌一樣,靠培養基培養)。立克次體的大小約 0.3到 1 µm,短小桿狀,如果傳染到人體,主要進入白血球中開始增生。血液中的病原菌數目會在感染急性期增加(約 6-12 天),之後體內則會產生特定抗體開始消滅立克次體。

螢光顯微鏡下的立克次體與細胞,那如星星般一點一點的綠色訊號即是立克次體。圖/作者提供

在立克次醫生的研究之後,越來越多不同種類的立克次體被發現(大多以發現地作為命名);不同種的立克次體會造成不同的疾病,主要症狀都相當類似流感,病患大多會有發燒、頭痛、紅疹、肌肉酸痛等症狀。傳染的媒介主要為蟎、蚤、蜱,主要存在於野外草地、野生動物如老鼠身上,經由傳染媒介叮咬人體後傳入立克次體而感染,並不會藉由人傳人的方式傳播。

為了避免被立克次體感染,最好的方法還是在野外活動時穿著長袖長褲,並且盡量避免前往汙染的環境和接觸野生動物;若在野外活動後出現高燒不退的情況,則需立即前往醫院診所進行治療,以免延誤就醫而導致病情惡化。

在臺灣有這類微生物存在嗎?有的,目前在臺灣主要有恙蟲病Orientia tsutsugamushi)及地方性斑疹傷寒Rickettsia typhi),這兩種疾病也被列為第四類法定傳染病(檢驗後需在一周內通報)。每年清明節掃墓時,疾病管制署總是提醒民眾盡量穿著長袖長褲、避免被蚊蟲叮咬,就是因為較為荒僻的地區(如墓園)就較有機會接觸到疾病的傳染源恙蟲或蟎蜱。另外,除了類似流感的症狀,許多恙蟲病的病患會出現比較特別的症狀──被帶有立克次體的恙蟲叮咬後所產生的皮膚焦痂(eschar)。

臺灣最常見的恙蟲病,其流行區域與檢驗方法

圖/作者提供

恙蟲病 (Orientia tsutsugamushi) 流行的地區為西伯利亞─澳洲─日本東北所形成的金三角,而臺灣剛好位於此金三角的中央,對於此類微生物的研究相當重要。根據疾管署統計,臺灣每年約有接近 500 多位確診病例,死亡案例 0 至 2 例,以春夏最為常見;以分布地區來說,外島(金門與澎湖)、東部以及高雄地區有較多感染案例。好在這種微生物只要在感染初期給予抗生素,如去氧羥四環素 (doxycycline)、雷發平 (rifampicin) 等,基本上都不會有死亡的情形;但是若沒有適時給予藥物治療的話,死亡率依舊可達 40-60% 。

病患在醫院經過醫生問診後,如果醫生判斷有感染立克次體的疑慮時,便會抽血並將檢體送往檢驗中心進行分析。目前全世界各實驗室針對立克次體的檢驗方法,主要是利用即時定量 PCR 偵測血液檢體中是否含有該微生物特定核酸片段,或是藉由酵素結合免疫吸附法(ELISA)及間接免疫螢光法(Indirect fluorescence assay, IFA)測定血清中是否有針對該微生物的免疫球蛋白M (IgM) 或免疫球蛋白G (Immunoglobulin; IgG) 抗體產生。

那些年,他們研究的立克次體

1995 年,日本科學家 Akira Tamura 提出新的分類觀點,認為 Rickettsia tsutsugamushi 應歸類為新的一屬:Orientia(TAMURA, OHASHI, URAKAMI, & MIYAMURA, 1995)。Orient 的中文意思為東方的,也由於此種微生物主要在東半球的亞洲區域流行,該研究根據其表面的蛋白質組成與 16S rRNA 核酸演化的分類,認為 Orientia 應歸為獨立的一屬。除了這類分類的研究之外,關於立克次體的臨床微生物學的研究非常廣泛,除了流行病學的研究範疇之外,隨著科學的發達,越來越多的臨床微生物學家針對這些微生物進行五花八門的研究:

「是否有新的立克次體還未被發現?臺灣是否有特別的本土種類?立克次體侵入細胞與在細胞內增生的分子機制?對立克次體的檢驗診斷開發與預防?立克次體全基因定序的比對?立克次體特有蛋白的功能與毒性?······」

立克次體一切的一切都還有許多未解之謎,值得科學家投入更多精力仔細拼湊出它真實樣貌,這也是科學的迷人之處,永遠有問不完的問題,追尋不完的答案。

參考資料

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關於作者

彭 士桓

生活即是科學,科學即是生活。臺大分醫所博士,虔誠信科學者。希望透過文字介紹有趣的科學,並期望自己在有限度的生命中,創造無限的價值。

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