1

0
2

文字

分享

1
0
2

讓武漢肺炎席捲人類的關鍵變異有哪些?和穿山甲有關嗎?

寒波_96
・2020/02/23 ・5719字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 579 ・九年級

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

繼 SARS 和 MERS 之後,引發武漢肺炎(WHO 定名為 COVID-19),致死人數已經超過兩位前輩的第三種冠狀病毒,國際病毒研究社群日前命名為 SARS-CoV-2,突顯它類似 SARS 的特色,也就是「SARS二世」;為方便閱讀,接下來本文提及此病毒,亦以「SARS二世」稱呼。

SARS二世從何而來,為什麼能感染人類?最近分子演化學方面又有新的進展。1

相關分子演化分析可參考前文:

武漢肺炎(即 COVID-19)為一快速變化的議題。最早由 WHO 暫定名為 2019 novel coronavirus,簡稱 2019-nCoV,中文「2019新型冠狀病毒」,但使用上相當拗口。因此本系列前面文章提及此一疾病與其病原,內文均簡稱為「WARS」,將 SARS 的第一個字 Severe 替換為 Wuhan。

SARS二世其 S蛋白質的遺傳序列與立體結構。圖/取自 Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation

本文內容豐富,先提示重點在此:

  • SARS二世至少有兩處關鍵的遺傳變異,使其能有效傳染人類,其中一個變異已知存在於自然界。
  • 沒有有力證據支持穿山甲為中間宿主。
  • SARS二世很適應人體,但是無法確定是在動物,或是人類體內完成適應過程。

影響感染能力的關鍵位置,不照牌理出牌?

絕大部分冠狀病毒都不會感染人類,至今只知道 7 種有這個能力。除了 SARS、MERS、以及 SARS二世外,還有另外 4 種:HKU1、NL63、OC43、229E,不過它們只會小打小鬧,疫情都沒有前三種嚴重。

這些病毒感染細胞時,spike 基因的產物「S蛋白質」非常關鍵。S蛋白質會和宿主細胞的 ACE2 受器(angiotensin converting enzyme 2 receptor)結合,兩者的親和度,深深影響病毒的感染對象以及能力。

SARS二世的 S蛋白質和親戚相比比較特殊。S蛋白質可分為 S1 和 S2 前後兩部分,S1 上頭有一段約 200 個胺基酸長的序列稱作 receptor binding domain,簡稱 RBD,會直接與受器互動,對病毒感染細胞相當重要。

冠狀病毒的 S蛋白質在基因組上的相對位置,與不同品系間差異的對照比較。圖/取自 ref 1

之前研究發現,SARS 這段序列上頭有 6 個位置的影響較大,分別是(字母是胺基酸、數字是 S蛋白質上的位置)Y442、L472、N479、D480、T487、Y491;而對應到 SARS二世的這 6 個胺基酸則是 L455、F486、Q493、S494、N501、Y505。

可以看出,儘管 SARS一世與二世皆以人類為宿主,整個基因組的相似度為 79.5%,兩者 6 個關鍵位置中卻有 5 處不一樣。至今已知遺傳上最接近的冠狀病毒是取自雲南蝙蝠的 RaTG13,整個基因組有高達 96.2% 一樣;然而,兩者這 6 個胺基酸中仍有 5 處不一樣。

果子狸的 ACE2 受器和 SARS 病毒的 RBD,之間結構上的親和性。圖/取自 ref 2

根據模型預測,除了智人以外,還有紅毛猩猩、猴子、鼬獾、豬、貓的 ACE2 受器與 SARS二世的親和性都不錯;與 SARS 的宿主果子貍卻沒那麼好,而不會感染 SARS 的小鼠、大鼠,其親和性都不佳。不過這只是電腦作業,不見得符合現實;SARS二世對動物的感染力究竟如何,仍需要實際做實驗才能證明。2

果子狸的 ACE2 受器和 SARS二世的 RBD,之間結構上的親和性模擬。圖/取自 ref 2

已經超過 7 萬人受到感染,這件事實告訴我們:它感染智人細胞的能力非常好。但是很有意思,根據人類對結構化學的理解,SARS二世關鍵位置上的某些變異,其實並非最佳選擇。也就是說,假如根據智人現有的理論認知去設計病毒,應該不會製造出這支病毒,因為理論上這些變異並不理想。

顯而易見,沒學過分子生物學、病毒學、結構化學、生物化學等智人學問的冠狀病毒:

在感染智人的演化適應之路上,沒有按照智人已知的牌理出牌,而闖出了一條自己的路。

武漢肺炎的傳播,和穿山甲有關嗎?

然而,SARS二世的 S蛋白質上特殊的 RBD,事實上並非獨一無二,2 篇尚未正式發表的論文報告,在取自穿山甲的樣本中也見到它,這又是怎麼回事!?

穿山甲!圖/取自 Bart Wursten

疫情爆發以來,研究冠狀病毒成為最熱門的顯學。一群科學家以鍵盤辦案,從過去發表過的資料庫中尋找冠狀病毒的蹤影,結果在 2019 年發表論文的一項資料庫,取自走私到廣東的 2 個穿山甲樣本中(可能原產於東南亞),偵測到類似的目標。3, 4

將定序片段拼裝起來得到的「穿山甲冠狀病毒」,整個基因組與 SARS二世的相似度為 90.5%;但是光看 S蛋白質的 RBD 上,第 435 到 510 共 75 個胺基酸長,最關乎親和性的 receptor binding motif(簡稱 RBM)部分卻有高達 98% 的胺基酸相似度(以及 89% 的核苷酸相似度)。更重要的是,上述提到的 6 個關鍵位置,穿山甲冠狀病毒竟然與 SARS二世完全一致!

差不多同時問世,另一尚未正式發表的論文,則是從 2017 到 2018 年查獲,冰在冷凍庫的穿山甲,總共 9 個樣本中偵測到冠狀病毒,而且順利取得活的病毒(活病毒這部分研究尚未發表)。這批病毒與 SARS二世的整體相似性介於 85.5 到 92.4%,RBD 卻有高達 97.4% 的胺基酸一致,關鍵胺基酸則通通相同。5

感染人類、蝙蝠、穿山甲的冠狀病毒建構的演化樹。除了雲南蝙蝠的 RaTG13 以外,穿山甲的冠狀病毒比其他蝙蝠的病毒,更接近 SARS二世。圖/取自 ref 5

綜合上述發現可以確定,可能原產於東南亞而被走私到中國南方的穿山甲,有多隻個體感染冠狀病毒,而且病毒彼此間的遺傳不太一樣。由此推論,穿山甲感染冠狀病毒也許是長期而普遍的現象,而且這群病毒與宿主受器互動的關鍵位置,和 SARS二世極端相似。可是該如何解釋這個情況?

關鍵位置相似是由於遺傳重組,還是趨同演化?

儘管雲南蝙蝠的 RaTG13 整體遺傳上更接近 SARS二世,影響致病力的關鍵變異處卻和穿山甲的病毒一模一樣,對於這一點,兩篇論文的作者分別提出同樣的論點:這段序列,可能是與感染穿山甲的病毒親戚遺傳重組而來。

但是除了「遺傳重組」以外,很可能發生的「趨同演化」也能解釋這個情況。

這類與感染能力高度相關的序列,深受天擇影響,假如某種冠狀病毒的感染對象,其受器結構與人類類似,那麼在選汰壓力下朝向類似的序列改變,也就是台灣高中生都知道的「趨同演化」,只是剛好而已。

假如以核苷酸改變,胺基酸不變的同義變化位置建構演化樹,樹形和整個基因組建構的演化樹一模一樣,強烈支持 SARS二世和穿山甲冠狀病毒部分胺基酸序列高度相似,是趨同演化的結果。圖/取自 ref 5

鍵盤辦案的研究分析中,可以發現兩者這部份的胺基酸序列有 98% 相似,但在核苷酸序列只有 89% 的相似度,暗示此處面臨強大的選汰壓力,使得即使核苷酸改變,也要維持胺基酸不變,也就是淨化選汰(purifying selection)──很典型取決於功能,而非親緣關係的特徵。冷凍穿山甲研究的序列分析,也高度支持趨同演化的可能性。

總之,兩群獨立的作者,似乎經趨同演化提出「SARS二世的祖先與穿山甲冠狀病毒經過重組」之論點,沒有充足的證據支持,明顯還有更合理的可能性。現在看來,要認識冠狀病毒的多樣性,必須重視穿山甲,不過要追尋 SARS二世從前的宿主,暫時不用特別考慮穿山甲。

不論穿山甲的冠狀病毒跟 SARS二世是否有直接關係,有一件事倒是非常清楚:

冠狀病毒與人類受器親和性高的遺傳變異,其實原本就存在於自然環境!

獨一無二的遺傳特徵,或許會讓致病力增強

SARS二世有一處變異倒是真的是獨一無二,沒有在已知病毒上見過(包括最近親 RaTG13 和穿山甲冠狀病毒),它位於 S蛋白質中央的 polybasic cleavage site(暫譯:多鹼基分割位點)。S蛋白質分為 S1 和 S2 兩個部分,在 SARS二世這中間多出了一小段「PRRA」的胺基酸,程式模擬指出,此一變化會明顯改變原本的蛋白質立體結構。值得一提,這也是之前被誤會為與 HIV 有關的 4 段序列中,SARS二世唯一真正與眾不同之處。

位於 S1 和 S2 中間, SARS二世多出一段「PRRA」的插入。圖/取自 ref 1

之所以值得注意,是因為流感病毒在對等的位置上,倘若發生類似的變化,會讓本來感染力微弱的病毒大幅強化攻擊力;另外導致禽鳥傳染病「新城病(Newcastle disease)」的病毒,此一位置改變也會讓病毒變得更加凶險。不過此處變化對 SARS二世會有什麼實際影響,無法光靠鍵盤辦案釐清,還需要更多實驗分曉。

如此適應人類,到底是如何演化而來的?

所有 SARS二世的基因組都非常相似,表示它們都來自非常近期的共同祖先。由序列差異估計,共同祖先的生日約為 2019 年的 11 月底到 12 月初(不同估計方式的結果不太一樣,不過第一位已知病患至少能追溯到 12 月 1 日),顯示 SARS二世在這個階段已經相當適應人類。

兩位前輩 SARS 和 MERS 的祖先都是感染蝙蝠的病毒,但是傳染給智人以前,SARS 的宿主是果子狸、MERS 是駱駝。從蝙蝠到智人的路上, SARS二世是否也有過類似的中間宿主?現在如此適應智人,究竟是在其他動物、或是智人身上修煉成功的呢?

蝙蝠、駱駝、智人之間的跨物種病毒傳播。圖/取自 Outbreak of Middle East Respiratory Syndrome-Coronavirus Causes High Fatality After Cardiac Operations

可能一:透過(未知的)中間宿主演化

一種可能是, SARS二世的祖先先以某種動物為宿主,在這種不是蝙蝠的動物體內,漸漸變得適合感染智人,真正跳到智人身上後隨即能無縫接軌。

這套劇本中,該動物宿主的細胞受器應該與智人相當相似,才能使之發展出對智人受器的高親和性。若是如此,族群數量較大的動物會是比較可能的中間宿主(例如鼬獾?),因為病毒能感染較多個體,更有利於天擇進行。

而數量稀少、瀕臨絕種的穿山甲,乍看不像適合病毒天擇作用的舞台。但是目前資訊非常侷限,沒有人知道真相。既然提到穿山甲,也順便請大家重視瀕危生物的保育 QQ

可能二:直接在智人體內完成升級?

另一種可能是, SARS二世早已能由動物傳染給人類,經歷一番掙扎以後才順利適應智人細胞,演化適應是直接在人類身上完成。

圖/取自 衛生福利部疾病管制署 2017 年 5 月 18 日教材(pdf)

8 年前出道的前輩 MERS 就是走這套劇本,至今累積約 2500 個病例,不過到現在仍尚未「破關」,一直不算真正適應智人。主因是原本以駱駝為宿主的這款病毒,人傳人的能力整體不強,致死率又超過 30%,導致傳播很容易中斷,阿拉伯半島的疫情每次都要從駱駝重新開局。

MERS 難以融入智人的社會,也令它對人類的危害遠不及這次源自武漢的 SARS二世(謎之聲:瘟疫公司新手嘛)。如果 SARS二世也是如此起源,它顯然已經突破這道關卡,開拓出冠狀病毒的全新天地。

我們所知太少,需要更多資訊

根據現有證據,無法判斷哪套劇本才是對的,仍需要更多研究才有機會回答問題。例如可以從不同地區的各種動物與環境採樣,更全面認識冠狀病毒的多樣性;或是檢測人類血液對冠狀病毒的血清反應(seroreactivity),了解是否早已有人感染過冠狀病毒。

釐清 SARS二世的來歷與適應過程,不只有學術價值,也能提供我們相當實際的指引。畢竟這已經是本世紀第三起冠狀病毒暴走事件,而動物傳人的跨物種傳染病,一直都是人類的強大威脅,假如能及早預防,價值不遜於研發出新藥或疫苗。

人畜共通傳染病,例如可以到處ㄈㄈ尺的 E型肝炎病毒。圖/取自 Transmission of Hepatitis E Virus in Developing Countries.

SARS二世的適應過程若是在動物體內完成,意謂控制住這次疫情後,未來類似的傳染病將很有機會再度出現,需要更全面的監測。如果病毒是在人類體內才升級成功,那麼即使時常發生動物傳人,在病原獲得適應人體的關鍵變異以前,都不需要太過擔心。

不論如何,一連串疾病帶來的教訓是:

我們必須更積極認識野生動物與生態環境,主動尋找潛在的風險。

另一方面,疫情蔓延時,也有許多 SARS二世經歷過人為操縱之類的陰謀論流傳,還有人懷疑武漢的病毒研究單位與疫情脫不了關係。對於 SARS二世是否經過人為變造這點,以斯克里普斯研究所(Scripps Research)的 Kristian Andersen 為首的研究團隊,抱持強烈否定態度,認為從遺傳序列上看不出人為介入的跡象。至於中國研究人員是否導致病毒外洩,沒有直接證據,當然無從證實或是推翻,說穿惹,這不是科學問題,無法以科學解答。

劃重點:

  •  SARS二世至少有兩處關鍵遺傳變異,讓它們能席捲人類。
  • 其中一個變異本來就存在野外,穿山甲身上的病毒也有。
  • 可是穿山甲和武漢肺炎多半沒有直接關係。
  • 另外一個變異為 SARS二世獨有,具體作用不明。
  •  SARS二世很適應人體,但是不確定是在動物或人類體內升級完成。
  • 未來要更積極注意野生動物,及早認識可能的威脅。
  • 有陰謀嗎?隨便啦大家高興就好。

延伸閱讀

參考文獻

  1. The Proximal Origin of SARS-CoV-2
  2. Wan, Y., Shang, J., Graham, R., Baric, R. S., & Li, F. (2020). Receptor recognition by novel coronavirus from Wuhan: An analysis based on decade-long structural studies of SARS. Journal of virology.
  3. Evidence of recombination in coronaviruses implicating pangolin origins of nCoV-2019
  4. Liu, P., Chen, W., & Chen, J. P. (2019). Viral Metagenomics Revealed Sendai Virus and Coronavirus Infection of Malayan Pangolins (Manis javanica). Viruses, 11(11), 979.
  5. Identification of 2019-nCoV related coronaviruses in Malayan pangolins in southern China

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

文章難易度
所有討論 1
寒波_96
175 篇文章 ・ 673 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

0

1
0

文字

分享

0
1
0
準備出國啦!Surfshark VPN 快趁黑五買起來,上網購物最安心
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/01 ・2113字 ・閱讀時間約 4 分鐘

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

本文由 Surfshark VPN 贊助。

兩、三年以來的防疫生活,終於迎來全面 0+7 的這一天啦!返國之後不再需要隔離的一天來了,冰友們,你是不是已經收拾好心情、收拾好行李,在進行機+酒的比價了呢?除了規劃好出國行程、找好景點與美食店家,想要讓自己不可或缺的網路生活也更加安全,一定要趁即將到來了感恩節黑五期間,把超優惠的 Surfshark VPN 服務買起來,為自己的網路生活加買最平安的保險!

Surfshark 黑五限時 18 折折扣,額外加送兩個月
專屬連結:https://lihi2.cc/8XwRN

在疫情下,網購成為了更多人的日常。不僅各樣的在地購物節為網友帶來眾多優惠,全球化的購物活動,台灣當然也不會缺席!美國感恩節(Thanksgiving)都是 11 月第四個星期四,但是感恩節後的週五,便是聖誕節前的購物佳期啟動日,這一天通常都會業績超標(在收支表上呈現正向收入(顯示為黑色字體,而非赤字的紅色字體),各家的瘋狂優惠都會在黑五祭出!相信許多精打細算的朋友,對黑五購物節絕對不陌生(很可能還搶過很多優惠!!)

網購怎能漏掉「亞馬遜」!

雅虎奇摩之於台灣,就像是亞馬遜(Amazon.com)之於美國那麼的有名!絕對也是什麼都賣、什麼都不奇怪的最佳代表。

如果你平常就很喜愛一些美國品牌,趁著黑五的日子到亞馬遜清空購物車,覺對優惠不會讓你失望。這時候,透過 Surfshark 連線到亞馬遜美國站,絕對會顯示的價格絕對讓你眼睛為之一亮,這時候最新搭載 M2 晶片的 iPad Pro,獨家支援動態島顯示的 iPhone 14 Pro,絕對是最好入手的時機。除此之外,亞馬遜平台經典的 Kindle 閱讀器,也是超合適的禮物,送禮自用兩相宜啊!另外要特別留意,購買時可以確認商品有沒有幫忙送到台灣,如果還沒有,可以先跟美國的朋友確認一下,邀請他們回國時幫你一起帶回來!

跨國追劇最爽快

對於喜愛追劇的朋友,品味可能相當豐富且多元,畢竟欣賞優秀影視作品,不現語言,更是不限地區啊!只不過,若是你訂閱 Netflix 等跨國 OTT 服務,都會有各地不同的上架影視作品,可能會讓你無法在第一時間就能夠立即「追」到劇,讓你等得心癢癢!還好這一切只要連上 Surfshark VPN 都能解決,Surfshark 支援超過 100 國的 VPN 連線,無論你想看韓國、日本還是哪一國的最新戲劇,通通讓你一秒追到最新進度!

Surfshark 黑五限時 18 折折扣,額外加送兩個月

專屬連結:https://lihi2.cc/8XwRN

出差大陸翻牆超方便

在過往出國、返國都需要隔離的階段,肯定讓不少工作上需要經常往返多國之間的朋友,感到生活驟變。所幸,在防疫政策解封之後,一切都可逐漸恢復正常。對於經常有需要到中國大陸出差的朋友,肯定都會感受到網路斷聯的不方便,因為無論是 LINE、Facebook Messenger、YouTube、Gmail 等你可很能天天都在使用的網路服務,大陸都無法使用。這還不打緊,連跟家人、朋友報平安也很不便。這時候 Surfshark 連上,就可以幫助你輕鬆「翻牆」,跟台灣親人網路無距離!

 

上網不留痕跡,不被追蹤最自由

對於一個人來說,最私密的資料之一,除了你的個資,就屬我們每天耗費大量時間逗留的網路。我們所在網路上留下的痕跡,絕對是超真實的自己,當然你不會期待這樣的自己被「搜尋引擎」、「網路廣告」公司了解得太透徹,好像你在網路上的一言一行,都被監視著。

..0000000\0;也可隱藏IP位置,避免被廣告商追蹤;更可以為你我阻擋惡意程式、釣魚軟體等,讓你防止被攻擊,以及被網路充斥的廣告打擾,好處多又多!

如果對於 Surfshark 還覺得不夠熟悉的話,不得不告訴大家,今年 Surfshark 榮獲第六屆 CyberSecurity Breakthrough 頒發的「VPN 年度最佳解決方案」(VPN Solution of the Year),也就是成為今年最推薦的 VPN 方案。CyberSecurity Breakthrough 是全球領先的獨立市場情報組織,致力於表揚當今全球資訊安全市場上的頂尖企業、技術和產品。有了他們「掛保證」,代表 Surfshark 絕對是品質、信譽都讓你安心的VPN 服務。

講了這麼多,是不是讓你感到很心動了。如果你原本就是網路重度使用者,用來上網的設備是樣樣都有,Surfshark 一個帳號就能支援所有設備,CP 值超高!趁著年度超狂黑五購物節的到來,送給你自己兩年安心無虞的網路生活,肯定是送自己的最好禮物!

Surfshark 黑五限時 18 折折扣,額外加送兩個月
專屬連結:https://lihi2.cc/8XwRN

文章難易度
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
155 篇文章 ・ 268 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

1
0

文字

分享

0
1
0
特發性肺纖維化難預料,盤點危險因子及身體警訊提醒
careonline_96
・2022/12/01 ・2270字 ・閱讀時間約 4 分鐘

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

60 多歲的陳太太慢性咳嗽、走路越來越喘持續有一段時間,由於症狀越來越嚴重而前往就醫,不料透過高解析度電腦斷層檢查竟確診為特發性肺纖維化。

有一回,陳太太因為急性惡化住院治療,由於她的肺功能已明顯受損,必須佩戴呼吸器才能幫助正常呼吸,也無法下床,為避免肺功能持續惡化,她經過醫師評估開始以抗纖維化藥物治療。台北慈濟醫院胸腔內科黃俊耀醫師回憶,經過藥物與復健治療一段時間後,陳太太的症狀獲得明顯改善,不用仰賴呼吸面罩就可以呼吸,也終於順利出院。

黃俊耀醫師說,抗纖維化藥物造福很多特發性肺纖維化的病人,幫助延緩病程、維持生活品質,像陳太太現在回門診時,肺部狀況維持得十分穩定,日常也可以自行出門散步、運動。

特發性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)是在找不出特定原因的狀況下,病人的肺泡漸漸形成結締組織,使得肺臟逐漸失去彈性、越來越硬,並形成一個一個空洞,而影響氣體交換的功能。

黃俊耀醫師表示,部分新冠肺炎 COVID-19 患者的肺臟也會出現局部纖維化,但是經過一段時間的追蹤,這些患者的纖維化會慢慢改善,而特發性肺纖維化則會持續惡化,相當棘手。

黃俊耀醫師指出,特發性肺纖維化是不可逆的變化,且患者容易因為感冒或感染等外部因素刺激,導致肺功能一直往下掉。

如果沒有接受適當治療,平均存活期僅 2 至 3 年。此外,硬皮症、類風濕性關節炎、皮肌炎等自體免疫疾病患者也是肺纖維化的高風險群,這類患者與特發性肺纖維化相似,肺功能會持續惡化,因此,在診斷與治療上也要謹慎對待。

盤點特發性肺纖維化危險因子

特發性肺纖維化是一種進程難以預料的疾病,假使出現呼吸道感染,容易造成肺炎,特發性肺纖維化患者一年大概有 16% 的病人會有急性惡化的風險,可能導致死亡。黃俊耀醫師說,「早期診斷特發性肺纖維化相當重要,如果患者沒有接受合適的治療,死亡率甚至比一些常見癌症的死亡率還高!」

目前認為特發性肺纖維化的風險因子,包括年齡(50 歲以上)、長期抽菸、胃食道逆流、空氣汙染、遺傳等。黃俊耀醫師回憶,曾經遇過一個家族中,6 個兄弟姊妹,便有 5 個特發性肺纖維化。所以會提醒患者的家屬也要去做肺纖維化篩檢,例如肺功能檢查、高解析度電腦斷層掃描等,希望能夠早期診斷、早期治療。

特發性肺纖維化可能出現慢性咳嗽、容易疲倦、越來越喘等症狀,因為不具特異性,很多患者會認為是老化現象或一般感冒,沒有放在心上,而延誤就醫。

黃俊耀醫師說,常見有患者直到症狀較嚴重時才就醫檢查,例如在運動的時候,覺得氣吸不上來,或感到體力越來越差,從前可以爬樓梯到四樓,現在可能爬二樓就必須停下來休息,但越晚治療也相對難以維持肺部正常功能。

因此,民眾若發現有慢性咳嗽,越來越喘的狀況,一定要及早就醫。黃俊耀醫師提醒,病史詢問、聽診後背下肺葉、肺功能檢查、高解析度電腦斷層掃描等都是有助於診斷特發性肺纖維化的方式。

積極治療特發性肺纖維化,維持生活品質

目前已有抗纖維化藥物可用於特發性肺纖維化的治療,黃俊耀醫師說,抗纖維化藥物能夠延緩病程進展,減慢肺功能惡化的速度。

「抗纖維化藥物從 2015 年納入健保給付,對特發性肺纖維化患者幫助很大。按時服藥的患者,可以減少約 7 成急性惡化的風險,延緩約 50% 肺功能的惡化,並能夠維持生活品質、延長存活期。」

黃俊耀醫師說,「在沒有治療藥物的年代,特發性肺纖維化患者的存活期大概只有 2 至 3 年,自從抗纖維化藥物問世之後,有些患者在門診追蹤了 7 年以上,肺功能都維持的相當穩定。」

除了藥物治療,特發性肺纖維化病人還需要接受復健治療、呼吸治療,幫助維持患者的肺功能。黃俊耀醫師說,肺纖維化到了非常嚴重的程度,便會協助患者登錄,等待肺臟移植的機會。

貼心小提醒

特發性肺纖維化初期症狀不明顯,如果有慢性咳嗽、容易疲倦、越來越喘等症狀,請及早就醫。黃俊耀醫師叮嚀,抗纖維化藥物對患者很有幫助,一定要規律服用藥物,並接受復健治療、呼吸治療,每年要記得接種流感疫苗,如果有上呼吸道感染的症狀,務必立刻就診,不可以拖延!

此外,在新冠肺炎 COVID-19 流行之後,坊間出現許多號稱可以治癒肺纖維化的偏方。黃俊耀醫師提醒,「這些偏方都沒有科學根據,千萬不要冒險使用,以免造成更多的傷害。」呼籲民眾若對藥物有疑慮時,都可以和主治醫師討論。

careonline_96
339 篇文章 ・ 253 位粉絲
台灣最大醫療入口網站

0

1
0

文字

分享

0
1
0
被 Covid-19 感染後,病毒進入人體後去了哪裡?嗜好你哪一個細胞?——《從一個沒有名字的病開始》
商周出版_96
・2022/11/14 ・3757字 ・閱讀時間約 7 分鐘

立即填寫問卷,預約【課程開賣早鳥優惠】與送你【問卷專屬折扣碼】!

 

我們的生命被機緣所定義,即使是那些我們錯過的。
——《班傑明的奇幻旅程》

「有症狀的人,請戴口罩。」

這是長久以來,預防呼吸道感染的策略。我們一貫以呼吸道症狀,來辨識誰是那個可能散播病毒的「行動病毒複製機」。但隨著新冠病毒的出現,呼吸道症狀不再適用於辨識感染性與否;於是在疫情蔓延期間,防疫策略是無論有沒有症狀都得戴上口罩,甚至激進一點的作法,直接規定大眾關在家中、減少移動。

疫情蔓延期間,無論是否有症狀都得戴上口罩。圖/Pixabay

但是病毒真的這麼安分,就只待在呼吸道嗎?透過不同研究,我們可以一窺在 Omicron 出現前,新冠病毒在人體內到底「去了哪裡」。

最受新冠病毒青睞的人體細胞

新冠病毒透過棘蛋白與人類細胞表面的 ACE2 蛋白質受體結合。與特定細胞受體結合,是病毒「可能」入侵人體的第一個步驟。

那麼人體中哪些地方有最多 ACE2 呢?不管是口腔或鼻腔黏膜的上皮細胞,都有非常高量的 ACE2。

值得注意的是,與 SARS 病毒相比,新冠病毒棘蛋白與人體 ACE2 分子的親和力,增加了 10~20 倍[1]

也就是說,當你吸入含有病毒的空氣(機率較低),這些新冠病毒在路過上呼吸道之際,附著在上皮細胞的機率可能是 SARS 病毒的 10~20 倍,或者更有可能是透過你沾染病毒的手,觸摸鼻腔、口腔、眼睛的黏膜表皮(機率較高),而給了病毒機會感染上皮細胞。這足以解釋,為何新冠病毒最初感染階段,都是先在上呼吸道複製,且被感染的人甚至在沒有症狀的情況下,就具有傳播病毒的能力。這一點與 SARS 病毒非常不一樣,SARS 主要感染下呼吸道,且病人要在肺炎重症發病後 3~4 天才具有效感染性。

2020 年新冠疫情剛爆發時,穿梭在東亞各國的鑽石公主號遊輪[2],因為一位被感染的乘客在香港上了船,造成全遊輪被隔離在日本橫濱港。最終咽喉試子呈 PCR 陽性的有 712 人(占 19.2%),其中超過 50% 的人自始至終都沒有覺察到病毒的存在,這就是無症狀感染的比例。另外,約有 20% 的感染者出現下呼吸道肺炎症狀,以及 30% 屬於輕症的上呼吸道感染。整體來看,最大宗的感染者(80%)呈現輕微或無症狀。

而根據研究,24% 的確診者,眼睛結膜試子也會呈 PCR 陽性,陽性率約可維持五天左右。

現在就很清楚,為什麼防疫宣導一直告訴大家不要用手摸眼睛、嘴巴、鼻子,這是絕對有科學根據的。這些黏膜表皮,就是病毒入侵人體的要害,同時是人體系統受到影響的元凶,值得持續探討。

免疫機制控制病毒不亂竄

病毒在口腔或鼻腔黏膜上皮細胞的複製過程中,我們的身體也不是閒著沒事等病毒大軍進攻。當病毒嘗試與 ACE2 結合時,人體有足夠的時間,透過自身的先天性免疫反應對付病毒。

當免疫系統開始作用,我們可能會出現發燒、流鼻水、咳嗽等症狀。因為鼻腔與口腔是貫通的,病毒可以緩慢移到口咽、鼻咽、喉咽和整個上呼吸道,附著在黏膜上與 ACE2 結合進行複製。所以當我們使用快篩劑,無論是鼻咽或是唾液快篩,很容易從這些部位檢測到病毒。

鼻咽或是唾液快篩容易檢測到病毒。圖/Envato Elements

如果身體的先天免疫機制和肺部防禦能力夠強,透過上呼吸道局部的免疫反應,將病毒圍堵並控制,就可以預防病毒侵入下呼吸道和其他器官。病毒感染上呼吸道的表皮,並沒有影響到關鍵的人體功能(嬰幼兒除外,因為他們的呼吸通道較窄小,若有任何發炎腫脹,就可能造成呼吸困難的緊急狀況),因此新冠感染者多數呈現無症狀,或者可能只有輕微的上呼吸道症狀。最終新冠患者在完全無症狀或症狀輕微的情況下,有效地抵抗了病毒的入侵;大多數健康的年輕感染者都是這樣的情況。

但若是入侵的病毒量過高,或個人先天性的免疫力不足,病毒會在體內持續擴散。嚴重呼吸道感染症狀,甚至呼吸衰竭,可能發生在 1~3% 的人身上,而且經由解剖的結果已證實呼吸衰竭是最主要的死因。

德國解剖註冊中心在 2021 年10 月之前就已收集 1,129 名新冠疫歿者的解剖資料[3],認定 86% 的死因為新冠病毒感染,14% 為其他共病。研究發現,肺部的病變,以及病毒侵襲肺細胞,以至於大量發炎細胞浸潤,從而得出「嚴重發炎反應造成肺功能衰竭」是最主要的死因這個結論。

新冠病毒讓我們再度正視,肺臟這個重要器官,因其功能所需而座落在如此易受傷害的人體部位。台灣每年的十大死因,肺炎都有上榜,可見不論健康與否,一不小心,肺炎都可能成為終結生命的最後一根稻草。

病毒與你的「表面關係」可以很長久

我們已經知道新冠病毒嗜好人體的呼吸道,除此之外,它還有其他落腳處嗎?

回答這個問題之前,得先釐清一個重點:不同變異株喜歡去的人體部位不一樣。Delta 嗜好感染肺部,Omicron 的感染位置大多止於上呼吸道的咽喉部位。(參見第三章)

為什麼要知道病毒在我們體內去了哪裡?根據觀察,新冠確診者癒後可能出現各式與呼吸道功能無明顯關係的症狀,也就是現在俗稱的「長新冠」(Long Covid)。病毒學家因此懷疑,病毒是否透過不同機制持續存活在人體內,造成更深層的器官感染,才會導致多元症狀的長新冠出現。這是非常值得探討的問題。

事實證明,的確如此。

病毒透過不同機制持續存活在人體內。圖/Envato Elements

除了呼吸道的分泌物及口水(咽喉感染相關)等新冠診斷的主要檢體外,糞便也經常被檢測到病毒存在的跡象,頻繁到可以用下水道的病毒監測系統瞭解疫情的起伏,甚至可以監測變異株的多寡[4]

腸胃道:病毒長存的溫床

病毒不只頻繁出現在糞便中,還會長期存在某些人的腸胃道內。史丹佛大學團隊進行的長期研究[5],針對 113 名新冠輕症與中症的病人(重症已被排除),追蹤研究十個月,收集並分析他們糞便中是否仍有病毒 RNA。

結果發現,在確診後的第一週內,49.2% 的患者糞便中可檢測到新冠病毒 RNA; 四個月後仍有 12.7% 的人糞便中檢測得到病毒 RNA,但此時這些人的口咽試子的病毒 RNA 都已呈陰性,而在七個月後, 還有 3.8% 的人糞便中仍能檢測到病毒 RNA。仔細分析後,發現胃腸道症狀(腹痛、噁心、嘔吐)與病毒 RNA 是否持續存在於糞便中具有關聯性。

作者同時提醒,以上研究是在變異株 Omicron、Delta 出現之前進行的。不同變異株可能對呼吸道與胃腸道有不同嗜好或親和力,可能也會表現出清除率(每單位時間去除某種物質)的差異,這是病毒變異株固有的生物學特點,可能影響潛在疾病的特性。同時病毒如何存在於體內,也會受到自然感染生成的免疫反應,或疫苗接種引起的宿主免疫狀態的影響而有所差異。

病毒如何存在於體內會受疫苗接種引起的宿主免疫狀態而有所差異。圖/Envato Elements

另一項多中心的合作研究[6],長期追蹤 87 位新冠確診患者六個月,發現他們的 RBD 特異性記憶型 B 細胞數量維持不變(沒有減少),還出現單株抗體細胞有更新的現象,表達的抗體具有更多抗原差異,但病人血清對原始病毒株的中和抗體效價則持續下降。這表示六個月後,這些確診病人體內的 B 細胞仍持續對新冠病毒製造的分子作出反應,而這些病毒分子的來源就是腸胃道。研究指出,14 位確診者當中有一半可以在他們的小腸中檢測到新冠病毒 RNA,同時呈現陽性免疫反應。

病毒不只長存於腸胃,而且還是活跳跳的病毒。另一項研究[7]提供了充分證據。該研究追蹤免疫功能下降的病患,在確診一年之後,還可以從他們的盲腸組織細胞及乳房細胞直接培養出活病毒。研究者的結論是,免疫功能低下的患者,同時經歷了長新冠症狀和持續的病毒複製。整體而言,這些研究結果以及新興的長新冠研究,提高了胃腸道做為病毒長期藏匿之處,且可以長期影響症狀的可能性。

最後我們要問,除了上述提及的部位,還有其他人類的分泌物可以檢測到病毒嗎?我們必須釐清病毒會在哪些分泌物出現,以便在執行防疫措施時,可依重點需求區分輕重緩急的必備資訊,否則防疫很容易落入草木皆兵,造成不必要的恐慌與浪費資源。

* 本文內容所引用的文獻均發表在 Omicron 出現之前。基於 Omicron 與其他變異株在細胞嗜性的差異,本文部分內容不適用於 Omicron 感染。

——本文摘自《從一個沒有名字的病開始》,2022 年 11 月,商周出版,未經同意請勿轉載。

參考資料

  1. Wrapp et al. Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science. 2020 Mar 13;367(6483):-1263.
  2. Sakurai et al. Natural History of Asymptomatic SARS-CoV-2 Infection. N Engl J Med. 2020 Aug 27;383(9):885-886.
  3. von Stillfried et al., First report from the German COVID-19 autopsy registry. Lancet Reg Health Eur. 2022 Feb 18;15:100330.
  4. Amman, et al. Viral variant-resolved wastewater surveillance of SARS-CoV-2 at national scale. Nat Biotechnol (2022). https://doi.org/10.1038/s41587-022-01387-y
  5. Natarajan, et al. Gastrointestinal symptoms and fecal shedding of SARS-CoV-2 RNA suggest prolonged gastrointestinal infection. Med (N Y). 2022 Jun 10;3(6):371-387.e9.
  6. Gaebler, et al. Evolution of antibody immunity to SARS-CoV-2. Nature. 2021 Mar;591(7851):639-644.
  7. RNAhttps://www.researchsquare.com/article/rs-1379777/v2
商周出版_96
101 篇文章 ・ 344 位粉絲
閱讀商周,一手掌握趨勢,感受愜意生活!商業出版為專業的商業書籍出版公司,期望為社會推動基礎商業知識和教育。