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COVID-19 特性解密:鑽石公主號能告訴我們哪些事?

瑋絜
・2020/04/06 ・2182字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 588 ・九年級

有玩過瘟疫公司的人都知道,水路是傳染病向外傳播的重要途徑之一;而像郵輪這樣人群聚集又密閉的空間,更是病毒散播的溫床。自 COVID-19 (俗名:武漢肺炎)疫情爆發以來,已有超過 25 艘郵輪上出現確診個案,其中最受矚目也是現階段確診數、死亡人數最多的案例就是在橫濱外海停留超過半個月的鑽石公主號。

武漢肺炎疫情爆發以來,最嚴重的郵輪群聚感染事件發生於鑽石公主號上。圖片來源/wikipedia

疫情爆發並非任何人樂見,但對流行病學家來說,郵輪也是能排除許多外部因素的理想觀察對象:相對於開放流動的人群,郵輪能夠能清楚地掌握人數,也可以對每一個人進行檢測和追蹤。因此,郵輪的群聚感染事件能幫助我們窺探新型冠狀病毒(SARS-CoV2)是如何被傳染的,這些資訊對於防疫措施的制定來說非常的重要。也能以此作為制定防疫措施的重要參考依據。那到底從這次的事件我們知道了什麼事呢?

鑽石公主號告訴我們的第一件事:COVID-19 無症狀感染者比例高

2 月 1 日,一名曾搭乘鑽石公主號的香港乘客確診為武漢肺炎,全船因此被迫在日本橫濱的港口隔離。接下來的一個月內,船上許多人紛紛出現上呼吸道症狀,截至目前為止,船上 3,711 名乘客及工作人員中,共有超過 700 人確診武漢肺炎。

一研究團隊分析鑽石公主號確診狀況後發現,截至 2 月 20 日為止,確診的 634 人中有高達 320 人並沒有出現任何症狀,若考慮接觸病原體到出現症狀還需要一段時間(即潛伏期),研究者估計鑽石公主號的確診病例中,約有 18% 的人為無症狀感染者。

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流行病學家推估,COVID-19 確診者中,約有 33% 為無症狀感染者。圖片來源/piqsels

參與本研究的流行病學家 Gerardo Chowell 認為 18% 是一個很高的數字,而且鑽石公主號上大多是容易出現症狀的老年人,因此可能低估全體人口中無症狀感染者的比例。舉例而言,先前研究曾針對 2 月 2 日前從武漢撤僑的 565 名日本人進行檢測,當中有 33% 的確診者並未出現任何症狀,和鑽石公主號相比,無症狀感染者比例較高。

研究中也提到,雖然現在沒有明確證據說明無症狀感染者具有傳染力,但這些人仍有可能是打開防疫破口的高危險族群,因此,降低密閉空間內的聚會是疫情嚴峻時的必要措施之一。

鑽石公主號告訴我們的第二件事:武漢肺炎致死率可能沒有想像中高

在一窺武漢肺炎的致死率之前,要先了解病死率 (case fatality ratio,CFR) 與感染死亡率 (infection fatality ratio,IFR) 的差別,前者指的是「確診個案中的死亡比例」,IFR則是所有被感染者中死亡的比例,兩者的差異在於「感染疾病卻未被檢測出來」的這群人是否被納入分母計算。

研究者認為,武漢肺炎的致死率並沒有想像中高,因為人群中還有許多感染者未被發現並納入計算。圖片來源/pxfuel

若以中國公布的確診人數與死亡人數計算,中國境內武漢肺炎病死率約 4%,但英國流行病學家 Timothy Russell 認為,單純將兩數字相除的計算方式,並未將那些沒被判定染疫的感染者考慮進去,因此可能讓武漢肺炎比實際狀況看起來更駭人。因此,Russell 與其研究團隊以鑽石公主號的資訊為基礎,建立傳染病數理模型,推估出中國境內的 CFR 約 1.1%,而 IFR 則約 0.5%。

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事實上,在全人口中,許多感染者可能因沒有出現症狀、國內檢驗量能不夠而被忽略,也有些死亡個案沒能釐清死亡原因,所以要估算群體的 IFR 是一件相當困難的任務。而鑽石公主號的人員數確定,且船上大部分人皆有接受病毒檢測,讓我們能更精準地預測武漢肺炎的致死率。

鑽石公主號告訴我們的第三件事:隔離真的有效

由於武漢肺炎的疫苗和治療藥物尚未問世,現階段只能盡力阻斷病毒的傳播路徑,而大部分國家採取的策略就是「隔離」。

為避免疫情擴散,許多地區採取隔離措施,要求民眾減少外出、在家工作。圖片來源/piqsels

為了解隔離是否能有效阻止疾病傳播,Mizumoto 等人計算鑽石公主號實施隔離措施前後,新型冠狀病毒傳播能力的變化。

研究結果顯示,鑽石公主號病例數迅速增加的期間,船上病毒的平均再生數 (reproduction number) 為 11,遠高於先前新加坡與中國研究的平均預估值1.1~7。不過,在日本政府採取嚴格的管制措施,禁止乘客隨意出房走動後,疾病的 R值便降到 1 以下,這代表第一波疫情過後,郵輪上爆發第二波疫情的機率相當低,也說明隔離對阻絕疾病傳播有一定的效果。

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現實世界和鑽石公主號不一樣,新冠病毒在人流頻繁之處會如何發展,還仰賴後續觀察與研究。圖片來源/piqsels

對研究者來說,缺乏人員流動、接受檢測比例高的鑽石公主號,是用來建立傳染病模型、了解新型冠狀病毒特性的重要案例。然而,我們都知道真實世界並不等於鑽石公主號,計算無症狀感染者比例、疾病致死率時,要考慮的因素遠比郵輪來得多,因此,世界各地的研究仍日以繼夜地投入研究,期待早日了解新型冠狀病毒的全貌。

參考資料

  • What the cruise-ship outbreaks reveal about COVID-19
  • Mizumoto, K., Kagaya, K., Zarebski, A., & Chowell, G. (2020). Estimating the asymptomatic proportion of coronavirus disease 2019 (COVID-19) cases on board the Diamond Princess cruise ship, Yokohama, Japan, 2020. Euro Surveill. 25, 2000180(2020).
  • Russell, T. W. et al. (2020). Estimating the infection and case fatality ratio for COVID-19 using age-adjusted data from the outbreak on the Diamond Princess cruise ship. Preprint at medRxiv.
  • Mizumoto, K., & Chowell, G. (2020). Transmission potential of the novel coronavirus (COVID-19) onboard the diamond Princess Cruises Ship, 2020. Infectious Disease Modelling, 5, 264–270.
  • Nishiura H, Kobayashi T, Miyama T, Suzuki A, Jung S, Hayashi K, et al. Estimation of the asymptomatic ratio of novel coronavirus infections (COVID-19). medRxiv. 17 Feb 2020.

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瑋絜
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高中時為了要學自然科學還是社會科學煩惱了很久,最終選了一個介於兩者之間的科系就讀。敬畏文字,期待有一天能用其力量把世界變得更溫柔、善良一點。
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小鼠研究指「間歇性禁食」可延年益壽——重點不在總熱量,延長用餐間隔才是重點!

台灣科技媒體中心_96
・2021/10/24 ・2679字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2021 年 10 月 18 日,國際期刊《自然醫學》(Nature Medicine)公開的一篇研究論文,探討飲食模式和改善生理健康之間的關係。研究將小鼠總共分為五組:(1)自由取食、(2)限制 30% 的熱量攝取,但沒有禁食期、(3)限制 30% 的熱量攝取,半天內給食三次,另外半天禁食、(4)限制 30% 的熱量攝取,每天只給食一次,其他 21 小時禁食、(5)熱量攝取總量不變,但每天禁食 21 小時。

研究運用液相層析質譜儀(Liquid chromatography–mass spectrometry),以及轉錄組分析(Transcriptional profiling)等方法,發現僅「禁食」而沒有減少攝取的總熱量,就足以得到在限制熱量的飲食模式時出現的大部分代謝與核酸轉錄的特徵,以及延長壽命、防止衰弱等健康上的好處。

該研究歸納出以下三大結論:

  1. 過往研究限制熱量攝取的好處時,無法分辨原因是「總卡路里攝取下降」還是「有規律的長時間禁食」。這篇研究協助釐清熱量限制帶來好處的原因,發現單純禁食而並不減少總熱量攝入,就足以達到有助代謝和延緩老化這些健康效果。
  2. 研究是在特定的條件下所觀察到的現象,不同性別及不同品系的小鼠,禁食的效果就不同,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。
  3. 禁食很可能是限制卡路里攝取時,可改善健康和長壽所必需的關鍵。如果可以證明適用於人類,未來可能幫助人們在不需要減少卡路里攝取總量的情況下,也能延緩老化、促進健康。
圖/Pixabay

大爆吃再間歇性禁食更健康?仍有待證實

臺大醫學院腦與心智科學研究所教授王培育指出,適當的飲食限制對於促進代謝、預防疾病及延長壽命的益處已是廣為人知。然而在早期用酵母菌、線蟲及果蠅作為實驗對象的研究中,受限於實驗模式,大多是以稀釋食物中的營養成份且自由飲食的方式來觀察飲食限制的好處 [1][2][3]

而在哺乳類中,小鼠或猴子實驗則是以每日一到二次或數日一次的方式,餵食正常食量的 40-80% [4][5],因此,一直以來飲食限制所帶來的好處被認為是降低日常飲食中卡路里的總量所導致。但是這些傳統的觀點在近年來的研究中已是備受挑戰,例如每日限制時間或食物量的餵食或禁食(於幾個小時內自由飲食或吃完定量的食物),也可明顯的達成健康長壽的好處 [6]

所以,重要的究竟是卡路里減量,還是禁食?本篇研究利用特定品系的小鼠,以系統性的方法實驗數種飲食的模式並且分析多種代謝及生理指標。結果顯示適當的禁食,可能是影響健康指標的關鍵,然而這是否意味著大吃大喝但間歇性的禁食是比少量及少餐更好的選擇呢?有待日後有更多的研究證據來說明。

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規律禁食/進食,比總熱量攝取更重要

王培育也指出,這份研究僅使用了兩種品系的公、母小鼠進行研究,便可觀察到飲食限制對於不同性別及兩種品系小鼠的生理反應造成許多的差異,顯示本研究是在特定的條件下所觀察到的現象,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處,因此營養均衡、不必在卡路里上斤斤計較,一樣可能擁有健康長壽。

王培育指出,這份研究詳盡的比較了長期限制總熱量攝取與間歇性禁食,對代謝、老化以及壽命的影響,結果也顯示了有規律的間歇性禁食也許就足以帶給我們健康上的各種好處。這告訴我們,吃什麼、吃多少固然重要,何時吃以及飲食是否規律也許更重要。這結果與上月一篇發表在期刊《自然》(Nature)上的果蠅間歇性禁食實驗結果不謀而合 [7]

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處。圖/Pixabay

「禁食」才是有助代謝的關鍵

國立中興大學食品暨應用生物科技學系特聘教授蔣恩沛指出,過去許多研究都發現「限時進餐」或「限制進餐量」具有代謝益處,並延長小鼠的壽命。然而這些發現並無法釐清,哪些是純粹因為減少熱量攝入引起的好處,而哪些是因實驗要控制卡路里而無形中施加了禁食所致。

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本研究在小鼠實驗中發現,限制卡路里的飲食方式,促成葡萄糖代謝、虛弱和壽命的各項改善,其實需透過「禁食」來達成。研究推翻了長期以來認為卡路里限制飲食對哺乳動物有益僅是由於減少總熱量攝取的觀點,並強調當中的「禁食行為」才是有助代謝(例如提升胰島素敏感性)和延緩老化這些保護作用的重要原因。

研究結果揭示了我們何時以及吃多少食物,如何調節代謝健康和壽命,並證明每天延長禁食,而不僅僅是減少熱量攝入,可能是熱量限制飲食對改進代謝和延緩老化的原因。過去已有研究表明,延長兩餐間隔對健康有益,本研究結果與過去研究也有相當的一致性。

蔣恩沛表示,人類老化過程中所伴隨的退化過程和疾病,有許多變因,除了攝食量、飲食方式、種類,還有基因、環境因素,甚至腸道菌相,均可能扮演角色,遠比實驗動物複雜。然而可以確定的是,限制熱量攝取可提供代謝上的益處,並可能減緩衰老、延長壽命。

圖/Pexels

本文編譯自科學期刊文章,完整文章來源:

參考資料:

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台灣科技媒體中心_96
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