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出現症狀就有高病毒量?新型冠狀病毒感染者體內的病毒量如何變化?

miss9_96
・2020/04/16 ・2132字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 569 ・九年級

「其中一例,直到第 28 天仍可測出病毒 RNA」

剛有症狀時,病毒量最高;直到第 28 天,仍可測得病毒 RNA

關於新型冠狀病毒 (SARS-CoV-2),德國科學家為了釐清下述疑問,針對慕尼黑醫院的患者,進行研究 1

  • 何時體內病毒量最高?
  • 何時體內病毒仍有可感染他人?
  • 此病毒攻擊上呼吸道、下呼吸道、腸道細胞的能力如何?

研究發現,此病毒「出道即高峰」──研究中所有 COVID-19 的患者出現症狀後,在第 1 至 5 天裡,都可在咽喉測得病毒RNA。

而反觀 2003 年流行的冠狀病毒 SARS,在症狀發作的初期(3.2 天),僅有 32% 能在呼吸道測得病毒2。而香港的研究也得到相仿的結果,COVID-19 症狀初始第一週的唾液裡,病毒 RNA 量即達到最高3

而「病人剛感到不舒服,病毒量就是高峰」的特色,可能就是爆發大流行的主因之一。

患者出現症狀後,唾液和支氣管沖洗液裡的病毒 RNA 量變化。中文資訊為本文作者加注。圖/參考文獻 3

相較於 2003 年的前輩 SARS,2020 年流行的新型冠狀病毒,顯然更適應、喜愛人類的上呼吸道1,而病毒的偏愛,使它更可能透過上呼吸道的分泌物(如:口水、飛沫、鼻水等)傳播,導致更強大的傳染力。

更令人憂心的是,症狀發作的第 28 天,仍有患者可測出病毒 RNA;而香港研究裡,也有一名患者在第 25 天仍測出病毒 RNA1、3、註2

難道感染新型冠狀病毒的患者,發病數十天後仍有傳染力嗎?

難道感染新型冠狀病毒的患者,發病數十天後仍有傳染力嗎?圖/GIPHY

由於測得病毒 RNA ≠ 帶有活病毒能傳染給他人,因此德國除了以 RT-PCR 判讀外,亦將患者體液和活細胞 (Vero E6 cells) 共同培養。

值得開心的是,從第 8 天及之後的體液裡,儘管仍可測到病毒 RNA,但已經都無法在活細胞中培養、分離出活病毒1

換言之,儘管病人體內仍有病毒 RNA,但第 8 天後,患者體內的病毒可能已經無法傳染給其他人了1

上、下呼吸道、腸道細胞,都是它的菜

德國科學家發現,COVID-19 患者,其咽喉(上呼吸道)、痰(下呼吸道)、糞便(腸道)的檢體中,都可測得病毒存在;且不同部位檢體的病毒基因型態有差異註3,顯示新型冠狀病毒能侵襲上、下呼吸道、腸道細胞1

極高比例的患者在感染初期,就能在上呼吸道測得病毒 RNA,顯示此病毒比 2003 年的 SARS 更愛人類的上呼吸道;而能在腸道裡繁殖的特性,更表示了此病毒比 2012 年的 MERS,更加適應了人類的腸道細胞。

新型冠狀病毒和它的前輩們相比,顯然是一隻修改了前兩代缺點後再重生的魔王。

隨著病程的發展,某患者的痰、咽喉、糞便裡的病毒 RNA 量,和抗體產生等變化。可發現在剛有症狀時,上呼吸道的病毒量即達到高峰;而下呼吸道、腸道裡的病毒繁殖高峰稍晚,但持續的時間似乎更久。
而人體內的抗體,在症狀出現後數天才會產生,可合理推測抗體並非早期篩檢的好方法。中文資料為本文作者加註。
圖/參考文獻 1

值得一提的是,德國研究指出,9 例患者中,有 4 名表達味、嗅覺喪失,且表示感官喪失的程度,遠比普通感冒更加嚴重1,是個值得深研的臨床特徵。

而德國科學家更提出建議,由於在第 8 天之後,就已經無法從患者體液裡培養、分離出活病毒。而考量醫療資源有限的現實,且現今多國出現醫療崩潰的情況,可考慮讓痰液中病毒 RNA 量低於 105 copies/毫升,且症狀出現已超過 10 天的患者出院進行居家隔離,以減輕醫護壓力1

德國和香港的研究,提供了我們極大的參考價值。台灣的疫情雖未達崩潰的臨界點,但德國學者的建議,我們應當列入計畫、銘記在心,以防那最糟、最長的一日來臨。

保持冷靜,繼續前進。Keep Calm and Carry On.

註解

  1. 此現象可能有許多的解釋,我嘗試進行假設如下:
    假設一)患者體內雖然有被感染的殭屍細胞,也持續釋出病毒顆粒,但這些病毒顆粒功能不全,無法感染、殺死培養皿的細胞。但患者的免疫力也較低,無法將這些殭屍細胞清除殆盡。
    假設二)患者體內雖殘存病毒,但這些病毒複製出了差錯,導致功能較弱,無法在實驗室的條件下,感染、殺死培養皿的細胞。
    但這些較弱的病毒,因為在患者體內可以持續地嘗試攻擊人體細胞,故仍可在患者體內繁殖。
  2. 香港研究發現,約 33% 患者在症狀出現後第 20 天,仍可測得病毒 RNA。
  3. 在糞便檢體中測出病毒 RNA,其來源可能有二:
    1) 病毒感染腸道細胞。
    2) 病人偶然嚥入痰或口水,因此在排泄物中測得病毒。
    而德國研究發現三處檢體的病毒基因有差異,顯示上、下呼吸道、腸道裡的病毒是獨立發展。

參考文獻

  1. Roman Wölfel, Victor M. Corman, Wolfgang Guggemos, Michael Seilmaier, Sabine Zange, Marcel A. Müller, Daniela Niemeyer, Terry C. Jones, Patrick Vollmar, Camilla Rothe, Michael Hoelscher, Tobias Bleicker, Sebastian Brünink, Julia Schneider, Rosina Ehmann, Katrin Zwirglmaier, Christian Drosten & Clemens Wendtner (2020) Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019. Nature. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2196-x
  2. Prof JSM Peiris, DPhil, CM Chu, MRCP, VCC Cheng, MRCP, KS Chan, FRCP, IFN Hung, MRCP, LLM Poon, DPhil, KI Law, MRCP, BSF Tang, MB, TYW Hon, FRCP, CS Chan, FRCP, KH Chan, PhD, JSC Ng, MB, BJ Zheng, PhD, WL Ng, MRCP, RWM Lai, FRCPA, Y Guan, PhD, Prof KY Yuen, MD (2003) Clinical progression and viral load in a community outbreak of coronavirus-associated SARS pneumonia: a prospective study. Lancet. DOI: 10.1016/S0140-6736(03)13412-5
  3. Kelvin Kai-Wang To, MD, Owen Tak-Yin Tsang, FRCP, Wai-Shing Leung, FRCP, Anthony Raymond Tam, MRCP, Tak-Chiu Wu, FRCP, David Christopher Lung, FRCPath, Cyril Chik-Yan Yip, PhD, Jian-Piao Cai, BSc, Jacky Man-Chun Chan, MPH, Thomas Shiu-Hong Chik, MRCP, Daphne Pui-Ling Lau, MRCP, Chris Yau-Chung Choi, MRCP, Lin-Lei Chen, MPhil, Wan-Mui Chan, PhD, Kwok-Hung Chan, PhD, Jonathan Daniel Ip, MSc, Anthony Chin-Ki Ng, BSc, Rosana Wing-Shan Poon, PhD, Cui-Ting Luo, MD, Vincent Chi-Chung Cheng, MD, Jasper Fuk-Woo Chan, MD, Ivan Fan-Ngai Hung, MD, Zhiwei Chen, PhD, Honglin Chen, PhD, Kwok-Yung Yuen, MD (2020) Temporal profiles of viral load in posterior oropharyngeal saliva samples and serum antibody responses during infection by SARS-CoV-2: an observational cohort study. The Lancet Infectious Disease. DOI: https://doi.org/10.1016/S1473-3099(20)30196-1

文章難易度
miss9_96
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蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9


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喝母乳的寶寶能提升神經認知功能?——是真的!而且「曾經喝過就有效」

查克爸
・2021/10/26 ・3015字 ・閱讀時間約 6 分鐘

喝母乳的寶寶,真的會更聰明嗎?母乳不僅能夠提供小寶寶所需的營養以及免疫力,而透過母親的生理機制,更能將各種符合自己孩子需求的成分,客製成孩子專屬的母乳。需要發育大腦,就多給些相關的成分,如果要長肌肉也沒問題,媽媽隨時隨地都準備為孩子產製最適合的母乳,這可是任何產業都難以複製的機能。因此母乳被說是對寶寶是最好的禮物,想當然各種與母乳哺育相關的研究主題,便是眾多學者探討了解的目標。

其中,研究智力發展應該是最吸引人的主題之一,不過目前為止也是有研究指出,母乳哺育的孩子,他們的平均智商與沒有母乳哺育的孩子相差無幾,這不知潑了多少人一身的冷水,掃了無數爸媽的興致。但以前的證據說智商沒差異,不代表新的研究一樣沒差異,科學這件事就是會不斷變化,產出新的結論,全世界仍有不少研究都提出母乳可能使寶寶更聰明。

這次要介紹的羅徹斯特大學醫學中心(URMC)神經科學研究所(Del Monte Institute for Neuroscience)的成果就是其中之一,他們這次提出的新證據是與認知能力有關,而且他們的結論應該會讓人眼睛一亮,因為他們發現,母乳哺育的時間長短與 9-10 歲兒童的部分認知發展有關連,而且只要孩子有吃母乳一段時間就可以看出差異[1]

人類積極探索智力,母乳與智力的關係更是熱門主題之一。圖/Pixabay

改變研究方向,找出母乳與智力之間的正向證據

隨著各種研究產出,我們得以知道智力受到很多變項影響,尤其是與父母親直接相關的因素,例如父母的社經地位、智力程度、學經歷等都可能使孩子擁有較高的智力。換句話說,也就是研究者比較了相同教育程度或是經濟程度的母親後,結論是不管有沒有哺餵母乳,他們孩子的智商分數可能相近。

既然知道多種因素可以影響智力,便要在研究方法的設計下足功夫,因為要盡可能控制所有影響,讓母乳哺育的小孩,以及沒有母乳哺育的小孩都能在同一個基準線上比較,才能看出客觀上的差異,或可說是未能控制好混雜因素[2]

不過就如開頭所說,研究目標、方法不同,看到的成果就不一樣,羅徹斯特大學醫學中心這篇藉由分析青少年大腦認知發展研究計畫[3](The Adolescent Brain Cognitive Development Study;ABCD Study)數據的報告,就看到了母乳與認知的正向關係,改而分析更細項的各種認知能力[4],其涉及了執行與感知、學習、記憶、理解、意識、推理、判斷、直覺和語言相關的等各種任務技能。

認知能力分好多,研究分析哪些?

這個認知研究採用 ABCD 研究數據來探討,但為了減少測量誤差的影響(例如孩童曾經暴露會接觸酒精的環境、未參加訪視的兒童等因素),研究者最終保留了 9,116 名兒童的數據,並以此分析母乳哺育時間與神經認知能力之間的關係。那列入分析的認知能力向度有哪些?

向度一共有三項,而且跟每個人都有關,分別是一般能力(general ability)、執行能力(executive function)以及記憶力(memory),而這三項能力各自有其解釋在,如一般能力,美國心理學會對此提出的解釋定義是,一種可以被衡量的能力,且被認為是基礎能力,用來處理所有與智力相關的任務。

再來是執行能力,這個能力則可用來管理和控制工作記憶、注意力,也跟抽象思考等種種認知過程有關,像是設定目標、想像並預見;最後一個是大家耳熟能詳的記憶力,是透過大腦系統所儲存的訊息,是能回憶特定訊息或曾經有過的經歷。

不過這些能力的發展程度真的能評量嗎?放心,各項認知能力背後有眾多的研究依據,也發展出各種不同的測量方式來評定。像是「魏氏兒童智力量表的矩陣推理測驗」就在這個研究被用來測量知覺推理和組織、空間訊息處理等相關的能力;而美國國立衛生研究院的 NIH Toolbox®-Cognition battery,也在這個研究裡被整合運用評估兒童的神經和行為功能。最後通過次數以極多的神經認知測驗,也才讓研究結果得出有吃母乳的小朋友,是能改善某個認知能力。

針對各種能力、認知所開發的測驗,不斷的被開發出來並應用。圖/Pexels

母乳真的有助於認知能力!是哪一項呢?

研究要分析的有一般能力、執行能力以及記憶力,那究竟哪像能力獲得提升呢?鏘鏘,從數據提供的結論是一般能力(general ability)與母乳哺育的時間長短有顯著關聯[1]。但你可能會說「怎麼才提升一種能力?」,這時候我們要關注的是,在心理學上的一般能力也包含多種能力,一般能力只是所有分向能力的統整稱呼。

研究中把這九千多位 9-10 歲的孩子,依照他們吃母乳的時間長短分成四組,第一組是 0 個月的控制組,接著是三組母乳哺育的實驗組,分別是 1-6 個月、7-12 個月以及吃母乳超過 12 個月的寶寶,可以看到在母乳哺育期最短的 1-6 個組別寶寶,他們在一般能力的測驗結果,比起沒吃母乳的寶寶有所提升,而且隨著母乳哺育的時間變長,孩子們在一般能力的發展程度也越來越高。

用另外一個角度來看研究結果就是,今天有某一個家庭選擇餵養母乳,即便哺育期間落在有點長又不算太長的 2 個月或是半年內,對寶寶的神經認知發展來說也是有幫助的,這也符合研究人員的設定目標,因為這有望幫助改善人們的動機,讓更多人想要母乳哺育,不只告訴每個家庭們可以量力而行,也藉此呼籲政府、社會企業能夠更設身處地為媽媽們著想。

母乳哺育與一般能力認知的關聯性較高,且隨著期間變長而增加。資料/參考資料1

研究成果重要,但更該考慮「人」

各種母乳相關的科學證據報告,讓母乳對孩子的好處不言而喻,這次介紹的研究也是,也的確可以藉由這些證據協助家庭做出決定,讓他們決定是否要餵養母乳,但這篇研究成果的重點,是希望能夠「鼓勵」家庭選擇用母乳哺育寶寶,而不是「非得要」。

不可否認的是,母乳哺育對媽媽們是一個壓力來源,常常聽到「給寶寶最好的」,反而讓各種美好變成壓力,像是聽到哪位媽媽不給寶寶吃母乳,各種批評襲來,不餵母乳變成一種罪過。而如果選擇母乳哺育,又可能因為家人不支持而宣告放棄。

母乳對寶寶有幫助,但家人彼此間的支持才更重要。圖/Pixabay


研究也實實在在告訴我們,餵養母乳的意願及時間長短,可是牽涉眾多因素,其中個體因素如教育程度、年齡會改變想法,還有環境和社會文化影素也會影響,例如就業問題、丈夫支持程度、家人態度也都大大的參雜其中[6]

因此每個家庭間的討論、媽媽的個人意願都很重要,有了共識後再來下決定,而當你們決定好要給寶寶母乳,又就差那決定性的臨門一腳時,不妨想想這篇研究提出的結論,「只要曾經給寶寶喝母乳,便有機會提升他特定的認知能力喔」。

參考資料

  1. Lopez, D. A., Foxe, J. J., Mao, Y., Thompson, W. K., Martin, H. J., & Freedman, E. G. (2021). Breastfeeding Duration Is Associated With Domain-Specific Improvements in Cognitive Performance in 9-10-Year-Old Children. Frontiers in public health, 9, 657422. https://doi.org/10.3389/fpubh.2021.657422
  2. Walfisch, A., Sermer, C., Cressman, A., & Koren, G. (2013). Breast milk and cognitive development–the role of confounders: a systematic review. BMJ open, 3(8), e003259. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2013-003259
  3. https://abcdstudy.org/
  4. https://dictionary.apa.org/cognitive-ability
  5. Natland ST, Andersen LF, Nilsen TI, Forsmo S, Jacobsen GW. Maternal recall of breastfeeding duration twenty years after delivery. BMC Med Res Methodol. 2012 Nov 23;12:179. doi: 10.1186/1471-2288-12-179. PMID: 23176436; PMCID: PMC3568415.
  6. Shi, H., Yang, Y., Yin, X. et al. Determinants of exclusive breastfeeding for the first six months in China: a cross-sectional study. Int Breastfeed J 16, 40 (2021). https://doi.org/10.1186/s13006-021-00388-y

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查克爸
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查克爸|醫學生物技術領域 碩士,現職為開發自然科學評量工具的研究 人員,將各種研究設計為科學教育評量工具的同時,也投入喜愛的科普領域。
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