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瑞德西韋發展與原理(下):模仿「核苷酸」阻止遺傳物質的複製!

miss9_96
・2020/06/08 ・2655字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 572 ・九年級

瑞德西韋發展與原理(上):幻想中的抗病毒萬能藥能被找到嗎?

病毒的一生中,擁有一些特殊、特有的蛋白質。那些就是研發藥物攻擊的目標

只要是生物都要複製基因,才能誕生下一代。基因由 DNA 或 RNA 組成,小單元即為為核苷酸。因此,結構類似核苷酸、但能阻礙複製的仿核苷酸藥物,就成了醫療上常見的抗病毒用藥。

遺傳物質由 DNA或RNA組成,其最小的單位就是核苷酸。 圖/wiki commons

瑞德西韋未能擊敗伊波拉,與之後的華麗轉身

2014年,西非爆發大規模伊波拉出血熱(Ebola Hemorrhagic Fever)。伊波拉出血熱的病原體是伊波拉病毒(Ebola virus),屬RNA絲狀病毒,所引起的疾病致死率最高達 90%。伊波拉大流行引起科學界高度警戒,也讓新藥研發光速起飛。瑞德西韋也在此時,投入競賽,正式進入臨床試驗、一見真章。

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在陸續通過細胞、動物實驗的考驗後,瑞德西韋於 2018 年投入西非戰場1。可惜的是,隔年的臨床試驗初步結果揭示,另兩款的抗體藥物 REGN-EB3、mAb114 的患者,存活率比施打瑞德西韋的患者高。2019 年 8 月,宣布終止使用瑞德西韋、塵封於抽屜。

2020 年,新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)全球大爆發。因過往的實驗裡,瑞德西韋曾表現出抑制 2003 年 SARS 病毒的能力,便匆匆地被拉出倉庫、重新登板先發。

  • 01/31,新英格蘭期刊報告美國第一例新型冠狀病毒疾病(COVID-19)患者被瑞德西韋治癒2
  • 05/01,基於大型臨床試驗的中期報告,美國食品藥物管理署 (FDA, U.S. Food and Drug Administration) 受予緊急治療。瑞德西韋華麗轉身,成為眾所矚目的新救命藥。

三種仿核苷酸藥物對抗病毒的原理

仿核苷酸藥物干擾遺傳物質複製的原理有三種,分別是3

  1. 誘發突變,如:利巴韋林(Ribavirin)
  2. 立即終止複製,如:AZT(azidothymidine)
  3. 延遲終止複製,如:瑞德西韋(remdesivir)

病毒誤用利巴韋林後,將引起錯誤複製、致命突變。研究發現,利巴韋林提高小兒麻痺病毒 9.7 倍的突變、導致產出大量無效的子代病毒,進而降低 99.3% 的病毒活性3

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而第二種原理,是直接強行終止複製。因為 RNA 或 DNA 複製的過程中,需透過醣基的 3’-OH 基,進行取代作用連接下一個鹼基(如下圖);而 AZT 因為沒有醣基的 3’-OH 基,故無法接續下一個鹼基。因此若病毒誤用了 AZT,在缺乏醣基 3’-OH 基情況下,複製只能被強行終止。

 

上圖:利巴韋林和RNA配對。下圖:AZT和RNA合成示意圖。中文資訊為本文作者標註。from: Wikipedia & Wikipedia & wikipedia & MediaWiki

而瑞德西韋等化合物,屬於第三種原理。是利用藥物的立體障礙,意即化合物擁有的特殊結構、官能基等,讓酵素在複製過程中,內部出現空間阻礙,進而停止酵素作用3,4

卡住酵素的齒輪:瑞德西韋抑制病毒活性的原理

為了理解瑞德西韋殺死病毒的原理,科學家人工編織了短序列的 RNA 鏈和起始片段,並加入了 RNA 依賴性 RNA 聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase, RdRp)、正常 RNA 鹼基,以及瑞德西韋5。結果發現,複製的 RNA 鏈,停留在 i+3 的位置 (如下圖)5。換言之,當瑞德西韋被聚合酶誤用後,RNA 鏈會在瑞德西韋之後算起,第 3 個鹼基時停止複製(伊波拉病毒的RdRp,停在 i+5 的位置6)。

依據電腦建模運算,認為瑞德西韋醣基上碳1的 CN 鍵,和 RNA 依賴性 RNA 聚合酶產生了空間衝突,阻礙了酵素的正常功能,導致 RNA 的複製在i+3的位置停止3,7,8

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瑞德西韋抑制RNA依賴性RNA聚合酶之RNA電泳實驗。中文資訊為本文作者標註。from: 參考文獻5

多方合擊:對抗新型冠狀病毒的藥物們

為什麼瑞德西韋可以抑制多種 RNA 病毒呢?新型冠狀病毒的生活週期裡,有著許多病毒特有的酵素、蛋白質參與。例如 RNA依賴性RNA聚合酶(RdRp),是病毒獨有的酵素,人類細胞通常缺乏此酵素,因此可作為藥物的重點攻擊目標。

RNA 依賴性 RNA 聚合酶利用病毒的 RNA 為模版,複製成千上萬的子代病毒 RNA。而幾乎所有 RNA 病毒,都必須使用RNA 依賴性 RNA 聚合酶(RdRp)來複製子代基因。瑞德西韋即是讓此酵素失效,殺死多種 RNA 病毒、成為廣譜型的抗病毒藥物。

新型冠狀病毒生活週期示意圖,及藥物抑制原理。(點圖放大)中文資訊為本文作者標註。from: 參考文獻3

除了瑞德西韋外,多種藥物也嘗試打擊新型冠狀病毒。如:改變包內體(endosome)酸鹼條件,使病毒無法逃出胞器的羥氯喹(hydroxychloroquine)。辨認病毒表面蛋白質,使病毒難以結合細胞受器的、阻止侵入細胞的抗體藥物。

回頭看瑞德西韋的研發、失敗而塵封,如今卻躍然成為人類的希望,筆者認為要感謝二十多年前科學家的遠見,和繼任者的堅持,我們現在才有瑞德西韋,能在這場大瘟疫裡掙得更多的生機。

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瑞德西韋抑制新型冠狀病毒示意圖。(點圖放大)中文資訊為本文作者標註。from: 參考文獻3

保持冷靜,繼續前進。Keep Calm and Carry On.

參考文獻

  1. 伊波拉不再是不治之症?兩種抗體藥物取得一線曙光。2019/08/19。泛科學。蔣維倫
  2. 伊波拉的藥物Remdesivir,可以用以對抗新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)?由美國第一例治療報告談起。2020/02/14。泛科學。蔣維倫
  3. Richard T. Eastman, Richard T. Eastman, Jacob S. Roth, Kyle R. Brimacombe, Anton Simeonov, Min Shen, Samarjit Patnaik, Matthew D. Hall (2020) Remdesivir: A Review of Its Discovery and Development Leading to Emergency Use Authorization for Treatment of COVID-19. ACS Central Science. https://doi.org/10.1021/acscentsci.0c00489
  4. Ashleigh Shannon, Nhung Thi Tuyet Le, Barbara Selisko, Cecilia Eydoux, Karine Alvarez, Jean-Claude Guillemot, Etienne Decroly, Olve Peersen, Francois Ferron, and Bruno Canard (2020) Remdesivir and SARS-CoV-2: structural requirements at both nsp12 RdRp and nsp14 Exonuclease active-sites.. Antiviral Research. DOI: 10.1016/j.antiviral.2020.104793
  5. Calvin J Gordon, Egor P Tchesnokov, Emma Woolner, Jason K Perry, Joy Y. Feng, Danielle P Porter and Matthias Gotte (2020) Remdesivir is a direct-acting antiviral that inhibits RNA-dependent RNA polymerase from severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 with high potency. Journal of Biological Chemistry. DOI: 10.1074/jbc.RA120.013679
  6. Calvin J. Gordon, Egor P. Tchesnokov, Joy Y. Feng, Danielle P. Porter, Matthias Götte (2020) The antiviral compound remdesivir potently inhibits RNA-dependent RNA polymerase from Middle East respiratory syndrome coronavirus. Journal of Biological Chemistry. DOI: 10.1074/jbc.AC120.013056
  7. Dustin Siegel, Hon C. Hui, Edward Doerffler, Michael O. Clarke, Kwon Chun, Lijun Zhang, Sean Neville, Ernest Carra, Willard Lew, Bruce Ross, Queenie Wang, Lydia Wolfe, Robert Jordan, Veronica Soloveva, John Knox, Jason Perry, Michel Perron, Kirsten M. Stray, Ona Barauskas, Joy Y. Feng, Yili Xu, Gary Lee, Arnold L. Rheingold, Adrian S. Ray, Roy Bannister, Robert Strickley, Swami Swaminathan, William A. Lee, Sina Bavari, Tomas Cihlar, Michael K. Lo, Travis K. Warren, Richard L. Mackman (2017) Discovery and Synthesis of a Phosphoramidate Prodrug of a Pyrrolo[2,1-f][triazin-4-amino] Adenine C-Nucleoside (GS-5734) for the Treatment of Ebola and Emerging Viruses. Journal of Medicinal Chemistry. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.6b01594
  8. Wanchao Yin, Chunyou Mao, Xiaodong Luan, Dan-Dan Shen, Qingya Shen, Haixia Su, Xiaoxi Wang, Fulai Zhou, Wenfeng Zhao, Minqi Gao, Shenghai Chang, Yuan-Chao Xie, Guanghui Tian, He-Wei Jiang, Sheng-Ce Tao, Jingshan Shen, Yi Jiang, Hualiang Jiang, Yechun Xu, Shuyang Zhang, Yan Zhang, H. Eric Xu (2020) Structural basis for inhibition of the RNA-dependent RNA polymerase from SARS-CoV-2 by remdesivir. Science. DOI: 10.1126/science.abc1560
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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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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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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

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。

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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。

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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。

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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?

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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]

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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。

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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。

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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
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「Living with COVID-19」,臺灣準備好與病毒一起生活了嗎?
科學月刊_96
・2022/06/08 ・2770字 ・閱讀時間約 5 分鐘

  • 作者/施信如|長庚大學新興病毒感染研究中心特聘教授。

嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19)疫情從 2019 年底爆發到現在,已經過了兩年半。隨著許多國家經歷過好幾波疫情,加上疫苗的高施打率,新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)對人類的威脅程度確實比疫情剛開始時降低許多,也因此有很多國家恢復正常生活、陸續開啟國門。

此外,大家對待病毒的心態也變得不太一樣了——從剛開始的惶恐、無奈於變種病毒株的產生,到現在 Omicron 變異株的出現,迅速席捲全球,人類「被迫」與 SARS-CoV-2 一起生活,如同許多國家政府喊出的口號「living with COVID-19」。

Omicron 變異株迅速席捲全球,許多國家喊出「living with COVID-19」口號,與病毒共存。圖/Pixabay

從去年到今年,疫情如何演變?

SARS-CoV-2 是一種核糖核酸(RNA)病毒,由病毒的 RNA 複製酶(RNA replicase)複製自己的基因,而 RNA 複製酶的特性就是容易出錯。雖然冠狀病毒的複製酶和其他 RNA 病毒,如流感病毒(influenza virus)或腸病毒(enterovirus)的複製酶不盡然相同,具有較佳的校正能力,但有時還是會複製出錯的 RNA,使得病毒基因產生突變;加上冠狀病毒的基因重組能力很強,因此很容易產生嶄新的病毒變異株。

而在病毒演化的過程中,病毒也會留下對它有利的生存條件,導致新的病毒變異株往往會有「免疫逃脫性」(immune escape),降低了原本疫苗的效果,或是讓曾經罹患此疾病的人有機會再重新被其他變異株感染。

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在病毒演化的過程中會留下對其有利的生存條件,導致新的病毒變異株往往會有「免疫逃脫性」。圖/Pixabay

臺灣現在正面臨 Omicron 變異株社區大流行的高峰期,但這又與去(2021)年同時期,我們面臨 Alpha 變異株在社區流行時的情況不太一樣,主要是因為這兩種病毒株的特性不同—— Omicron 變異株的傳染力非常強,不像 Alpha 變異株用圍堵的方式便可以控制住。

因此,面對來勢洶洶的 Omicron 變異株,再仔細的疫調、再確實的隔離都沒有辦法維持所謂的「零確診」。從病毒學的觀點來看,現在一些鄰近國家採取的極端防疫方式,用來對抗 Omicron 變異株是行不通的。

疫苗、口服藥物,讓我們更能對抗病毒

在這波疫情中,幸運的是我們打了「有效」疫苗的比例是比較高的。

為什麼說是「有效」的疫苗呢?面對 Omicron 變異株,所有的疫苗效力其實都降低了 5~12 倍,而原本產生保護性抗體(也就是所謂的中和抗體)效價就較低的疫苗,如科興疫苗,面對 Omicron 變異株的保護力就較為不足。這也是為什麼疫苗打三劑,比打兩劑的保護力更高的原因。

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在打了三劑疫苗後,身體裡面的中和抗體濃度會比較高,因此具有保護作用。雖然這裡所謂的「保護」,並不代表疫苗能防止病毒感染人體,不過很多研究都顯示,打過三劑疫苗的人住院率、重症率、死亡率都會降低。另外,年長者是在疫情下最脆弱的一群,因此打好疫苗也是降低他們死亡率的重要關鍵。

許多研究都顯示,打過三劑疫苗的人住院率、重症率、死亡率都會降低。圖/Pexels

除此之外,能即時使用抗病毒藥物,也是降低中、重症率及死亡率很重要的方式。

有些國家也積極利用抗病毒藥物治療,防止 COVID-19 患者演變為重症,例如美國在今(2022)年 3 月開始實施的「檢測與治療」計畫(Test to Treat),將藥物配送到基層醫療場所,讓使用完快篩或聚合酶連鎖反應(polymerase chain reaction , PCR)呈現陽性的民眾,可以將檢驗結果或報告給予醫生評估後,開立用藥的處方箋,讓民眾能夠憑藉處方箋到藥局領藥。這樣的開藥方式,便不會出現如同疫情剛開始時沒有疫苗也沒有藥物的狀況,而是能及時就醫、便利拿藥,就像得了流感可以拿到克流感(Tamiflu)。民眾也不會對於看不到醫生感到恐慌,急診更可以留給急症、重症和真正需要的人,使大家逐漸恢復正常生活。

目前較容易拿到的口服藥物為輝瑞藥廠(Pfizer)的帕克洛維(paxlovid),但它會與很多慢性病患者服用的心律不整、降血脂等藥物產生一些藥物間的交互作用,因此需要由醫師評估能否先停止使用幾天原先的用藥,改先服抗病毒藥物。帕克洛維在使用上也有一些限制,例如肝病患者需要審慎使用,以及孕婦是否可以使用的臨床資料不足等不過,目前國際上陸續有一些研發中快通過緊急使用授權(emergency use authorization , EUA)的新藥就比較沒有這一層顧慮。所以繼續採購、比較國際上的新藥,提前布局與購買藥品,也是將來繼續和 SARS-CoV-2 一起生活的重點。

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該如何與病毒共同生活?

從病毒學的觀點來看,SARS-CoV-2 是不會消失的,它比較有可能會成為一種人類的呼吸道病毒。像是在 SARS-CoV-2 出現之前,人類冠狀病毒 OC43、229E 等感染人類呼吸道的冠狀病毒,也是來自於動物,跨越宿主的障礙後變成人類病毒。只是因為當初的科學沒有現在進步,或是因為病毒特性的不同,也有可能是由於當時世界的交流沒有現在方便、快速,所以人類沒有察覺到它們的流行程度。

但面對 SARS-CoV-2,人類還正在摸索中,我們仍不了解這個病毒的致病性。像是為什麼它會對一些小孩子造成致命性腦炎?為什麼一些感染者在病情痊癒後,還會留下所謂的新冠後遺症(long COVID)?這些都還有待更多研究與了解。

對於一些新興的傳染性疾病,快速且精準的檢驗、即時的用藥、有效的疫苗都不可或缺。而這三個方向的準備是否充足,更會決定我們和這個病毒一起生活時的品質,在檢驗試劑、藥物、疫苗來源都足夠的情況下,我們的生命安全、安心程度都會提高;反之,不僅會產生物資的搶購潮、恐慌、不安,甚至危及到生命。

在檢驗試劑、藥物、疫苗來源都足夠的情況下,更會決定我們和這個病毒一起生活時的品質,生命安全、安心程度都會提高。圖/Pexels

在目前的社區大流行期間,大家不妨也思考一下:你也許是那個很幸運,感染了病毒但沒有出現症狀的人,但是當你身上的病毒傳給下一個或下下一個人的時候,他可能就沒有那麼幸運,或許會因為重症而引發更強烈的併發症,甚至是死亡。

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當身體出現一些 COVID-19 典型症狀時,意味著你體內的病毒量比較高,因此在咳嗽、打噴嚏時一定要記得掩蓋口鼻,保持勤洗手的習慣也是防止病毒入侵的一大關鍵,期許每個人都能好好保護自己也保護他人,共同平安度過這次的疫情。

  • 〈本文選自《科學月刊》2022 年 6 月號〉
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