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過去的瘟疫大流行是怎麼發生的?有些竟然是流行性感冒!——《大流感:致命的瘟疫史》

臺灣商務印書館
・2021/01/21 ・3320字 ・閱讀時間約 6 分鐘

瘟疫大流行的發生——抗原突變

瘟疫大流行只有當血凝素和神經氨酸突觸兩者之一,或是同時,發生重大改變時發生。當全新的基因組合代替舊基因時,新抗原的形狀會和舊抗原有相當大差異。這叫作「抗原突變」 (antigen shift) 。

再用足球員的球衣來比喻,抗原突變相當於球員把綠衣白褲換成橘衣黑褲。抗原突變發生時,免疫系統根本不能辨認新抗原。全世界極少有人具有對抗這種抗原的抗體,所以病毒可以用爆炸性的速度橫掃人類社會。

抗原突變後,免疫系統不能辨認新抗原,病毒便可橫掃人類社會。圖/pixy.org

血凝素有十五種基本型,神經氨酸有九種,它們有不同的組合方式,加上一些亞型。病毒學家用這些抗原組合來區分研究中的特定病毒,例如 H1N1 病毒是一九一八年流行的病毒,現在仍存在豬隻身上。H3N2 則是今天在人類身上流行的病毒。

病毒突變是怎麼回事?基因怎麼重組?

病毒突變是當一向只感染鳥類的病毒轉而直接或間接攻擊人類時發生。自一九九七年起,H5N1 和 H7N9 兩種禽類病毒直接感染了兩千三百人,超過一千人死亡,宛如另一場類似一九一八年的大流行。

鳥類和人類的唾液酸受體不同,所以能和鳥類細胞受體結合的病毒通常不會和人類細胞結合,也就不會感染人類。香港十八個被感染的人可能是暴露在大量病毒之下,這些病毒突變群裡可能含有能與人類受體結合的突變種,而大量接觸的情況下使得變種病毒得以在人體內建立據點而發病。幸虧這些病毒並沒有演化為人類病毒,那次所有的患者都是直接被家禽傳染的。

病毒突變是當一向只感染鳥類的病毒轉而直接或間接攻擊人類時發生。圖/Alltech

動物病毒跳上人體之後,只要一點簡單的突變就可以轉變成人類病毒。這過程也可以間接發生,因為感冒病毒最後一個不凡的特性就是可以在物種之間適應轉移。

感冒病毒不僅突變快速,它的基因組成還是成段分開的。就是說它的基因組不像大多數有機體或其他病毒一樣沿著核酸串在一起,而是存在不連貫的 RNA 上。所以當兩種不同病毒侵入同一個細胞時,它們的基因組就很可能混合重組。

重組會讓一個病毒的基因和另一個混在一起,好比把兩種不同花色的撲克牌洗在一塊,然後出現一疊含有兩種花色的牌。這就產生一種全新的病毒,讓它有機會從一個物種跳到另一個物種上。

基因重組就像把不同花色的撲克牌洗在一起,出現一疊有兩種花色的牌。圖/Nhu Tran

香港禽流感中,如果有個人同時感染兩種病毒,這兩種病毒就有機會重組它們的基因,產生能容易在人類流傳的新病毒品種,而致命的病毒就這樣變成人類病毒。

病毒也可以經由中介者間接變成適合的。有病毒學家提出,對病毒來說豬是最佳的仲介,因為豬細胞的唾液酸受體能同時與鳥類和人類的病毒結合。當鳥類病毒和人類病毒同時感染同一頭豬時,病毒重組就可能發生,全新的病毒便可能現身人間。

一九一八年時獸醫曾提到豬和其他動物發生流行性感冒;而今天的豬感冒病毒也是一九一八的感冒病毒的直系後代。但我們並不清楚人和豬之間究竟是誰先把感冒傳給誰的。

紐約西奈山醫學中心的彼得.巴利斯 (Peter Palese) 醫師是世界感冒病毒權威,認為病毒基因重組的理論[1]可以解釋病原突變的現象:「⋯⋯另一個可能性是鳥類病毒和人類病毒同時感染肺部細胞,給了病毒升級的機會⋯⋯不管是豬肺或人肺,沒理由說這種混合不可能發生。沒有絕對證據說這兩個物種沒有共同的唾液酸受體,也不能保證鳥類的受體和人類真的不同。只要有一個胺基酸的突變,病毒就可以很容易找到另一個宿主。」

有些過去的瘟疫竟然是流行性感冒?

因為病原突變而造成的大規模瘟疫在人類交通還沒有像今天一樣繁忙之前就發生過了。大多數醫史學家從疾病傳播的速度和感染人數推斷,十五、十六世紀歷史上發生的幾次瘟疫都是流行性感冒,但還是有分歧的看法。一五一○年非洲傳來瘟疫肺炎「立刻狂掃歐洲,不放過每個家庭的每一個人。」

一五八○年又有一次疫病從亞洲傳來,到了非洲、歐洲,再到美洲。它的威力大得「六星期內折磨幾乎全歐每個國家,不到二十分之一的人得以倖免。」在西班牙有些城市「人口幾乎完全被滅絕。」

有些過去的瘟疫則無疑是流行性感冒。一六八八英國光榮革命那年,流感襲擊英國、愛爾蘭、新大陸的維吉尼亞州,這些地方記載著:「⋯⋯人們死去⋯⋯像在鼠疫中⋯⋯」五年之後,感冒又掃過歐洲:「各種狀況的人都被感染⋯⋯強健的人和衰弱的人一樣倒下⋯⋯不分老幼。」

1665 年倫敦大瘟疫期間的一條街道上,有一輛死亡推車和送葬者。圖/Wikimedia common

一六九九年的麻州,科頓.馬瑟 (Cotton Mather) 寫道:「病魔幾乎侵入所有家庭,極少人逃過。在波士頓死亡特別多,而且有人死得很怪異。有些家庭全家生病,有些地方全鎮都病倒,真是個疾病的時代。」

歐洲在十八世紀至少被三次,可能多達六次瘟疫襲擊,十九世紀至少有四次。一八四七年和一八四八年這兩年倫敦死於感冒的人數超過一八三二年霍亂流行的時候。一八八九和一八九○年又一次世界性大流行,不過不如一九一八年猛烈。二十世紀有三次來襲,每次都是由抗原突變引起,不是血凝素就是神經氨酸,或是兩者同時大幅變化,或是其他基因組異動造成的緣故。

流行性感冒通常感染百分之十五到四十的人口。任何感冒病毒感染那麼多人,又造成相當比例的死亡率,的確是超乎想象的恐怖。近年來公共衛生當局發現至少兩起新病毒感染人類,而在它突變成為人類病毒之前就先作了防堵措施。一九九七年香港的禽流感在十八個病例中有六人死亡。

那次為了防止家禽病毒變成人類病毒,當局將香港所有的一百二十萬隻雞全部撲殺。不過這麼做還是沒有徹底消滅 H5N1 病毒,它仍留在家禽身上,而在二○○三年又感染兩個人,造成一人死亡。這種特殊病毒的疫苗已經研發出來,但是並沒有大量製造。

這種特殊病毒的疫苗已研發出來,但沒有大量製造。圖/Wikimedia common

二○○三年春天當一種新的 H7N7 病毒在荷蘭、比利時、和德國的家禽農場出現時,造成更大規模的撲殺。那次病毒感染了八十三個人,其中一人死亡,並且傳染到豬隻身上。當局撲殺了將近三千萬隻家禽和一些豬。

到了二○○四年,從未真正消失的 H5N1 以復仇之姿再次回歸。它在五年內感染了全世界約四千人,並奪去其中約百分之六十的人性命。它造成、且很有可能再度造成另一場大流行。為了防堵這個病毒,估計共有上億隻家禽被撲殺,但世界各地仍出現地方性的疫情。

執行這種昂貴又恐怖屠殺的原因是為了不讓一九一八年的故事重演。這麼做是為了要防止病毒突變,荼毒人間。在此同時,二○○九年突如其來,從感染過鳥、豬及人類的病毒中基因重組的一種病毒,也造成了另一次大流行。

註解

  1. 二○○一年澳大利亞科學家馬克.吉伯斯 (Mark Gibbs) 提出理論說,感冒病毒也可以自己重組基因,就是說把一段基因拿下來接到另一個基因上。好像把兩疊牌切碎,把碎牌隨便黏在一起,然後任意撿起五十二張新牌成為一套。這種重組在實驗室中曾經被證明,但大部分病毒學家還是對這種說法持疑。
——本文摘自《大流感:致命的瘟疫史》,台灣商務出版,2020 年 10 月5日。

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臺灣商務印書館
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1897年於上海成立,由出身印刷業的夏瑞芳等四位先生創辦,原意只做印刷商業文件的生意,故以「商務」為名。1948 年臺北分館開業,隔年商務臺灣分館改名為「臺灣商務印書館」,開始獨立經營。商務印書館的靈魂人物王雲五先生,於 1921 入館擔任編譯所所長至 1929 年,1930 年受邀回館任總經理至 1946 年;王雲五先生 1951 年自香港抵臺定居,以股東資格對臺灣商務印書館提供業務諮詢;1964 年由王雲五先生擔任董事長,直到 1979 年,對於商務印書館能夠成為當今華文世界最早的現代出版社,有著畫時代的意義。 商務印書館出版超過萬種好書,既有經典叢書如萬有文庫、人人文庫、古籍今註今譯等,近年更開創新系列叢書,包括 OPEN、Ciel、新萬有文庫、VOICE、U 小說、Alinea 等,極獲好評,為臺灣出版界重要的老字號出版社之一。
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