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1918 年大流感的免疫戰爭,竟在八十年後重演!——《大流感:致命的瘟疫史》

臺灣商務印書館
・2021/01/23 ・2708字 ・閱讀時間約 5 分鐘

一九一八流感中,這個防禦適度與過度的界線在病毒與人體,生存與死亡之間的對抗成為絕對重要的關鍵。病毒入侵肺部的效率如此之高,使得人類免疫系統卯足勁道反擊。

使年輕力壯的人在被感染後快速死亡的兇手不是病毒,反而是人體自己的免疫機制。

病毒在人體裡做什麼?本來好好的怎麼下一秒就倒地不起

病毒通常會附著在呼吸道表面的上皮細胞上,這些細胞排列在氣管表面,做為保護層,直通到深處的肺泡。在病毒入侵身體的十五分鐘之後,它們的血凝素突觸會和上皮細胞的唾液酸受體結合。一個又一個的突觸讓病毒和細胞間接合越抓越緊,大約在病毒入侵細胞成功之後十個小時,細胞就會破裂,釋放出一千到一萬個能感染其他細胞的新病毒。

在更短的病毒複製時間裡,一千乘以一千再乘以一千⋯⋯我們能很容易理解為什麼前一刻外表還看來好好的人,會在病毒繁殖的連鎖反應到五、六代之後忽然倒地不起。

病毒繁殖的速度極快,短時間內就能夠讓外表看起來還沒事的人倒地不起。圖/cottonbro

另一方面病毒也會攻擊免疫系統,削弱人體的防禦力量。它們會防礙干擾素的分泌,而干擾素正是人體對抗病毒攻擊的第一道防衛。一九一八年病毒對免疫系統妨礙的情形至為明顯,讓當時已經被疫病搞得焦頭爛額的研究人員還能看得出感冒病人對其他刺激的免疫能力大幅降低。客觀的試驗可以驗證這個現象。

即使溫和的感冒病毒也能把上呼吸道的上皮細胞完全剝除,使得喉嚨組織赤裸裸地暴露在空氣中。人體的修補工作在幾個小時內就會展開,但是得花上好幾天才能整個修復完成。

一旦有感染源建立灘頭陣地後,免疫系統的第一個反應就是發炎。它會使感染位置紅腫發熱,或是讓整個身體發燒,或是兩種症狀同時出現。

感冒時的頭疼不是病毒引起,而是「細胞素」!

發炎的過程包括白血球分泌出一種叫細胞素 (cytokine) 的物質。白血球有很多種類,有些攻擊入侵的有機體,有些則協調攻擊行動,還有一些負責產生抗體。細胞素的種類更多。有些細胞素直接攻擊入侵者,像干擾素的對抗病毒,有些則傳遞信息。

例如巨噬細胞會產生顆粒細胞刺激因子 (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor, GM CSF) ,用來刺激骨髓製造更多的巨噬細胞和叫作顆粒細胞 (granulocyte) 的另一種白血球。

有些細胞素會把發動抗戰的消息帶到身體中平常不屬於免疫系統的部分。當這些細胞和擔任體溫調節中樞的丘腦下部受體結合時,身體溫度會升高,讓人全身發燒。發燒其實也是免疫活動的一部分,有些病原體在較高的體溫下會被消滅。罹患流感時,發燒溫度多半達華氏一百零三度(約攝氏三十九度四),還可能更高。

白血球分泌出一種叫細胞素 (cytokine) 的物質。圖/Wikimedia common

不過細胞素本身也有毒性。感冒常出現的頭疼和身體疼痛等症狀不是病毒引起,而是細胞素造成的例如細胞素刺激骨髓製造更多白血球的結果,會使病人骨頭酸痛。

細胞素也可能造成更嚴重和長期的傷害。例如以能殺死癌細胞而得名的細胞素「腫瘤壞死因子」(Tumor necrosis factor, TNF) 為例,在實驗室裡腫瘤遇上 TNF 會立刻被殺死,TNF並且會刺激身體發燒,但是它的殺傷力不只是針對生病的細胞而已。它也會傷害健康細胞,甚至整個身體。TNF 本質是一種毒素,是主要中毒症狀的原因,但它還不是唯一有害人體的細胞素。

病毒與免疫系統的決一死戰——「免疫風暴」

通常身體對感冒病毒的對抗在病毒取得立足點之前就已經展開,但在一九一八年的流感,病毒不但能感染整個上呼吸道的上皮細胞,更能將感染的範圍深入到最裡層的肺泡,造成所謂的病毒性肺炎。

免疫系統跟蹤病毒直到肺部深處,用上所有的手段,就地發動毫不保留的殊死戰。免疫系統派出殺手 T 細胞,它專門攻擊被病毒感染的人體細胞,有時還發動所謂的「免疫風暴」 (cytokine storm) ,致命武器傾囊而出展開全面攻擊。

在肺泡上輸送氧氣的微血管負責運送攻擊部隊。微血管會膨脹,釋出液體、白血球、抗體、細胞素、和各式各樣的免疫武器到肺部。這些細胞素和酵素其實也會消蝕微血管本身,讓更多的液體進入肺部。於是組成肺泡的細胞即使能熬過病毒肆虐,也被自家的免疫系統破壞了。

發燒也是免疫活動的一部份。圖/Andrea Piacquadio

組成肺泡內層的細胞是種粉紅色的玻璃狀黏膜,叫作玻璃樣膜 (hyaline membranes) ,它能產生界面活性劑的效果,讓肺泡表面平滑像肥皂泡般,減少表面張力,讓氧氣更容易進入紅血球。

一旦這些玻璃樣膜在肺泡中消失之後,會使更多的血液流入肺部,身體會製造纖維狀的結締組織,於是肺部局部堆滿細胞殘骸、纖維蛋白、膠原質和各種其他物質。蛋白質和液體則充塞細胞間的間隙。

諾貝爾獎得主法蘭克.麥法蘭.伯內特描述肺部發生的事情:「急性發炎充血⋯⋯整個氣管結構,特別是細支氣管上皮細胞快速壞死⋯⋯尤其肺泡壁受到毒素損害,滲出血液和其他液體⋯⋯持續滲出的液體阻塞細支氣管,最後造成局部組織沒有空氣。」

激烈的免疫戰爭

免疫系統的反應隨年齡而不同。年輕人體內發動的免疫戰爭最強烈,免疫系統通常讓他們的健康狀況處於巔峰,可是有時候卻反而成為致命的弱點。

一九一八年年輕人對病毒發動的免疫戰爭規模最強,使得他們的肺部充滿液體和各種雜質,阻礙正常氧氣交換,他們變成免疫系統的受害者。一九九七年香港發生的禽流感是病毒直接從雞跳到人體,造成七人喪生,但是病毒本身並沒有變化成人類病毒。那次有上百萬隻雞被銷毀以避免發生病毒變異,同時那次流感也被深入研究。

病理學家在病人遺體的解剖中,發現他們體內的細胞素含量非常高,也發現他們和免疫有關的骨髓、淋巴、脾臟等組織,及其他器官也都成為殺紅了眼的免疫系統攻擊目標。他們以為這是前所未見的症狀,其實一九一八年的人們已經見識過同樣的情形。

而這只不過是流行性感冒而已。

——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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