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Omicron 崛起後的下一步?——新冠病毒演化的3種可能

miss9_96
・2021/12/14 ・2099字 ・閱讀時間約 4 分鐘

新型冠狀病毒/SARS-CoV-2 現身不過兩年,已感染了將近三億人口,病毒也演化了眾多的變種子嗣。未來,它會更毒?還是更溫和呢?

我們先從它的親戚,也就是另一支鮮為人知的冠狀病毒 — 229E 聊起。

圖/Pixabay

新冠病毒的親戚—229E

除新冠病毒外,也有其他冠狀病毒會感染人類,如:HCoV-229E、HCoV-OC43 等,由於致死率不高、症狀溫和,鮮少為民眾所知。但科學家對它們有長年的研究,觀察其演化,也許可推測新冠病毒的未來。

人類終其一生、都可能被 HCoV-229E 重複感染;換言之,去年被感染,無法保證今天就能免疫。那,重複感染的原因是?

  1. 人體免疫衰退,無法抵禦病毒
  2. 病毒演化,逃脫免疫

科學家打開冰箱,取出了保存數十年的血液,以及各年份的 HCoV-229E [1]。結果發現,80 年代的血液能有效中和 1984 年的病毒;但對 90 年代的病毒,中和效果較弱,而對 2000 年後的病毒、效果更差。換言之,就冠狀病毒而言,人體僅對當下的病毒有免疫力,但對未來的病毒沒有免疫力。這表示,冠狀病毒透過演化、逃避人體的免疫。

更會傳染? Or 更不怕疫苗?

「生命總會找到出路(Life will find its way out.)」,病毒也是如此。飛沫、接觸傳染型的病毒,升級的道路可分為2條:

  1. 傳染力:提高人體內繁殖的速度、數量;誘發更重的病症,如:咳嗽、噴嚏
  2. 逃脫免疫:擺脫人體內抗體、白血球的能力

當全體人類都沒有免疫力時,把技能點壓在選項 1,是最佳選擇。病毒:「反正所有人都怕我,我只要繁殖的更快、咳嗽的更劇烈,我就贏了!」。

新冠病毒非常擅於此道。原始的武漢株(或 D614G 突變的歐美株),遇到傳染力更強大的 Alpha 變異株(約高 50%)後,迅速地敗退、消失。而 Delta 變異株的傳染力又比 Alpha 更強大(約再高 60%),快速地在全球壓倒 Alpha 和其他變異株,甚至擁有較強免疫逃脫能力的 Beta、Gamma,也不是 Delta 變異株的對手。

短短兩年,新冠病毒演了一齣演化大戲 —「我的世界裡,傳染力才是王道」

但,病毒不可能無上限地提高傳播力,因為過度耗弱宿主、讓人躺平,病毒就無法遇到下一個宿主。「在人體盡可能的繁殖」和「病人有精神地趴趴走」之間,病毒必須取得微妙的平衡。理論上而言,新冠病毒的演化,在某一天、會如同 HCoV-229E 一樣,轉向「突破免疫力」。而疫苗的發明,更加速了這個進程。全球已接種了 80 多億劑的疫苗。隨著各國的疫苗政策,擁有免疫力的人類只會越來越多。那麼,未來的那個時間點,病毒會開始把技能點壓在「免疫逃脫」呢?

在 2021 年 11 月以前,多數科學家都預計能擊敗 Delta、成為全球新一波流行的新變種,應該是 Delta 的後代。然而,Omicron 的出現,打碎了眾多的預測。南非才剛結束一波 Delta 大流行,孰料 Omicron 在 11 月崛起、在一個月內迅速壓倒 Delta、變成當地的優勢株。部分科學家懷疑,Omicron 就是點到了「免疫逃脫」的技能,讓它能感染接種過疫苗、或得過 Delta、Beta、Alpha 變異株的康復者

3 種演化可能 — 麻疹、呼吸道融合病毒、流感

回顧疾病史,也許,新冠病毒和人類之間,有 3 條演化之路可走。

  • 麻疹病毒 — 終身免疫

接種疫苗或自然感染後,就能終身免疫。也許,新冠病毒疾病/COVID-19 會像麻疹一樣,演化成新生兒專有的疾病(我覺得不可能)。

  • 呼吸道融合病毒(RSV, respiratory syncytial virus)— 人生裡多數時間免疫

接種疫苗或自然感染後,生命裡大多數時間,免疫力都足以抵抗感染或重症。僅有不曾接觸過病毒,或因年長而免疫衰退的人,會因此惡化成重症。也許,新冠病毒疾病/COVID-19 會像呼吸道融合病毒一樣,演化成專門攻擊幼兒、年長者的疾病。

  • 流行性感冒病毒-免疫力只能維持數月~數年

流行性感冒病毒的突變極快,而且還可能跟豬、禽的流感病毒交換基因,演化速度非常神速。今年打的流感疫苗,幾乎不能對付明年的病毒。科學家每年春天都要「猜」該年冬天的流行株來做疫苗,如果猜錯了,該年的社區流行就會比較悽慘。也許,新冠病毒疾病/COVID-19 會像流感一樣,每年都得打疫苗,同時還會在各地爆發小規模的社區流行(我猜是醬)

未來COVID-19 可能會像流感一樣,每年都得打疫苗,同時還會在各地爆發小規模的社區流行。圖/Pixabay

雖然新冠病毒的突變率僅流感病毒的一半,但我們無法保證它就比流感更乖。Delta 的全球大流行、Omicron 的崛起,都暗示了未打疫苗的後果。只要病毒多感染一個人,就等於多給它丟一次基因骰子的機會。越多人拒打疫苗,病毒就擁有更多突變的機會。接種疫苗不是權利,是每個人的義務

保持冷靜,繼續前進。Keep Calm and Carry On.

參考文獻

  1. Ewen Callaway (2021) Beyond Omicron: what’s next for COVID’s viral evolution. Nature. DOI:https://doi.org/10.1038/d41586-021-03619-8

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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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調香師的秘密:「糞臭素」挑起你骯髒的慾望

胡中行_96
・2022/05/16 ・2039字 ・閱讀時間約 4 分鐘

倫敦高級區梅費爾(Mayfair)的聯排透天洋房裡,他與屋主近身互動。六呎高,湛藍的雙眸,古銅的肌膚,寬闊的下顎,銀髮一絲不苟地貼齊,以及一縷迷人的香氣:肉桂、皮革和不可言喻的香味,他確定迎面襲來的深刻,源自另一個時空。

梅菲爾位在倫敦西區,它是世界上最昂貴的地區之一。圖/Wikipedia

「當你嗅聞,你是用腦在聞。最原始的,處理記憶和情緒的部位。」
屋主解釋:「若芸芸眾生試圖尋覓自我的氣味,那我正在打造專屬你的身份。」

關於香水的秘密

一場訪談,讓男性時尚雜誌《GQ》的作家 Michael Paterniti 化身高級訂製香水的顧客,而江湖人稱「香水界情色男優」(the Pornographer of Perfume)的屋主 Roja Dove,正優雅地介紹混香的秘密。「我使用『糞臭素』,一種帶有糞便氣息的醜陋分子。男女性器皆與肛門比鄰,底蘊裡一丁點的『糞臭素』,便能喚起骯髒的慾望。」[1]

Roja Dove 是一位英國調香師。圖/Wikipedia

糞臭素是怎麼來的?

來到住處之前,兩人在麗池飯店(Ritz Hotel)旁的沃爾斯利餐廳(the Wolseley)用過午餐。此時他們的消化系統正將蛋白質,分解成胺基酸(amino acid)。接著,腸道內的菌落會先進行「去胺作用」(deamination),用氫去代換胺基。於是,有一種叫做「色胺酸」(tryptophan)的胺基酸,就變成「吲哚-3-乙酸」(indole-3-acetic acid,簡稱「IAA」)。

再來,乳酸桿菌(Lactobacillus)、梭菌(Clostridium)和類桿菌(Bacteroides),透過「去羧作用」(decarboxylation;羧,注音ㄗㄨㄟ)把 IAA 中的羧基(carboxylic acid group)換成氫,人體內的「糞臭素」(skatole;即3-methylindole)就誕生了[2][3][4]

Roja Dove 的調香手法

在正式調香之前,Roja Dove 會提供約莫 200 張的試香紙,讓訂製高級香水的顧客挑選最能觸發當下感覺,並連結過往回憶的幾種氣味。Roja Dove 將以它們為發想的根據,把原料輕拍到試香紙上,再把試香紙與一只金屬小風車連結。當小風車運轉,微風迎面吹來,他便能感受這些原料的效果。

當然,調香運用的糞臭素不是靠「人體製造」,而是在實驗室或工廠裡「人工合成」。1883 年德國化學家費雪(Hermann Emil Fischer, 1852-1919)發明了「費雪吲哚合成」(Fischer Indole Synthesis):一種苯肼(phenylhydrazine)和醛(aldehyde)或酮(ketone),透過酸觸媒(acid catalyst)催化產生的作用。一般罐裝糞臭素,便是這麼來的[2][5]

從溝通、聞香、構想、嘗試、製作到完成需要耗時一到二年。圖/Pixabay

從溝通、聞香、構想、嘗試、製作到完成,長達一、二年後,每 3.4 盎司(100.55 毫升)要價 4 萬美元的訂製香水,才會被呈現在顧客面前。所幸,對花不起重金與不特別愛好香水的人來說,還是有其他巧遇糞臭素的機緣。因為某個程度上來說,糞臭素就像愛。它撲朔迷離地存在生活中出乎意料之處:香水、茉莉、橙花、甜菜、香菸、糞便、煤焦油與草莓冰淇淋。糞臭素時臭時香,載舟亦能覆舟,令人欲拒還迎。

氣味的關鍵在於濃度

氣味由香變臭的關鍵,在於濃度。像是過多的愛,使人無法擔待。以體積比來說,一旦超過 60 pptV(0.327 ng/L)[註1],就會開始臭得一去不返[7]。如果以重量比計算,健康人體製造的糞便中,糞臭素濃度約為 5 μg/g,但消化道疾病患者,則可高達 80 到 100 μg/g[註2]。換句話說,腸道保健雖然不會讓人芬芳馥郁,但至少能避免如廁之後臭名遠揚[8]

回顧過去的調香職涯,Roja Dove 感嘆上等的原料不再是小農收成,產地直銷,人工合成的產物也逐漸取代天然素材。

「的確,我們必須在香水裡添加合成物。」他向時尚作家 Michael Paterniti 坦承,那是為了襯托自然的味道,但是如果大比例的使用人造成份,「合成的香水聞起來,就永遠僅是人工的氣息。」然而大時代的趨勢,就連知名調香師也無力回天。諷刺的是,在這場產業變遷的遺憾裡,得知糞臭素並非天然,卻多少能帶給香水顧客卑微的慰藉。

註解

  1. pptV(parts per trillion by volume),則是兆分之一體積比。ng/L,指每公升幾奈克。
  2. μg/g,又作 mcg/g,指每公克中有幾微克,也就是 ppmW(parts per million by weight)百分之一重量比。

參考資料

  1. How to Smell Like a God (GQ, 2014)
  2. Skatole – A Natural Monstrosity In Perfume, Parliaments, Produce And Poop (American Council on Science and Health, 2020)
  3. Impact of the Gut Microbiota on Intestinal Immunity Mediated by Tryptophan Metabolism (Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2018)
  4. 羧酸(教育部重編國語辭典修訂本,臺灣學術網路第六版)
  5. Emil Fischer Biographical (the Nobel Prize)
  6. Skatole (American Chemical Society, 2021)
  7. Identification, quantification and treatment of fecal odors released into the air at two wastewater treatment plants (Journal of Environmental Economics and Management, 2016)
  8. New Insights Into Gut-Bacteria-Derived Indole and Its Derivatives in Intestinal and Liver Diseases (Frontiers in Pharmacology, 2021)

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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。臉書:荒誕遊牧。