- 作者 / 中央研究院研之有物編輯群
以科學研究面對全球傳染病挑戰
瘟疫是人類文明的天敵，如果請讀者說出印象最深刻的傳染病，新冠肺炎（嚴重特殊傳染性肺炎，COVID-19）肯定不會缺席。延燒至今的 COVID-19，不僅影響了人們日常生活，也衝擊環環相扣的全球製造供應鏈。面對全球共同遭逢的世紀大疫，台灣如何因應這場危機？在新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）大規模感染後，台灣又做了哪些努力才得以守住防線？中央研究院院士陳建仁透過流行病學專業視角，分享 COVID-19 公衛知識與台灣防疫經驗。
SARS 帶來的啟示
如同中研院廖俊智院長所說：「如何應付下一個大流行傳染病（pandemic），已成為當前科學機構關切的重點。」在 COVID-19 出現前，台灣學者對冠狀病毒並不陌生，例如中研院院士賴明詔很早就對冠狀病毒有深入研究，因而被稱為「冠狀病毒之父」。但在病毒的基礎研究之外，台灣面對 COVID-19 大爆發，為何能迅速整備相對完善的防疫體系？這就要回溯到 2003 年的慘痛一仗──嚴重急性呼吸道症候群（SARS）侵襲台灣。當時對抗 SARS 的經驗，為日後 COVID-19 的防疫戰打下了重要基礎。
和 COVID-19 一樣，SARS 的病原體也是冠狀病毒。病人感染 SARS 之後，會出現明顯的發燒症狀，若沒有發燒就不具傳染力，發燒成為疾病監控的重點指標。陳建仁提到，由於沒有很好的抗病毒藥物，也尚未研發出疫苗，所以當時的 SARS 防疫策略是全力阻斷病毒傳染途徑。
一開始疫情控制得很好，直到 2003 年 4 月和平醫院爆發院內感染後，情勢一發不可收拾。從和平醫院、仁濟醫院、臺大醫院急診室到高雄長庚醫院，疫情迅速擴散，情勢相當嚴峻。當時才發現，台灣還沒準備好面對 SARS，院內感染管控也不夠完善。
2003 年 5 月中，陳建仁與蘇益仁分別擔任衛生署署長與疾管局局長，政府開始著手強化醫院的院內感染管控，設立發燒篩檢站與發燒病房，規劃專用的發燒動線。直到 2003 年 6 月中，台灣出現最後一個病例，SARS 流行終於步入尾聲。此後，《傳染病防治法》經過多次修訂，一步步建立台灣的防疫體系，例如確立《中央流行疫情指揮中心實施辦法》，建構全國感染症醫療體系，也強化了邊境管制檢疫措施。
因為 SARS 疫情迅速降溫，雖然中研院翁啟惠團隊已研發出抗病毒藥物，但新藥還沒進入臨床試驗就宣告終止，SARS 疫苗也來不及發展。這段對抗冠狀病毒的防疫經驗即是：盡可能在第一時間阻斷病毒傳播路徑，包括邊境管控、病例即時通報，以及密切接觸者追蹤。
新興傳染病來襲，掌握病原體與疾病自然史為關鍵
儘管曾有 SARS 累積的防疫經驗，當 COVID-19 這種新興傳染病，毫無預警地侵入人類社會，現有的公衛體系該如何提供預判和決策？
陳建仁表示，面對新興傳染病，首先要問：「病原體是什麼？」COVID-19 從 2019 年 12 月開始傳播，2020 年 1 月上旬確定病原體為 SARS-CoV-2。確認病原體之後，研究者就能開始解析病毒基因和分子結構，展開後續檢驗試劑、疫苗與藥物研發，進一步揭開傳染病的未知面紗。
第二則是了解臨床特徵：遭受感染後，潛伏期多久？臨床症狀為何？疾病自然史怎麼變化？所謂疾病自然史，指的是疾病自然演變的整個連續性過程，會隨著人、時、地有所不同。例如不是每位感染 COVID-19 的患者都會發燒，重症症狀也都不太一樣，沒有辦法如同 SARS 依據發燒的單一症狀來篩檢，大幅增加防疫難度。此外，還有許多無症狀和輕症感染者，陳建仁說：「It is even worse！」因為 2019 年底疫情爆發初期，關注焦點都集中在重症病人，但重症者多半已住院隔離，輕症病人與無症狀感染者反而成為潛伏流竄的社區傳播者。
面對輕症與無症狀感染的特徵，邊境管控如何定義出「14 天的隔離檢疫期」呢？陳建仁解釋，這同樣是依據疾病自然史來斷定。
從感染到出現症狀的時間為「潛伏期」，有些人潛伏期是 3～5 天，有些人延長到 7 天以上。分析大量 COVID-19 案例的疾病自然史後得知，潛伏期呈常態分布，中間數值大約是 5～7 天，極端值則為 14 天。由此，防疫政策定義出 14 天隔離期加上 7 天自主健康管理，期滿之後，病毒傳染力通常已大幅降低。不過，臨床上仍會出現離群值（Outlier），少數病人可能 22 天後才發病，因此勤洗手、戴口罩、保持社交距離，還是相當重要的防疫措施。
台灣防疫上半場：阻斷病毒傳播的無名英雄
綜觀 COVID-19 防疫戰，陳建仁認為，台灣防疫迄今大概可以分成兩個階段。第一階段是 2019 年 12 月首度發現 COVID-19 至 2020 年 11 月疫苗問世，他稱為防疫「上半場」。
在上半場期間，最好的防疫方法為阻斷病毒傳播途徑，也就是繼承 SARS 經驗的各項防疫工作。台灣人歷經 SARS 陰影，對勤洗手、量體溫、戴口罩、保持社交距離與避免群聚活動等並不陌生，多數人也願意配合。
即時將病毒阻擋在國門之外，也是上半場的重點策略。2019 年 12 月 31 日，疾病管制署羅一鈞副署長在 PTT 論壇看到中國出現非典型肺炎病例聚集的訊息，旋即發函通知世界衛生組織（World Health Organization, WHO），台灣也在當天啟動邊境管制，展開武漢直飛班機的登機檢疫，並加強院內感染管控。這是我們在防疫上半場搶得先機的關鍵。
COVID-19 屬於第五類法定傳染病，警戒全面提升後，也隨即加強病例通報，所有疑似病例皆須通報疾管署，當病患確診後隔離治療，並展開接觸者疫調。陳建仁解釋，疫調目的即在於釐清感染源和散播途徑，並找出需要匡列隔離的人，這是重要的管控傳染的方法。透過調查旅遊史（Travel history，最近 14 天內國外旅遊史）、職業史（Occupation，職業類別）、接觸史（Contact history，近期接觸與出入場所）與群聚史（Clustering，最近 14 天與家人朋友群聚情況），由此可評估民眾是否屬於高風險族群。
為了改善過去 SARS 防疫口罩不足的缺點，政府組成口罩國家隊增加口罩產能，共增設 92 條口罩產線。應用智慧科技進行精準的追蹤檢疫，包含設計入境檢疫與防疫追蹤系統、電子圍籬 App 等，在權衡最小侵害與隱私保障的原則下，讓防疫人員掌握居家隔離及居家檢疫者的健康狀況與行蹤。
2020 年 COVID-19 肆虐全球之際，台灣有很長一段時間僅有零星確診個案，餐廳維持營運、學校照常上課、球賽和演唱會持續舉辦，彷彿平行世界。陳建仁強調，防疫的成功除了歸功在第一線作戰的醫護與防疫人員，更重要的，2,300 萬台灣人都是無名英雄，他們遵行防疫規範，遏阻病毒的擴散。
到 2021 年 6 月中，台灣居家檢疫與居家隔離的人數累計約有 70 萬，其中僅有不到 2,000 人因違反規定而受罰。這些民眾犧牲了 14 天的自由，讓其他人得以正常生活。若沒有大多數人配合防疫政策，疫情也無法控制得這麼好。
台灣防疫下半場：疫苗戰與變種病毒
第二階段是 2020 年 12 月 COVID-19 疫苗問世之後，陳建仁稱為防疫「下半場」。除了持續阻斷傳播鏈以外，普遍施打疫苗以提升群體免疫力至關重要。
陳建仁說，原本規劃目標是以 3,000 萬劑疫苗覆蓋 65% 以上人口（每人 2 劑），其中包括阿斯特捷利康（AstraZeneca）疫苗 1,000 萬劑、莫德納（Moderna）疫苗 500 萬劑、COVAX（COVID-19 Vaccines Global Access，嚴重特殊傳染性肺炎疫苗實施計畫）分配取得 500 萬劑，再加上國產疫苗 1,000 萬劑，來鼓勵國內疫苗廠研發製造。
不過，計畫趕不上變化，各國競相爭搶疫苗，資源分配也難以公平。國際疫苗交貨一再延宕，比預期慢得多；而國產疫苗使用棘蛋白次單元技術，研發時間也比 mRNA 疫苗和腺病毒載體疫苗更長。
然而，疫苗供應不足的期間，病毒突變的步伐並未停歇。陳建仁指出，當病毒在人群中傳染、複製與增生時，RNA 病毒會不斷突變，逐漸往「致死率低、傳染力強」的方向演化。
2021 年 5 月初，Alpha 變異株突破了台灣的邊境管制，造成大規模社區感染，較嚴重的有華航諾富特、新北獅子會、宜蘭電子遊樂場，以及萬華茶藝館等群聚案，萬華茶藝館感染者因平均年齡較高，死亡率也相對提高。由於事態緊急，政府在 2021 年 5 月 15 日首先提升雙北疫情警戒至三級，後續全國也全面進入三級警戒。
台灣在 2020 年維持很長一段時間本土零病例，但 2021 年 5 月爆發大規模的社區感染，面臨另一波防疫挑戰。（資料來源：疾管署傳染病統計資料查詢系統）
陳建仁分析，當單日確診達到 200 多人時，表示病毒至少已經傳遞了 4 波，如果不趕快控制並阻斷病毒傳播，在病毒持續傳遞 9 波以後，理論上會有 20 幾萬人感染（4 的 9 次方）。
經過全民緊鑼密鼓的防疫努力之後，確診病例數從一開始的每天 500～600 人，到 7 月中已降至 20 人以下。陳建仁語帶感性地說：
「疫苗不足的情況下，可以在短短兩個月控制疫情，真的相當不容易。這是中央與地方政府合作、政府與民間合作，以及 2,300 萬人的默默努力所帶來的成果。」
但他也強調，疫苗仍是下半場防疫作戰的最佳解方，必須盡快將完整接種率提升到 65%～70%。其中，遏止疫苗假消息的傳播，也是不可忽視的一環。
截至 2021 年 10 月 16 日，台灣疫苗完整接種率為 22%，美國 56%，全球為 36%。與世界各國比較，台灣還有很大的努力空間。（資料來源：Our World in Data）
疫苗緊急使用授權與免疫橋接
「疫苗是防疫下半場最重要的救援投手。」陳建仁強調，以往疫苗的研發，從動物實驗到臨床試驗一期、二期和三期，通常需要至少 5～10 年才能成功。
在動物實驗階段，必須確認疫苗的有效性與安全性，才可進行人體實驗。有效性有兩個評估重點：一個是「中和抗體效價」，也就是疫苗打入動物體內之後，所產生可以中和病毒的抗體濃度越高越好；第二個重點為「保護力」，即施打疫苗的動物在受到病毒感染後，是否不會被感染或發病。
疫苗研發漫長耗時，然而 COVID-19 疫情迫在眉睫，如果要等上 10 年才能施打疫苗，恐怕全世界的人都難逃病毒侵襲。因此，世界各國無不設法推進研發進度，例如美國前總統川普在 2020 年 5 月宣布「神速行動計畫」（Operation Warp Speed），投入大量資金在疫苗生產與供應上。採用 mRNA 新技術的莫德納疫苗與輝瑞／BNT 疫苗，在完成三期期中分析後，2020 年 12 月就雙雙取得美國食品藥物管理局的緊急使用授權（Emergency Use Authorization, EUA），隨即廣泛施打。
但是，全球疫苗產能依然極度不足。2021 年 5 月世界衛生組織因此召開了一場專家會議，討論透過「免疫橋接研究」（immuno-bridging study）取代三期臨床試驗的可能性。
陳建仁解釋，免疫橋接就是以保護力相關指標（Correlates of Protection, COP）來取代傳統三期臨床試驗的評估。由於中和抗體效價和保護力呈正相關，如果中和抗體效價能達到目前已認證疫苗的水準，便可考慮作為 EUA 審核標準。雖然世界衛生組織專家會議沒有達成共識，但歐盟、韓國與台灣都支持免疫橋接。
台灣國產疫苗免疫橋接研究方法 分為國產疫苗組和 AZ 疫苗組，取 65 歲以下成年受試者，比較第二劑施打後 28 天的血清中和抗體值。
採用以下兩個方式進行統計分析比較，兩項都達標才算成功：
- 原型株活病毒中和抗體幾何平均效價比值（geometric mean titer ratio, GMTR ) 的 95% 信賴區間下限須 >0.67
- 國產疫苗組的血清反應比率（sero-response rate ) 的 95% 信賴區間下限 >50%
- ☆ 血清反應比率，依據 AZ 疫苗 60% 原型株活病毒中和抗體累積分布量設定。
- ☆ 若申請 EUA 前，世界衛生組織釋出中和抗體之保護力相關指標的閾值數據，則參考世界衛生組織標準設定血清反應比率的比較條件。
相關議題目前仍有許多正反爭論，許多人也不免質疑：若免疫橋接可行，為何美國持保留態度？
陳建仁認為，除了科學專業，各國也有自己的考量，美國目前已經有莫德納、嬌生和輝瑞／BNT 等疫苗，整體供應無虞，故對免疫橋接有所保留。但陳建仁強調，不能只考慮資源充裕國家的情況。即使台灣疫苗接種率達到 70%，也難以高枕無憂，因為病毒會不斷複製和突變，若不能盡快協助其他貧窮國家接種疫苗，終止 COVID-19 的全球大流行，很可能演化出疫苗逃逸株（vaccine escape strain），導致現行所有疫苗都失去保護力。
綜合上述，陳建仁認為這是世界衛生組織進行免疫橋接討論，以便有更多的新疫苗可以通過 EUA 的原因之一。他感慨地說道：「病毒無國界，沒有國家可以單獨對抗病毒，我們不能讓任何一個國家被遺棄，變成全球衛生的孤兒。」
與 COVID-19 共存的世界
這場全球大流行的瘟疫，確實重創全世界。台灣即使實施嚴格的邊境管控，但在三級警戒下，餐飲、觀光及運輸等民生產業皆深受衝擊。經歷病毒一波波反覆侵襲，我們何時可能結束這場漫長的戰役，重返正常生活？
陳建仁認為，施打疫苗能減緩疫情大流行，讓病毒不會大幅度傳播，降低病毒突變的機率。但是，要完全撲滅 COVID-19 已不太可能，因為大量輕症與無症狀感染者，會讓病毒持續存活，小幅度蔓延，而且新生兒尚無法接種疫苗，也是病毒的可能宿主。換言之，我們要有心理準備與 COVID-19 共存。
COVID-19 病毒為了自身延續，會往高傳染力、低致死率的方向自然演化。那麼，下一步的共存之策為何？
陳建仁給出幾項解方：精準快篩、充足疫苗與抗病毒口服藥物。目前美國默沙東藥廠（MSD）已研發出 COVID-19 抗病毒口服藥物莫納皮拉韋（molnupiravir），正在申請 FDA 緊急使用授權，台灣也與藥廠接洽中。
未來場景已經可以想像：多數人已接種過疫苗，正常上班上課，如果有人經快篩確認感染 COVID-19，醫生便給予口服抗病毒藥物來降低病患體內的病毒量，避免重症、降低傳染力，而社會仍如常運作，醫療體系也不致崩潰，類似目前因應流行性感冒的對策。
陳建仁提到，公共衛生有個重要的概念──「一體健康」（One Health），也就是所有人、所有動物與所有環境都健康。例如流行性感冒、SARS 或 COVID-19 等傳染病，都屬於人畜共通的疾病，疾病不只威脅人類，也會感染動物，甚至對生態造成影響。如果我們不破壞環境，避免和野生動物有過多非必要接觸，或許就能減少接觸中間宿主動物的機會，人類也不會從自然界的動物感染到新型病毒。
「因應未來各種可能的新興傳染病，保持『一體健康』，才會有更好的對策。」陳建仁總結道。
延伸閱讀
- 〈成功防疫因素〉。衛生福利部 COVID-19 防疫關鍵決策網。
- 陳建仁（2020）。《流行病學：原理與方法》。新北：聯經。
- 陳建仁（2021）。〈智慧防疫與精準健康〉。中央研究院物理所 YouTube。
- 簡國龍、廖美、吳介民（2021）。〈國產疫苗緊急使用授權爭議與因應路徑 2.0 版〉。思想坦克網站。
——本文摘自《研之有物：見微知著！中研院的21堂生命科學課》/ 中央研究院研之有物編輯群，2022 年 2 月，時報出版。
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