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COVID 為何會影響嗅味覺已有結論?還可以治療嗎?

Aaron H._96
・2022/06/27 ・1671字 ・閱讀時間約 3 分鐘

COVID 疫情發展至今已經將近三年,在疫情之初,「嗅味覺」受到影響、甚至失去嗅味覺,是感染 COVID的常見症狀之一,甚至有將近半數的確診者都有程度不一的症狀。失去嗅味覺的持續時間不一,根據追蹤研究,有將近 46% 的確診者在確診一年後,依舊有嗅覺障礙的症狀,其中有將近7%的感染者甚至完全失去嗅覺能力。

有將近 46% 的確診者在確診一年後,仍有嗅覺障礙的症狀。 圖/Pressmaster

為了給予正確的治療,科學家開始提出為何確診者會失去嗅味覺的幾項假說:

假說一:鼻腔中支持細胞受影響,氣味受體減少

在疫情初期,研究1認為 SARS-CoV-2 病毒會直接攻擊嗅球上的嗅覺神經元,或是間接攻擊鼻黏膜上的支持細胞(sustentacular cells),使得嗅味覺受到影響。研究人員分離了容易受到 SARS-CoV-2 攻擊的細胞所攜帶的蛋白質,發現可能與帶有 ACE2 或是 TMPRSS2 的基因有關。嗅覺神經元周邊的支持細胞、幹細胞和血管周邊細胞上都表現了 ACE2 的受體蛋白,很有可能會受到 SARS-CoV-2 的攻擊,而影響化學受器的正常運作。

紐約哥倫比亞大學的生物學家 Stavros Lomvardas 更延伸了這個想法2。研究團隊解剖了過世的確診者與實驗鼠的鼻腔,利用 UMAP 進行單細胞定序分析結果發現,雖然嗅球上的嗅覺神經元數量看起來未減少,但細胞核的染色體排列受到攪亂,導致鼻黏膜上用來偵測氣味的化學受器,卻比一般未確診者要來的少的很多。

確診者的嗅球上的嗅覺神經元數量看起來未減少,但細胞核的染色體排列受到攪亂,導致鼻黏膜上用來偵測氣味的化學受器變少。
圖/iLexx

假說二:UGT2A1、UGT2A2 出現基因突變3

這個假說想解釋的是為什麼有部分確診者「嗅覺喪失」的持續時間,比其他的確診康復者還要長久。

研究調查了 69841 名嗅味覺受到影響的確診者,發現 UGT2A1、UGT2A2 這兩對基因,似乎在確診後可能出現點突變,影響這兩對基因的表現,使嗅覺上皮代謝氣味分子的能力受到影響,進而改變嗅味覺。

假說三:大腦嗅覺皮質部分受損,導致嗅味覺受到影響4

此研究調查了英國生物資料庫中,785 名 51 歲到 81 歲的受試者的腦部 MRI 掃描,其中有 401 位受試者在前後兩次腦部掃描期間感染 COVID。

研究人員發現腦部有三大變化:大腦嗅覺皮質和海馬旁回的灰質厚度和組織密度都明顯減少、初級嗅覺皮質有組織受損、有部分的感染者甚至出現大腦整體萎縮的現象。這三大現象,可能會降低嗅覺上皮偵測氣味分子的能力,因此影響大腦接受嗅味覺刺激的能力。

通過腦部掃描,發現確診者的腦部有所損傷,這可能也是導致嗅味覺失常的原因。 圖/engagestock

嗅味覺喪失可能的治療?

由於嗅味覺本來就是相當容易受到干擾的特殊感覺,目前還沒有完善的藥物治療方式,例如給予鼻噴劑型的類固醇、注射 PRP 的效果也不佳。因此有許多餐飲界的企業,紛紛想要參與嗅覺刺激的研究。

倫敦大學感官中心(Centre for the study of the Senses)的 Barry Smith 教授,試圖與餐廚界合作,用口感結合氣味的訓練方式,刺激患者的大腦,增強對嗅覺的敏感度。英國生鮮箱新創 Gousto 與慈善機構 AbSent 合作推出「Flavour Saviour」,結合了四種嗅覺訓練用的嗅瓶以及醬料包。試著讓失去味嗅覺的確診者,回想起自己熟悉的味道,希望能藉此強化味道與記憶的連結5

參考文獻:

1. Non-neuronal expression of SARS-CoV-2 entry genes in the olfactory system suggests mechanisms underlying COVID-19-associated anosmia. Science advances, 6(31), eabc5801. https://doi.org/10.1126/sciadv.abc5801

2. Non-cell-autonomous disruption of nuclear architecture as a potential cause of COVID-19-induced anosmia. Cell, 185(6), 1052–1064.e12. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.01.024

3. The UGT2A1/UGT2A2 locus is associated with COVID-19-related loss of smell or taste. Nature genetics, 54(2), 121–124. https://doi.org/10.1038/s41588-021-00986-w

4. SARS-CoV-2 is associated with changes in brain structure in UK Biobank. Nature, 604(7907), 697–707. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04569-5

5. https://flavour-saviour.co.uk/

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Aaron H._96
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COVID-19可能增加老人失智風險,需長期追蹤
寒波_96
・2020/12/20 ・1449字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 536 ・七年級

COVID-19(武漢肺炎、新冠肺炎)對於老年人的殺傷力比較大。除了感染病毒造成的直接危害之外,專家也觀察到不少重症患者出現「譫妄 (delirium) 」的症狀,令人憂心,是否幾年後「失智 (dementia) 」的風險將會增加?

老惹。圖/geekculture

什麼是「譫妄」?

譫妄是一類短期症狀,老年人出現的機率較高。患者往往會意識混亂、產生幻覺,例如看到魚在牆壁上用膝蓋走路之類的。

導致譫妄的原因仍有許多不解,不過並不罕見。2015 年的研究指出,住進加護病房的重症者約有 33% 發生譫妄。然而,一項研究調查武漢肺炎的重症者,發現 2000 人中高達 55% 出現譫妄,比例明顯高出許多。

瘟疫初期的重災區,義大利的倫巴底,就有醫師觀察到有些病患沒什麼呼吸道症狀,但是明顯出現譫妄。由此推論,診斷武漢肺炎時,譫妄應該列入可能的症狀之一。

看似有道理的推論是,當壓力過大,超過腦部處理的能力,例如長期發炎,或是神經傳導物質失調,令腦內小劇場失去平衡,便會營造譫妄上演的舞台。

譫妄和失智有什麼關係?

另一值得重視的是,過去研究發現譫妄出現之後幾年,產生失智(也常被稱為老人癡呆)的機率也會增加。

失智是一類長期症狀的統稱,實際觀察指出譫妄與失智呈現正相關,發生過譫妄的人,失智的機率會增加。反過來一樣:失智的患者,譫妄機率也變高。

譫妄與失智呈現正相關。圖/Pixabay

但是譫妄和失智,無法肯定是否有因果關係,或是譫妄如何促進失智。譫妄倘若真的會促進失智,目前有 3 種可能的解釋。

  1. 譫妄發生時,腦袋受到急性傷害,例如有害物質一時堆積在腦部。這些令腦部短期損傷的效果,長期最終將發展為失智症。
  2. 手術或感染造成腦部長期發炎。發炎可以增加血流,促進循環將廢棄物及有害物帶走;但是發炎太久的話,也可能損害細胞與組織,比方說讓神經細胞受傷,一段時間後導致認知失調的後遺症。
  3. 失智患者(即使只處於初期)神經元的聯結比較稀疏,面對發炎等困境時,神經組織的防禦較糟,更容易受損。這使得他們發生譫妄的機率增加,失智症也容易變得更嚴重。此一論點也稱作「閾值假說 (threshold hypothesis) 」。

結論

總之觀察得到的關係是:武漢肺炎重症患者,發生譫妄的機率高,可能增加隨後出現失智症的風險。

因此在診斷與治療武漢肺炎時,也必需注意譫妄造成的影響;而患者「康復」一段時間之後,是否有失智的徵兆,也是需要長期追蹤關注的項目 。

參考資料

延伸閱讀

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變種病毒是什麼?變異病毒株會影響臺灣和疫苗功效嗎?
PanSci_96
・2020/12/31 ・3572字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 565 ・九年級

編按:12 月 27 日自英國返台的發燒少年(案 792)確診,經基因比對後,確定為感染 COVID-19 的變種病毒——病毒變異株(B.1.1.7 病毒株)。而在 2020 年的最後一天,搭乘同班機的 20 多歲男性(案 791),也確診為病毒變異株,衛福部也緊急宣佈從 2021/1/1 開始限制入境。

這隻病毒變異株為何強悍?病毒變異株對疫苗又有何效果影響呢?跟著泛科學一起來看看吧!

SARS-CoV-2 突變體——B.1.1.7 病毒株

2020 年 11 月下旬,謎團正困擾著英國的公衛學者們。新型冠狀病毒疾病(COVID-19)在英國境內快速傳播,政府祭出了嚴格的管制;然而,公衛學者們詫異地發現,儘管在各種管制下,英國境內的肯特郡(Kent),COVID-19 的感染率仍居高不下。

比對基因後,英國科學家才發現了新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)的變異株,被稱為 VOC 202012/01(Variant of Concern 202012/01,直譯為「2020 年 12 月第一個值得關注的突變株」) [1],又稱為「B.1.1.7 病毒株」,同時觀察到此變異株,已快速地傳入了英國的首都倫敦。11 月時,倫敦的新增感染者約有四分之一和此病毒變異株有關;然而到了 12 月,已高達三分之二的新增感染者,皆由此病毒變異株所感染 [2],可見其令人驚駭的強悍傳染力。

改一點胺基酸,感染力更強

值得關注的是,目前已知 B.1.1.7 病毒株有 17 個突變 [3, 4] [註1],而其中 8 個突變發生在病毒表面的棘蛋白(spike protein)。而棘蛋白就是負責和人體細胞受體(ACE2)結合、撬開並感染細胞的關鍵;同時也是輝瑞(Pfizer)和莫納德(Moderna)mRNA疫苗的關鍵蛋白。

棘蛋白是輝瑞(Pfizer)和莫納德(Moderna)mRNA疫苗的關鍵蛋白,棘蛋白的變異有可能影響現行疫苗的效果。圖/Pexels

換言之,倘若棘蛋白的胺基酸變異過大,不僅可能會強化病毒和人體細胞的結合力、進而提升病毒感染力。更有可能導致輝瑞(Pfizer)和莫納德(Moderna)mRNA疫苗失效。

根據倫敦帝國理工學院的沃爾茲(Erik Volz)博士說法,B.1.1.7 病毒株傳播力可提升70% [註2] [2]。其中有兩個突變位置受到關注 [3, 4],分別是:

  • N501Y:在棘蛋白的受體結合域(receptor-binding domain, RBD),也就是病毒棘蛋白與宿主受體接觸的部位,其上的第 501 個胺基酸,從天門冬醯胺(N)變成酪氨酸(Y)。此突變可能會提高感染力、使抗體療法失效:[5]
     
    1. 感染力的提升:增強棘蛋白和人體細胞受體(ACE2)之結合,進而更容易侵入人體細胞。從過往的人工改造棘蛋白的資料顯示,N501Y 的突變,很可能提高棘蛋白和 ACE2 受體的交互作用[6]。同時,科學界認為,和 △69-70 缺失的突變共同作用下,可能會提高病毒整體的傳染力[6]
       
    2. 抗原性:棘蛋白的受體結合域,是抗體最常辨認、咬住病毒、使其病毒無法侵入人體的地方。因此,受體結合域裡的突變,很可能會導致試驗中的抗體療法失效;換言之,位於受體結合域的 N501Y 突變,很可能會讓未來的抗體療法直接胎死腹中。[6]
       
  • △69-70:棘蛋白 N 端第 69、70 個胺基酸缺失—科學家利用表面有 ACE2 受器的細胞進行實驗。數據顯示,和現今主流的病毒株棘蛋白相比,缺失了第 69、70 個胺基酸的突變棘蛋白,突變的棘蛋白反而提高了兩倍的感染力[7]

我們該擔心什麼?

雖然細胞實驗證明,棘蛋白突變後,與細胞的受體結合力更強[5]。美國疾病管制與預防中心認為,更緊密的結合不一定等於更嚴重的傳染力[4];但部分科學家認為此變異株應該具有更高的傳染力[3]若治療用的藥物、抗體等,其標的為棘蛋白,那麼突變後的棘蛋白,可能使目前的藥物、抗體失去療效。[4,8]

突變的病毒可能會引起「逃避免疫」[8],指原來可辨認老病毒的抗體,卻再也無法對抗新的變種病毒了。舉例而言,人們施打疫苗後產生抗體,然而此抗體僅能抓出老病毒、卻無法有效辨認新的病毒變異株,因此施打疫苗後,仍然可能會再次受到感染。

疫苗會無效嗎?

現在領先的輝瑞(Pfizer)、莫納德(Moderna)的 COVID-19 疫苗,皆是 mRNA 疫苗。其原理是將設計過的 mRNA 注射、餵食給人體細胞。吃了疫苗的細胞接受 mRNA 的指令,產生目標的病毒蛋白。而人體的免疫細胞發現此病毒蛋白,開始進行學習、訓練,進而產生免疫力[9]而這兩家廠商皆不約而同地選用了棘蛋白來設計疫苗的 mRNA,也因此「面對來自英國的病毒變異株,mRNA 疫苗是否仍有效?」,成了大家擔心的議題[9]

理論上,針對小幅度的突變,疫苗仍應有效。免疫細胞會辨認目標蛋白的多個位置,因此少許的突變,人體內仍有足量的免疫細胞能辨認出入侵者[2]。而和輝瑞共同製造出全球第一支針對 COVID-19 的 mRNA 疫苗廠商——BioNTech 執行長 Uğur Şahin 表示,他們的 mRNA 疫苗設計,訓練免疫細胞的病毒棘蛋白全長超過 1,270 個胺基酸,而此病毒變異株只有 9 個胺基酸和 mRNA 疫苗設計不同,因此在學理上,輝瑞疫苗應仍有效對抗病毒變異株[3]。同時他們也正著手進行實驗,預計在 2021 年的第一週就能知道,輝瑞疫苗能否對抗變種病毒了[3]

輝瑞疫苗理論上能對抗病毒變異株,但還需要實驗驗證。圖/Pexels

然而,出現在英國的病毒變異株,也讓我們看到未來數十年間,人類生活的新面貌。 SARS-CoV-2 的快速突變、累積下來的變化量,非常有可能讓舊式的疫苗失效、使新種病毒脫離疫苗的克制,導致疫苗逃逸(vaccine escape)效應[10]

可以想像,COVID-19 疫苗很可能需要每年更新,猶如現今的秋冬流感疫苗一般;我們也可能得要過著每年都得挨上一針的生活了。

慶幸的是,以 mRNA 疫苗技術而言,更新疫苗設計非常迅速[11];單以莫納德(Moderna)開發的 COVID-19 第一批 mRNA 疫苗而言,該公司僅花了 25 天就製造出了疫苗,可謂神速[9]

面對病毒變異株,我們應該做什麼?

雖是老生常談,但保持社交距離、戴口罩仍是你我應該要做到的,而在病毒變異株尚未廣泛傳播的現在,限制人員流動顯得更為迫切。另外,加速疫苗接種也有助於限制病毒變異株的傳播,並能有效防止病毒進一步變異。[5]

延伸閱讀:封城真的有效遏止疫情延燒嗎?由剛解封的武漢談起

保持冷靜,繼續前進。Keep Calm and Carry On.

註解

  • 註1:突變的位置和數量,美國疾病管制與預防中心(US CDC, 參考文獻 4)說法和《Science》(參考文獻 3)不太一樣,本文參考《Science
  • 註2:僅有新聞報導提及,尚未有經同儕審查論文,或政府官方的資料佐證傳染力提升70% 

參考文獻

  1. 2020/12/20. COVID-19 (SARS-CoV-2): information about the new virus variant. 英國政府
  2. 2020/12/22. 新冠病毒變種:對引發擔憂的英國病毒突變我們知道什麼。BBC中文
  3. Kai Kupferschmidt (2020) Mutant coronavirus in the United Kingdom sets off alarms, but its importance remains unclear. Science. DOI: 10.1126/science.abg2626
  4. 2020/12/22. Implications of the Emerging SARS-CoV-2 Variant VOC 202012/01. US CDC
  5. SA Kemp, WT Harvey, RP Datir, DA Collier, IATM Ferreira, AM Carabelli, DL Robertson, RK Gupta (2020) Recurrent emergence and transmission of a SARS-CoV-2 Spike deletion ΔH69/V70. bioRxiv
  6. Investigation of novel SARS-COV-2 variant 
  7. McCarthy, K. R., Rennick, L. J., Nambulli, S., Robinson-McCarthy, L. R., Bain, W. G., Haidar, G., & Duprex, W. P. (2020). Natural deletions in the SARS-CoV-2 spike glycoprotein drive antibody escapebioRxiv.
  8. 疫情顯微鏡:新冠病毒變異的5種潛在後果(黃麗華) | 蘋果新聞網 | 蘋果日報
  9. 讓免疫系統再次偉大!mRNA疫苗會是COVID-19的救世主嗎? – 科學月刊Science Monthly
  10. Dumonteil, E., & Herrera, C. (2020). Polymorphism and selection pressure of SARS-CoV-2 vaccine and diagnostic antigens: implications for immune evasion and serologic diagnostic performance. Pathogens9(7), 584.
  11. COVID-19 (SARS-CoV-2): information about the new virus variant – GOV.UK
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武漢肺炎疫情規模不明?美國追蹤捐血者找線索
寒波_96
・2020/04/20 ・2140字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 565 ・九年級

正在世界大流行的 COVID-19(武漢肺炎、新冠肺炎),是感染 SARS-Cov-2 冠狀病毒所導致,本文之後稱之為「 SARS二世」。

疫情至今仍然不清楚的一大問題是:到底有多少人感染 SARS二世?由於不同人感染後的症狀差異極大,少數人重病致死,卻也有不少人連症狀都沒有出現,加上檢驗資源有限,因此很難評估實際的疫情規模。

調查捐血者,取樣的美國 6 處都會區地點。圖/修改自 geology

不知道疫情傳播的狀況?從捐血樣本內抗體推斷

美國已經展開一項計劃,希望以較小的成本了解疫情狀況,那就是調查捐血者的血樣中,多少人出現對抗病毒的抗體,評估疾病的傳播程度。科學媒體 Science 訪問其中一位科學家,加州舊金山大學的 Michael Busch,解釋這項計劃的目標。

感染病毒以後,人體的免疫系統會產生對抗病毒的抗體,因此只要偵測到抗體,就代表這個人曾經感染過病毒。不過人體產出抗體需要一段時間,在感染的前幾天還沒有,要等到出現症狀的 4 、 5 天以後才有;想要在更早階段就發現感染,必需直接偵測病毒的 RNA 或蛋白質。

美國從 3 月開始的調查,將連續五個月從 6 個大都會區取樣:西雅圖、紐約、舊金山灣區、洛杉磯、波士頓、明尼阿波利斯;每個地區每個月各自檢驗 1000 個捐血者的血樣,每一個月蒐集 6000 個血樣。接下來在今年 9 和 12 月,以及明年的 11 月,再由美國各地蒐集 5 萬個樣本。

每個血樣都有捐贈者的詳細資訊,可以藉此了解

疫情傳播的狀況、抗體是否隨著時間減弱,以及評估群體免疫的效果,這類重要的問題。

不過捐血者無法代表立即的感染狀況,因為會去捐血的人,都是沒有發燒,也沒有症狀的人,他們反映的情況,或許會落後給大眾的實際狀況一到兩個月。

美國將追蹤捐血者是否有相關抗體。圖/pixabay

多久以前感染?抗體是否隨著時間減弱?

抗體並非只有一種。感染病毒以後,人體在不同階段生產的抗體種類與數目會不一樣,由此可以回推感染大致發生在多久以前。區分比較短的時間,像是 4 天與一週,光靠抗體很難判斷;不過更長的時間,一個人在幾週以前感染這種問題,就能以抗體回答。

了解一個人在多久以前感染病毒,不只能掌握疫情的發展,也有些實際的意義。例如前幾年造成一陣恐慌的茲卡病毒,若是懷孕時感染,可能會導致嬰兒嚴重的後遺症。所以一位懷孕的女生,是在懷孕以前或是在懷孕期間感染,意義完全不一樣。

藉由現代醫學已知人體在生產抗體的階段性,回推感染時間點。圖\GIPHY

對 SARS二世病毒的免疫力有「有效期限」嗎?

一個人感染 SARS二世以後,是否能建立免疫力,免疫力能維持多久,會不會再度感染,都是至今了解仍然不足的重要問題。

至今知道有 7 種冠狀病毒會感染人類, SARS二世、 SARS 、 MERS 的症狀比較嚴重,有機會致人於死,另外 4 種卻只會造成普通感冒。人類感染那 4 種冠狀病毒後會產生抗體,有效抵擋入侵者,一段時間後卻會減弱,一到兩年後喪失免疫力,而能被再度感染。

假如感染 SARS二世以後,人體建立的免疫力能維持終身,那麼隨著感染人數增加,就會有愈來愈多人對病毒免疫,如此一來就有希望建立「群體免疫」。然而,若是感染 SARS二世後的狀況和那 4 種冠狀病毒類似,免疫力一段時間以後就會消失,群體免疫的效果恐怕就不太樂觀。

對 SARS二世的免疫力能持續多久,是否會再度受到感染,都是影響疫情嚴重性的關鍵因素。圖\pixabay

還有一點需要注意的是,一個人假如以前感染過 SARS二世以外的冠狀病毒,擁有對抗其他冠狀病毒的抗體,是否會被誤判為曾經感染過 SARS二世。沒有感染過,卻被判斷為有,也就是偽陽性,這是抗體檢測必需考慮的潛在問題。

最近一項上海的研究分析 175 位症狀輕微的患者,痊癒後的抗體狀況。儘管康復不久,其中 10 人卻幾乎沒有抗體,約 30%  的康復者抗體含量相當稀少,恐怕達不到免疫防禦的最低需求。抗體不足的人,多半是比較年輕的人。假如這是普遍現象,將影響群體免疫與疫苗效果的評估。

人類與 SARS二世病毒的戰爭,才剛剛開始。

本文轉載自新公民議會〈美國將追蹤捐血者,了解武漢肺炎傳染狀況〉

延伸閱讀

參考資料

  1. Unprecedented nationwide blood studies seek to track U.S. coronavirus spread
  2. Coronavirus: low antibody levels raise questions about reinfection risk
  3. Neutralizing antibody responses to SARS-CoV-2 in a COVID-19 recovered patient cohort and their implications

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