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做出正確病毒模型 登革熱防疫有突破

childsci_96
・2014/06/11 ・2011字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 586 ・九年級
相關標籤: 登革熱 (22)

登革熱圖1

文/彭貴春(成大醫學院微生物及免疫學研究所/傳染性疾病及訊息研究中心副教授)
圖/樹下繪本

衛福部疾管署公布登革熱疫情,上週新增六例本土病例,和之前七例同樣集中在高雄市前鎮區,其中三例為首例群聚的接觸者,顯示群聚感染擴大。

登革熱是對人類健康最有威脅的蚊蟲傳染病,不但沒有有效藥物,也沒有疫苗。幸好成大研究團隊,成功分析出人體內的登革熱病毒與體外培養的病毒的差別,將有助於研發有效治療方式!

四月底時,比爾蓋玆引用世界衛生組織、國際糧農組織等資料統計,表示一年有七十二萬人因蚊子而死亡,蚊子可以說是對人類最致命的動物!而根據世界衛生組織的統計,病媒傳染病中,又以登革熱的傳播速度最快,威脅到全世界四成以上人口的健康。可見我們必須對這個疾病有更多的了解才行。幸好國內研究團隊在病毒研究上有了新發現!

科學家很早就開始製作登革熱疫苗,可惜預防效果不如預期。最近的醫學研究中,發現病人身上找到的登革熱病毒,和實驗室內體外培養的登革熱病毒有很大的差異。病人身上的病毒沒有殼膜,但具有一層軟質膜,實驗室培養的病毒,則含有一層殼膜但沒有軟質膜。這些小小的差異會大大改變病毒的外觀,可能是疫苗無法發揮效用的原因之一。

成功大學微免所、生物資訊與訊息傳遞所結構生物學家,及國際巨分子和奈米醫學創新研發中心正進行合作,利用X-光結晶學技術、冷凍電子顯微鏡及立體結構的重組技術,做出體內病毒的3D立體結構模型。有了正確的病毒模型,科學家就能更了解登革熱病毒的樣貌,將來無論是是探討病毒感染的機制、致病的機轉,還是治療方式及疫苗研發,都會有很大的幫助。就像警察要抓壞人,先知道壞人的長相,就比較容易抓到。

登革熱 是跟時間賽跑的疾病

登革熱是由蚊子(埃及斑蚊及白線斑蚊)傳播給人類的疾病,得病後,會嚴重高燒、肌肉疼痛,還會感染骨髓細胞,病人痛起來就像骨頭要裂開那樣,所以又被稱為「斷骨熱」。

登革熱分為典型登革熱及出血性登革熱,出血性登革熱比較危險,可能造成全身大出血而引起心肺衰竭,甚至休克死亡。
大部分的人都是不知不覺被蚊子叮到,剛開始時,症狀不明顯或是跟感冒很像,所以常被忽視。可怕的是,退燒期時病情反而加重,但這時可能就來不及就醫了!

不過,要是能即時診斷並做適當治療,病人恢復的機率很大。所以要是覺得發燒後皮膚溼冷、四肢冰涼,覺得坐立不安,就該提高警覺,立刻到大醫院做檢查。

【QA時間】

Q:登革熱在臺灣的好發季節和地點?
A:登革熱發生的區域大多在熱帶及亞熱帶(包括臺灣)。不過因為交通四通八達,登革熱在這幾年已經傳播到世界各個角落。
在熱帶及亞熱帶的疫區國家,主要是小孩比較容易受感染;在非疫區國家如臺灣,則是成年人感染率較高。可能的原因是:臺灣成年人的戶外活動頻率較小孩高;有糖尿病或高血壓病史者也比較容易感染,而這些人大多是成年人。
臺灣因為位在溼熱的亞熱帶地區,是蚊子最喜歡的生長環境,只要稍不注意,容易成為登革熱流行地區。通常夏秋之際是最流行的時候,但隨著全球暖化,登革熱病毒在臺灣的流行季節會持續到冬天。
雖然疫情的流行區主要是高屏、臺南地區,不過因為南北交通頻繁,登革熱的流行並不會只限於南臺灣。

Q:什麼是境外移入?什麼又是本土的登革熱案例?
A:境外移入,表示病患是在國外被病媒蚊叮咬,到臺灣後病情才發作。如果小美出現發燒、頭痛症狀,又經醫生診斷是登革熱;但她在發燒前兩星期並沒有出國玩,就表示是在臺灣被傳染的。

Q:登革熱除了經由蚊子傳染,還有其它傳染方式嗎?
A:有些被登革熱病毒感染的人雖然看似健康,卻可能成為帶原者。如果帶原者去捐血,而目前捐血時並沒有篩選登革熱病毒,就可能成為另類登革熱傳染的途徑。

Q:既然登革熱是要跟時間賽跑的疾病,可以很快檢查出來嗎?
A:登革熱的臨床病症和其他常見的發燒疾病很相似,為了能確切診斷,會同時在實驗室確認,不過實驗診斷技術及方法很複雜又很費時。真正能幫助臨床診斷的是快速篩檢試劑,因為快,準確度就沒那麼高。所以現在最重要的,是發展精準又快速的臨床檢測試劑。

Q:沒有有效治療的藥物該怎麼辦?
A:只能做輔助性治療,像是密切觀察。因為要設計出抗病毒的藥物,必須對病毒的生物特性和結構有所了解。
目前的研究發現,人類骨髓造血幹細胞很容易被登革熱病毒感染,如果能針對這部分做深入研究,了解病毒感染人體的狀況,就能對病毒的生物特性有更多了解,設計出具療效的抗登革熱病毒藥物。

Q:要怎樣預防登革熱?
A:有些科學家想藉由改變蚊子的基因,來讓牠們無法傳播,以減緩疾病的擴散,但成果並不明顯。目前最好的防護措施,還是清除蚊蟲的溫床,避免蚊子叮咬。
要怎麼樣杜絕蚊子繁殖呢?蚊子幼蟲會生長在不流動的清水,如盆栽底部或廢輪胎的積水中,最好能隨時清理;政府也應該定期進行消毒。
前往登革熱高風險地區旅遊、探親,一定要做好防蚊措施,在身體裸露的地方使用經衛福部核可的防蚊藥劑,穿著淺色長袖衣褲也有效呵!

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到底該如何斷開登革熱傳染的鎖鍊?直擊「養蚊子」研究室
Suzuki
・2019/10/04 ・4988字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

每年夏季除了陽光、沙灘、煙火之外,在台灣不能不提的,就是登革熱了。我們都知道登革熱是由蚊子傳染的,但要阻止蚊子孳生、斷開登革熱傳染的環節,為何會如此困難呢?

本次泛科學專訪專研病媒蚊防治的臺大公衛系副教授蔡坤憲,希望能夠解答此一問題。

走進蔡坤憲的研究室,就可以發現這裡是認真的「養蚊子」專區。一旁實驗皿上還有一顆顆黑色的蚊子卵、水盆則有已孵化的孑孓。光進實驗室,就讓人渾身發癢啊~

天氣溫暖蚊子孳生,就要小心登革熱流行了!

但研究蚊子,對於防治相關的疾病是至關重要的。蔡坤憲表示,國家蚊媒傳染病防治研究中心在五、六月放置「誘蚊產卵器」時,就發現今年蚊子產卵數比去年同期多 10 萬顆,顯示氣候適宜蚊子生長,環境管理與防治必須要加把勁。

除了今年的氣候適宜蚊子生長,更需留心的是,東南亞登革熱發生了大流行。因此導致今年境外移入的登革熱病例也特別多,截至 8 月 26 日,已有 343 起境外移入病例,與同期相比是 23 年來最多。本土登革熱則有 75 例,主要集中台南與高雄,台北和新北亦有零星病例。境外移入病例指的是:在他國被登革熱病媒蚊叮咬,在台灣發病的情形;本土病例則是未出過國而感染登革熱的情況。

根據疾管署的統計 23 年的登革熱病例數,2019 年登革熱境外移入病例最多。
圖/截自疾管局管網
本土登革熱疫情控制得宜,近幾週確定病例數下降。
圖/截自疾管局管網

如果東南亞登革熱疫情嚴重,也會帶動本土登革熱流行。也就是說,民眾旅外被病媒蚊叮咬後,回臺發病,又被本土蚊子叮咬,此時就會將病毒傳給蚊子。帶有病毒的蚊子再去叮人,登革熱就會再傳播出去,進而造成本土病例。

一到四型登革熱,何者最易引發重症?

大家對登革熱的主要印象是會致命。實際上,被登革熱病媒蚊叮咬有八成不會有明顯的症狀,而發病的患者中,大多是輕微的「典型登革熱」,僅有 5% 為重症型的「出血性登革熱」。根據 WHO 資料,致死率約 2.5%,但台灣醫療進步,致死率低於 1%。

登革熱依病毒的抗原共分為 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 型,每一年流行的型不同。人只要感染過某一型登革熱病毒,就會對那一型病毒終身免疫。而初次感染登革熱,大都是典型登革熱,症狀不會太嚴重,主要是發燒、出疹、肌肉骨骼疼痛,跟一般感冒很像。

蔡坤憲表示,目前沒有藥物可以直接殺死登革熱病毒,大都以支持療法為主,康復還是要靠免疫系統。只要免疫力夠,多數人一週內都能痊癒。

目前沒有藥物可以直接殺死登革熱病毒,大都以支持療法為主,康復還是要靠免疫系統。
圖/pixabay

蔡坤憲表示,台灣的重症集中在 50 歲以上的人,而且出血型重症不多,通常是糖尿病、高血壓等慢性病,伴隨登革熱才引起嚴重併發症。今年南部流行的第 Ⅱ 型登革熱,是研究顯示較易引發重症的病毒型。

登革熱病毒在台灣是四型齊備,今年的病毒型不只有 Ⅰ、Ⅱ 型,還有第 Ⅳ 型。儘管 Ⅳ 型的症狀比較輕微,但許多人缺乏這種抗原的抗體,因此較容易感染,而國外也有出現「跨型別」重複感染加重的狀況,這都是要特別注意的。

防蚊即防疫,斷開傳染的鎖鍊

2015 年登革熱肆虐臺灣,全台本土確診病例高達 4,3419 人,導致 214 人死亡!蔡坤憲表示,防疫一輕忽,未即時處置環境,一隻埃及斑蚊一次可吸 4 至 6 人的血,一個生命週期約吸四次血,就會將病毒傳給超過 20 人,人再傳給蚊子,疫情就會越滾越嚴重。

  • 註:雌性埃及斑蚊生命週期約是三十天,剛成蟲的蚊子,在第二天就能吸血。若第二天吸到帶有登革熱病毒的血液,第九天就可以開始傳播病毒。在其生命剩餘的二十天,約能再吸四次血,很可能再將病毒傳染給 20 人。
登革熱感染時程圖。
圖/截自疾病管制署。

防治登革熱絕對不是只有爬爬樹、加高湖水深度、放盆肥皂水和刷水盆那麼簡單。

蔡坤憲表示,蚊子的生命力很強,而且斑蚊習慣將卵產在花盤邊緣。所以即使水盤乾枯,卵還能耐旱半年,當午後雷陣雨一下,孑孓馬上會孵出來,因此防疫絕對不能亂槍打鳥。「要認識蚊子的特性,防疫才會有感。」

看到花盆上一點一點黑黑的,可別誤以為是沙子,放大來看那都是斑蚊的幼蟲卵。
圖/臺大公衛院蟲媒傳染病實驗室提供。

原本乾的花盆底盤,一加水後,馬上可以看到一條條扭來扭去的孑孓被孵出來了。(影片提供:臺大公衛院蟲媒傳染病實驗室。)

歡迎來到「蚊子」研究室

走進蔡坤憲的研究室,這裡是貨真價實的「養蚊子」區。有幼蟲住在糞坑旁肥壯的「白腹叢蚊」、褐色的「熱帶家蚊」,還有體型稍小的「白線斑蚊」和「埃及斑蚊」。在關燈的情況下,可以發現夜行性的家蚊活力旺盛,斑蚊則停在籠子上昏昏欲睡。

蔡坤憲老師在實驗室養蚊子,進行研究。昆蟲系畢業的他笑說,別人研究漂亮的蝴蝶、甲蟲,他口才比較不好,講得不如同學出色,不如就研究大家討厭的蚊子吧!
攝/簡鈺璇。

蔡坤憲表示,大家晚上被吵到睡不著的通常是熱帶家蚊或地下家蚊,牠們滋生在任何靜滯積水中,特別喜歡有機質污水,包括:地下室污水槽、化糞池和水溝裡。

褐色的熱帶家蚊喜歡晚上出沒吸血,是不折不扣的吸血鬼。
圖/臺大公衛院蟲媒傳染病實驗室。

相較於家蚊是夜行性、愛孳生在髒臭的水裡,斑蚊就比較陽光和愛乾淨。白線斑蚊和埃及斑蚊的體型比家蚊小,母蚊子喜歡日間吸血,然後在乾淨的積水處產卵,特別是室內的人工容器,包括:花瓶、花盆底盤,以及室外天然容器,如:竹筒、樹洞。

傳染登革熱得元凶:白線斑蚊 VS. 埃及斑蚊

以登革熱病毒的傳播能力來看,埃及斑蚊比白線斑蚊更危險。蔡坤憲表示,埃及斑蚊不會在同一人身上把血吸飽,而是用「啜飲」的方式,吸了 4-6 人才會飽;相對的白線斑蚊就喜歡在一個人身上停很久,吸飽血再飛走。因此,埃及斑蚊難打,且一次感染數量大,容易有群聚感染的狀況;白線斑蚊則比較好打,病毒傳播力弱。此外,斑蚊還會產下帶有登革熱病毒的後代,傳染力相當驚人。

在台灣,登革熱重災區 ── 高雄與台南,就是埃及斑蚊的活動範圍;而白線斑蚊則多分佈全台。不過通常有埃及斑蚊出沒區,就不會有白線斑蚊。同時,兩種斑蚊有潛在競爭的關係,這是由於兩者的寄生「簇蟲」不同之緣故。

簇蟲是一種棲息在無脊椎動物腸道裡的寄生蟲。當白線斑蚊吃了不屬於自己的簇蟲,它就會死掉,所以才會造成兩者間的競爭關係。

圖/取自疾管署

防蚊也要對症下藥,習性不同方法也不同

對付家蚊與登革熱有不同的方式!要減少家蚊,獲得一日好眠,必須清理地下室的積水和小水溝,水溝上可以加蓋避免蚊子進去產卵,或是投蚊子專屬的生長調節劑,讓蚊子幼蟲長不大。

肥皂水難以對付斑蚊

「肥皂水」防蚊也是針對家蚊!肥皂水的發酵味道會吸引蚊子產卵,家蚊會將卵產在水中央,但肥皂水會破壞水的表面張力,家蚊產卵時便無法站在水面上,易腳滑溺斃在水中。

但這種方式「無法」對付斑蚊,因為斑蚊喜歡將卵產在容器水面邊緣,所以產卵時不會站在水中央。蔡坤憲也提醒,肥皂水放一陣子,破壞表面張力的效果會消失,不久就捕不到蚊子。另外若將肥皂水放在太陽底下,也無法吸引蚊子產卵。

肥皂水難以對付斑蚊。
圖/pixabay

補樹洞、填水池、刷容器要做對 才能防止登革熱

南部是埃及斑蚊的盛行區,七成埃及斑蚊在室內活動,容易孳生在乾淨人工容器中,所以家中擺放黃金葛、發財竹都要特別注意。可藉由養食蚊魚種,像是孔雀魚、大肚魚等,來吃蚊子幼蟲來防治,或者夏天乾脆就收起來不要養。

相較於喜歡室內活動的埃及斑蚊,白線斑蚊喜歡室外環境,因此需要注意室外的積水來源,所以才需要補洞、加高水池和洗容器。

蔡坤憲笑著說:補洞也有眉角。下過雨後,樹洞如果沒有積水,就不需要補。樹洞是鳥類和蜘蛛的窩,如果都補起來,反而不利於生態系。

圖/pixabay

至於最近高雄希望提高「金獅湖」水位,來養魚吃孑孓的防治登革熱有沒有效?蔡坤憲認為:湖水濁黃,斑蚊不會在裡頭產卵,倒是湖邊常見的竹筒圍,容易積水,正是白線斑蚊最好的孳生處。民眾找到積水源,除了倒掉容器中的積水外,更重要的是把容器邊附著的卵清掉,避免下雨後,孑孓孵出來。

圖/取自疾管署

多管齊下,防疫防蚊才能生效

登革熱防治必須「綜合」防治,目前有物理、生物、非化學性和正在開發的真菌防治方式。蔡坤憲表示,噴殺蟲劑是最後手段,因為蚊子已有抗藥性。

根據早期 2006 年臺大昆蟲系教授徐爾烈的研究,南部埃及斑蚊對七種常見殺蟲劑中,有五種是比較無效的,因此長期噴藥無助於防疫,甚至會破壞生態系和人體。

由徐教授的研究中可知,斑蚊對多種殺蟲劑有抗藥性。
圖/臺大公衛院蟲媒傳染病實驗室提供。

物理的防治,像是滴市售的防蚊「單分子模」,讓蚊子無機會產卵,以及卵無法孵化成蟲,適合靜止水不常擾動的器皿,如:室內盆栽。

農田中需要舀水的桶子,不適合用物理防治,較適合以生物和非化學性的方式來防治,可透過人工方式引入劍水蚤,也就是《海綿寶寶》裡的「皮老闆」!

圖/giphy

它會在沈在水底下,專吃一、二齡的孑孓,一晚可以吃 40 隻。此外,渦蟲和肉食性昆蟲「仰泳椿」,也被發現可以吃孑孓呢!

劍水蚤補食剛孵出來孑孓的影片,原來皮老闆這麼厲害啊!(影片提供: 臺大公衛院蟲媒傳染病實驗室)

 

渦蟲的捕食法更是特別,影片中正是渦蟲在孑孓附近爬動分泌黏液,將幼蟲纏繞困住,然後吸食。2018 年新北市竹林中學以研究渦蟲捕食孑孓,獲得台灣國際科展三等獎。(影片提供: 臺大公衛院蟲媒傳染病實驗室)

蔡坤憲表示,透過食物鏈特性剋蚊子是最好的方式。若要降低生態系統的侵擾,也可以使用對抗蚊子的專一生長調節劑,例如:孑孓吃入「蘇力桿菌」後,菌體破掉的結晶體會割到蚊子的腹部,導致幼蟲死亡;「百利普芬」(Pyriproxyfen) 也是常見生長抑制劑,南部常見黑色誘卵桶,裡面就有它,它會干涉蚊子幼蟲的羽化,讓蟲蛹無法脫皮變成成蟲。

未來「真菌」抑制斑蚊生長也很有潛力。由於真菌對特定宿主有很強的專一性,所以是很好的防治素材。

今年六月,馬里蘭團隊就將瘧蚊易感染的「綠僵菌」進行基改,讓綠僵菌帶有蜘蛛毒液的基因。當瘧蚊感染真菌就會死亡,而且實驗效果相當好!在布吉納法索實驗一個半月間,就消滅 99% 的瘧蚊,此研究也登上《Nature》期刊。

防治登革熱最難的不是蚊子而是人

不過,蔡坤憲坦言:「防治登革熱最難的不是『蚊子』,而是『人』。」每到防疫季總有人不願配合。政府也訂定法規,根據《傳染病防治法》:拒絕配合衛生局清除孳生源,可處以 3000 元至 1 萬 5000 元罰鍰。若因環境髒亂、置放積水容器,導致病媒蚊孳生,則依《廢棄物清理法》取締,處以 1200 元至 6000 元以下罰鍰。

預防登革熱除了「巡、清、倒、刷」外,還要了解自己為什麼要這樣做,知道蚊子的特性,防疫才能變通和對症下藥。

蚊幼蟲的綜合防治法的對照圖表。
圖/臺大公衛院蟲媒傳染病實驗室。
Suzuki
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超純社會組學生,對未知的一切感到好奇,意外掉入科技與科學領域,希望在猛點頭汲取知識的同時,也能將箇中妙趣分享給大家。

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用發泡劑填充樹洞,真的能防治病媒蚊!?
廖英凱
・2019/07/25 ・2427字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 524 ・七年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

近日拜某擅於爬樹的人物所賜(咦),大家都關心起爬樹、樹洞、以及 爬樹  填補樹洞是否真的能有助於防治登革熱。有人發現被攀爬的這棵樹,其樹洞中被填補了工程防水用的發泡填縫劑。網路上有討論認為發泡劑因為會不斷膨脹或有毒,並不應該作為樹洞填補的工法。¹

所以說,到底樹洞可不可以用工程發泡劑填補啊?(歪頭)

https://www.facebook.com/electionbar/posts/2775226029172696?__tn__=H-R-R

樹洞到底能不能填?又該怎麼填?園藝工法的觀點

根據討論園藝相關資訊的網站 gardening know how  所述,從園藝工法的角度來看:樹洞填充物若與樹木對天氣、溫溼度等膨脹的反應不一致,可能導致更多隙縫而對樹木造成損害。此外,傳統工法常用混凝土、砂石等作為填縫材質,因為不利於樹木結構穩定,更會提高未來要移除鋸斷樹木時的施工風險。

倘若一定要填補的話,則建議使用較軟的材質:如發泡海綿(softer material, such as expanding foam)等²。而在舊金山紀事報(SFGate)上的一則簡短報導也建議,除非是要防治害蟲或避免積水損害樹木,否則不應隨便填補樹洞。若是要填補,則可以利用可膨脹的聚氨酯泡沫(expandable polyurethane foam)。

聚氨酯又是什麼東東呢?聚氨酯(polyurethane )縮寫與俗稱為 PU。常被應用在田徑跑道、清洗用的海綿,或用作醫療手套、保險套等來取代天然橡膠的使用。1950年代起,以聚氨酯為成分的發泡材料被陸續量產應用。

特別是硬質的聚氨酯泡沫,由於不易導熱且硬度高,常被用於汽車、冰箱、與建材的腔體填充或塗料應用。在本次的填充樹洞事件中,所被使用的「工程發泡劑」,也多以聚氨酯為主成分。

常見的聚氨酯發泡海綿。圖/wikipedia

因此,若填充樹洞所使用的工程發泡劑,其成分為可膨脹的聚氨酯硬質泡沫,則可以作為樹洞填充施工的建議工法。

填補樹洞與病媒蚊之間的距離?病媒蚊防治的觀點

然而,樹洞填充對樹木生長仍可能有風險,所以必須要是基於更顯著有利的理由,才值得施作此工法。

例如基於病媒蚊可能導致登革熱、茲卡病毒、瘧疾與黃熱病等疾病的傳播,美國亞利桑那大學農業與生命科學系Dawn H. Gouge 教授等人,在 「Mosquitoes: Biology and Integrated Mosquito Management」 一文中指出:樹洞中的少量的積水,是孳生病媒蚊非常隱蔽的場所,並建議使用膨脹率較低的膨脹泡沫,如聚氨酯泡沫作為填充物。4

美國疾病管制署的文件截圖。

美國疾病管制署在 「Mosquito Control:What You Need to Know About Filling Tree Holes 」一文中更明確規劃了防治病媒蚊填充樹洞的指引5

  1. 確定樹洞是否會積水,不會積水的樹洞可以提供野生動物築巢,不需要填充。
  2. 如果樹洞會積水,則建議使用常用於居家保溫工程的膨脹泡沫來填充樹洞;且填充前不需要特別清理樹洞。
  3. 如果過度填充,則可在泡沫硬化後,將突出的泡沫移除磨平。

美國疾管署亦建議:

  • 不要使用砂石填充樹洞,因為砂石無法避免水在樹洞中累積,並導致砍伐時的風險。
  • 不要用混凝土填充樹洞,因為混凝土並無彈性也過重。
  • 不要在樹上鑽出排水孔,這會導致樹木損傷。

由以上回顧可知,在確認樹洞確實有積水,使樹洞填補有其必要性的前提下,利用膨脹係數較低的聚氨酯硬質泡沫等發泡劑,作為樹洞填補的材質,是今日被建議使用的園藝工法,並能減少病媒蚊孳生的環境。
也因此,認為工程用發泡劑不可以用做樹洞填補的主張,明顯與今日園藝、美國疾管學界與美國疾管署的建議或指引有所出入。

不過,基於世界各地樹種與病媒蚊、傳染病的差異,美國的研究與政策指引,若要妥善應用於台灣的在地情境,也往往仍需配合在地自然環境等特徵做程度或方法上的調整。

白線斑蚊 Aedes-albopictus
具有登革熱傳染力的白線斑蚊。Source:wikipedia

雖然說源自石化工業的工程發泡劑感覺實在跟大自然的樹木格格不入,顏色也不太搭配(=w=),但其實將發泡劑用來填補樹洞,以防治病媒蚊也不是完全沒有依據的。只是也得提醒一下施工單位,等泡沫硬化了記得要去打磨削平一番,可不能像沫蟬一樣就這麼待下去啦。

y編按:昔有冷泉加熱就會得到溫泉之主張,今有爬樹補樹洞能防蚊之說法,政治人物們做出或說出令人瞠目結舌之事,似乎越來越常見了。我們總難免因為喜歡或討厭說話的人,而對他說的話有月暈效應,忘了當我們懷疑眼前所看到的事物時,該用什麼樣的方式去瞭解問題、找資料佐證、思考並做出判斷。

比如說,雖然樹洞積水可能真的會滋生病媒蚊,但是否有評估其施作風險?(像是死亡的非洲大蝸牛的殼內積水、大型會捲曲的落葉的內部積水斑蚊也能在其中生長,所以是不是全部都該立即處理?)面對登革熱,又是否還有更有效且更該執行的項目呢?又或者,在檢測樹洞積水時真的有需要爬樹嗎?………

討厭或喜歡某個人,全盤接受或拒絕他說的話很簡單,而難是難在儘管面對這樣的人,仍然能有獨立思考的思辨能力。

爬樹囉~(X 圖/pixabay

資料來源

  1. 選BAR FB貼文
  2. Patching tree hole
  3. How to fill holes in trees ?
  4. Gouge, D. H., Li, S., Walker, K., Sumner, C., Nair, S., & Olson, C. (2016). Mosquitoes: Biology and Integrated Mosquito Management.
  5. TreeHoles-FactSheet.
廖英凱
30 篇文章 ・ 248 位粉絲
非典型的不務正業者,對資訊與真相有詭異的渴望與執著,夢想能做出鋼鐵人或心靈史學。 https://www.ykliao.tw/

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改造基因預防愛滋,是否搞錯了些什麼?——賀建奎基因編輯嬰兒事件(下)
寒波_96
・2019/02/04 ・4478字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 563 ・九年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

CRISPR 到底是基因編輯,還是基因改造?

我們趁機更仔細地來了解 CRISPR 到底是什麼?有些人指稱賀建奎對胚胎做的是「基因編輯」,而「不是基因改造」,很明白這是錯的。你可以用 「為什麼用基因編輯預防愛滋,是很糟的主意?」稱呼這些實驗是基因編輯,但它們當然也都是基因改造。

這種認知似乎來自台灣某些人討論農業與法律時的用語,認為基因編輯意思是「不加入外源基因」。OMG!也許有些法律條文這樣定義,卻也讓大家產生了誤解。姑且不論我個人的認知,讓我們客觀的去討論編輯這個名詞,編輯的英文是「edit/editing」,各位讀者可以搜尋「genome editing」、「gene editing」、「DNA editing」等關鍵字,瞭解「編輯」一詞在國際上,這幾年來怎麼定義與使用。

例如這篇 2018 年的 review〈The CRISPR tool kit for genome editing and beyond〉,讀到第三段大概就能理解基因編輯簡單的發展歷史,以及國際上對「編輯」的定義1

我的認知中,用分子生物學的方式,人為改變遺傳序列,都算是廣義的基因改造 (modification)。近年 TALEN、Zinc finger,以及大家最熟悉的 CRISPR 問世以後,能夠比較精確地改變特定位置的 DNA 序列,所以又被稱作基因編輯 (editing),聽起來比基因改造厲害;相對地,無法針對特定目標的基因改造,例如用轉座子或病毒,攜帶 DNA 片段插進基因組,就不適合叫作基因編輯。

如果 CRISPR 只能改變原本的 DNA 序列,不能送進外源基因,它怎麼可能這麼萬用?如上文提及,CRISPR 有兩種改造策略,一種是直接改變,另一種是插入外來序列。一個很簡單的概念,在各國大量文字記錄中,一般提到 CRISPR,不管哪種作法,都是以編輯描述。假如基因編輯的定義限制是不能插入外來基因,現已發表的眾多論文、新聞都要更正用詞,或是全世界各科學家要召集會議,重新定義了。

而這次各界之所以使用「基因編輯」描述基改寶寶事件,主因是由於賀建奎以 CRISPR 改造基因,和有沒有外源基因卻是一點關係都沒有。更別提極端的觀點:加州大學戴維斯分校的 Paul Knoepfler 在 Nature 森77的投書,賀建奎對胚胎的基因改造根本不算是精準修改,沒資格使用基因編輯之名2 (強者我朋友 os:「這個人好無聊啊,別人都在擔心 impact,他在擔心用詞」)。

名詞的定義與內涵會不斷改變,但是至少在最近幾年,基因編輯都不等於改造後沒有外源基因。法律用詞是一回事,而科學界的常用內涵則是另一個領域,希望看到本文的讀者,可以更加明白 CRISPR 基因改造的概念。

不過,與賀建奎帶來的負面影響相比,他的行為叫作基因改造或是基因編輯真的只是小事。大家都沒錯,比碩士生還不如的賀建奎才是錯的!

改造人類基因預防傳染病?毫無演化常識

改造生殖細胞,即使不能做,但不是不能討論。比方說,技術進步到一個境界以後,能不能修改胚胎基因,「治癒」病因明確的遺傳疾病呢?這是可以談論,也是遺傳學家遲早會面臨的問題。

但是賀建奎不但做了還做失敗,這個人最天才的就是,既使隨便找個名目做人體實驗,他卻不選遺傳疾病,而是選擇傳染病,甚至美其名為「愛滋疫苗」,嚇死寶寶了!

防治愛滋。圖/取自 123RF

賀建奎似乎真的不懂愛滋、不懂疫苗,也毫無演化常識。我們基因改造抗病蟲害的農產品與動物,多數是要用來吃或實際上的使用,長大就殺來吃了。(神隱少女的台詞默默出現)。

但用在人身上就很不同,以現在常態來看,大多數的人都可以活到七、八十歲,但病原體在轉瞬之間就能迅速演化。

同一款殺蟲劑使用幾年以後,可能就被害蟲適應了;就算人類出生時不會被感染,1、20 年後呢?一個人如果活到 70 歲,恐怕不到 30 歲時,出生時的基因改造已經被不斷突變的病原體破解了。這是為什麼體細胞的基因療法很有價值,生殖細胞不適合的一個原因。

網路上有替賀建奎辯護的人,找來一大堆論文、資料,把他的實驗設計吹的天花亂墜,但事實卻是,從實驗開始的設計一直到失敗的結果看來,除了花了很多錢以外,賀建奎基因改造的結果,大多數同領域的碩士生也都辦得到。

跟病毒比突變,這個人一定瘋了啊!圖/取自 Science〈Extremely High Mutation Rate of a Hammerhead Viroid

至於 CCR5 基因被改的慘不忍睹的露露與娜娜,還有一招詭辯是,她們那些突變其實不是全新的,之前有論文報告過,有自然出生的人 CCR5 基因也配備那些突變,所以那都有天然存在,不會有危害。

要騙過敵人,就得先騙過自己人?要替毫無演化常識的人護航,可能得是毫無演化常識的人才能辦到。人類基因組上任何一個位置都能突變,但是很多地方一突變就活不下去,還有許多位置會影響生存與繁衍的機率。以配備一對 CCR5-Δ32,完全沒有原版 CCR5 基因的人來說,儘管能防禦某些愛滋病毒,要是感染西尼羅病毒、登革熱、黃熱病、流感病毒等疾病,卻會面臨更高風險3

基因改造,就算沒有脫靶,非常精準,影響也是牽一髮而動全身。有生醫實驗經驗的人,即使沒學過演化,也應該知道有些突變的效果是條件性 (conditional),一般狀況下沒有影響,特定狀況下才會發生,例如缺少某個基因,常溫下沒事,高溫逆境下卻會死掉。也許某個人確實配備某一突變,那個人平時健康好像也沒什麼問題,這卻實在不該作為亂改基因的藉口。

基因改造人,為何選在中國誕生?

科學研究無法脫離社會脈絡,賀建奎能成功讓基因改造人誕生,與中國獨特的社會狀況或許有些相關。

賀建奎是在中國本土讀的大學,後來成為美國名校萊斯大學的博士,典型前途大好的年輕海龜。他和萊斯大學的指導教授 Michael Deem 關係應該很不錯,兩位沒有執行過任何臨床計劃的博士,一同成為人類基因改造計劃的合夥人,有酒食先生饌,多麼溫馨的師生美談啊4

萊斯大學一對師生 Michael Deem 與賀建奎,為中美合作史立下特殊的典範。圖/取自 ref 4

美國不能做的壞事,就到中國做!改造人露露與娜娜的降世並不簡單,偽造文書只是小事,張羅實驗經費、設備、材料,有金主應該也不是太困難,關鍵還是要找到精子、卵子,以及子宮。賀建奎在 2017 年 5 月聯繫北京的愛滋病公益組織「白樺林」,找到一批夫妻,男方是愛滋感染者,女方沒有感染,卻有生育障礙,作為他的新創事業孵化器5,6

凡事都要代價。一對夫妻,男方提供精子、女方提供卵子,還要貢獻子宮懷胎十月,獲得被基因改造過,前途未卜的寶寶,付出這麼多能得到多少報酬?答案是,就只有改造人寶寶,還要按時回診檢查。

合約中提到 28 萬人民幣這個價碼(約 126 萬新台幣),我有朋友直覺反應是「竟然這種賤價就把小孩賣掉」,可惜誤會了。這 28 萬是幫夫妻做基因改造、試管嬰兒,再加上生小孩,評估的帳面醫療費用,父母實際上一毛錢都拿不到,中途要是退出或發生意外,還要退錢。這麼糟糕的條件,不但不能發大財,風險還很高,為什麼報名還那麼踴躍7

合約說明。圖/取自 ref 7

賀建奎科學專業不行,但是卻很有規劃,他充分運用中國法律、社會制度、愛滋患者的弱點:「在中國,愛滋病患者或家庭不允許做試管嬰兒手術,這些患者通常要去泰國;現在可以免費,她們很想嘗試」(所以賀建奎其實違反了不少中國法律)。還記得前文提到,實驗失敗卻仍然誕生的改造人露露嗎?賀建奎宣稱是露露的父母希望她出生,或許不是謊言,但是真相……

悲劇是這麼上演的。鬧劇是這麼上演的。

科學界除了自律以外,只能期盼歲月靜好,現世安穩?

賀建奎的脫序演出,令人聯想到科學史上另一件大事:1975 年 2 月的第二次厄西勒瑪會議。當時重組 DNA 的技術全新問世,也帶來潛在的公眾信任危機,一群科學家與記者、律師、作家一同開會討論後,提出將實驗風險分級的四級管制。科學家成功展現自律,也贏得研究的自由8

CRISPR-Cas9 基因改造技術問世以來,學界與公眾的討論與擔憂,和 1970 年代頗有幾分神似。和當初不同的是,當年一群美國人關起門來吵出結論,大家照著遵守就能搞定大部分問題。如今學術界更加國際化,做壞事不但可以選擇管制鬆散的地點,出事還有撤退方案,以前做壞事會被封殺,現在卻能轉進到新的地方繼續當大師。

圖/ Nature〈CRISPR: Science can’t solve it

例如賀建奎雖然在中國執行計劃,卻明顯接受美國來的美援,甚至還有美國人前指導教授的參與,在美國不能做、不敢做的,通通改到中國實現(儘管在中國也是違法)。對於這種跨國犯規,不只少數單位,甚至不只一個國家面臨考驗,中國政府至今的回應還算公道,已經將賀建奎自任職的南方科技大學開除,並持續調查9

然而,賀建奎起了頭,而且昭告天下,中國社會有龐大的生小孩需求,可以讓有心人利用,這會誘惑多少人鋌而走險?賀建奎雖然實驗本身做得亂七八糟,還算有個樣子,他的跟風者卻不一定。用 CRISPR 改造基因非常容易,就算技術、知識很差的人也不難自行操作,假如這種人又不缺胚胎來源與受孕的母體,如此將誕生多少基因編輯成面目全非的寶寶?

事情就這樣發生了,我們該怎麼面對?當科技脫離道德,在一個沒有自我約束的世界中,賀建奎之流何時將二度降臨?

生物科技與遺傳學的前途也許仍一片光明,過去每次危機也順利度過,希望未來也是如此,否則,也只能願使歲月靜好,現世安穩了。

延伸閱讀

參考文獻

  1. The CRISPR tool kit for genome editing and beyond(類似的回顧論文很多,隨便選一篇最近的)
  2. Gene editing: sloppy definitions mislead
  3. Baby gene edits could affect a range of traits
  4. Rice University investigates professor’s involvement in genomic editing of human embryos
  5. 內地艾滋公益團體“白樺林”為賀建奎實驗組織薦50人 倫理委員會和倫理審批仍然是謎
  6. 艾滋病公益组织“白桦林”: 曾被“吹风”两女婴将出生 (白樺林負責人訪問,非常值得一讀)
  7. 基因编辑婴儿同意书曝光:感染艾滋和脱靶均不负责
  8. Human genome editing: ask whether, not how
  9. CRISPR-baby scientist fired by university

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。