從影集《陰屍路》(The Walking Dead)到電玩《最後生還者》(The Last of Us),主角都是在美國,而且當殭屍危機爆發後都往鄉下逃。但是到底要往哪邊的鄉下逃,才能逃過一劫?研究指出,如果你在美國,洛磯山脈北部或許是不錯的選擇。
在電影、電玩或其他虛構的作品中,殭屍(Zombie,或譯為喪屍、活死人)的傳染途徑是帶原者舐咬健康的人,使健康的人染上病原體(註)成為殭屍。美國康乃爾大學(Cornell University)的一位理論物理碩士生阿勒米( Alex Alemi),利用不同尺度的傳染病學擴散模型,預測當美國爆發殭屍危機時疫情會如何擴散?哪個區域會最晚遭受感染?他說:「你要記得的忠告是,當疫情爆發,你該盡可能遠離人群。」
殭屍雖然也是人與人近距離傳染,但和感冒病毒不同,一旦染病,患者很快地就失去意識,也就無法透過交通工具傳播(你沒看過染病的殭屍還會乖乖搭地鐵站著拉拉環吧?),而且疫情在城市裡擴散很快,大眾運輸系統短時間內就會關閉。阿勒米提到,當疫情在紐約市爆發,一下就全數感染,但光是要擴及近郊紐約上州(upstate New York)就需要花上至少一個月。在這項模擬研究中,團隊還導入了「動態」擴散,因為殭屍疫情在人口稀疏的區域擴散速度還會減緩(因為要咬到下一個人的機會變小了),更不用說是偏僻又難以行走的山區。
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此外,並不是每一種殭屍的行動能力都一樣,像是《末日Z戰》(World War Z)還有《28週毀滅倒數:全球封閉》(28 Weeks Later)中的殭屍就會跑,行動敏捷。美國軍方在一份訓練手冊中就將殭屍的種類分成8種,殭屍不同的行動能力,在疫情模擬中就需要不同的參數。
1990 年,融合蛋白 CD4 免疫黏附素(CD4 immunoadhesin)誕生。這項設計,是為了對付令人類聞風喪膽的 HIV 病毒。
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我們知道 T 細胞是人體中一種非常重要的白血球。在這些 T 細胞中,大約有六到七成表面帶有一個叫做「CD4」的輔助受體。CD4 會和另一個受體 TCR 一起合作,幫助 T 細胞辨識其他細胞表面的抗原片段,等於是 T 細胞用來辨認壞人的「探測器」。表面擁有 CD4 受體的淋巴球,就稱為 CD4 淋巴球。
麻煩的來了。 HIV 病毒反將一軍,竟然把 T 細胞的 CD4 探測器,當成了自己辨識獵物的「標記」。沒錯,對 HIV 病毒來說,免疫細胞就是它的獵物。HIV 的表面有一種叫做 gp120 的蛋白,會主動去抓住 T 細胞上的 CD4 受體。
而另一端的 Fc 區域則有兩個重要作用:一是延長融合蛋白在體內的存活時間;二是理論上能掛上「這裡有敵人!」的標籤,這種機制稱為抗體依賴性細胞毒殺(ADCC)或免疫吞噬作用(ADCP)。當免疫細胞的 Fc 受體與 Fc 區域結合,就能促使免疫細胞清除被黏住的病毒顆粒。
不過,這裡有個關鍵細節。
在實際設計中,CD4免疫黏附素的 Fc 片段通常會關閉「吸引免疫細胞」的這個技能。原因是:HIV 專門攻擊的就是免疫細胞本身,許多病毒甚至已經藏在 CD4 細胞裡。若 Fc 區域過於活躍,反而可能引發強烈的發炎反應,甚至讓免疫系統錯把帶有病毒碎片的健康細胞也一併攻擊,這樣副作用太大。因此,CD4 免疫黏附素的 Fc 區域會加入特定突變,讓它只保留延長藥物壽命的功能,而不會與淋巴球的 Fc 受體結合,以避免誘發免疫反應。
從 DNA 藍圖到生物積木:融合蛋白的設計巧思
融合蛋白雖然潛力強大,但要製造出來可一點都不簡單。它並不是用膠水把兩段蛋白質黏在一起就好。「融合」這件事,得從最根本的設計圖,也就是 DNA 序列就開始規劃。
我們體內的大部分蛋白質,都是細胞照著 DNA 上的指令一步步合成的。所以,如果科學家想把蛋白 A 和蛋白 B 接在一起,就得先把這兩段基因找出來,然後再「拼」成一段新的 DNA。
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