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【Gene思書齋】進擊的致命伊波拉

Gene Ng_96
・2015/07/15 ・3225字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 574 ・九年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

EBOLA相信大家從新聞多少有聽說「西非伊波拉病毒疫情」(Ebola virus epidemic in West Africa)。去年底台灣南部還驚傳疑似病例出現,還好只是虛驚一場,可是在交通異常便利的現代,伊波拉病毒自境外傳入任何亞洲國家都不是件機率低的事件。台灣外交部與疾管署於 2015 年 3 月 19 日在台南成立東南亞地區第一個伊波拉防疫訓練中心,疾管署派員到美國學習伊波拉病毒的醫護技術,再技術移轉給來自菲律賓、馬來西亞、新加坡、印尼及越南等東南亞國家的學員。

伊波拉病毒是線狀病毒科的其中一種病毒,可導致伊波拉出血熱,致死率高達 90%,而且死狀悽慘,包含數種不同程度的症狀(包括噁心、嘔吐、腹瀉、膚色改變、全身痠痛、體內出血、體外出血、發燒等),致死原因主要為中風、心肌梗塞、低血容量性休克或器官衰竭。更危險的是,伊波拉病毒感染者症狀與其他的熱帶病毒疾病(例如會發高燒和出血的登革熱)極為相似,有時會因此錯過早期治療階段。

認識伊波拉

伊波拉病毒以非洲剛果民主共和國的伊波拉河命名,此地鄰近首次於1976年爆發疫情的部落:

伊波拉病毒是人畜共通病毒,主要的感染途徑是透過患者體液傳染,如血液、汗、嘔吐物、排泄物、尿液、唾液或精液等,目前並無飛沫感染的證據。遺憾的是,無論對人還是對動物,目前仍未發現可用的治療方法或疫苗,所有藥物和疫苗都還在實驗階段。英國葛蘭素史克藥廠(GlaxoSmithKline,簡稱 GSK)製造的伊波拉病毒疫苗,可能在 2015 年 4 月將會得到藥效研究的結果,2016 年之前或許可上市。由於伊波拉病毒如此致命,加上目前尚未有任何疫苗被證實有效,伊波拉不但被列為生物性危害第四級病毒,也同時被視為是生物恐怖主義的工具之一。

伊波拉病毒引發的出血熱在 1976 年在現今的剛果、南蘇丹首次現身之後,常於非洲撒哈拉以南的地區造成間歇性流行。該地區每隔一段時間就出現一小波疫情,引發軒然大波,接著就消失無影無蹤,只留下一群可憐的病人、垂死患者與屍體。而「西非伊波拉病毒疫情」是 2013 年 12 月始於西非,是當地首次伊波拉病毒大流行、也是最嚴重的紀錄。根據維基百科,此次疫情的最高臨床致死率為 71%;就診病人的死亡率則為 57-59%。

這一次的爆發源於 2013 年 12 月的幾內亞(Guinea),後散播至賴比瑞亞(Liberia)、獅子山共和國(Sierra Leone)、奈及利亞(Nigeria),而英國也有一名隔離患者。美國與西班牙均出現境外移入個案,患者都是醫護人員,但是病毒沒有進一步擴散。2015 年 3 月 18 日,世界衛生組織及多國政府共錄得 24,788 起疑似個案及 10,251起死亡案例。不過,實際的數字相信會比這還高。

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伊波拉防護網的漏洞

這些國家民眾對當局缺乏信任,加上衛生系統不良、醫護人員缺乏充足的防護設備或手套,才會讓疫情一發不可收拾。據說當地氣候炎熱,熱到穿防護衣對醫護人員來說是不折不扣的酷刑,導致許多醫護人員即使清楚伊波拉的高致命率,卻仍因疏於防範而喪命。如果伊波拉患者飛往歐洲、美國或亞洲其他地區,其實也不見得會引起大規模傳染。

如果想進一步瞭解伊波拉病毒從何而來,可以讀這本大衛‧逵曼(David Quammen)的《致命伊波拉:它藏在哪裡?下一次大爆發會在何時?我們能遏止它嗎?》Ebola: The Natural and Human History of a Deadly Virus)。逵曼著有好幾本備受讚譽的科學和自然史類書,尤其是 1996 年以八年的時間完成了膾炙人口的《多多鳥之歌》(The Song of the Dodo),贏得《紐約時報》(The New York Times)書評年度好書推薦,這本書當年也有正體中文版,也還頗暢銷。他最新的創作《 Spillover》(即將由漫遊者文化出版)深入追查世界上幾種最致命的病毒,如何從非人類動物跨種侵入人類。據說《致命伊波拉》內容大半即節錄自該書,可能是因為去年突如其來的西非伊波拉病毒疫情,所以提早出版了有關伊波拉病毒的部分。

《致命伊波拉》是很精彩的調查報導文學作品,深入淺出且引人入勝地帶領讀者前往非洲深山叢林探險,尋找伊波拉病毒起源之謎。除了非洲,逵曼也到歐美的學術和醫療機構追蹤伊波拉病毒的科學和醫學研究發展。致命病毒的科學研究難度極高,因為一來非洲離一流科學機構太遠,二來病毒實在太小;三來它們突變迅速,四來許多病毒疾病症狀太相似;五來因其致命力而導致敢投入研究的科學家太少,六來歐美日富國對落後國家流行的疾病興趣缺缺,即便伊波拉病毒是好萊塢熱愛的電影題材,拍了狗血狂灑的《危機總動員》(Outbreak)。基於上述種種因素,歐美投入的科研資源實在有限。

從叢林深處開始蔓延

《致命伊波拉》讓我們身歷其境地從大量黑猩猩和大猩猩的神秘死亡,以及非洲人撿食「叢林肉」(bushmeat)的傳統,帶領我們見識伊波拉病毒從叢林間漸漸進入人類社會的可能過程。由於食物資源有限,叢林發現的死亡動物,原本像是上天掉下來的禮物,不少非洲部落都不會想浪費,即使已部分腐敗的也不放過,但這項傳統卻也成了許多傳染病從叢林中傳播到人類社會的可能途徑。伊波拉病毒首度出現在非洲時,近乎百分之百的致命率震驚了世人,但它既來得凶、卻也閃得快,讓科學家不知所措。

伊波拉病毒在非洲一些部落引起巨大的恐慌,許多人被無知的巫術、甚至被懷疑是傳播者,而遭亂棒打死。科學家在研究伊波拉病毒的過程中,已有不少科學家壯烈犧牲,例如 2014 年 8月跨國團隊在頂尖學術期刊《科學》(Science)發表了一篇伊波拉病毒的重要論文探討伊波拉病毒的起源和傳播,其中至少五位參與研究的科學家已不幸因感染而犧牲。 《致命伊波拉》提到,科學家經過抽絲剝繭的研究後,才發現伊波拉的原始帶原者可能是果蝠,2005 年在《自然》(Nature)發表了一篇經典論文〈Fruit bats as reservoirs of Ebola virus〉,接著幾位原本對蝙蝠免疫學超不熟的科學家在 2006 年也發表了經典的長篇評論論文〈Bats: Important Reservoir Hosts of Emerging Viruses〉,探討為何蝙蝠常常是致命病毒的原宿主。

伊波拉病毒的啟示

我想,很多朋友都知道像伊波拉病毒以及其他致命病毒在人類社會的突現,很可能是人類侵擾大自然的後果。我們以為人類科技發達到一個地步,我們在城市裡生活習慣了,我們就獨立於整個大自然之外。想當然不是的!我們在城市裡過的奢華生活,是向大自然予取予求的結果;我們人類從來,未來也不可能,獨立於整個大自然而過活的,我們和大自然裡許多生物都有千絲萬縷的連結。人類近來許多新興疾病,要嘛是因為人類生活得太過人工化了,要不然就是因為破壞了大自然的平衡。除了《致命伊波拉》,這本好書《共病時代:醫師、獸醫師、生態學家如何合力對抗新世代的健康難題》(ZOOBIQUITY:The Astonishing Connection Between Human and Animal Health)對此有很棒的討論(請參見〈人獸同源的共病時代〉)。

在大自然持續受破壞,而且交通無比便利的今天,我們實在也很難預料,未來還會有什麼疾病產生和傳播開來。從《致命伊波拉》的故事中,我們或許也該學習到,來自不同領域的科學家通力合作,才是發現和解決問題的好方法。所以維持科學界研究的多元,而非短視近利地主導和過度集中投資熱門領域,才是正道。因為我們永遠不知道明天我們將面對從大自然反撲過來的,是怎麼樣的敵人,屆時我們需要又是哪個領域的專家學者!

伊波拉小情報:
鑒於目前的伊波拉疫情,前所未有的人數喪生且感染分布在廣大的區域,ScienceScience Translational Medicine做了一篇病毒疾病有關的最新研究與文章的統整,免費供研究人員和一般民眾參閱。

本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】,並同步刊登於The Sky of Gene

文章難易度
Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 23 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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歐洲人克服乳糖不耐,少拉肚子就是達爾文贏家?
寒波_96
・2022/09/16 ・3812字 ・閱讀時間約 7 分鐘

牛奶、羊奶等生乳中含有乳糖(lactose),可以被乳糖酶(lactase)分解。但是小朋友長大以後,乳糖酶基因便不再表現,失去消化乳糖的能力。幾千年前,世界各地卻出現多款基因突變,讓人能一輩子保有乳糖酶。2022 年一項針對歐洲的研究提出觀點:這項能力之所以受到天擇喜好,是因為能避免拉肚子!?

人類如今也發明去除乳糖的牛奶。圖/被拍電影耽誤的置入性行銷之神──Michael Bay 麥可貝

史上最強遺傳適應,演化過程出乎意料?

人類原本和眾多哺乳動物一樣,小時候依賴母乳餵食,長大後不再喝奶,乳糖酶也失去作用。但是隨著人類馴化牛、羊等動物,即使是成年人也常有機會吃奶。

另一方面,由於乳糖酶基因外頭的調控位置突變,使得許多歐洲、非洲人的酵素在成年後可以持續作用,稱為乳糖酶持續性(lactase persistence,簡稱 LP,也就是乳糖耐受),而且同樣效果的不同突變,至少獨立誕生過 5 次。

具有某方面優點,使得存在感增加的 DNA 變異,稱作遺傳適應(genetic adaptation)。已知的人類案例非常多,天擇的影響力有強有弱,LP 算是受到最強烈天擇力量的基因之一。

由此推敲,當人類開始養牛、養羊,又吃奶以後,同時衍生 LP 應該是順理成章的事?然而,一系列考古學、遺傳學、古代遺傳學的探索,卻徹底打破上述看似合理的推論。

首先,考古學調查發現人類在中東馴化牛、羊,吃奶的歷史至少有 9000 年,接著距今 7000 年前已經引進歐洲多處。再來,由遺骸中直接取得古代 DNA 得知,LP 遺傳變異要等到 4000 多年前才出現,而且超過 3000 年前都還很小眾,最近 2000 年內才大幅提升存在感。

顯而易見,人類開始吃奶的年代,比獲得成年後消化乳糖的能力,更早好幾千年。 2022 年新發表的研究透過更廣泛的取樣分析,再度確認這件事。

由陶器中取樣乳脂質的地點和年代。圖/參考資料 1

再度確認:吃奶比遺傳突變更早好幾千年

隨著技術進步,如今有好幾種方法判斷古代人會不會吃奶,像是分析牙結石中的乳蛋白、容器中的乳脂質等等。新研究偵測陶器中的乳脂質,包括以前發表 188 處,以及新取得 366 處,總共 554 處中東、歐洲的遺址中,得知 6899 件乳製品存在的紀錄。

吃奶的文化能追溯到中東,新石器時代擁有農業的人群,帶著他們的牛、羊一起移民歐洲,也將吃奶文化傳入歐洲。到了距今 7000 年前,歐洲各大地區已經出現乳製品。也許不見得會直接喝生乳,不過肯定存在起司等生乳加工的食品。

比較特殊的是巴爾幹半島,現在的希臘。那時居民會養牛,養羊,吃肉肉;但是分析超過 870 件陶器,完全見不到乳脂質的蹤影。此處或許更晚才建立起吃奶文化。

總之,7000 年前吃奶文化已經廣傳歐洲各地。相比之下,比對不同年代、地點的死人骨頭取樣,消化乳糖的 LP 遺傳變異最早在 4600 年前現蹤,比吃奶晚很多。

而且 LP 出現一段時間後,存在感依然非常低,距今 3000 到 5000 年前的青銅時代,LP 並沒有什麼過人之處。到此為止,LP 只能說是人類族群中的一款普通變異,還不能算是遺傳適應。

不同年代,歐洲各地的吃奶狀況。距今 7000 年前之際(5000 BC)吃奶已經相當普及。圖/參考資料 1

現代社會:能代謝乳糖沒有好處,不能代謝只有小小壞處

儘管比本來以為的晚很多,LP 遺傳變異在歐洲族群的比例,還是於最近 3000 年內明顯上升。它到底因為什麼優點才受到天擇青睞,歷來爭論不休,有人提出營養、維生素D 等假說,可是都缺乏決定性的證據。

搜集幾十萬人遺傳資訊的英國生物樣本庫(UK Biobank),近來被大量用於各色分析。這項研究從中探討 LP 的影響,分析對象中大部分人具有 LP,少數人沒有(論文用語是 lactase non-persistent,縮寫為 LNP,也就是乳糖不耐)。比對得知,LP 並不會影響喝奶、食用乳製品的行為。

直接喝奶才有乳糖代謝的問題,加工成起司等乳製品可以避免,但是「問題」也許不是真的問題。更進一步比對,LP 對於健康狀況也沒什麼影響。簡單說就是:對 33 萬位英國人的分析發現,LP 與否,無關緊要。

加上其餘資訊推論,現代社會在正常情況下,缺乏 LP 大概就是喝奶拉肚子,不是什麼嚴重的問題。例如隨著中國經濟發展,沒有 LP 的中國人大量喝奶,多數也沒怎麼樣。

這也符合台灣人的經驗,台灣人配備 LP 的比例不高,可是隨著飲食習慣改變,多數人也就是這樣喝奶。另外喝奶會改變人的腸道菌,影響消化狀況,也是一個影響因素。

普遍缺乏 LP 的台灣人,很多人也是生乳照樣喝。圖/[廣宣] 牛奶妹 徵求中興大學牧場鮮奶長期訂戶

飢荒、疾病,時代力量的逆境考驗?

為了解釋歐洲歷史上 LP 比例的大幅上升,許多論點提出喝奶的優點,但是想想頗有可疑。把鮮奶加工製成乳製品,就能輕易抵銷 LP 問題,即使是飢荒時節也不例外;不能直接喝奶也不會餓死,吃起司就好。在營養加分方面,能喝奶真的有什麼優勢嗎?

由人群中遺傳變異的比例變化,我們能評估天擇影響的結果,但是不見得能抓到當初天擇真正的目標。新研究的分析指出,LP 的意義似乎不在創造優勢,而是避免劣勢。

跑完一大堆統計分析後,有兩項因素和 LP 的關聯性最高。一項是人口數量的波動,另一項是人口的密度。論文的解釋是,人口數量波動和飢荒有關(飢荒讓人口減少),密度和傳染病有關(人變多會增加傳染病的機率)。

沒有 LP 的人直接喝奶,副作用往往是腹瀉,在豐衣足食的現代社會多半沒有大害,還能刺激代謝,順便減肥;雖然對某些人而言,拉肚子依然是困擾的問題。

至於營養不良的人,腹瀉更可能出問題;某些疾病下,拉肚子造成脫水,容易重傷害健康。時常被營養不良、傳染病、飢荒等災厄糾纏,是古代的常態。

由此推論,不論是饑荒的短期逆境,或是傳染病的長期逆境(論文沒有特別討論,我想也包括寄生蟲?),配備 LP 的人由於能少拉肚子,生存機率也會大一點。

不同地區的人群,在不同年代的 LP 人口比例。圖/參考資料 1

魔鬼藏在拉肚子?

影響最大的年齡層可能介於 5 到 18 歲。此一小大人的階段,乳糖酶將漸漸失去作用;營養不良、體弱多病的人身體比較脆弱,拉肚子是要命的事,這或許正是天擇的目標!

古時候衛生狀況不佳,拉肚子大概很常見,而未成年人的死亡率也遠勝現在,小孩死掉並不意外。在此之下,能減少拉肚子的 LP 遺傳變異,長期累積下來,正面影響力或許頗為可觀。

這項研究的說法是否正確?它仍不足以算是決定性的證據,不過脈絡頗有道理。非洲也有多個獨立誕生的 LP 遺傳變異,相較於歐洲了解少很多,這是個潛在的研究方向。

另外不可忽視,讓乳糖酶維持作用的 LP 遺傳變異,也受到飲食習慣、生活背景影響,不單純是遺傳的事。例如自古牧業發達的蒙古、哈薩克,居民的 LP 比例一直很低,幾千年來也活得很好。少拉肚子也許能解釋歐洲的狀況,其餘地區不宜過度延伸。

延伸閱讀

參考資料

  1. Evershed, R. P., Davey Smith, G., Roffet-Salque, M., Timpson, A., Diekmann, Y., Lyon, M. S., … & Thomas, M. G. (2022). Dairying, diseases and the evolution of lactase persistence in Europe. Nature, 1-10.
  2. The mystery of early milk consumption in Europe
  3. Famine and disease drove the evolution of lactose tolerance in Europe
  4. How humans’ ability to digest milk evolved from famine and disease
  5. Ancient Europeans farmed dairy—but couldn’t digest milk

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

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寒波_96
173 篇文章 ・ 620 位粉絲
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》。

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一波未平,一波又起!我們該擔心猴痘疫情嗎?——《科學月刊》
科學月刊_96
・2022/08/05 ・2479字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

  • 文/林翰佐 銘傳大學生物科技學系副教授,本刊總編輯。

「一波未平,一波又起。」正當這個世界仍為嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19)疫情疲於奔命之際,猴痘(monkeypox)疫情似乎也有逐步升溫的趨勢。我們該以何種心態面對新的未知疫情?或許這篇文章能提供讀者一些方向和理性。

猴痘病毒的近親——造成數十億人喪命的天花

猴痘是由猴痘病毒(monkeypox virus, MPV)感染所引起,猴痘病毒在分類上有個赫赫有名的同屬——造成天花(smallpox)的天花病毒(variola virus)。

天花病毒的穿透式電子顯微鏡圖,內部呈現啞鈴形的部分包含了病毒的 DNA。圖/Wikipedia

天花是一種能透過空氣傳播、致死率約 30% 的病毒,且疾病痊癒後仍會在病人身上留下難以磨滅的坑疤,令人聞之色變,更是人類疾病歷史上最黑暗的篇章。據歷史記載,在 735 至 737 年間,一場爆發於日本的天花流行,一共奪走了 100~150 萬人的生命,約相等於當時日本總人口數的 1/3,足見其威力。

諷刺的是,天花也是人類第一個戰勝的疫病。由英國醫師詹納(Edward Jenner)推行的牛痘(cowpox)接種技術,意外開啟生命科學中的免疫學篇章,使疫苗成為對抗病毒性傳染病最有效的武器。1980 年代,在世界衛生組織(World Health Organization, WHO)防堵策略的運用下,曾經造成人類歷史上約數十億人喪命的天花,在地球上徹底地被根除。

猴痘的病毒結構與傳播能力

繼承表親天花病毒的威名,猴痘疫情似乎顯得山雨欲來。

其實,痘病毒科(Poxviridae)的親戚一直存在於脊椎動物的族群當中。這類病毒的基因組由雙股 DNA 所組成,長達 186 千鹼基對(kb),記錄著 180 多個基因訊息,是感染哺乳動物的病毒當中體型最大,最為複雜的病毒。

相較於目前大家最為熟知的新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)基因體長度大約只有 2 萬 6000 至 3 萬 2000 個核苷酸(nucleotides)所組成,透過分子機轉可以生產約 20 種左右的結構性蛋白(structural protein)及非結構性蛋白(nonstructural protein),在巨大的天花病毒前面顯得單純許多。

而更多種蛋白質的生產力也意味著病毒的「能力」愈強,所以天花病毒一直以來都被譽為是最狡猾的病毒,它具備多套欺騙免疫系統的機轉,使人防不勝防。

痘科病毒相當狡猾,但還是希望猴痘可以安分一點。,圖 / pixabay

猴痘,顧名思義是一種流行於靈長類的流行病。1958 年,在研究用的猴子中首度被發現,而人類被感染的首起案例發生於 1970 年,之後在中非及西非偏遠地區也陸續發現零星案例。

根據流行病學的調查研究,猴痘主要透過嚙齒類、靈長類野生動物傳染給人類,是一種人畜共通傳染疾病。不過猴痘的傳播一直以來都是不慍不火,即便目前有升溫的趨勢,流行病學專家也相信它的「基本再生數」(basic reproduction number,俗稱 R0 值)介於 2 和 3 之間,遠低於目前肆虐的新型冠狀病毒 Omicron 變異株(R0≈10~15),意味著只要有適當的防疫作為,疫情不會像 COVID-19 一樣來得又快又猛。

猴痘的傳播途徑有哪些?

目前已知猴痘人傳人的途徑主要以皮膚、口對口或體液等與患者有密切接觸的方式傳染,其中也包括接觸被患者汙染過的物品以及衣物等。不過具體相關細節仍有賴後續的研究,包括患者實際具備感染能力的時程,以及是否造成胎兒垂直感染的可能性等。不過由於人類對抗天花具有相當完善的經驗,對於應付猴痘來襲,一些估算總不至於差得離譜。

若是不慎感染猴痘,需要多久才能痊癒?

猴痘的症狀類似天花,具有明確的病癥,包括發燒、頭痛、肌肉酸痛、背痛、疲倦及淋巴結腫大,此外隨著病程的演進也會在皮膚上出現丘疹。

猴痘的症狀類似天花,特別明顯的症狀是皮膚病灶。圖/Wikipedia

猴痘的病程通常持續兩到三週,多數健康的人可以自行痊癒。不過部分患者包括嬰兒、兒童,以及免疫缺陷病友,可能會面臨更嚴重的症狀,甚至死亡。有關猴痘的死亡率依照不同地區呈現相當大的差異,預估值從 1~10%,甚至於更高的數值都曾經被提出,不過死亡率也與當地的公衛條件和醫療支援程度息息相關,不排除被高估的可能。

根據世界衛生組織公開的資料顯示,近期受到猴痘疫情影響的國家及地區,迄今並未出現死亡案例。

目前有針對猴痘開發的疫苗或是藥物嗎? 

由於新藥開發的速度較慢,多數新興傳染病很難有可以立即使用的「特效藥」。但目前包括美、英、加拿大等國的藥物管理局,已陸續核准將天花的藥物特考韋端(tecovirimat)用於猴痘治療。特考韋端能干擾天花病毒細胞膜蛋白的合成,阻斷病毒在人體內複製散播的機率、降低病情的發展,在實驗室中的研究證明它對猴痘病毒的複製也能有效地進行干預,不過臨床上的效果仍有待後續研究證實。

基於猴痘與天花的同源性,接種牛痘疫苗也可以提供有效保護,多項研究表明曾接種過牛痘疫苗者,發病率可降至約 4~21%。根據臺灣衛生福利部疾病管制署的說明,臺灣目前仍保有一定數量的第一代牛痘疫苗戰備存量,可以因應緊急時所需。另外,由於牛痘疫苗的製程屬於活毒疫苗,具有相當長效的保護效力,在 1979 年前出生的民眾皆有施打牛痘疫苗,因此他們也對猴痘有較佳的抵抗能力。

疫病的可怕性來自於高傳染率、致死率,以及人類對該疾病的理解程度。由上述已知條件看來,猴痘並不是那麼可怕,可避免過度恐慌。不過衛生習慣的培養與防疫知識確實仍是趨吉避凶的基礎,願大家出入平安。

  • 〈本文選自《科學月刊》2022 年 8 月號〉
  • 科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

延伸閱讀

  1. 台灣科技媒體中心,猴痘最新研究解析記者會新聞稿,2022年7月。https://smctw.tw/13545/
  2. 天平疫病大流行,2021年11月5日,維基百科,https://reurl.cc/j1XR4m
科學月刊_96
229 篇文章 ・ 2126 位粉絲
非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。

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無敵星星並非真的無敵!關鍵在於:有沒有接種疫苗
精緻型硬漢
・2022/07/17 ・1673字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

截至 2022 年 6 月 19 日,台灣的 COVID-19 確診數已達三百三十多萬人,已快到達總人口數的 15% 。最近許多研究及報導分別提出,即使是得過了 covid-19 ,仍然不能像瑪利歐兄弟中吃了「無敵星星」一樣刀槍不入,還是會有二次感染的風險。究竟,確診後到底能不能像吃了無敵星星一樣視病毒於無物呢?

延伸閱讀:為什麼無敵星星會失效?確診BA.5 症狀可能會更嚴重?

無敵星星到底存不存在呢?圖/泛科學YOUTUBE

不同的病毒株,不同的免疫效果

確診後是否會再次確診,應該分成二個部分來討論:

  1. 確診者是否會確診相同的病毒株?
  2. 確診者是否會確診不同的病毒株?

以台灣目前盛行的 Omicron 變異株為例,確診過 Omicron 後康復的人是否會再次被 Omicron 變異株所感染?或是未來是否會再被其他新的變異株所感染?
根據 Nature 期刊在 2022 年 5 月所發表的最新研究顯示1,研究者收集了感染不同變異株(包含WA1、Delta 和 Omicron)七天後的老鼠血清,觀察這些血清中的抗體對於不同的病毒株是否有中和能力(Neutralization),研究結果顯示感染這三種病毒株的老鼠血清對各自病毒株有一定中和能力[註一](NT50 304、422、113)。

然而,感染後對不同病毒株的保護能力不同, 感染 WA1 與 Delta 的小鼠血清雖然對於非自身病毒株中和能力較弱,但仍具有一定程度的中和能力。而感染 Omicron 的小鼠血清對於不同的病毒株,則幾乎沒有中和能力(NT50<10)。
結果顯示,在沒有打疫苗的形況下,若感染 Omicron 後,未來是否能避免再度感染 Omicron 的效果其實有限,尤其面對未來可能有的新變異株,保護效果可能幾乎沒有

沒打疫苗,感染 Omicron 後,血清的中和病毒能力。圖/作者

該研究同時收集了 10 位未打疫苗的 Omieron 確診者血清,結果與小鼠試驗類似,這些確診者的血清只對 Omicron 病毒株有良好的中和能力(NT50 1452),而對於其他不同的變異株中和能力則較低(NT50<100)。

這樣的結果顯示,如果你未打疫苗而染上 Omicron ,產生的抗體對於保護你免於其他病毒株的感染效果是非常有限的。

想要「無敵星星」?先打疫苗吧

雖然染上 Omicron 後的保護力不是這麼高,但台灣目前的疫苗接種率第一劑、第二劑與追加劑分別為 91.18% 、 82.74% 與 69.47%2 ,那如果是有打完疫苗後又被感染,是否能在提供額外的保護力呢?

該篇研究針對了打完二至三劑默德那或輝瑞疫苗後又被 Omicron 或 Delta 突破感染的人進行研究,發現打完疫苗的人又被感染後,其血清對於不同的病毒株皆有非常好的中和能力,被 Delta 或 Omicron 突破性感染的人對皆對於 WA1 有最好的中和能力 (NT50 17994 與 23308),此外,其對於 Omicron 的中和能力雖相對較低,但仍然具有良好的中和能力 (NT50 1241 與 1692),值得注意的是,這些打完疫苗後又被突破性感染的案例,其血清對不同病毒株的平均中和能力為單純打完三劑疫苗的人的十倍!

接種二劑疫苗以上,感染 Omicron 或 Delta 後,血清的中和病毒能力。圖/作者

須注意的是,無敵星星也並非真的無敵,該研究只利用血清中和病毒的能力來闡述研究結果,而未真的進行活體保護力相關實驗,且資料量未達到大規模分析的等級。

此外,對於未來新的病毒株是否能有保護力也是未知,可以確定的是,對於未打疫苗的人與完整接種的人相比,染疫後再度染疫的風險也較大。想要染疫後能夠避免再次感染?就目前數據上來說,完成疫苗接種才是最好的方法!

註解

註一:中和能力為抗體能防止細胞免於細菌或病原體感染,提供保護力之能力。NT50 即為能中和百分之五十病毒感染的血清稀釋倍數,數值越高,代表血清即使稀釋高倍後仍能中和百分之五十的病毒。亦即可能提供較佳的保護力。

參考資料

  1. Suryawanshi, R. K.; Chen, I. P.; Ma, T.; Syed, A. M.; Brazer, N.; Saldhi, P.; Simoneau, C. R.; Ciling, A.; Khalid, M. M.; Sreekumar, B., et al. Limited cross-variant immunity from SARS-CoV-2 Omicron without vaccination. Nature 2022.
  2. 衛福部疾管署COVID-19疫苗接種統計資料
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精緻型硬漢
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對生物醫學與新藥開發充滿興趣,期待可以為相關領域有所貢獻的男子