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如何面對新病毒?想當年碰到 SARS 時……——《下一場人類大瘟疫》

azothbooks_96
・2016/02/15 ・4376字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 570 ・九年級

Source: the guardian

不論這些人是死是活,他們全都受了感染—不過是染上了什麼呢?

隨著疾病蔓延到世界各國,全球三大洲的科學家也各在自己實驗室中,研究從各個患者身上採得的樣本,包括組織、血液、黏液、糞便和其他惹人嫌惡的關鍵材料,嘗試分離並辨識出致病原。早期階段起的 SARS 名稱,反映我們對這種東西的認識只及於它的影響和衝擊,就像一隻隱形大野獸留下的足跡。伊波拉是種病毒,亨德拉是種病毒,立百是種病毒,SARS 是種症候群。

SARS Source: ttb

SARS 病原體的搜尋工作,在這些實驗室內如火如荼持續進行,卻由於一些混淆訊息和誤導而受了阻撓。就初學者而言,它的症狀有點太像流感—或者講得更明確一點,太像是最嚴重的流感。流感當中最嚴重的一種就是所謂的禽流感,其致病病毒稱為 H5N1。短短六年之前,香港才經歷這種病毒的恐怖攻擊,它從家禽溢出,導致十八人受了感染。十八個病患看來還不是太多,恐怖的是,那十八人當中有六人死亡。

衛生當局迅速應變,下令關閉活禽市場,還銷毀香港所有活雞,總計一百五十萬隻雞慘遭撲殺,隨後又實施七週消毒作業。這種嚴苛應變措施,加上 H5N1 只擅長從禽鳥傳人,在人與人之間傳布的能力不強,總算將一九九七年香港爆發遏止住了。然而在二○○三年二月,從廣東發出的電郵和簡訊紛紛傳來令人心驚的消息,說是「一種古怪的接觸傳染疾病」開始浮現,禽流感也再次侵襲香港。禽流感和SARS全然不同,不過在當時卻不容易分辨。

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流感殺死一名三十三歲男子,他的八歲兒子也患了病(所幸沒有喪生)。流感說不定還殺了那名男子的七歲女兒,那是兩週之前發生的事,他們前往福建省(就在廣東東北方的相鄰省分)探親時,小女孩死於類似肺炎的疾病。那個小女孩有可能是和雞群接觸太過親密了;她的哥哥肯定就是那樣,後來他親口證實這點。父子兩人的鼻黏液樣本都呈現 H5N1 陽性反應,這似乎暗示,廣東各處紛紛傳出的病例通報,有可能同樣和禽流感有關。於是科學家拿手上的 SARS 樣本進行 H5N1 檢驗,卻是一場誤導。

Source: 科學網

另一項錯誤的見解,是以為 SARS 的致病原有可能是某種衣原體(chlamydia)。衣原體是一群歧異度很大的細菌,包括兩種和人類呼吸道疾病有關的菌種(還有一種比較常在青少年間流行,藉由性行為傳布)。有一種呼吸道衣原體是人畜共通型病原,能從鳥類(特別是寵物鸚鵡)跨種跳躍侵染人類。二月底時,中國一位非常資深的微生物學家在某些 SARS 檢體中,發現了看似衣原體的東西,於是基於他的薄弱證據—加上在中國科學界的高度威望—衣原體假說獲得北京衛生主管部門高層的過度信賴。但是中國至少另有一位知名研究人員抱持異議,主張倘若病因出自衣原體,那麼病患應該對抗生素治療有反應—結果他們並沒有。然而那位研究學者身處偏遠廣東的呼吸疾病研究所,北京不認同他的說法。

鸚鵡熱衣原體 Source: wikipedia

同時實驗室科學家也投入探索其他的可能性,洋洋灑灑包括:鼠疫、斑疹熱(spotted fever)、退伍軍人症(Legionnaires’ disease)、斑疹傷寒、多種細菌性肺炎、季節性流感、血中大腸桿菌,以及新舊世界的漢他病毒等。SARS病原體追查工作之所以困難,部分在於科學家並不知道,他們尋找的是熟悉的病原,或者是與常見病原相似的新穎病原,或者是全新的病原。此外,還有另一種可能:或許那是獸醫經常見到,不過對人類傳染病來講卻是全新品類的病原體換言之,就是新興的人畜共通病原體。

前面我介紹了幾種實驗方法,都用上聚合酶連鎖反應來篩檢 DNA 或 RNA 的可識別片段,再結合分子檢定來測出抗體或抗原,然而這些做法都只能用來搜尋熟悉的病原體—或者至少是與常見病原非常類似的病原。這類檢測在回答「就是這個嗎?」的具體問題時,基本上只能給你「陽性」、「陰性」或「近似」三種答案,但用於尋找全新病原體就比較困難。除非你對目標微生物的分子識別標誌有概括認識,否則是沒辦法從識別標誌來檢測那種微生物的。因此實驗室科學家必須仰賴一種自動化程度較低的傳統途徑:把微生物放進細胞培養液中,讓它生長,然後用顯微鏡來檢視。

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香港大學位於一處丘陵山巔,俯瞰鄰近鬧區,裴偉士(Malik Peiris)就是在那裡領導一支團隊,採行這條途徑,最後終於得出豐碩成果。裴偉士是牛津養成的微生物學家,生於斯里蘭卡,也在那裡長大,他的話聲輕柔,卓有見地,頭型渾圓,留著深色纖細頭髮。他主要以流感研究著稱,在一九九五年來到香港,緊接著那裡就出現禽流感大恐慌,他有理由認為,廣東傳出的疾病,以禽流感假說最為可信。他在二○○三年告訴一位記者:「我們心中首先冒出的想法是,H5N1 病毒有可能養成了人傳人的能力。」不過他們檢驗了手中的 SARS 樣本,看看裡面有沒有 H5N1 或者其他繁多常見的嫌疑標的,結果找不到絲毫證據,於是他的團隊改變想法,認為他們面對的是一種新病毒。

Professor JSM Peiris of the University of Hong Kong (bottom left) and his team of scientists looking at the SARS virus. SARS has killed overa hundred and infected over several thousand throughout the world. 08-04-03
裴偉士(Malik Peiris)Source: HKU

接下來他們集中火力,試行培養那種病毒。這就表示,首先要給這種神祕生物安排一種活細胞環境,讓它能夠在裡面複製,等它在培養液增長出充分數量,對細胞造成充分損傷,那時就能見到它的身形。培養液中的活細胞必須是某種「不死的」細胞系(好比一位名叫海莉耶塔.拉克斯〔Henrietta Lacks〕的不幸女士留下的著名的海拉細胞〔HeLa cell〕),這樣它們才會永無止境繼續複製下去,直到有東西把它們殺死為止。裴偉士的團隊起初先為那種新的致病原提供五種不同的細胞系,這五種細胞先前都各自經過驗證,適合呼吸道病原體棲身,分別為:狗的腎臟細胞、大鼠的腫瘤細胞、流產人類胎兒的肺部細胞,以及其他細胞。結果運氣不好,沒有顯現細胞受損的跡象,因此也沒有出現病毒生長的證據。

Source: daily mail

接著他們嘗試另一個細胞系,取自一隻恆河獼猴胎兒的腎臟細胞。好極了,這次交上好運了。三月中時,他們在培養的獼猴細胞中見到了「細胞病變效應」(cytopathic effect),意思是有東西開始在那群細胞裡複製,並摧毀它們,從一顆細胞溢出侵入另一顆細胞,產生出一片肉眼可見的毀滅地帶。又隔了幾天,團隊用電子顯微鏡拍下了那種圓形病毒顆粒的影像,每個顆粒外表環列眾多棘突,狀似皇冠。這種結果完全出乎意料之外,於是團隊中的顯微鏡專家只好仰仗一種類似野外導覽的手冊,他查閱了一本病毒顯微圖鑑,尋找和它相符的病毒,這就像是見了一種新的鳥兒或野花時,你我都會做的動作。他在一群叫做冠狀病毒(coronavirus)的病毒當中,找到了相符的種類。冠狀病毒的特點是,各個病毒顆粒外緣都環列蛋白質突起,形成類似皇冠的外觀 。

Source: Oma MOH

正如培養工作證實 SARS 患者體內存有一種未知的冠狀病毒—至少某些病人是這樣—不過這也不見得表示,那種病毒就是病因。為建立因果關係,裴偉士的團隊拿在細胞培養中新發現的病毒,來檢驗SARS患者的血清(因為那裡面可能含有抗體),這就像拿聖水來潑灑女巫。結果抗體辨認出那種病毒,產生強烈反應。根據這項證據,加上其他檢查驗證,裴偉士和他的同事在不到一個月內就發表了一篇論文,審慎宣布這種新的冠狀病毒是 SARS 的「一種可能起因」。

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他們對了,那種病毒被稱為 SARS 冠狀病毒,而且不多加省略直接簡稱為 SARS-CoV。這是歷來首見會釀成人類重症的冠狀病毒。(另有一些冠狀病毒也像其他眾多毒株同樣會引致普通感冒,此外另有一些則會引致小鼠的肝炎、豬隻的胃腸炎,還有火雞的呼吸道感染。)SARS-CoV 的簡稱沒有不祥意涵。昔日發現了新病原體,會給它冠上比較富有地理色彩的稱號,好比佛山病毒或廣州病毒,民眾就會奔走相告:當心啊,那個人染上廣州病毒!不過到了二○○三年,所有人都體認到,這種稱號惹人不快,不受歡迎,對旅遊業也有不良的影響。

其他幾支團隊也各自獨立作業,致力分離出 SARS 致病原,大約都在相同時間得出相同答案。美國團隊以亞特蘭大的疾病控制與預防中心為基地,連同大批國際合作夥伴協力進行。歐洲有一組跨國人員通力合作,分別在德國、法國和荷蘭的研究機構推展工作。中國有一小群熱情、幹練,卻恭順服從的研究人員共組研究班子,他們領先裴偉士好幾週,分離出一種冠狀病毒,還拍下了照片。這群以軍事醫學科學院(Academy of Military Medical Sciences)為大本營的中國科學家卻很倒楣,他們震懾於衣原體學說和在北京推廣此論的權威人士,錯過了率先發表這項實質發現的機會。「我們太謹慎了,」其中一位成員事後表示。「我們等太久了。」

裴偉士和他那批夥伴確認了病毒,為它的部分基因組定序,把這些序列擺進其他冠狀病毒系統樹中進行比對,接下來合理的做法就是揣摩病毒的來歷。這種東西不會憑空出現。它一般都在哪裡藏身?生命史的詳情為何?天然宿主是誰?一位參與這項研究的年輕生物學家,在香港和我見面時談到了這個課題。那位科學家名叫潘烈文(英文名Leo Poon)。

潘烈文 Source: 明報

「我們在人類樣本中發現的資料,」

潘烈文表示:

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「暗示這種病毒對人類來講是新的。我的意思是,人類以往沒有被這種病毒感染過。所以這肯定是來自某種動物。」

不過是哪種動物,還有牠們怎麼恰好就把傳染病感染給人類?要找出這些問題的答案,恐怕只能進入中國南方的森林、街道、市場和餐廳去收集證據。期望他就那個題材多加著墨,我又提出問題:

「那項田野工作你也參加了嗎?」

「沒有,我是個分子科學家,」他回答。

我猜那就像是請教美國抽象畫家傑克遜.波洛克做不做房屋油漆工作一樣,不過潘烈文對我的問題並沒有見怪。他沒有參與,但他很樂意讚揚別人。他們有另一位同事,名叫管軼(Guan Yi),是一位狂放不羈的研究員,具有流行病學家的敏銳直覺,還有毫不妥協的膽識氣魄。管軼越界進入中國,與幾位地方官員合作,來到深圳最大的活禽活畜市場,拿拭子從待售動物的喉嚨、肛門和採得樣本。那批樣本就是循跡追查的第一步,引領潘烈文(進行分子生物學分析)、裴偉士、管軼本人—最後還包括全球各地的科學家和衛生官員—把他們的懷疑目光投注在一種名叫果子狸的哺乳動物身上。

列印本文摘自泛科學2016年2月選書《下一場人類大瘟疫》,漫遊者文化出版。

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azothbooks_96
53 篇文章 ・ 21 位粉絲
漫遊也許有原因,卻沒有目的。 漫遊者的原因就是自由。文學、人文、藝術、商業、學習、生活雜學,以及問題解決的實用學,這些都是「漫遊者」的範疇,「漫遊者」希望在其中找到未來的閱讀形式,尋找新的面貌,為出版文化找尋新風景。

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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用迷幻藥治憂鬱?基因編輯療法將通過批准?——2023 最值得關注十大科學事件(上)
PanSci_96
・2023/01/30 ・2348字 ・閱讀時間約 4 分鐘

在 2022 年裡,我們見證了低軌通訊衛星在戰爭中的作用、Omicron 肆虐與次世代疫苗、韋伯太空望遠鏡捕捉系外生命印記、銀河中心黑洞初次現身、人類精準回擊小行星、台灣 CAR-T 首例、特斯拉的平價人形機器人、與超強的 LaMDA 跟 ChatGPT AI 語言模型!

2023 年能更刺激嗎?有哪些值得我們關注的科學大事呢?

我們綜合整理了 Nature、Science、Scientific American、NewScientist、富比世雜誌、經濟學人雜誌,結合泛科學的觀察與期待程度,提出這份「2023 最值得關注十大科學事件」;今年的科學界將會熱鬧非凡,令人目不暇給!

No.10 病原體通緝名單

2022 年 11 月,法國科學家在 bioRxiv 上發表了從西伯利亞永凍土中復活的多種病毒;這些「殭屍病毒」中最古老的已經有 48500 歲,在溫度升高後,這些病毒都復甦了過來……。雖然這批古老病毒只能感染變形蟲,但也暗示著,冰層之下存在更多正在休眠、極可能對哺乳動物或人類造成危險的病毒。

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隨著氣溫與海溫升高,這些不定時病毒炸彈正在醞釀著。

世界衛生組織將在今年發布修訂後的「重點病原體清單」,至少 300 位科學家嚴謹審查超過 25 個病毒與細菌家族的各種證據,針對目前還未知、但可能造成全球疫情的未知疾病 Disease X 做出預測,擬出一份優先名單。被列入名單的病原體通緝犯將會被重點研究調查,以利未來開發疫苗、治療與診斷技術。

被列入優先名單的病原體將會被重點研究調查。圖/Envato Elements

No.9 新一代 mRNA 疫苗

乘著在 COVID-19 大流行間快速成熟的 mRNA 疫苗研發平台,許多疫苗正蓄勢待發。

BNT 在 2023 年初針對瘧疾、肺結核和生殖器皰疹的 mRNA 疫苗開始了首次人體實驗;也與輝瑞合作,研發能降低帶狀皰疹發病率的疫苗。另一家 mRNA 大廠莫德納,也在研發能預防生殖器皰疹和帶狀皰疹病毒疫苗。

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除此之外,莫德納開發的黑色素瘤 mRNA 疫苗與默克的藥物合併療法,在去年底公布中期臨床試驗結果,顯示能降低 44% 的死亡率及復發風險,臨床試驗也將在 2023 年進入最後階段。

這些將在 2023 年揭曉的成果,將拓展人類使用 mRNA 疫苗對抗疾病的手段。

新一代 mRNA 疫苗正蓄勢待發。圖/Envato Elements

No.8 CRISPR 療法獲批准

由於之前的臨床試驗結果很不錯,CRISPR 基因編輯療法極有可能會在今年首次正式通過批准!

這種 exagamlogene autotemcel(exa-cel)療法,是由美國波士頓的 Vertex Pharmaceuticals 和英國劍橋的 CRISPR Therapeutics 公司共同開發。用超簡化的方式來説,治療方法就是先收集一個人自己的幹細胞,接著用 CRISPR-Cas9 編輯修正幹細胞中有缺陷的基因,最後再把這些細胞輸回人體。

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Vertex 公司預計會在 3 月向美國 FDA 申請批准,讓 exa-cel 療法可以用於治療 β-地中海貧血或鐮狀細胞病的患者。

然而,隨著療法上市,相關的討論預期也將甚囂塵上……。

CRISPR 基因編輯療法極有可能在今年正式通過批准。圖/Envato Elements

No.7 阿茲海默有藥醫

美國 FDA 將在年初宣布,Eisai 製藥公司和 Biogen 生技公司開發的 lecanemab,是否可以用來治療阿茲海默患者。

該藥物就像一台大腦專用的掃地機器人,為單克隆抗體,可以清除大腦中積累的 β 澱粉樣蛋白;在包含了 1785 名早期阿茲海默患者的臨床試驗中顯示,比起安慰劑,能減緩認知能力下降的速度約 27%。不過,有些科學家認為這效果只能說是還好,也有些擔心藥物不夠安全。

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無獨有偶,另一款由美國的 Anavex Life Sciences 開發的阿茲海默藥物 blarcamesine,目前也正在臨床試驗階段;它能啟動一種可提高神經元穩定性及相互連接能力的蛋白質,就像是幫神經元升級了連線速度與品質,估計在今年會持續帶來新消息。

blarcamesine 能幫神經元升級連線速度與品質。圖/Envato Elements

No.6 迷幻療法

2023 年,也極可能立下迷幻藥被用於醫療用途的里程碑。

多個相關臨床研究都進展到第三期,例如為 PTSD 創傷後症候群設計的新療法,結合了心理治療與 MDMA 亞甲二氧甲基苯丙胺,也就是所謂的搖頭丸,在臨床三期中,67% 的患者不再被診斷有 PTSD。

而來自迷幻蘑菇的裸蓋菇素,則被用來治療難治型憂鬱症,其臨床二期結果令人鼓舞。233 名難治型憂鬱症患者分成三組,在服用不同劑量裸蓋菇素後,每一組的憂鬱症量表分數都降低;而劑量最重的那組,其降幅最顯著。

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最後是 K 他命,竟然成為對抗酒精使用障礙的療法!酒精使用障礙包括酗酒、酒精依賴、成癮等,86% 的臨床試驗病人,在接受新療法後六個月,持續戒除酒精。

然而,也有科學家警告這些樂觀訊息中有炒作成份,就讓我們持續關注吧!

迷幻藥能有效治療病情!?圖/Envato Elements

看到這你可能會想,第六到十名怎麼都是跟醫療健康有關的大事件呢?別急!在下一篇中,我們接著介紹更精采的第五到第一名!

也歡迎大家跟我們分享,你知道的、即將在 2023 年發生的科學大事件!

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期待在 2023 年即將發生的科學大事件!圖/GIPHY

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陳建仁接受 PanSci 泛科學採訪:「我常常看 PanSci 喔!」
PanSci_96
・2022/08/25 ・662字 ・閱讀時間約 1 分鐘

今日(2022/8/25)前副總統,中研院院士陳建仁接受 PanSci 泛科學採訪,分享 2002 年 SARS 後台灣防疫上的改革,對於這次 COVID-19 防疫準備與策略的影響,以及面對與病毒共存的現在,未來台灣防疫是否還能做得更好。他也溫暖地表示自己早已是 PanSci 的讀者,大大激勵了到訪的我們。

陳建仁表示:「我常常說,台灣防疫能成功,有 2300 萬無名英雄(unsung hero) 。」 他認為各種非醫療介入手段 (NPI,Nonpharmaceutical Interventions) 如戴口罩、勤洗手、維持社交距離,是靠所有人配合才能達成。而台灣能在相對短時間內快速提升疫苗覆蓋率,甚至在 18-65 歲年齡段達到近 100%,也是眾志成城,守護彼此的彰顯。然而由於關於疫苗的錯假資訊流傳,部分媒體報導沒能正確傳達風險,造成 75 歲以上族群疫苗覆蓋率偏低,未達到 70% ,也讓他不禁嘆息。不過他觀察數據,認為配合快篩跟抗病毒藥物即時投遞,亦已有效降低重症死亡率。

世界各國漸漸從第一階段的「溯源、阻絕」,第二階段的「疫苗覆蓋」,進入第三階段「與病毒共存」,陳建仁認為最重要的是應對環境與病毒變異,隨時調整策略,信賴專業領導,避免過多政治干擾。他觀察世界衛生組織 (WHO) 在近期的表現,認為已較疫情初期改善許多,而有了這次經驗,面對未來難以預知的各種公衛挑戰,全世界都將準備得更好。

泛科學獲得文化部補助,正在製作 《Taiwan Keywords》 系列影片。以 12 個關鍵字為主題,呈現臺灣地區 12 項前沿科技與科學發展。本次採訪內容之精華將在影片製作完成後,於 Taiwan PlusPanSci 的 YouTube 頻道播出,不想錯過的話,就先訂閱起來,開啟小鈴鐺吧!

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如何面對新病毒?想當年碰到 SARS 時……——《下一場人類大瘟疫》
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・2016/02/15 ・4376字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 570 ・九年級

Source: the guardian

不論這些人是死是活,他們全都受了感染—不過是染上了什麼呢?

隨著疾病蔓延到世界各國,全球三大洲的科學家也各在自己實驗室中,研究從各個患者身上採得的樣本,包括組織、血液、黏液、糞便和其他惹人嫌惡的關鍵材料,嘗試分離並辨識出致病原。早期階段起的 SARS 名稱,反映我們對這種東西的認識只及於它的影響和衝擊,就像一隻隱形大野獸留下的足跡。伊波拉是種病毒,亨德拉是種病毒,立百是種病毒,SARS 是種症候群。

SARS Source: ttb

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衛生當局迅速應變,下令關閉活禽市場,還銷毀香港所有活雞,總計一百五十萬隻雞慘遭撲殺,隨後又實施七週消毒作業。這種嚴苛應變措施,加上 H5N1 只擅長從禽鳥傳人,在人與人之間傳布的能力不強,總算將一九九七年香港爆發遏止住了。然而在二○○三年二月,從廣東發出的電郵和簡訊紛紛傳來令人心驚的消息,說是「一種古怪的接觸傳染疾病」開始浮現,禽流感也再次侵襲香港。禽流感和SARS全然不同,不過在當時卻不容易分辨。

流感殺死一名三十三歲男子,他的八歲兒子也患了病(所幸沒有喪生)。流感說不定還殺了那名男子的七歲女兒,那是兩週之前發生的事,他們前往福建省(就在廣東東北方的相鄰省分)探親時,小女孩死於類似肺炎的疾病。那個小女孩有可能是和雞群接觸太過親密了;她的哥哥肯定就是那樣,後來他親口證實這點。父子兩人的鼻黏液樣本都呈現 H5N1 陽性反應,這似乎暗示,廣東各處紛紛傳出的病例通報,有可能同樣和禽流感有關。於是科學家拿手上的 SARS 樣本進行 H5N1 檢驗,卻是一場誤導。

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鸚鵡熱衣原體 Source: wikipedia

同時實驗室科學家也投入探索其他的可能性,洋洋灑灑包括:鼠疫、斑疹熱(spotted fever)、退伍軍人症(Legionnaires’ disease)、斑疹傷寒、多種細菌性肺炎、季節性流感、血中大腸桿菌,以及新舊世界的漢他病毒等。SARS病原體追查工作之所以困難,部分在於科學家並不知道,他們尋找的是熟悉的病原,或者是與常見病原相似的新穎病原,或者是全新的病原。此外,還有另一種可能:或許那是獸醫經常見到,不過對人類傳染病來講卻是全新品類的病原體換言之,就是新興的人畜共通病原體。

前面我介紹了幾種實驗方法,都用上聚合酶連鎖反應來篩檢 DNA 或 RNA 的可識別片段,再結合分子檢定來測出抗體或抗原,然而這些做法都只能用來搜尋熟悉的病原體—或者至少是與常見病原非常類似的病原。這類檢測在回答「就是這個嗎?」的具體問題時,基本上只能給你「陽性」、「陰性」或「近似」三種答案,但用於尋找全新病原體就比較困難。除非你對目標微生物的分子識別標誌有概括認識,否則是沒辦法從識別標誌來檢測那種微生物的。因此實驗室科學家必須仰賴一種自動化程度較低的傳統途徑:把微生物放進細胞培養液中,讓它生長,然後用顯微鏡來檢視。

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香港大學位於一處丘陵山巔,俯瞰鄰近鬧區,裴偉士(Malik Peiris)就是在那裡領導一支團隊,採行這條途徑,最後終於得出豐碩成果。裴偉士是牛津養成的微生物學家,生於斯里蘭卡,也在那裡長大,他的話聲輕柔,卓有見地,頭型渾圓,留著深色纖細頭髮。他主要以流感研究著稱,在一九九五年來到香港,緊接著那裡就出現禽流感大恐慌,他有理由認為,廣東傳出的疾病,以禽流感假說最為可信。他在二○○三年告訴一位記者:「我們心中首先冒出的想法是,H5N1 病毒有可能養成了人傳人的能力。」不過他們檢驗了手中的 SARS 樣本,看看裡面有沒有 H5N1 或者其他繁多常見的嫌疑標的,結果找不到絲毫證據,於是他的團隊改變想法,認為他們面對的是一種新病毒。

Professor JSM Peiris of the University of Hong Kong (bottom left) and his team of scientists looking at the SARS virus. SARS has killed overa hundred and infected over several thousand throughout the world. 08-04-03
裴偉士(Malik Peiris)Source: HKU

接下來他們集中火力,試行培養那種病毒。這就表示,首先要給這種神祕生物安排一種活細胞環境,讓它能夠在裡面複製,等它在培養液增長出充分數量,對細胞造成充分損傷,那時就能見到它的身形。培養液中的活細胞必須是某種「不死的」細胞系(好比一位名叫海莉耶塔.拉克斯〔Henrietta Lacks〕的不幸女士留下的著名的海拉細胞〔HeLa cell〕),這樣它們才會永無止境繼續複製下去,直到有東西把它們殺死為止。裴偉士的團隊起初先為那種新的致病原提供五種不同的細胞系,這五種細胞先前都各自經過驗證,適合呼吸道病原體棲身,分別為:狗的腎臟細胞、大鼠的腫瘤細胞、流產人類胎兒的肺部細胞,以及其他細胞。結果運氣不好,沒有顯現細胞受損的跡象,因此也沒有出現病毒生長的證據。

Source: daily mail

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接著他們嘗試另一個細胞系,取自一隻恆河獼猴胎兒的腎臟細胞。好極了,這次交上好運了。三月中時,他們在培養的獼猴細胞中見到了「細胞病變效應」(cytopathic effect),意思是有東西開始在那群細胞裡複製,並摧毀它們,從一顆細胞溢出侵入另一顆細胞,產生出一片肉眼可見的毀滅地帶。又隔了幾天,團隊用電子顯微鏡拍下了那種圓形病毒顆粒的影像,每個顆粒外表環列眾多棘突,狀似皇冠。這種結果完全出乎意料之外,於是團隊中的顯微鏡專家只好仰仗一種類似野外導覽的手冊,他查閱了一本病毒顯微圖鑑,尋找和它相符的病毒,這就像是見了一種新的鳥兒或野花時,你我都會做的動作。他在一群叫做冠狀病毒(coronavirus)的病毒當中,找到了相符的種類。冠狀病毒的特點是,各個病毒顆粒外緣都環列蛋白質突起,形成類似皇冠的外觀 。

Source: Oma MOH

正如培養工作證實 SARS 患者體內存有一種未知的冠狀病毒—至少某些病人是這樣—不過這也不見得表示,那種病毒就是病因。為建立因果關係,裴偉士的團隊拿在細胞培養中新發現的病毒,來檢驗SARS患者的血清(因為那裡面可能含有抗體),這就像拿聖水來潑灑女巫。結果抗體辨認出那種病毒,產生強烈反應。根據這項證據,加上其他檢查驗證,裴偉士和他的同事在不到一個月內就發表了一篇論文,審慎宣布這種新的冠狀病毒是 SARS 的「一種可能起因」。

他們對了,那種病毒被稱為 SARS 冠狀病毒,而且不多加省略直接簡稱為 SARS-CoV。這是歷來首見會釀成人類重症的冠狀病毒。(另有一些冠狀病毒也像其他眾多毒株同樣會引致普通感冒,此外另有一些則會引致小鼠的肝炎、豬隻的胃腸炎,還有火雞的呼吸道感染。)SARS-CoV 的簡稱沒有不祥意涵。昔日發現了新病原體,會給它冠上比較富有地理色彩的稱號,好比佛山病毒或廣州病毒,民眾就會奔走相告:當心啊,那個人染上廣州病毒!不過到了二○○三年,所有人都體認到,這種稱號惹人不快,不受歡迎,對旅遊業也有不良的影響。

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其他幾支團隊也各自獨立作業,致力分離出 SARS 致病原,大約都在相同時間得出相同答案。美國團隊以亞特蘭大的疾病控制與預防中心為基地,連同大批國際合作夥伴協力進行。歐洲有一組跨國人員通力合作,分別在德國、法國和荷蘭的研究機構推展工作。中國有一小群熱情、幹練,卻恭順服從的研究人員共組研究班子,他們領先裴偉士好幾週,分離出一種冠狀病毒,還拍下了照片。這群以軍事醫學科學院(Academy of Military Medical Sciences)為大本營的中國科學家卻很倒楣,他們震懾於衣原體學說和在北京推廣此論的權威人士,錯過了率先發表這項實質發現的機會。「我們太謹慎了,」其中一位成員事後表示。「我們等太久了。」

裴偉士和他那批夥伴確認了病毒,為它的部分基因組定序,把這些序列擺進其他冠狀病毒系統樹中進行比對,接下來合理的做法就是揣摩病毒的來歷。這種東西不會憑空出現。它一般都在哪裡藏身?生命史的詳情為何?天然宿主是誰?一位參與這項研究的年輕生物學家,在香港和我見面時談到了這個課題。那位科學家名叫潘烈文(英文名Leo Poon)。

潘烈文 Source: 明報

「我們在人類樣本中發現的資料,」

潘烈文表示:

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「暗示這種病毒對人類來講是新的。我的意思是,人類以往沒有被這種病毒感染過。所以這肯定是來自某種動物。」

不過是哪種動物,還有牠們怎麼恰好就把傳染病感染給人類?要找出這些問題的答案,恐怕只能進入中國南方的森林、街道、市場和餐廳去收集證據。期望他就那個題材多加著墨,我又提出問題:

「那項田野工作你也參加了嗎?」

「沒有,我是個分子科學家,」他回答。

我猜那就像是請教美國抽象畫家傑克遜.波洛克做不做房屋油漆工作一樣,不過潘烈文對我的問題並沒有見怪。他沒有參與,但他很樂意讚揚別人。他們有另一位同事,名叫管軼(Guan Yi),是一位狂放不羈的研究員,具有流行病學家的敏銳直覺,還有毫不妥協的膽識氣魄。管軼越界進入中國,與幾位地方官員合作,來到深圳最大的活禽活畜市場,拿拭子從待售動物的喉嚨、肛門和採得樣本。那批樣本就是循跡追查的第一步,引領潘烈文(進行分子生物學分析)、裴偉士、管軼本人—最後還包括全球各地的科學家和衛生官員—把他們的懷疑目光投注在一種名叫果子狸的哺乳動物身上。

列印本文摘自泛科學2016年2月選書《下一場人類大瘟疫》,漫遊者文化出版。

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azothbooks_96
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