【打開「新冠病毒」的潘朵拉盒子】
2019年11月17日,中國湖北省武漢市一張胸部電腦斷層掃描(CT)影像出現毛玻璃狀結節(nodule),疑似新型肺炎病例,病因成謎。隨著年關將近,人們在12月開始頻繁奔波各地,武漢市位居中國交通樞紐,陸續發現數起新型肺炎的病例。疫情似乎悄悄蔓延。
同年12月30日武漢中心醫院醫師李文亮透過網路社群通知同事,華南海鮮市場出現類似嚴重急性呼吸道症候群(SARS)的病患,應小心防護。不幸的是,李文亮醫師因這種新型肺炎於今年2月7日病逝於武漢金銀潭醫院。
英國醫學期刊《刺絡針》(Lancet)特別於2月18日發文悼念李文亮,引述了美國約翰霍普金斯大學彭博公衛學院主任英格勒斯比(Tom Inglesby)的一句話:「世界上最重要的預警系統是,醫護人員意識到某種新疾病正在出現,然後發出警報。」
醫學界現在清楚知道這種新疾病是由人傳人的新冠病毒(SARS-CoV-2)所引起,命名為嚴重特殊傳染性肺炎。但人們太晚意識到「吹哨人」發出的警報,低估新冠病毒的傳染力,疫情迅速從中國傳到新加坡、韓國、日本等亞洲區域,蔓延到歐洲地區(特別是義大利以及西班牙),再擴散至美洲地區(美國紐約成為重災區),死亡和感染病例以指數型曲線與日俱增,人類正面臨21世紀的瘟疫[1]。
■什麼是病毒
病毒是一種寄生在於細胞內的微小生物體,感染的對象涵蓋細菌、古菌和所有的真核生物。病毒的構造極為簡單,主要包括四層結構,由內而外依序為:位於核心的遺傳物質、蛋白質構成的衣殼、源自於宿主細胞膜的脂質外套膜、以及具有宿主專一性的特殊蛋白質。
某些病毒的構造甚至更為精簡,不具有外套膜。由於缺乏複製遺傳物質與合成蛋白質所需的材料和環境元素,病毒的生存繁殖需要完全仰賴宿主細胞;而脫離細胞體的病毒,其活性可以維持數分到數小時不等。
目前已知的病毒種類共有489種病毒,因病毒具有高突變率,衍生出的亞種通常具有不同程度的感染力和致病性。除此之外,病毒毒性的差異亦見於不同的宿主物種間。隨著自然環境變遷的壓力與日俱增,似乎也加速了病毒演化的時程:擴大感染的物種範圍以及產生新種病毒。
以近數十年來侵襲人類的新變異株或新種病毒為例,有些已經成功地潛伏在人類的群落裡(如:愛滋病毒);而毒性強的新變異株(如:伊波拉病毒、 SARS病毒),則以低致病性的形態潛藏於原始的宿主物種當中。這些現象投映出病毒演變的縮影,也展現了病毒病絕佳的可變性和適應力。
病毒的起源現今仍未有定論,若從部份病毒基因的相似性橫跨了原藻以至於脊椎動物的角度來看,病毒可能是演化上最原始的生命形態;然而,另一種說法是:細胞的基因組意外地分割出可以獨立複製的基因片段,形成病毒顆粒的前身。無論如何,可以確定的是,精巧詭變的生存策略足以讓病毒成為演化長河中最淵遠流長的物種[2]。
■病毒與人
傳染病的流行,常常會影響人類的所有活動。歷史上的社會榮枯、文化起落、宗教興滅、政體變革、產業轉型、科技發展,都和傳染病的流行有密切的關係。戰爭的勝敗也可決定於傳染病的蔓延。在中世紀的圍城戰爭中,曾經將黑死病患者的屍體當作武器,以強力彈弓拋擲到城堡裡,讓守城敵軍得病死亡,進而不戰而勝。
■影響人類至巨的流行病毒
當新種病毒出現時,所有人類對它都沒有抵抗力,一旦傳染開來,流行就大為爆發,使得民眾陷入一無所知的高度恐慌當中。像二十世紀的多次流行性感冒、愛滋病和狂牛症等,在擴散蔓延的初期,帶給人們極度懸疑的不確定性和不安全感。
一直等到醫學界闡明了感染途徑及擴散風險、重症與致死比例、易感受宿主特徵、病原體真面目、有效防治措施之後,人們才逐漸消滅心中的不安[3]。
■會感染人類的冠狀病毒
會感染人類的冠狀病毒包括:引起輕微症狀的人類冠狀病毒OC43、HKU1、NL63、229E,以及引起嚴重症狀的中東呼吸症候群冠狀病毒(MERS-CoV)、嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒(SARS-CoV)、新冠病毒。
從基因組分析可發現,新冠病毒與SARS病毒基因相同度約有80%,複製酶的胺基酸序列相同度達到94%,表明這兩種病毒屬於同一類;而新冠病毒與中國雲南當地的中華菊頭蝠(Rhinolophus affinis)冠狀病毒RaTG13整體基因相同度更達到96%,代表演化關係更接近。
但如果比較與感染細胞直接相關的棘蛋白(spike protein)基因組,新冠病毒與中華菊頭蝠(Rhinolophus affinis)冠狀病毒RaTG13的相同度高達93%,與SARS病毒的相同度卻只有75%左右,因此科學家已排除新冠病毒與SARS病毒的同源關係[1]。
■病毒是比人類更高級的存在!
科學家們尊稱為「冠狀病毒之父」的中研院院士、病毒學家賴明詔在 30 年前開始投入冠狀病毒研究,那時冠狀病毒被認為只是「感冒病毒」,研究的人少,非常冷門,連申請研究經費時,他都要再三強調「冠狀病毒未來會很重要」,才能順利過關。
直到 2003 年,亞洲地區爆發 SARS 疫情,才讓冠狀病毒成為病毒學研究的大熱門,更發現這或許是對人類最有威脅性的一種病毒。賴明詔院士直言「人類不可能比得過病毒,冠狀病毒比冠狀病毒學家還要聰明,病毒一定有很多奇妙的方法,可以把不可能的事情變成可能。」
■賴明詔院士:「永遠會有新興病毒出現」
病毒可以分成 DNA 病毒、RNA 病毒 2 種,DNA 病毒在複製的時候,需要複製雙股的基因,還要經過轉譯的作用;所以速度比較慢、也比較不容易突變、進化,相對來說是比較好控制的病毒。
但 RNA 病毒只有單股,複製速度快、又容易突變,相對來說比較難控制,像是愛滋病病毒就是 RNA 病毒,它也是世界上最難治療的疾病之一。
賴明詔院士說,而冠狀病毒又是 RNA 病毒中,最特別的病毒。「它有世界最長的 RNA 基因,有 3 萬個鹼基(承載基因的單位),理論上這樣的基因不應該存在,因為 RNA 複製時常常會出錯,所以超過 1 萬個鹼基之後,很多基因就會失去功能。但冠狀病毒可以遠遠超過這個數目,必然有個改變,可以去彌補出錯的問題。」賴明詔院士說。
而這次的新冠病毒又比以往的 SARS 傳播力更強,賴明詔院士說,「新型冠狀病毒跟 SARS 的病毒是很相近,但病毒受體的附著力將近高了 20 倍,可能是因為這樣所以傳播力很高,這是非常、非常奇怪的,我們以為新的病毒突變以後不會附著在受體,但附著力反而增加這麼多。」
在這樣的狀況下,賴明詔院士說,不管是動物跟動物接觸、還是動物跟人接觸,都可能產生出新的病毒,「只要接觸越來越多,我相信這個新的病毒會不斷的、繼續產生,而且會持續演化。」
■蝙蝠是冠狀病毒最重要的動物關鍵
跟冠狀病毒最緊密連結的動物,其實是「蝙蝠」。雖然很多動物身上都會帶有冠狀病毒,但目前觀察到的動物,只有蝙蝠可以跟冠狀病毒完全和平相處。
台灣病毒學權威、研究病毒數十年的徐明達教授說:「因為蝙蝠本身有很多可以抑制病毒發展的因素,一個是牠會製造很多干擾素,抑制病毒的發展,但是製造太多干擾素會影響細胞的活性,讓感染更厲害;但冠狀病毒在人身上,不會引起干擾素的製造,而蝙蝠有另外一些因素,很多干擾素也不會影響細胞。」徐明達教授說。
再加上蝙蝠的壽命很長,有的甚至可以存活四十年,種類又多、因此會帶有變種的病毒,同時數量也很多,病毒產生也多,所以影響的範圍也特別的大。
徐明達教授說「所以蝙蝠可以帶著病毒到處飛,到處去接觸(感染別人)」,但人類直接接觸到蝙蝠的機會很少,即使接觸也不容易直接引起突變,雖然(新冠病毒)跟蝙蝠定序有 96% 相似度,其中最重要的細胞受體的蛋白質不一樣,所以一定是有經過別的動物,經過變化,才變成新冠病毒。」
「這就是中間宿主。」林口長庚副院長、也是感染科醫師的邱政洵說,「冠狀病毒的自然宿主是果子狸跟蝙蝠,病毒接觸到中間宿主可能會停留一下,再傳染給人,但因為人不是自然宿主,病毒不會跟我們共存傳很久,所以之前像是 SARS、MERS 才會被控制住。」
所以邱政洵醫師很樂觀的認為,只要人類控制好跟動物的界線、不要輕易接觸野生動物、不要侵犯動物的領域,保持防疫觀念,新冠病毒還是有機會可以完全消失[4]。
2003年,SARS來襲。相隔17年後,新冠病毒帶著超強的感染力襲捲而來,現代文明社會遭受前所未見的打擊,幾乎全面停擺。面對不斷演變的新冠病毒,科學家在基因組定序、結構生物學、公衛及流行病防治等領域有了長足的進步,在短短數個月內,我們已能一窺新冠病毒的面貌及作用機制,同時擬定治療策略。
即使潘朵拉的盒子已經打開,這些無價的科學研究讓我們面對疫情時不會一籌莫展。在黎明來臨之際,世界必須團結一致,共同對付這個危險的敵人,相信不久之後,我們能戰勝這場嚴峻的瘟疫[1]。
【Reference】
1.來源
➤➤資料
[1] 《科學人》粉絲團「打開新冠病毒的潘朵拉盒子」:https://bit.ly/3BM5a9e、(Yahoo新聞)https://bit.ly/2YkoITx
[2](臺灣醫學會)「什麼是病毒」:http://www.fma.org.tw/2009/bio-1.html
[3](國研院國網中心 )「病毒與人-從SARS的流行談起 (▸演講人/陳建仁) (科學發展 2003年6月,366期)」:http://science.nchc.org.tw/science/science2005/Papers/c4academician/9206-08.pdf
[4](Heho健康)「病毒是比人類更高級的存在!台灣 4 大病毒學家:新病毒會不斷產生,只求和平共存」:https://heho.com.tw/archives/93282
➤➤照片
[1]科學家揭露新冠病毒基因組和棘蛋白胺基酸序列,探索其感染機制。
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同時也有3部Youtube影片,追蹤數超過18萬的網紅公視新聞網,也在其Youtube影片中提到,Delta病毒肆虐,美國疫情失控,單日新增確診超過11萬例,創下近6個月以來新高;美國國家衛生研究院院長柯林斯警告「美國正瀕臨崩潰」。 詳細新聞內容請見【公視新聞網】 https://news.pts.org.tw/article/539140 - 由台灣公共電視新聞部製播,提供每日正確、即時的...
國家環境研究院院長 在 環境資訊中心 Facebook 的最佳貼文
🌊 國家海洋研究院近期在澎湖群島西南方、距離七美約30海浬的台灣灘海域,首次記錄到有海中明星、水晶宮超級名模之稱的「#豆丁海馬✨」,為台灣海域豐富的海洋生物多樣性再增添一筆重要的發現。
國海院院長邱永芳強調,台灣灘位於我國專屬經濟海域內,經由這次豆丁海馬的發現,確認此海域是適合牠們生存的棲息地環境,也顯示台灣灘的海洋生態保育的確需要受到更多關注。
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國家環境研究院院長 在 吳秉叡 Facebook 的精選貼文
上週有關心科學類新聞的民眾,應該都知道 前中央研究院院長、現任國家生技醫療產業策進會翁啟惠會長,榮獲了 #威爾許化學獎 的殊榮。
繼2014年獲頒 #沃爾夫化學獎,翁院長再次以醣分子、醣蛋白研究的傑出成就,再次獲得威爾許化學獎的肯定。這些先進的製成方法,為治療心臟病、中風、流感以及抗癌等新藥開發,做出巨大的貢獻。
畢業於台灣大學、麻省理工等一流學府翁啟惠博士,曾於美國德州德克薩斯州農工大學以及美國加州斯克里普斯研究所等知名大學任教,更當選了美國國家科學院院士,是擁有極高聲譽與資歷的學者。在2000年應當時的中研院李遠哲院長之邀,放棄在美國相對優沃的研究環境,回台主持中央研究院生物化學多醣體研究室,並於2006年當選中研院院長,其間除了為台灣創造了多項專利,更培育許多生技人才。促進台灣生技產業蓬勃發展。
最近翁院長和基因體研究中心研究員馬徹團隊研發出不怕病毒突變的超級單株抗體「m31A7」,藉由移除棘突蛋白上干擾辨識的醣,讓超級抗體對任何病毒株都能發揮治療效果。秉叡衷心祝福翁啟惠和馬徹團隊後續研究順利成功,讓世界早日回到過去沒有Covid-19的正常生活。
國家環境研究院院長 在 公視新聞網 Youtube 的最讚貼文
Delta病毒肆虐,美國疫情失控,單日新增確診超過11萬例,創下近6個月以來新高;美國國家衛生研究院院長柯林斯警告「美國正瀕臨崩潰」。
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國家環境研究院院長 在 蕭美琴立委辦公室 Youtube 的最讚貼文
▶台灣面臨整個區域整合的趨勢,必須積極尋求加入 TPP、RECP 等區域整合的機制當中。去年各國已達成 TPP 最後協議、所有的談判均已結束,我們也取得相關TPP 談判結果的本文,惟行政院、經濟部後續的相關資訊卻相當有限。經濟部宣稱 1 月份已成立 TPP 溝通專案辦公室,相較過去在服貿議題上的處理,政府願意更積極地與社會各界溝通,本席予以肯定,但是針對法規盤點包括國內的法規中落差的部分、及協助可能面臨 TPP 負面衝擊的相關弱勢產業,做了哪些準備?本席關切我國加入 TPP 的議題已歷經 3 任院長,雖然政府一再強調「溝通」,但與國會溝通上的相關資訊明顯不足。TPP 溝通專案辦公室目前看來是宣傳多於實質。以日本為例,這必須靠整合外交系統、農業體系、經濟體系及貿易體系合力達成目標,絕非單靠個人的力量進行溝通或上網宣傳。
部長:已指示各部會於 3 月31 日前,必須將所有法規落差及盤點完成清倉,並列出最後的清單,屆時會是溝通的良好時機。將於 3 月底一併提出我國加入 TPP 的影響衝擊評估報告初稿。
▶各部會在評估的過程中,應特別關切弱勢產業尤其農業,根據中華經濟研究院及最近農委會所提出的數據,預估將有 600 億到 700 億元的農業損害,勢必要儘快協助農民做相關產業調整與輔導措施。院長也希望有機會能夠在東部務農,但至今未見政府對東部農業積極的政策,好讓整體農村經濟出現新的活力與發展的契機。再者,即便東部地區有良好的農產品及極佳的天然環境條件,惟現今東部最匱乏的正是農業二級加工設施。東部良好的農產品送至西部加工,再送回原產地行銷,這些物品在交通運輸上所需要的成本,對一般的小農、家庭農業、部落型農業或社區型農業而言成本負擔大,對地方農村的經濟也沒有顯著的助益。東部地區所欠缺這些環節,本席與政府已經討論多年,從當初討論在地經濟的問題,直到現在我國準備加入 TPP 的過程,均遲遲未見政府提出相關配套與具體作為。現今農委會規劃的方向也較欠缺小農與家庭性小型農器的輔導與協助,大多以傳統的農會為輔導機構的型態,既無法因應新的趨勢,也無法提高年輕的農民願意留下來,以創造新的農業、農村活力發展的新契機。建請農委會在計畫推廣方面應該特別注重青年農村創業。另外,要個別農戶裝置自己的加工設施,經濟效益有限,所以需要進行整體區域性整合,這個整合該由誰來做?是否要依賴傳統的農會體系,還是要另外成立一個可以超越以鄉鎮為基本標的的新型態區域整合機制,理應跟地方、農改場、農糧署溝通,地方的農會固然重要,但更重要的是返鄉的年輕人的需求是什麼?就我的了解,目前行政部門並未積極地跟他們溝通,就他們的需求做比較直接的規劃。
農委會主委:今年開始執行的花東計畫有機農業面積應會倍增,全國農業面積為六千多公頃,花東地區的面積則占一千五百多公頃,依照4 年計畫,未來有機農業將會倍增三千五百多頃。花蓮與台東的縣長都非常重視有機農業的發展與食品加工,譬如現今批發市場改建計畫須花費兩億多元,這部分在花東計畫中已經核定,至於相關的產銷履歷,或是保健食品方面,目前我們也正在評估花蓮縣的相關產量是否足夠,如果相關產量足夠,農委會將輔導他們成立加工廠。今年 1 月,已在花蓮舉辦青農座談會,將花蓮的青農為重點規劃對象。另外,除了農會以外,也會針對產銷班進行規劃,希望吉園圃能導向產銷履歷。
▶過去以相關的農業天然災害救助辦法做為補助依據,但是這個辦法也有一些限制,譬如當農損面積沒有達到一定比例時,農民就拿不到相關的補助,如果土地承租產生相關的爭議,農民也會面臨相當大的風險。之前推動的小地主大佃農政策,許多大佃農、年輕務農者都面臨極大風險,去年開始試辦農損災害保險制度,其實印度早就推行,其他國家推行的制度應該具有相當的參考價值,為什麼試辦至今只有高接梨部分納入相關的保險機制,畢竟種植高接梨農民的比例還是不多,希望這個保險制度的建置能讓更多農民受惠。
主委:高接梨部分比較好推動,所以只納入高接梨,今年開始推動芒果、水稻、農業設施及漁業中的石斑魚,以及溫網室之類的農業設施。商業保險也正在談,如果保單出來,由農民投保即可辦理。