2020年8月5日 星期三

第二章、人類與病毒互動的歷史回顧


一、病毒是生物嗎?

將近100年來,科學界對病毒認知的共識也一再改變,從最早認為病毒是一種毒物,然後是一種生命形式,接著又改觀成一種生物化學物質;到了今日(2020),病毒則被視為介於生命和無生命之間灰色地帶的物質,目前,科學家並不把病毒歸類於生物五界(原核生物、原生生物、真菌、植物和動物)之中(見下圖) 





上圖:生物的五界分類
 

 

二、病毒的長相
公元1665年,虎克發明光學顯微鏡之後,人們才知道有細胞、細菌的存在,然而由於病毒太小,用光學顯微鏡是看不到的。


公元1939年,西門子公司生產了第一台商業電子顯微鏡之後,病毒的神秘面紗才被揭開。以下為病毒在電子顯微鏡下的模樣

                 資料來源 : https://images.app.goo.gl/54v4jDbSaSLNaMVw6

                                上圖 : 電子顯微鏡下的冠狀肺炎病毒

 

三、人類與病毒互動的歷史

人體細胞大小約為10μm-100μm之間,也就是10000nm(奈米)以上,而冠狀病毒的大小只有100nm,也就是只有肺臟細胞的百份之一大小。

病毒的種類很多,由於它們只是一種外表包覆了油脂的DNARNA,無法自行繁殖,只能經由進入有完整細胞的生物體內(感染),由各種生物的細胞幫他們完成繁殖後代的任務。

對病毒本身來說,能傳宗接代是大吉大利之事,但是對於被感染的生物來說,則是一種災難,有可能引發生物體本身的疾病或死亡。

喜歡親近人類,利用人體細胞代為繁殖後代的病毒總類並不少,例如天花病毒、麻疹、水痘、愛滋、單純疱疹、帶狀疱疹、疣、ABC肝炎病毒等等,都會引起人類的種種疾病。

人所飼養的牲畜也會得到病毒感染,例如雞的禽流感及非洲豬瘟,就是典型例子。病毒也會引起農作物植物的疾病

病毒的行為表現非常難以預測,它沒有天敵,高興來就來,想走就走,2020年造成全球大流行肺炎的COVID-19新冠病毒,目前尚無解方,但在2003年來勢洶洶的SARS肆虐沒多久,就自己銷聲匿跡了。
以新冠病毒為例,它進入人體肺部後,就把其體內的DNA注射入肺泡細胞內,接著病毒利用肺細胞的生產工廠與材料,進行自我複製引起人的肺炎;數以千萬計的新病毒從肺部細胞爆開,透過打噴嚏、咳嗽,甚至是體液接觸,又各自尋找到新的宿主細胞,再入侵其他人體、再行複製。於是就造成了病毒感染的大流行。

由於科學的進步,如今人類對於大部份細菌感染,都可以使用抗生素來加以殺滅,但是面對病毒感染,人類到了2020年卻還是一籌莫展,科學家至今仍然發明不出來可以100%殺死人體內病毒的藥物,因此病毒可以說是沒有天敵的,唯一有效的方法,是採用病毒疫苗來加以預防。

還好人類對於大多種類的病毒感染,都是可以經由人體內自行產生抗體來將它殺死的,達到自我痊癒(self-limited)的目的。但也有些例外,例如人體對愛滋病毒HIV就是沒有辦法自行產生抗體的,愛滋病疫苗至今也都還無法被開發成功。以研發愛滋病疫苗而設立的機構也終於被裁撤掉。

在人類醫療史上,有些曾肆虐過,但已經被疫苗控制住的病毒,不是已經絕跡根除,就是危害性大為減少,如天花、麻疹、小兒麻痺、水痘等,已經很少再被人提起。這主要是因為人體對於天花、小兒麻痺、麻疹,不論是經由直接感染或接種疫苗,幾乎都能引發人體的免疫系統製造出可對抗該病原的抗體,且此抗體終生都會留存在體內。但是感染新冠病毒或接種新冠疫苗後,所產生的抗體存留在體內的時間就很短,有的研究報告說新冠病毒抗體只能維持2-3個月,也有的說最長可達5個月。也就是說,人體內的新冠病毒抗體一旦消失後,就有可能受到第二次再度感染。

目前人們比較刻意的病毒,都是以目前仍然對人體健康或所飼養的動物會造成威脅的病毒為主,茲簡述如下:


1. 西班牙流感:A型H1N1流感病毒,1918-1919年全球大流行,死亡5000-9000萬人

2. 亞洲流感:A型H2N2流感病毒,1957-1958年全球大流行,死亡100萬人。

3. 香港流感:A型H3N2流感病毒,1968-1969年全球大流行,死亡75萬人。

4. SARS非典:亞洲流行,死亡858人。

5. MERS中東呼吸綜合症候群:2012-2015年,中東、南韓流行,死亡439人。

6. 西非伊波拉(Ebola):伊波拉病毒,2013-2016年西非流行,死亡11323人。

7. 剛果伊波拉:伊波拉病毒,2018年迄今,剛果流行,死亡2268人。

8. 愛滋病:後天免疫缺乏症候群(Acquired Immunodeficiency Syndrome,AIDS),是一種由人類免疫缺乏病毒(Human Immunodeficiency Virus, HIV)所引起,主要是透過性行為及傷口血液感染,可預防性較強,不過人體對HIV無法產生抗體,也開發不出疫苗,但是其傳播速度較慢,可侷限在局部地區或特定族群。不過藥廠已經有開發出一種叫做”克力芝”(kaletra)的藥物,可以有效的抑制降低其繁殖的速度,延長愛滋病患者的壽命,但由於藥物的價格高昂,有需要者往往又沒錢買不起。

9. 新冠狀病毒。由COVID-19新狀病毒感染引起,2019年迄今(2020年)造成全球大流行。

10. 禽流感:在雞之間傳染,人也曾有受到感染。

11. 非洲豬瘟:非洲豬瘟是由一種只會在豬之間傳染的非洲豬瘟病毒所引起,而不會傳給人。但是對豬養業的影響卻非常大,被發現迄今已經有一百多年歷史了,但到現在還是無法研發出非洲豬瘟疫苗。非洲豬瘟的傳染性非常快速,豬養殖場只要有一隻豬受到感染,全場大小豬隻都無法倖免,其病死率又高達100%,因此防治方面唯有把整群豬全面都撲殺一途。非洲豬瘟病毒抗酸鹼能力強,且其存活時間較長(糞便可存活11天;沒有清洗乾淨的豬舍可存活1個月;冷藏肉可存活100天、冷凍肉可存活1000天);但此病毒並不耐熱且容易遭受熱破壞,可用55℃溫度持續加熱30分鐘或60℃連續加熱10分鐘即可將其破壞。,為了防止台灣成為非洲豬瘟疫區,台灣海關全面禁止豬肉製品進入台灣,甚至還動用到警犬來偵測行李中的肉製品。

四、2019年底開始出現的新冠狀病毒(COVID-19)

2019年底開始流行的新冠狀病毒,受到感染者,有約三分之一的人並不會出現任何症狀,但會自行產生抗體。根據中國統計,曾做篩檢確診的患者中,有81的人會呈現輕中症狀,也會自行痊癒,至於演變成重症的有14,確診患者中只有5的患者會演變成危急症,危急症患者的病死率高達49,聯合國WHO最初所公佈的COVID-19感染整體病死率佔確診者的3.4

會造成大規模感染且致死率高的病原感染,就是一種瘟疫,說到瘟疫,病死人數最多的首推黑死病(鼠疫),但黑死病的感染源為細菌,而不是病毒。因病毒性瘟疫而致死的冠軍,還是由導致九千萬人死亡的西班牙大流感獲得。衷心期盼新冠狀病毒不要超越西班牙流感,破紀錄奪得冠軍頭銜。


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