【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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rna定序 在 日本自助旅遊中毒者 Facebook 的最佳貼文
#超級大魔王現身?#到底有幾個魔王?
C.1.2這個南非新發現的變種病毒是不是魔王我是不知道啦,但目前的階段是不能用肯定句直接描述他傳染力更高、疫苗難防的。國外主流媒體都很克制,報導的很中肯。
1.南非國家傳染病研究所(NICD)發表預印研究報告,稱科學家於今年5月首次檢測到C.1.2,此變異株是由1月發現的C.1演化而成,但與C.1相比,新變種已經大幅變異。
2.研究發現,與武漢原始病毒相較已經有了44~59個突變, C.1.2的基因變異程度已超過全球已知的所有「高關注變異株」(variant of concern,VOC)或「須留意變異株」(variant of interest,VOI)。
3.令人擔心的是,他的突變包括了之前在其他突變株上報告過和增加傳染力還有對疫苗效力會下降的位點(R190S, D215G, N484K, N501Y, H655Y, T859N,Y144del, L242-A243del)。另外還有一些新的突變有可能造成影響(C136F,Y449H,N679K)。但C.1.2是否真的會有比較高的傳染力或對疫苗無效,目前是未確認的。還需要之後研究證實。
4.C.1.2五月首次在南非被檢測到,此後在英國、中國、民主剛果、模里西斯、紐西蘭、葡萄牙與瑞士等7國現蹤。
5.南非的C.1.2在基因定序所佔比例,5月時僅有0.2%,6月增至1.6%,7月達到2%,其增幅與之前Beta和Delta變異株在當地最早出現前幾個月的比例類似。但目前南非當地最主流的病毒株還是Delta,6月增至67%,7月達到89%。在Delta存在之下,C.1.2 是否有更大競爭優勢成為主要病毒株,值得繼續密切關注。
6.再強調一次,新冠病毒會持續突變是很正常的,不變種才是新聞。到底是不是大魔王,重點是哪個變異株才是真正有意義的?是否傳染力較高可以逐漸取代原本病毒株?是否會影響到疫苗效力?重症比例會不會較高?以上這些問題都不是馬上就會有答案的。大家看新聞的時候要有這樣識讀的能力。
rna定序 在 日本自助旅遊中毒者 Facebook 的精選貼文
#英國Delta病毒死者有三分之一都打過兩劑疫苗?
媒體驚悚報導,英國所有感染印度變種死亡的病例中,有將近三分之一的人已打過兩劑疫苗。有意無意暗示或明示即使打疫苗也沒用,印度變種超恐怖云云。
哎呀,不要見樹不見林呀。我來解讀這個報告吧。
1.英國衛生部6月11日發表變異株相關報告,從2月1日到6月7日造訪英國急診且有做病毒定序的案例中,總共有33206例的印度變種病毒(Delta ) 。其中有42人死亡,這個致死率是驚人的低,0.1%。
2.附帶一提,這段期間的英國變種病毒(Alpha )是146354例,致死率是1.1%。
3.此表是來看這些得到印度株患者的注射疫苗狀態,在知道施打疫苗狀態的28917人之中,19,573人未注射疫苗,2,166人注射第一劑21天內, 5,393人注射第一劑21天後但未注射第二劑,僅1,785人(6.2%)是注射完第二劑14天後。
4.完整打完疫苗的1785人中,42人需要住院(2.4%),12人死亡(0.67%)。
未打過疫苗的19,573人中,251人需要住院(1.28%),23人死亡(0.12%)。
沒有完整打完疫苗的27,132人中,337人需要住院(1.2%),30人死亡(0.11%)。
5.怎麼解釋沒打疫苗的人住院率和致死率反而較低?我想應該去分析這兩群人的背景資料,打了疫苗還會得病甚至死亡的人應該是年紀偏大且有慢性病居多。但我沒在報告中看到細節。
6. 報告中估計印度變種株比英國變種株的家戶傳染力高1.64倍,導致住院的機率也較高。但為何目前看來致死率較低?不知是否是病程尚未走完,繼續追蹤。
7.疫苗還是有效的!可是對Delta來說,只打一劑可能不夠好。整體來說打一劑對於Alpha和Delta的保護力各自是50.2%和33.2%,第二劑打完後保護力各自是88.4%和80.8%。
8.有另一個報告顯示不管是Alpha和Delta,如果只看對住院的保護力,英國施打的兩個疫苗效果都很好。針對Delta若單打一劑:BNT/輝瑞保護力是94%,AZ是71%。第二劑打完後保護力各自是96%和92%。
9. 英國首相強森(Boris Johnson)於14日宣布,將防疫解封日期延後1個月,到7月19日為止。主要就是希望讓更多人完成了兩劑完整注射後再解封,預估到時英國有三分之二的成年人將接受兩劑注射。
英國和去年12月疫苗不夠時讓越多人打第一針越好的背景已經不同,現在在收尾階段因應印度變種病毒,他們是要讓更多人打完第二針。英格蘭40歲以上人口的疫苗接種間隔從12週縮短到8週。
總之最後說一句,這個報告不是要你看了之後驚慌地說打了疫苗也沒用....打了疫苗很有用!但你並不是像吃了無敵星星一樣就刀槍不入,打了疫苗可以有效地降低感染和重症的風險,但並不是降到零!在群體施打率到一定程度之前,即使打完第二劑疫苗14天後還是要好好保持好的公衛防疫習慣喔!
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