肺炎疫情蔓延 全球醫學攻堅團隊加入防疫戰

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僅僅在數周時間之內,從中國武漢爆發的新型冠狀病毒疾病從原本的不明原因肺炎,變成了全球人見人怕的疫情。世界各地的人們對病毒展開了一場全球性的防疫戰爭。

隨著疫情繼續在世界範圍內蔓延並帶來恐慌,科學家們正在努力開發出應對這種空前威脅的治療方法。流行病學家運用精密的計算機模型追蹤和預測疫情發展,病毒學家試圖開發疫苗,醫療人員使用不同藥物來緩解患者症狀。

這並不是科學家第一次遭遇冠狀病毒引發的疫情,但對抗冠狀病毒比你想象中的要更加困難,歷經數十年的嘗試,冠狀病毒仍然是一個強大的敵人。

一些常見而棘手的疾病就是由冠狀病毒引起的,包括普通感冒,而我們仍然沒有研發出有效的疫苗或特效藥。此前出現的薩斯(Sars)和中東呼吸綜合症(Mers)也是冠狀病毒所引起。

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這些病毒都屬於冠狀病毒,可以同時感染人類和動物,並有時會越過物種壁壘。中東呼吸綜合症2012年首次發現,第一個報告病例是一名男孩,他和駱駝近距離接觸之後被感染。自那時以來,出現許多被駱駝感染的病例。

最近新出現的型冠狀病毒是2019年12月發現的。根據病毒的基因序列,初步認為這種病毒是從蝙蝠傳到人。人體內發現的病毒與蝙蝠體內的病毒遺傳基因非常接近。也有其他說法認為病毒來自於蛇或其他動物,但許多病毒學家不接受這一觀點。

此前,瀕危動物穿山甲被認為有可能是病毒的傳染途徑,傳統中醫將穿山甲的鱗磨成粉末當作藥材,一些研究人員認為蝙蝠攜帶的冠狀病毒可能和穿山甲攜帶的冠狀病毒結合起來,成為感染人類的新病毒株。

不過,雖然起初的病例可能是由動物傳給人類的,但後來的感染病例則多數是人傳人。「我們相信病毒來自當地一個海鮮市場,而該市場已經關閉,」在倫敦帝國學院(Imperial College London)和牛津大學(Oxford University)工作的統計學流行病學家唐納利(Christl Donnelly)說:「所以,人傳人讓疫情繼續蔓延。」

冠狀病毒通常影響人體的上呼吸道,感染者出現一系列症狀,有可能引發肺炎。但人體其它部位也可能受到影響,包括中樞神經系統,造成長期的神經損害。

冠狀病毒是一個大型病毒家族,其名稱來自於拉丁文的王冠,因為病毒在顯微鏡下,表面由類似王冠的突狀物覆蓋。

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有著多刺表面的冠狀病毒是一種核糖核酸病毒(RNA病毒),在不同宿主轉移的過程中,RNA病毒變異性更強,感染不同物種的能力也會增強,傳染性和患病後的嚴重程度也會隨之改變。因此新型的冠狀病毒一直不斷出現,很難開發出疫苗和藥物來對付一個隨時不斷變化的病毒。

唐納利表示,我們需要了解病毒才能知道疾病如何傳播。首先,潛伏期有多久?即受感染後到出現症狀之前時間有多長?其次,感染者持續傳播病毒的時間有多長?發病多快能致命?「這些信息有助於我們預測疾病致命率,」唐納利表示。

另一個重要信息是病毒繁殖數量,這是指一名患者能夠感染的人數。唐納利及其研究團隊估計新型冠狀病毒繁殖率約為2.6,「如果數字大於1就代表會有大規模疫情爆發。」

每個患者能感染的人數也大不相同,有的患者一人能感染10人以上,通常被稱為「超級傳播者」,這些人體內會釋放超出常量的大量病毒(或病菌),所有與他們接觸的人都更容易被傳染。

「超級傳播者」對疫情的防治工作造成很大的挑戰,薩斯和中東呼吸綜合症的疫情中都曾經出現「超級傳播者」。

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但是要找出超級傳播者並不容易,誰會成為超級傳播者是取決於多種不同因素,包括他們自己身體的情況,病毒及其所在的環境。有些人的免疫系統能讓他們攜帶病毒但卻沒有症狀出現或只有非常輕微的症狀。這意味著他們依然活動自如,甚至攜帶病毒長途旅行。另一些人剛好相反,出現嚴重症狀,頻繁地打噴嚏和咳嗽,因此能感染周遭更多人。

一般的個人衛生措施,例如正確洗手,戴口罩,確實執行隔離,都有助於降低疾病傳播。

新的檢疫技術能夠在第一時間確診病患,不但能提高防疫效果,也讓我們更容易了解疾病如何傳播。世界各國的醫療團隊都在研發新的快速檢疫技術。美國公共衛生機構疾病控制中心(Center for Disease Control, CDC)發表了DNA檢測技術,能在約4小時的時間之內確認結果,但該技術需要造價昂貴的實驗室配合。加州大學舊金山分校(University of California, San Francisco)和數家生物技術公司合作的研究團隊據報正在研發不需要專門設備的快速檢疫法。

就算能夠快速確診,找出對抗病毒的有效治療方法也是非常困難。

目前治療病毒感染的主要方法是阻止病毒增生,抗病毒藥物影響和干預病毒複製的某個環節,例如削弱病毒進入細胞的能力,干擾病毒控制細胞機體的能力,抑制病毒從被感染細胞中逃脫。

不幸的是,目前我們並沒有那麼多有效的抗病毒藥物能夠對抗冠狀病毒。對抗2019年新型冠狀病毒的一個潛在治療方式是之前研發出來對抗埃博拉(Ebola)病毒的。美國境內發現的第一個新型冠狀病毒疾病患者就接受了這樣的治療,數天后患者康復。治療團隊表示他們還是不能確定「瑞德西韋」(remdesivir)藥物是否就是病患痊癒的關鍵因素,但之前在小鼠身上進行的研究顯示,「瑞德西韋」能對抗中東呼吸綜合症。

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在實驗室進行的研究顯示,瑞德西韋能夠抑制2019年新型冠狀病毒感染人體細胞的能力,但還需要監管機構的批准才能使用在病人身上。同一研究也發現,預防和治療瘧疾的藥物——氯喹(chloroquine),也能有效對抗病毒。另外,中國武漢當地醫院也使用兩種治療HIV病毒的藥物做臨牀試驗。

但是抗病毒藥物並不總是有效,2012年首次有人類感染中東呼吸綜合症,直到現在醫療人員仍在尋找一種能夠廣泛接受的治療方法。2019年一項研究發現,中東呼吸綜合症沒有通用的治療方法,研究人員稱還需要進行隨機的臨牀試驗。

冠狀病毒的變異速度也意味著病毒很可能出現抗藥性。

但有一些創新的醫療科研項目正在進行當中。去年發表成果的其中一項研究使用量子點,量子點大小只有幾個納米,研究顯示能夠抑制人類冠狀病毒感染細胞。

與此同時,科研人員也在加研發抵抗新型冠狀病毒的疫苗。如果一定比例的人們通過疫苗而對病毒產生免疫,疫情就有可能得到控制。

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但是冠狀病毒變異的速度快,加大了研發疫苗的難度。疫苗通常能促使人體免疫系統對抗病毒的某一種特性,但是病毒如果發生變異,我們的免疫系統就很難察覺不同的感染。這也就是很難研發疫苗來對抗普通感冒一樣。

研發疫苗也是一個耗時冗長耗資巨大的過程。2020年1月底,總部設在挪威的流行病防範創新聯盟(Coalition for Epidemic Preparedness Innovations, CEPI)宣佈,向醫藥公司「Inovio」撥款900萬美元開發對抗冠狀病毒疫苗。

疫苗讓人體免疫系統有能力識別病毒,確保接受疫苗的人不生病,還會產生抗體抵抗未來的感染,但疫苗的研發過程經常需要多次嘗試才能選到對的病毒變體。

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「病毒DNA序列改變而出現變體,我們通過觀察病毒的DNA序列,改變一兩個字母也能嘗試找出病毒變體,」總部設在美國舊金山的生物科技公司Twist Bioscience的執行長勒普魯(Emily Leproust)表示。該公司和Inovio合作發展疫苗,負責提供足夠數量精凖的DNA序列。

「有些變體的毒性更強,有些變體更弱,」勒普魯表示:「在很多情況下,這就像病毒變異產生新的病毒株一樣。」唯一不同的是,在實驗室環境下,變異是在受控制下發生的。

Twist Bioscience也和範德比大學(Vanderbilt University)在美國國防高級研究計劃局(DARPA)的流行病預防平台(Pandemic Prevention Platform)上合作,致力於在疫情爆發的60天之內研發出疫苗。

另一種研發疫苗的方式是從康復的患者身上隔離細胞。「然後篩檢這些細胞,從中取得、複製共通抗體進行試驗,」勒普魯說。

但是,需要花多長時間才能找到有效治療方式,或是開發出有效的疫苗,還是一大問號。唐納利說,在那之前,我們唯一能做的就是持續觀察病毒,試圖阻止疫情擴散。

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