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為什麼感冒能致命卻沒造成大規模疫病,但流感會?

2020-11-25 16:59台灣商務 文/摘自《大流感:致命的瘟疫史》

【文、圖/選自台灣商務《大流感:致命的瘟疫史》,作者約翰.M.巴瑞】

圖為民眾接種流感疫苗。 美聯社
圖為民眾接種流感疫苗。 美聯社

感染可說是種暴力行為;是一種外物入侵,一種強暴,所以身體會激烈反抗。十八世紀大生理學家約翰.杭特對生命的定義是,能夠反腐壞、反感染。即使我們不完全同意這種定義,反腐壞的能力仍舊是生存的條件。

身體的防衛者就是免疫系統。那是非常複雜精密的機制,由各種白血球、抗體、酶、毒素、和其他蛋白質交織而成的。免疫系統的關鍵在於能辨認外來物,何者是己方,何者不是。這種能力依靠的是形狀構成的語言。

免疫系統的組成分子白血球、酶、抗體、和其他成分循環全身,滲透到每個角落。當它們碰到細胞,蛋白質或有機體時,就和它們產生接觸,檢查對方表面的實體記號和結構,正如感冒病毒搜尋感染對象一樣。

免疫系統會放過所有帶有己方標記的東西。(這是指當免疫系統正常運作的情況下。自體免疫疾病,例如狼瘡或多發性硬化症,就是免疫系統攻擊自己身體組織所造成的。)當免疫系統察覺到帶有非己方標記的對象時,像是外部入侵物體,或是不正常的自體細胞,免疫系統就會發生反應,發動攻擊。

這種被免疫系統察覺到的標記稱作抗原。這個字眼很簡單地說就是指會激發免疫系統反應的東西。

有些免疫系統裡的分子,像所謂的自然殺手細胞,會攻擊任何帶有非己方標記的對象,任何外物。這就是所謂先天性或非專一性免疫反應,是身體的第一線防衛,會在感染後幾小時內發動起來。

但大多數的免疫系統功能更專注,各有其特定的防禦對象。例如抗體的表面就帶有上千個受體用來辦認它的目標抗原。這上千個受體都是相同的,帶有這些受體的抗體只會找上特定的對象結合,也就是帶有某種特定抗原的病毒,而不會找上其他入侵物。

溝通非專一性和專一性免疫反應的是一種罕有的白血球叫作樹突細胞,它不分細菌和病毒一律將之吞噬,處理它們的抗原後,把這些抗原展示出來。可以想像成它們把入侵的有機體嚼碎之後,把獵物的抗原像戰利品似地掛起來炫耀。

然後樹突細胞跑到製造大量白血球的脾臟或淋巴結,這些白血球便向樹突細胞學習辨識外來的抗原,開始製造出大量抗體和殺手白血球以攻擊所有帶有相同抗原的目標。

外來抗原被辨識出時,身體同時也會引發連鎖反應,分泌出酶,有些酶會影響全身像是升高體溫,造成發燒現象,有些會直接攻擊目標。還有其他的酶則傳遞化學訊息,號召白血球趕到被入侵的地方,或讓戰區的微血管膨脹好讓殺手細胞通過。腫脹、發紅、發燒等都是這些化學分子釋放後的副作用。

這一切都稱為免疫反應,一旦發動起來確實無可抵擋,只是要花點時間。防禦發動遲緩的話會讓敵人有機會建立灘頭陣地,甚至快速攻入防線後方,造成致命的結果。

公衛專家擔心今秋入冬時分,新冠病毒感染與一般流感病毒,成為致命組合。 美聯社
公衛專家擔心今秋入冬時分,新冠病毒感染與一般流感病毒,成為致命組合。 美聯社

在沒有抗生素之前,感染會在病原和免疫系統之間引發生死搏鬥。有時病人會病得只剩一口氣,然後突然間奇蹟出現,退燒康復。這種戲劇性的轉折就是免疫系統發動大規模反擊,在最後關頭取得勝利的結果。

一旦身體打敗感染之後就會得到好處。免疫是個愈戰愈強的系統。

身體擊退感染之後,有一種稱為記憶T細胞的特別白血球,它和抗原抗體的結合物會留在體內。下次任何入侵者如果帶有相同抗原的話,免疫系統的反應會比第一次快得多。這種反應快速的程度會讓新的感染在還沒出現症狀時就被擺平,這就是所謂身體有了免疫力。

預防接種是讓身體接觸抗原,引起免疫系統對疾病的反應。現代疫苗有些只含有抗原,有些是死掉的病原,有些是威力減弱後的活病原體。它們都會觸發免疫反應,讓身體準備好對付帶有相同抗原的入侵者。

對於感冒病毒當然身體也有相同反應。當病人復原後,免疫系統會很快地辨認出上次感染病毒所攜帶的抗原。

可是感冒病毒有辦法躲過免疫系統。

感冒病毒的主要抗原是它表面伸出的血凝素和神經氨酸突觸。所有感冒病毒的突變中,血凝素和神經氨酸突觸的變化最快,使得免疫系統對它們難以追蹤。

所有病毒包括RNA病毒在內,抗原都不會快速突變。麻疹是RNA病毒,它的突變速率雖然和感冒一樣快,但抗原不會變。它的其他部分再怎麼變來變去,就是抗原不變。這可能是因為麻疹病毒感染能力的主要關鍵就存在於免疫系統用來做為抗原辨識的部分。如果它突變的話就會失去感染力,病毒就不能存活。因此感染麻疹一次後就會終身免疫。

可是血凝素和神經氨酸突觸可以變成其他形狀之後還保持原有功能。突變使得感冒病毒可以避開免疫系統而繼續作怪。因為突變太快,在同一波流行性感冒中甚至會出現有不同的血凝素和神經氨酸突觸的病毒。

有時突變的程度很小,免疫系統仍可以認出它們,以致同一種病毒第二次感染時能夠很快被撲滅。

可是有時突變會讓血凝素和神經氨酸突觸改頭換面,使得讓免疫系統看不出來。上次能和同一種病毒成功結合以消滅病毒的抗體便不能再發揮作用。

這種現象稱為抗原漂變(antigen drift)。

抗原漂變發生時,即使對同一種病毒已有免疫力的人,入侵的病毒還是可以建立陣地。顯然病毒形狀變化越大,免疫系統的效率會越差。

我們可以把病毒想像成穿著綠上衣白短褲,戴著白頭盔上面有個V字的足球員。免疫系統可以立刻辨認出它的球衣而攻擊它。如果球衣稍微改動的話,例如白短褲加上綠條紋而其他不變,那麼免疫系統還是可以把這個病毒認出來,雖然可能有點慢,有點猶豫。但是如果球衣從綠上衣白短褲變成白上衣綠短褲,免疫系統就沒那麼容易看出它來了。

抗原漂變會造成流行病。一項研究發現在三十三年內美國有十九次不連續,可以辨認出的流行病,平均兩年一次。每一次流行單在美國就造成一萬到四萬人「額外」死亡,這是指比一般生病死亡率要高出來的數字。因此感冒在美國殺死的人高過任何其他疾病,包括愛滋病。

公共衛生專家緊密監視這種抗原漂變,並每年調整感冒疫苗希望能跟上腳步,但永遠不能完全達到目標。原因是即使他們能預測變化的方向,感冒病毒以突變群的方式在變動,永遠會有變化超出疫苗和免疫系統涵蓋範圍的品種出現。

但即使抗原漂變很嚴重,即使感冒能致命,它並沒有造成大規模疫病。它沒有造成世界性的感冒大爆發,像一八八九到一九九○、一九一八到一九一九、一九五七,還有一九六八那幾年發生的一樣。

.書名:大流感:致命的瘟疫史.作者:約翰.M.巴瑞 .譯者: 王新雨, ...
.書名:大流感:致命的瘟疫史
.作者:約翰.M.巴瑞
.譯者: 王新雨, 張雅涵
.出版社:台灣商務
.出版日期:2020/10/05
瘟疫大流行只有當血凝素和神經氨酸突觸兩者之一,或是同時,發生重大改變時發生。當全新的基因組合代替舊基因時,新抗原的形狀會和舊抗原有相當大差異。

這叫作抗原突變(antigen shift)。

再用足球員的球衣來比喻,抗原突變相當於球員把綠衣白褲換成橘衣黑褲。

抗原突變發生時,免疫系統根本不能辨認新抗原。全世界極少有人具有對抗這種抗原的抗體,所以病毒可以用爆炸性的速度橫掃人類社會。

血凝素有十五種基本型,神經氨酸有九種,它們有不同的組合方式,加上一些亞型。病毒學家用這些抗原組合來區分研究中的特定病毒,例如H1N1病毒是一九一八年流行的病毒,現在仍存在豬隻身上。H3N2則是今天在人類身上流行的病毒。

免疫系統
抗生素
流感
感冒

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