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武漢肺炎蔓延 教授:注意蝙蝠引發的「人畜共通」傳染

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記者許書萓/台北報導

新型冠狀病毒疫情延燒全球,有人懷疑病毒源自蝙蝠。而原本住在黑暗中的蝙蝠,身上住著各種病毒,病毒對蝙蝠十分依戀,卻造成人類沉重負擔,如今蝙蝠族群因環境污染漸漸消失,身上的病毒卻悄悄廣佈在人類四周。國立臺灣師範大學跨國科學研究也顯示,民眾應注意蝙蝠引發的人畜共通傳染疾病與農牧業損害。

 ▲蝙蝠族群因環境污染漸漸消失,身上的病毒卻悄悄廣佈在人類四周。(圖/國立臺灣師範大學提供)

臺師大生命科學專業學院吳忠信教授與日本名古屋大學農業生物科技學院本道榮一教授,2019年共同在病毒學國際期刊(Virus Research)發表一篇名為「腦心肌炎病毒可能源自生活在東亞國家的東亞摺翅蝠」的論文,透過次世代定序技術(NGS)技術,分析臺灣北部蝙蝠洞內採樣東亞摺翅蝠糞便的病毒基因組,結果發現,東亞摺翅蝠糞便中含有腦心肌炎病毒、腸道病毒F株、兔病毒、西班牙綿羊腦炎病毒等病毒的核酸。這些病毒雖然尚未發現可以立即感染並且引發人類疾病,但是腦心肌炎病毒普遍存在於世界各地,病毒的主要宿主為嚙齒動物的老鼠,老鼠感染腦心肌炎病毒,沒有明顯的病徵。

 ▲東亞摺翅蝠糞便中含有腦心肌炎病毒、腸道病毒F株、兔病毒、西班牙綿羊腦炎病毒等病毒的核酸。(圖/國立臺灣師範大學提供)

過去研究發現,母豬感染腦心肌炎會造成繁殖障礙;而小豬感染腦心肌炎則會因為腦組織與心肌組織發炎而導致高死亡率,為預防豬隻感染腦心肌炎,豬隻飼料應予妥善貯存以避免老鼠或蝙蝠糞便的污染。而腸道病毒雖然名為腸病毒,在人類卻很少出現腸道的病狀,腸道病毒F株屬於牛腸道病毒,牛腸道病毒的感染宿主較廣,包括牛、羊、馬、犬等動物,臺灣關於此病毒的流行報導較少,由於此病毒有時會侵犯其他器官,進而導致臨床上各種綜合症的出現。兔病毒主要感染兔子,當家兔感染此病毒可能引發病毒性出血症的發生。西班牙綿羊腦炎病毒可以通過皮下和靜脈途徑感染綿羊,此病毒對於綿羊的中樞神經系統可能會造成嚴重病變。

 ▲西班牙綿羊腦炎病毒可以通過皮下和靜脈途徑感染綿羊,此病毒對於綿羊的中樞神經系統可能會造成嚴重病變。(圖/國立臺灣師範大學提供)

而2019年在中國湖北的武漢,則發現與蝙蝠冠狀病毒相似度高達96%的新型冠狀病毒(2019-nCoV),由於此病毒對人類具有高染病性與致死率,因此臺灣已經將此一嚴重特殊傳染性肺炎公告為第五類法定傳染病。此新型冠狀病毒感染臨床表現常見發燒、乾咳、肌肉痠痛或四肢乏力等,有些患者則出現咳嗽有痰、頭痛、咳血、或腹瀉等症狀。

 ▲中國湖北的武漢,則發現與蝙蝠冠狀病毒相似度高達96%的新型冠狀病毒(2019-nCoV)。(圖/國立臺灣師範大學提供)

當發展為重症患者,除雙肺呈現瀰漫性毛玻璃狀病變外,也會出現急性呼吸道窘迫症候群、敗血性休克、更嚴重的甚至導致死亡。死者遺體解剖後,可以發現肺部內有大量的黏液。因為肺是氣體交換的器官,功能依賴「呼吸道通暢」、肺泡的功能要好,才可以保持我們不窒息。但目前看起來,肺泡的功能可能會因為肺炎而受到損傷,加上呼吸道又被黏液堵住,臨床上才會出現缺氧的表現。特別值得注意的是,病理解剖也發現,死者甚至表現出心臟包膜輕度水腫與心肌發炎,以及腦水腫與大腦皮質輕度萎縮等病理特徵,這種引發腦與心臟發炎的症狀則與動物感染腦心肌炎病毒的臨床症狀類似。

 ▲研究發現,母豬感染腦心肌炎會造成繁殖障礙,而小豬感染腦心肌炎則會因為腦組織與心肌組織發炎而導致高死亡率。(圖/國立臺灣師範大學提供)

吳忠信教授2019年針對120頭四週大離乳仔豬進行田野研究,結果也發現許多仔豬在生長過程中,會因為罹患肺炎而導致肺部積水浸潤,終致引發敗血休克死亡。雖然仔豬的肺炎可能是肺炎鏈球菌引發的典型肺炎,也可能是黴漿菌或病毒等引發的非典型肺炎,惟仔豬罹患肺炎所表現的症狀與死亡的情形,與新型冠狀病毒引發的肺炎,卻有著許多相似之處。

 ▲蝙蝠是最早發展的哺乳動物物種之一,因此它們的先天和後天免疫反應與人類和其他脊椎動物存在顯著的差異性。(圖/國立臺灣師範大學提供)

縱然有血清學證據顯示,蝙蝠身上感染了許多病毒,為什麼蝙蝠感染某些病毒後,可以健康無任何病徵的存活於環境中,但是對人類和其他脊椎動物,卻具有高度的致病性與致命危機?由於蝙蝠是最早發展的哺乳動物物種之一,因此它們的先天和後天免疫反應與人類和其他脊椎動物存在顯著的差異性。


 ▲蝙蝠幾乎不會患癌症,超強的DNA修復能力讓蝙蝠的免疫系統變得十分神奇,除了修復基因外還能顯著抑制病毒的複製。(圖/國立臺灣師範大學提供)

儘管有研究表明,蝙蝠的免疫反應與其他哺乳動物的免疫反應有著許多相似之處,這些結果推論蝙蝠和其他哺乳動物的淋巴發育應該非常相似。蝙蝠為了適應飛行的生存方式,代謝率比起同體型的哺乳動物甚至要更高,這意味著蝙蝠有可能更容易產生遺傳物質的損傷。為此,蝙蝠在演化過程中可能會發展出較強的DNA損傷修復能力。而蝙蝠幾乎不會患癌症,超強的DNA修復能力讓蝙蝠的免疫系統變得十分神奇,除了修復基因外還能顯著抑制病毒的複製。

 ▲蝙蝠細胞耐熱性很高,在40℃的體溫下仍然能保持相當穩定的狀態,這也一定程度地抑制了病毒的複製。(圖/國立臺灣師範大學提供)

另外,蝙蝠細胞耐熱性很高,在40℃的體溫下仍然能保持相當穩定的狀態,這也一定程度地抑制了病毒的複製。更重要的一點是,在蝙蝠體內的RNA病毒擁有非常高的遺傳多樣性,並且具有很高的重組率。因此來自蝙蝠的這些新興病毒有很大機率,可能因為突變重組而造成感染蝙蝠以外其他哺乳動物的能力,甚至引起疾病造成人畜共通的疾病感染與疫情傳播。

 ▲蝙蝠特殊的生物特徵和生態習性,使其成為病毒和其他疾病媒介非常合適的重要宿主。(圖/國立臺灣師範大學提供)

由於蝙蝠特殊的生物特徵和生態習性,例如食物選擇、群居生活、飛行能力、季節性遷徙、冬眠,壽命長、棲息行為、迴聲定位能力、以及病毒的易感染性等特性,使其成為病毒和其他疾病媒介非常合適的重要宿主。地球上除南極洲以外,大多數的地方多可以發現蝙蝠,而蝙蝠也因為可以跨越物種的壁壘,將病毒與傳染疾病感染給人類以及其他的動物。雖然從蝙蝠體內可以分離或檢測到的近千種的病毒種類,其中除狂犬病病毒、亨德拉病毒(Hendra)、尼帕病毒(Nipah)、梅南高(Menangle)、刁曼(Tioman)病毒、伊波拉病毒、SARS冠狀病毒、MERS 冠狀病毒、以及最新爆發的新冠狀病毒被認為可能起源於蝙蝠並且引起人類和其他脊椎動物疾病外,其他大多數蝙蝠身上的病毒,目前證據並未顯示會引起人類和其他脊椎動物的疾病。

 ▲蝙蝠是所有陸地生態系重要的一環。(圖/國立臺灣師範大學提供)

儘管蝙蝠被人類認為是人畜共通傳染病毒的重要宿主,牠們卻是所有陸地生態系重要的一環,蝙蝠不但可幫助人類控制昆蟲的數目,藉此減低農作物被昆蟲啃食,來提高農作產量;也可以透過蝙蝠捕食環境周遭的蚊蠅病媒,藉此達到生物防治以及減少使用化學殺蟲劑,以及降低人畜間的疾病傳染。

此外,蝙蝠可以幫助植物授粉,讓地球上許多植物得以繁衍後代,為人類提供充足的蔬果等食物。有些地方,人類會利用蝙蝠的糞便作為有機肥料,或是利用蝙蝠的唾液或是血液提取抗凝血的藥物或是特殊疾病的抗體。近代科學家則是利用蝙蝠的蝠迴聲定位特性發展出潛艇的聲納系統、汽車的倒車雷達、或是醫院的超音波儀器。有些地方的人們為了防止蝙蝠傳播病毒與疾病,努力消滅野外蝙蝠的族群,結果造成昆蟲數目的大量發生,農作物產量受到 嚴重損害,並且蚊蠅病媒傳播的瘧疾與登革熱的病例也日益嚴重,至於蝙蝠傳播的狂犬病等病例,確也未見減少。

 ▲蝙蝠糞便攜帶的病毒是否會因為感染經濟家畜或是伴侶寵物,進而造成畜牧業損害或是居家的人畜共通感染,也是值得關注的重大民生問題。(圖/國立臺灣師範大學提供)

近幾十年來,地球上出現了數十種新型的病毒,高度的人畜共通傳染以及致死率,確實讓我們感覺到驚訝而來不及應變。由於目前關於蝙蝠中大多數病毒的研究資訊還是有限。我們堅信,蝙蝠病毒對於宿主的致命感染肯定不會符合該病毒的長期最佳利益。至於為何蝙蝠可以無症狀與病毒和平共存?蝙蝠體內對於新型病毒是否具有宿主耐受性或病毒清除機制?這些應該是迫切需要進一步研究的重要問題。此外,蝙蝠糞便攜帶的病毒是否會因為感染經濟家畜或是伴侶寵物,進而造成畜牧業損害或是居家的人畜共通感染,也是值得關注的重大民生問題。

 

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