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【武漢肺炎】協助預測大流行的病毒獵人

2020/4/27 — 18:51

圖:Peter Daszak Twitter

圖:Peter Daszak Twitter

在進入雲南省一個石灰岩山洞之前,專門研究新病毒和預防大流行疾病的非牟利組織 EcoHealth Alliance 研究團隊成員穿好防護服、口罩和厚手套覆蓋每一吋皮膚,否則他們就可能接觸到蝙蝠糞便或尿液,因感染不知名病原體而喪命。

他們配備大燈,在洞口處設置網罩,靜待日落西山;成千上萬的蝙蝠從洞中飛出時,將會直接入網。負責研究的 Peter Daszak 是病毒獵人,過去十年到訪 20 多個國家,試圖在蝙蝠洞穴中找到新病原體,以預防下一次冠狀病毒大流行。

當 Daszak 團隊收集到蝙蝠樣本後,便將其存儲在液態氮中,並將之送到與團隊合作的實驗室分析。然後將樣本中的病毒 DNA 與基因銀行(GenBank)的基因組數據進行對比,以判斷是否需要應對新發現的冠狀病毒。一般而言,如果一種病毒的 DNA 與已知病毒差異超過 20% ,該病毒會被視為新病毒。

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與其他團隊一樣, Daszak 團隊也會為已知動物病毒的基因數據,上載至開放源編碼數據庫,讓其他人預測哪些病毒株,最有可能傳到人類身上。

在 2003 年沙士爆發前,冠狀病毒的研究在學界中並無太多人留意,只知道有兩種冠狀病毒會感染人類,兩者更早至 1960 年代被發現。杜克—新加坡國立大學新突發傳染病研究所所長王林發形容,冠狀病毒是醫學界中一個不「性感」的研究對象,而王林發的團隊正正製作了 EcoHealth Alliance 所用的樣本分析工具。

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美十年研究計劃 PREDICT

直到 2009 年,美國國際開發署(USAID)因 2005 年的 H5N1 禽流感疫情,展開名為 PREDICT 、價值超過 2 億美元的研究計劃。 EcoHealth Alliance 、史密森尼學會、國際野生生物保護學會與加州公司 Metabiota 因應計劃協助開發了一個流行病追踪器,以追蹤能遊走於動物與人類身上的未知病毒,以預防類似武漢肺炎(COVID-19)的疫症出現。

Daszak 向 CNN 表示,目前團隊已收集了超過 15,000 個蝙蝠樣本,從中鑑定出約 500 種新的冠狀病毒,其中一個是 2013 年在中國山洞中發現的、可能是導致 COVID-19 的 SARS-CoV-2 祖先。

Daszak 的團隊大部份時間都留在中國西南部尤其雲南進行研究,因為他們原本就想找到沙士的源頭,但後來發現野生有數以千計的危險冠狀病毒,因此稍為轉移注意力至找出更多冠狀病毒。中國亦有一定人口與野生生物保持定期接觸,例如有市場將活野生動物出售作食用用途。

為期十年的 PREDICT 在 31 個國家與地區進行,隸屬於史密森學會的另一組「病毒獵人」主要在緬甸和肯亞進行研究,史密森學會全球健康計劃負責人 Suzan Murray 指,到目前為止單在緬甸已鑑定出六種新的冠狀病毒。另一個學會研究員 Dawn Zimmerman 表示,由於這些地區野生生物多樣性高,人口不斷增加侵佔自然棲息地,加上旅客增多,這些地區有病原體在各物種之間傳播的可能性很高。

冠狀病毒如何由動物傳人

據 Daszak ,2015 年分析了雲南省晉寧區兩個蝙蝠洞附近居民的血液樣本後,團隊發現有 3% 人擁有通常僅在蝙蝠中才能找到的病毒抗體,換言之當地有部份人早已曝露於這些病毒之中不自知而康復,又或者病毒只感染了部份人類細胞。

要感染人類,冠狀病毒必須能夠與其細胞受體結合,而這通常需要動物中間宿主。王林發指,這可能是麝貓、駱駝、穿山甲或其他與人類有密切關係的哺乳動物。不過,源頭往往是蝙蝠——過去的研究已發現,蝙蝠攜帶著極高比例能夠感染人類的病毒,例如馬爾堡病毒(Marburg virus)、立百病毒(Nipah virus)、伊波拉病毒(Ebola virus)和沙士病毒(SARS-CoV-1)等。

Daszak 解釋,由於蝙蝠是種飛行哺乳類動物,其身體在飛行時承受著很大壓力,並會產生免疫反應,所以他們必須調低免疫系統敏感度,反過來令它們更易感染病毒,且能承受比其他哺胞類動物更高的病毒載量。同時蝙蝠品種佔所有哺乳類動物的約 20% ,蝙蝠聚集在擁擠的洞穴中,使病毒更易傳播。

不過,到底為何蝙蝠身上的冠狀病毒會感染人類?有香港病毒學家向《立場新聞》記者強調,病毒並無意識刻意向感染人類方向演化,純粹因為病毒感染人類,我們才會刻意研究它們,造成錯覺以為病毒特別喜歡感染人類。

事實上, 2015 年就有另一種著名的冠狀病毒被港大團隊發現,並被命名為菊頭蝠冠狀病毒 HKU2 (Bat-CoV HKU2) ,在 2018 年令很多豬隻感染死亡,但未有被廣泛報道。該專家續指,蝙蝠冠狀病毒變成可感染人類只是個意外,情況如過馬路也有機會被車撞到一樣。

該學者補充,蝙蝠冠狀病毒需要中間宿主才能感染人體,主要是因為蝙蝠細胞不似人類,要感染到其他動物才慢慢演化出感染人類細胞的能力。

COVID-19 與預防其他新興疾病

COVID-19 爆發初期,武漢病毒研究所的石正麗亦已用 EcoHealth Alliance 發現的 500 種冠狀病毒基因進行對比,並發現 SARS-CoV-2 與一個 2013 年雲南菊頭蝠樣本有 96.2% 相似,後者可能是是次疫症的祖先或近親。

類似情況過去也有先例。 2019 年 1 月哥倫比亞大學與 EcoHealth Alliance 共同宣佈,在利比里亞發現帶伊波拉薩伊株(Zaire strain)的蝙蝠。該病毒株是 2013–2016 年西非伊波拉大爆發的元兇,造成超過 11,000 人病死。

Daszak 等的病毒獵人除了提供對 COVID-19 和伊波拉病毒起源有更深入了解外,亦有助預測下一個大流行傳染病將在何處出現,期望能預先研究病原體,確定、分類哪些病毒最有機會感染人類,減低潛在新興流行病的破壞力。Daszak 指,團隊的研究過程中,發現有 50 種新病原體與沙士相關,有必要將預防工作重點放在這些已知高風險病毒上。他的團隊曾在 2017 年指,雲南其中一個偏遠地區洞穴的多個蝙幅病毒樣本,無單一病毒株是沙士,但當所有株群基因加起來卻集齊所有人類沙士版本的基因組件,只要全部基因在單一病毒上演化出來,就有機會不需中間宿主便可感染人類。

Zimmerman 指,他們已採一系列措施避免大眾感染冠狀病毒。例如在肯亞教當地人塞好屋頂的洞孔,避免接觸到闖入的蝙蝠,亦教他們在喝駱駝奶前先煮沸殺死病原體。 EcoHealth Alliance 則提高人對走私販運穿山甲等野生動物風險的認識,部份蝙蝠和野生動物亦被加上跟踪器,以分析其與牲畜和人類互動頻率了解新興流行病的傳播方式。

PREDICT 在去年九月因特朗普政府縮減開支而結束,但根據有與 PREDICT 合作的加州大學戴維斯分校發新聞稿,指 COVID-19 展示了病毒獵人的工作非常重要,計劃現時已獲為期六個月的延期,經費約為 226 萬美元。

另外由於 COVID-19 疫情,多個病毒獵人團隊已暫停原本的研究工作,轉而向非洲、中東與亞洲提供緊急支援,協助檢測這些地區的感染者。

來源:
CNN, The virus hunters who search bat caves to predict the next pandemic, 27 April 2020

文/Alan Chiu

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