【病毒密碼】2019新冠狀病毒防疫第二階段──封境焦土戰與病毒變異的賽跑 - 報導者 The Reporter
世紀之疫──2019新型冠狀病毒風暴

【病毒密碼】2019新冠狀病毒防疫第二階段──封境焦土戰與病毒變異的賽跑

由美國疾病控制與預防中心(CDC)發布的插圖中可以看到,新型冠狀病毒(2019-nCoV)所展現的超微結構形態,該形態被確定為最早在中國武漢發現的呼吸道疾病暴發原因。(圖片/REUTERS/達志影像)

「2003年我對抗SARS時,經常擔心得睡不著覺,那時我最害怕的三件事,沒想到,17年後全部在武漢發生!」2003年擔任衛生署疾病管制局局長(現改制為衛生福利部疾病管制署)的國衛院榮譽研究員蘇益仁口中的「惡夢」是:春節返鄉、流感高峰期、新病毒傳播,三合一。

當年,流感高峰和SARS疫情錯身,各國用發燒篩檢攔下疑似病人、收住SARS傳播。而今,不僅兩個疫情恐怖交叉點在眼前,COVID-19(又稱武漢肺炎,或新冠肺炎)更出現許多無發燒、無症狀的感染者,沒有快速且精確的檢疫方式。而最新的一個壞消息是:各國病毒株基因序列比對發現,病毒由武漢外溢後,已經開始出現變異。

2月2日,教育部長潘文忠在中央流行疫情指揮中心記者會上宣布,全國高中職以下(含高中職)將延後2週開學;隔天再宣布,大專院校也比照。這是台灣公衛史上首次因疫情延遲開學。

《刺胳針》飛行數據推算,全球主要城巿恐無可倖免

阻斷傳染病風險的三大手段:治療或隔離、疫苗接種或抗病毒藥物預防性投藥,以及停班停課的手段增加社會距離。在新型冠狀病毒防堵上,前兩項都極為困難,只能以行政力量拉開社會距離。這背後也顯示:包括台灣在內,與中國密切往來的國家地區都評估,疫情在自己境內擴散的危機急速上升。

就在台灣宣布延後開學的前2天,醫學期刊《刺胳針》(The Lancet)發表一篇緊急研究〈模型分析:預測源自中國武漢2019-nCoV疫情的潛在國內和國際傳播〉,推算出在武漢1月23日封城後2天,當地有超過7.5萬人感染(但同時間,中國官方公布病例數僅1,058人)。

研究再以過去武漢機場的飛行數據估算,這支新興病毒已在中國300多個城市中傳播。

我們以武漢機場發出的國際航班中前6大城巿曼谷、香港、首爾、新加坡、東京、台北,與目前中國境外病例確診人數對照,有高度的一致性。

文中指出,由武漢通往的其他中國主要城巿,也多是國際交通樞紐,可能讓更多無症狀的病例往外輸送。與中國緊密交通的海外大城市也恐成疫情爆發點,COVID-19有可能引發全球性擴散。建議受影響地區應認真考慮「立即採取強烈的措施限制人口流動,如取消群眾集會、關閉學校」。

《刺胳針》研究估算,武漢的病例高峰將在4月、其他城巿可能在其後的1~2週。如果封城阻斷有效果,高峰期可能會延緩一個月出現。

但光是武漢巿就有1,100萬人口,1月23日封城前已跑出近500萬人,「你看,日本撤僑班機上,100、200人就有3、5個發燒(註)
日本共有3架撤僑班機、載回565人,截至2月2日已有8名2019新型冠狀病毒確診病例。
,如果以5%發燒(疑似病例),武漢封城前就有幾十萬個發燒病人出城了,那影響有多大?」蘇益仁指出。

SARS期間擔任台大醫院SARS專責病房的感染科醫師、台大流行病學與預防醫學研究所教授方啟泰認為,《刺胳針》這份研究的預測高度可信,不只中國,與深圳相鄰的香港,由於香港特首林鄭月娥不願完全切斷中、港交流,造成病例不斷從廣東進到香港,現也面臨失守危機。而台灣與港澳的往來更密切,因此台灣政府也正高度關注港澳情況。

「這次防疫最艱鉅的挑戰,在於兩岸交流過於密切,尤其是經濟活動。我們禁止陸客入境、也將旅遊團送回中國、陸生暫緩來台、暫停出團到大陸,這些都做了,都還是有一塊破口,就是台商,」方啟泰認為,未來疫情若是長期抗戰,如何讓企業持續運作,又能杜絕兩岸來往台商將病毒帶回來,是長遠來看最大的難題

各國病毒株基因序列比對,已出現2隻傳染力較強的病毒株

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武漢肺炎、武漢病毒。(圖片/中新社/李佩珊/達志影像)
新型冠狀病毒傳至世界各地後,開始產生變異。(攝影/中新社/李佩珊/達志影像)

儘管中國採取最激烈封城的手段,1月23日封武漢、到2月2日封溫州,從湖北到浙江,中國一口氣封了17個城的對外交通,讓5千多萬人民隔離犧牲。但人出不了城、病毒卻已經大遷徙,並且開始出現變異。

由多位諾貝爾獎得主及全球頂尖科學家簽署協議、成立的「全球共享流感數據倡議組織」(GISAID)開放平台,原本為改善流感數據的共享現已延伸到各種流行性疾病,近來,各國都把自己境內COVID-19確診病例的新型冠狀病毒基因序列丟上去。

台大醫學院臨床醫學研究所教授王弘毅從GISAID下載新型冠狀病毒全基因組序列,分析親緣關係發現,這支病毒可能是自2019年11月左右開始從野生動物傳播到人身上,3萬個鹼基裡,有42個變異。再以最近各國的病毒株比較,值得注意的是,已有兩個病毒株看來最具傳染優勢:

第一大分支:4株採自廣東(包含一隻深圳)、1株採自武漢、另3株採自美國亞利桑那、華盛頓州和加州等9個序列病毒株屬同一分株。

第二大分支:落在台灣的病毒株。台灣與法國、澳洲及另一支美國病毒株等5個序列病毒株為同一分支。

「也許這些有相同病毒株的人有類似的接觸史,否則另一種可能的解釋是,這2種病毒株擴散的比較大,意即,具有比其他病毒株更強的傳染力,」王弘毅指出。

王弘毅解釋,雖然目前丟上平台的病毒樣本數,還不夠大量,仍需再觀察,不過這值得做為防疫手段的參考,未來實驗室篩出這些傳染力較強的病毒株患者,是否要更強化隔離措施,預防群聚感染。他亦把這個發現,透過管道轉給疾管署。

「這是滿重要的指標,病毒開始變異,是很不好的發展,」蘇益仁認為,台灣目前雖然疫情未擴散,但除了中國地區,截至2月2日前,只有台灣出現了2個家庭內的感染,「這確實代表,(台灣的病毒)具有某一程度的傳染力。」

【病毒為什麼會變異?】

病毒變異其實是兩面效應,由於冠狀病毒是一種RNA病毒,RNA複製精準度不像DNA精準度那麼高,所以DNA病毒比較穩定,因為DNA一定要很精準複製才能成功;但RNA就算有誤差,還是可以複製成功。

病毒細胞複製誤差就是變異,台大醫學院臨床醫學研究所副教授王弘毅解釋,變異的病毒細胞,一方面比較『體弱』,所以人感染後可能比較容易是輕症;但也因為它每次都有一點不同,人體免疫細胞會認不得,所以同樣的病毒,只要發生變異,人就會重複感染。流感就是一個例子,流感也是RNA病毒,它每年來、大家也可能每年都會中一次。

不典型症狀增加,腹瀉比咳嗽傳染力更可怕

蘇益仁指出,不同物種傳播時,會有免疫壓力,病毒求生存要一直變。以SARS為例,蝙蝠傳到果子狸已有29個胺基酸突變,跳到人身上後,從廣東佛山到香港時有80幾個胺基酸突變,再傳到台灣已有2、300個胺基酸突變,「在人體身上一直變異,會增加傳播速度。」

除了加速傳染的風險,病毒變異還可能讓臨床症狀變得不典型,防疫與診斷容易漏接。

SARS時,香港淘大花園社區和台灣和平醫院洗衣工,2個超級傳染源,都出現腸胃道的腹瀉症狀,這和SARS主要的呼吸道症狀不同,也正因為腹瀉,才讓他們傳染力更強,「一般呼吸道病毒進入肺部後,組織發炎、咳嗽,咳出來最多就是1 CC的飛沫,大約上億個病毒,但腹瀉一拉就是幾百CC,病毒量是飛沫的幾百倍,當然傳染力就愈強。」

當年香港淘大花園便是排泄物透過排風系統及廢水傳播,造成社區內321例群聚感染。而一名淘大花園住戶來台灣探親,又引爆了台灣SARS本土個案。

近日中國學者發表在《新英格蘭醫學期刊》(The New England Journal of Medicine)〈新型冠狀病毒感染肺炎在武漢的早期傳播動力學〉也指出,病例檢測的最初重點是肺炎,但發現有些患者可能會出現胃腸道症狀,因為非典型症狀而被漏接,同時建議,目前不多的兒童病例也有發生的可能。而武漢大學人民醫院和中國科學院武漢病毒研究所聯合研究也發現,在新型肺炎病患的糞便和肛門拭子檢體裡帶有新型冠狀病毒,警示病毒可能經糞口傳播

一人傳千人的「超級感染源」會出現嗎? 早期篩檢之關鍵

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武漢病毒、篩檢。(攝影/許𦱀倩)
目前許多醫院都設有發燒篩檢站,但新型冠狀病毒持續變異,臨床症狀變得不典型,防疫與診斷恐易漏接。 (攝影/許𦱀倩)

從基因序列到臨床表現,都顯示病毒已開始變異。更令人擔心的是,是否會因而製造帶有病毒傳播力強大的超級感染源?

SARS時,香港指標案例的染煞醫師,一個人在香港傳播了1,000多人,甚至把病毒傳到加拿大多倫多、溫哥華、河內、新加坡、菲律賓、英國、美國。這便是新型冠狀病毒各國防疫最大的隱憂。

曾分離出台灣首株本土SARS病毒株的台大醫學檢驗暨生物技術學系副教授高全良指出,要造成超級傳染原有兩個條件,病毒變異是其一,會讓傳染效率變高;另一個則是病人個體的免疫反應,「有些人免疫系統調節能力較差,細胞調控的蛋白無法清除病毒,所以,病毒在他們身體內會大量製造;因為他們帶的病毒量很大,傳染的能力就更強,變成所謂的『超級感染源』。」

要及時逮住潛在的超級感染源,就要縮短確診時間

高全良認為,下一步要做的是,提升篩檢工具的效率。現在用喉頭拭子採檢做rRT PCR(即時聚合酶連鎖反應)檢測的問題在於,病人咽喉病毒是在發病初期病毒量大時才採得到,所以有可能會有偽陽性、偽陰性;此外,雖然目前疾管署已開放12間實驗室加入檢驗,它不能每個檢體隨送隨檢、是每天定時大批檢驗,第一次採檢至少要花24小時。如果個案增加,便會來不及。

「COVID-19最麻煩的是,沒有症狀,也會感染,所以早期篩檢是最重要的,」比起疫苗、新藥,快速篩檢試劑在急性防疫期更急迫、更有效益。高全良指出,許多呼吸道病毒檢測已朝POCT(point-of-care testing)即時檢測發展,像流感的快篩,這個若能有生技公司投入、大批製造,不用在實驗室裡排隊篩檢,一小時內可以即刻篩檢,才能儘快把疑似病例隔離,也不會讓沒有罹病者佔用病床或醫療資源。

流感高峰來了,2月底是台灣第二階段防疫關鍵時刻

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武漢肺炎、SARS。(攝影/楊子磊)
專家推估,2月底、3月初流感高峰期,將是新型冠狀病毒防疫的第二階段關卡。(攝影/楊子磊)

守在防疫第一線的醫師和研究學者,心裡倒數計時的警報器都已開啟──他們認為,防疫第二個關卡,就在2月底

傳染病最怕人和人大量接觸、加速傳播,華人社會巨量的人際接觸便是春節,特別是中國的春運、數億人的流動遷移,地表上最大人口移動,這是他們失控的重要因素;而新興疾病沒有藥物、也沒有疫苗,缺乏有效疑似病例的篩檢、隔離,「春節、流感和新型冠狀病毒,這三件事碰在一起,我不相信有誰可以快速控制住!」蘇益仁說。

「台灣在春節這一關守得不錯,但流感高峰期在2月底、3月初,兩種疫情症狀幾乎分不出來,都塞到門診、急診裡,不僅醫療體系會吃不消,實驗室一天擠入1、200個檢體,消化不了。如果兩個疫情交雜,持續一個月,台灣也會吃不消,」蘇益仁憂心道。

擔任新興傳染病重度醫院的衛生福利部桃園醫院,目前加護病房裡住的最多的還是流感病人。該院感染科主任鄭健禹表示,臨床醫師目前最大挑戰是,「COVID-19臨床表現的灰色地帶愈來愈大,尤其與流感症狀很難辨別。」 

鄭健禹說,過去流感病人病徵多為高燒到39、40度,但近年愈來愈多個案低燒,透過快篩也確診流感,「光從症狀,尤其是呼吸道的傳染性疾病,真的不容易只靠症狀來判斷。」

林口長庚兒童感染科主治醫師黃玉成則指出,疾管署也因此放寬了流感的標準,類流感就能開始投以抗流感病毒的藥物,「流感的疫情現在看通報數字,會比實際的還要高一些,也還會再居高不下一陣子。」

新冠狀病毒的「威力」如何評估?

從2019年12月8日中國官方確認首例「新冠肺炎」(COVID-19)開始,截至2月2日,已有27國淪陷,「武漢現在幾乎每天都新增1、2千個病例,這真是不可思議,我們很想知道它究竟發什麼事了?」蘇益仁的不解,也是全世界所有科學家的疑問。

傳染病防治醫療網指揮官、台大副校長張上淳甚至曾在例行疫情發布記者會上無奈表示,中國除了1月15日公布華南巿場一個家庭內感染後,就再沒有其他了,「不能只公布病例數、還需要疫調!」

其他國家只能由各種間接研究推敲這支新型冠狀病毒的「威力」。R0基本再生數(Basic Reproduction Number)是最常被拿來評量的標準,方啟泰說,雖然目前研究眾說紛紜,但從這一波疫情看來, 英國蘭卡斯特大學研究指出R0值為2.39至4.13,即1名病人可以傳給2.39到4.13人,應是最接近實際狀況的估計值,「這代表武漢肺炎R0值高於SARS,傳播力更強。」

【什麼是R0,R0愈高愈恐怖嗎?】

台大流行病學與預防醫學研究所教授方啟泰解釋,R0基本再生數(Basic Reproduction Number),是流行病學中,用來判斷傳染病傳播力的重要指標:平均一個感染者,會傳給幾個人。方若R0等於2,則1傳2、2傳4、4傳8;R0等於10,則1傳10、10傳百。

舉例來說,流感的R0值約為1.8、1.9;SARS約為2.5至3;麻疹則是傳播能力最高的,1個感染者可傳給18至20人。此波的新冠狀病毒的R0值研究落在2.39至4.13。

傳染病防治的基本原則,就是「隔離發病者」、「檢疫接觸者」,當R0值愈小,防治的成效就愈高。如R0值極高的如麻疹以及年年都來的流感,進一步的防疫手段,就是全面性疫苗接種。R0值愈高,雖然傳播力道愈強、愈難防控,但R0值是潛在的發病數,會不會真的如此,得看政府的防疫手段是否快狠準。

但傳染病的整體風險,除了R0值的傳播力指標,還要看致死率。SARS致死率達10%,COVID-19輕症比率明顯較高。

如果以目前的確診數和死亡數來看,COVID-19死亡率大約是2%,但死亡數幾乎全部集中在中國湖北,中國本地之外,目前在菲律賓及香港各傳出一名死亡病例,「如果扣除中國湖北的死亡人數外,那麼死亡率便下降到千分之2左右,」王弘毅指出,「死亡率不那麼高,看似不那麼可怕;但是輕症比較多,這些沒症狀染病者,可能不會去就醫,容易在社區趴趴走,傳播性又會更高,要滅絕它就更不容易。

SARS快閃一年沒有再現,仍是無法解開的謎,最普遍的看法是因為致死率太高、把人殺死了,病毒也沒辦法活;另外則是因為發燒前2天才開始傳播,能精準隔離疑似病人。

但王弘毅當年看到天然宿主蝙蝠的基因序列後,就曾斷言:「SARS不會再來。」因為SARS由蝙蝠傳到中間宿主,病毒變異後再傳到人身上,結果這支病毒突變後進入人體的接合器接合得好,但在蝙蝠身上的接合器反而不佳,病毒跳不回去蝙蝠身上,「天然宿主的感染力變弱,只要把人的疫情控制好,它在自然界不會傳回來,病毒就消失了。」

但COVID-19的中間宿主或真正的源頭宿主,還沒有百分之百了解,仍待各項基礎研究突破。

可惜,往往短期疫情控制住了,社會急性恐懼消失了,許多基礎研究也戛然而止。

台灣開發疫苗、檢測的現實與挑戰

17年前,台大分離出SARS病毒株,也曾開啟疫苗研究、並且已進行動物實驗,後來呢?「後來,SARS疫情沒有了,經費也就沒有了,」高全良說。這支SARS病毒,如今仍冰存在台大P3實驗室裡。

COVID-19散播能力超遠過SARS,目前國外藥廠及中、美研究單位都聲稱,將以最快速度研發疫苗,然而,曾歷經SARS一役的學者,反而持保守態度。

「SARS之後每次去行政院主計處爭取預算時,都被說:『為什麼要威脅大家?』」當年任疾管署署長的蘇益仁不僅對國內三分鐘熱度心灰意冷,對美國宣稱可快速產製疫苗也存疑。他認為,就算最好的實驗室、最好的人才,疫苗也要半年、一年以上才能完成,藥物篩檢更久,「更現實的是,如果只有亞洲疫情較為嚴重,歐美藥廠也不見得有意願投入研發、生產,像我們也可以自製H7N9流感和腸病毒71型疫苗,但這個亞洲才有的傳染病,沒有藥廠做啊!」

SARS消失了,MERS、COVID-19接二連三報到,同屬冠狀病毒族系,如果當時SARS病毒研究延續,做出檢驗試劑、疫苗和藥物,今日防疫工具除了社會性的手段,也許能有更多有利的武器可使用。

2月4日,清華大學生命科學院教授李家維召號發起「台灣科學家串連行動」記者會上,台大、清大、國衛院、中研院及本土疫苗廠商國光科技一起站出來,台大副校長張上淳宣布,台大繼澳洲後,也成功分離出新型冠狀病毒病毒株, 將展開本土研究。 國衛院和中研院則將開啟疫苗、單株抗體的檢測、甚至馬血清的治療的研究。

科學界的能量與熱情滙聚,但缺乏合作平台。

李家維呼籲,目前投入COVID-19的研究計畫相關經費僅5、6千萬而已,過去政府評估拿出8億以上抗SARS,「政府應盡快通過特別預算,」希望科技部努力,2週內成立科學研究小組,並且做好分工,例如分離病毒給誰,誰負責做抗體,誰做合成藥物,希望透過組織的成立,結合科學家的力量,防堵這波新興疾病。

學者心中,曾領導台灣抗SARS的流病專家、副總統陳建仁,此刻最合適出來擔任這個跨平台的「領頭羊」。

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