篇名 : 投稿類別 : 生物類 作者 : 石永頎國立武陵高中高二 2 班古育玟國立武陵高中高二 2 班 指導老師 : 許根火
壹 前言 一 研究動機 人類飼養家禽早有多年的歷史, 數百年來我們與這些羽毛朋友們的接觸也愈加密切 鳥禽類流行性感冒 Avian Influenza/Bird Flu) 禽流感的爆發不只會使飼養業者損失慘重, 亦因存在病毒變種為能夠人禽互傳的可能性而使民眾人心惶惶 禽流感是某些病毒的總稱, 即使不是每一種都能夠造成人類的感染, 但這麼一種與人類生活息息相關的疾病, 我們有絕對充分的理由去好好了解它 本文所探究的主要方向是先由認識禽流感開始 : 包括其傳染途徑 病毒類別以及與近代流感流行之相關等, 了解其嚴重性 並整理目前的治療方法並與近年較為嚴重的疫情做比較, 以進一步認識禽流感 另外由於禽流感在鳥類及人類身上引起的症狀嚴重性多不相同, 因此本論文在多個部分將鳥類與人類分開比較 二 研究過程 ( 自繪圖表 ) 經由此流程可對題目進行有系統的研究, 更加清楚關於禽流感病毒的資訊, 並同時確立寫作的方向 2
貳 正文 一 禽流感簡介 禽流感 (Avian Influenza) 又被稱作為雞瘟, 是由一種 RNA 病毒 黏液病毒 (Orthomyxovirus) 當中內部核蛋白抗原區為 A 型的類型所引起的 (B C 僅能造成人類感染 ), 這類病毒原本自然存在於鳥類的消化道中, 一般不會發病 A 型流感病毒依其血清胺酸與神經胺酸酶 NA 蛋白的抗原性可區分為 18 種 H 型與 10 種 N 型, 其中 H1-H16 主要流行於禽類, 依據其致病力和致死率又可再區分為高病原性 HPAI 以及低病原性(LPAI), 較能夠造成高病原性禽鳥瘟疫的就屬 H5 H7 亞型 依照世界動物衛生組織 (OIE) 所規範的高病原性與低病原性禽流感認定標準 : 若將病毒接種 8 隻 4~8 星期大的雞, 死亡六隻以上 亦即死亡率達 75%, 即屬於高病原性病毒株, 反之, 低病原性病毒株具有較低的感染性及致死率 另外, 也可用 H 抗原的序列來區分, 高病原性病毒株 H 抗原裂解序列含多個鹼性胺基酸, 而低病原性病毒株則僅含 1 個鹼性胺基酸 二 傳染途徑與傳染源 ( 一 ) 禽傳人現在普遍認為禽流感是經消化道 呼吸道 皮膚損傷和眼結膜等途徑傳播, 亦有專家認為禽鳥糞便中大量的病毒會經由空氣傳播, 人員往來和車輛同時也是病毒快速傳播的重要因素, 飛機則是最快速的翅膀, 吸血昆蟲可傳播病毒, 帶毒的種蛋可進行垂直傳播 亦有一種說法是, 候鳥如水棲野鴨等會攜帶大量的 H5N1 病毒, 而隨著牠們的過冬將會使病毒能夠傳到各個經過國家, 成為難以杜絕的防疫漏洞 此外, 中國地區有所謂的活禽交易市場, 由於人類與禽類接觸之頻繁, 也成為病毒傳播的隱憂 3
經消化道或呼吸道等途徑感染 通常約一至七天的潛伏期 早期症狀 : 發熱 頭痛 鼻塞等 少數患者會有腹瀉 腹痛等消化道症狀 免疫力較差的患者可能會發展成肺炎或肺出血等嚴重症狀 此為以圖表簡單描述人類感染症狀 ( 二 ) 禽鳥間互傳 鳥類之間的傳染主要是禽隻吃到或間接接觸到遭禽流感感染的禽鳥的排泄物污染的食物, 也就是所謂的 糞口途徑 傳染 由於造成禽流感的 A 型流感病毒是存在於禽鳥體內, 但不一定會發病, 因此一般來說, 禽流感的發生是因為帶有病毒的禽鳥其免疫力較低 或者其他禽鳥將某種病毒亞型傳染給對這種病毒沒有免疫力或免疫力較弱的禽鳥, 才會造成禽流感 一般認為家禽類禽流感的發生可能來自極端糟糕的飼養環境, 也有說法指出來自非法疫苗的注射 三 發病症狀與致死率 ( 一 ) 鳥類 : 遭致病病型病毒感染的禽類會呈現羽毛凌亂 食慾減退 停止產蛋, 雞隻則呈現雞冠變紫 病徵一旦出現便會迅速惡化, 家禽一旦感染這類禽流感病毒, 其致死率高達 80% 以上, 這也就是為什麼當禽流感一旦在家禽養殖場蔓延往往會造成大批禽隻死亡 4
( 二 ) 人類 : 禽流感傳染給人類後的症狀與一般流感相似, 包括發燒 咳嗽 喉嚨痛 肌肉痠痛 結膜炎等 少數不典型的病例中則有腹瀉的情況 2004 年 ~2005 年間人類感染禽流感 H5N1 的病例共 142 例, 其中 74 例死亡, 死亡率超過五成, 兒童的死亡率則高達 89% 四 禽流感病毒類別 H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11~H16 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 自製表格 為禽鳥間傳染的類型 為目前已知可以禽傳人之類型 事實上, 共有 16 9 種的禽流感病毒亞型, 以上表格整理出歷史上曾有過較大規模流行的禽流感病毒, 其中 H9N2 H5N1 H7N7 為目前已知可傳染給人的病毒亞型, 近年來在亞州發現的流感病毒主要是 H5N1, 而目前尚未有足夠證據證明有任何禽流感病毒能夠造成人傳人 在眾多 H 抗原中, 又以 H5 最令人聞風喪膽, 因為這個種類的病毒亞型相當容易變種, 以達到跨種傳染的目的 圖一 : 禽流感病毒 ( 資料來源 : http://zh.wikipedia.org/wiki/%e7%a6%bd%e6%b5%81%e6%84%9f#mediaviewer/fil e:influenza_a_-_late_passage.jpg) 5
五 20~21 世紀的禽鳥與流感大流行之相關分析 時間 / 名稱 病毒種類 全球死亡人數 流行嚴重程度 附註 指數 1918/ 西班牙流感 H1N1 2000 萬 ~5000 萬 5 已被證實為禽流感 H1N1 病毒直接變種為人傳人病毒株 1957/ 亞州流感 H2N2 200 萬 ~400 萬 2 可能為禽流感 H2N2 與人類流感病毒結合的變種病毒株 1968/ 香港流感 H3N2 100 萬 ~200 萬 2 可能為禽流感 H3N2 與人類流感病毒結合的變種病毒株 2009/A 型流感 H1N1 18000 5 可能與豬隻或其肉品受感染有關 ( 自製表格 ) 大型流感必須具備兩種要素, 其一是具有高殺傷力, 其二是具有高度傳染能力 由本表可見, 上個世紀與本世紀的四次流感大流行中, 就有三次與禽流感有關或可能有關 可見與人類接觸頻繁的禽鳥 其骯髒的糞便 羽毛 或者人類食用未煮熟的禽鳥製品, 都可能讓上面所帶有的病毒進入人體, 而一旦這些病毒變種為能夠人傳人的病毒株, 就很容易造成大規模的流行與死亡 六 病毒的變種 病毒的變種往往使人類陷入高發病率 高致死率的恐慌, 並且疲於製造各種的藥物與疫苗 RNA 是次於 DNA 一等的遺傳基因結構, 靠複製自己來繁殖, 但複製時卻會出現錯誤, 錯誤的結果若是對病毒生存不利的話, 就會被淘汰, 而在經常複製下必然會出現一些有利於病毒生存的基因, 當這些變化出現之後, 就會對人類造成威脅, 所以, 人類對付流感疫苗每年都要相應流感病毒的變異而改變 流感病毒的變異可分兩類, 一類是經常發生的抗原飄變 (Antigenic Drift), 6
變異比較小, 這種變異只有一個或少數幾個胺基酸發生變化 ; 另一種是抗原變異較大的抗原移變 (Antigenic Shift), 主要發生在 A 型流感病毒, 這種突變每隔二十年至三十年會發生 科學家相信這種變異源自 洗牌效應, 舉例如禽流感 (H5N1) 原本只會傳染禽鳥而不會傳染人類, 但是這種病毒卻可以傳染豬隻 ; 另一方面, 某些能夠感染人類的流感病毒如 H3N2 也可以傳染給豬隻, 當 H5N1 及 H3N2 同時傳染給同一豬隻, 則可能會在豬隻中出現洗牌效應而產生一種集兩種流感所長 既有禽流感的殺傷力, 也有人傳人的能力的病毒, 如果出現這種新流感病毒, 絕大部分人是完全沒有抵抗力, 相對的, 發病率及死亡率也會提升, 嚴重感染和傳播便因而產生 七 治療藥物 禽流感有時能夠透過禽傳人的方式散播, 而人類也有其應對的治療之道 : ( 一 ) 治療原理 : 對抗禽流感病毒的原理主要是抑制病毒在體內的複製與擴散 這點基本上與治療其他以病毒為病原的原理相同 流感病毒在宿主細胞內複製表達及組裝後, 會以出芽的形式突出宿主細胞, 而治療禽流感 或一般流感 的藥物只要破壞其中一個環節就可以達到目的了 ( 二 ) 治療藥物 主要可以分為兩個類別 : 1. M2 蛋白抑制劑 : (1) 金剛烷胺 (adamantanes) 金剛乙胺 (Rimantadine): 屬於三環胺類, 僅對 A 型流感病毒有效 其作用機制為透過特異蛋白的釋放來干擾病毒脫殼, 它們能抑制逆轉錄酶而發生抗病毒活性或抑制病毒特異 RNA 的合成, 卻不影響病毒的吸附與穿入 但是服用後有諸多後遺症如 : 影響中樞神經及腸胃系統, 因此有癲癇等中樞神經病變的患者不宜使用 其中金剛乙胺對中樞神經的副作用小於金剛烷胺 且目前已知的 H5N1 病毒對其有抗藥性 7
2. 神經胺酸酶抑制劑 : 流感病毒的表面抗原中含有一種重要的表面蛋白質, 稱為神經胺酸脢 (neuraminidase) 此種蛋白質是用來促使利用宿主細胞完成複製的病毒從宿主細胞中釋放出來, 同時幫助病毒穿透呼吸道的黏膜細胞 神經胺酸酶抑制劑的作用機制主要就是透過阻止上述機能來破壞病毒傳染與複製的能力 利用本原理發明的藥物有下列兩種 : (1) 奧司他韋 (oseltamivir): 羅氏製藥公司為奧司他韋的專利持有人, 他們所生產的奧司他韋磷酸鹽膠囊劑 (Tamiflu), 即為我們所熟知的 克流感, 因為是世界衛生組織唯一背書治療禽流感的藥物, 因此成為世界各國政府積極儲備的防疫藥物 目前這種藥品被廣泛應用在流行性感冒的治療上 (2) 瑞樂沙 (Relenza) 英國葛蘭素藥廠生產的瑞樂沙, 也被公認為具有對抗禽流感的療效, 且其藥性與克流感相近 瑞樂沙為吸入式噴劑, 這點與口服的克流感不同, 其價格也較高昂 需要注意的是瑞樂沙僅適用於 12 歲以上的病人, 而且有呼吸道疾病 ( 如 : 氣喘 ) 的病人最好不要使用瑞樂沙, 以免造成呼吸功能減退 ( 三 ) 抗流感病毒藥物之比較 藥物克流感瑞樂沙金剛胺 機制神經胺酸酶抑制劑神經胺酸酶抑制劑 M2 蛋白抑制劑 特性 口服 症狀出現 48 小時 口腔吸入 症狀出現 48 小 口服 抗藥性較 內投藥效果較佳 時內投藥效果較佳 強 適應 A B 型流感皆可 ( 包括禽 A B 型流感皆可 ( 包括禽流 僅 A 型流感 ( 包括 症 流感 ) 感 ) 禽流感 ) 使用對象副作用 粉劑 :1 歲以上兒童及成人 膠囊 :13 歲以上可能引發噁心 : 嘔吐 暈眩等等 12 歲以上青少年及成人 大人小孩皆可 不適合有呼吸道疾病的患 影響中樞神經及 者 腸胃系統 8
( 自製表格 ) 八 禽流感的疫苗 根據衛生福利部疾病管制署的資料,H6N1 H5N2 H5N3 H5N8 等禽流感病毒目前是沒有人用流感疫苗可供施打的, 而且人用的 H5N1 疫苗並沒有明顯證據顯示可提供交叉保護 至於施打對象為鳥類的疫苗, 台灣目前並沒有這方面的合法疫苗, 也禁止飼養業者對家禽施打任何禽流感疫苗 雖然國外有, 但大多效果不好, 也就是這些疫苗可能是不活化不完全或仍然帶有活病毒的劣質疫苗 如果農場主人給家禽施打這類疫苗, 殘存的活病毒可能與原本就存在於鳥類體內的病毒發生基因重組, 產生新型的病毒株 九 禽流感 一般流感與嚴重呼吸道症候群 (SARS) 之比較 台灣近年來傳出了數波因病毒引起的疫情, 例如 :2005 年 2014 年的禽流感 2009 年的 H1N1 季節性的一般流感 2003 年的 SARS 等 本論文就本次主題禽流感 一般流感及曾經造成全台大恐慌的 SARS 做比較, 以了解各種病毒或病毒亞型所造成之疾病之相異 名稱 禽流感 一般流感 SARS 病原體 H5N1 H7N9 等 A A 型及 B 型流感病 SARS 冠狀病毒 型流感病毒 毒 潛伏期 1. 約 3~10 天, 或 1. 約 1~3 天 1. 約 3~10 天 可長達 21 天 2. 發病前後皆有 2. 發病後可傳染 2. 未發病前即有 感染力 給他人 傳染力 傳染途徑 經消化道 呼吸 主要透過飛沫或 接觸感染 包括吸 道 皮膚損傷和眼 接觸病患的分泌 入或黏膜接觸病 結膜等途徑傳 物而感染 患的飛沫或體液 播, 亦有專家認為 而感染 禽鳥糞便中大量 的病毒會經由空 氣傳播 危險群 農牧產業 醫護人 一般人 特別是幼 醫護人員 相關 員 相關研究實驗 童及長者 研究實驗室 室 9
症狀 發燒 咳嗽 喉嚨 發高燒 流鼻水 主要症狀為發高 痛 肌肉痠痛 結 喉嚨痛, 有時伴隨 燒 38 C 以上 膜炎等 少數不典 寒顫, 並出現全身 乾咳 呼吸急促或 型的病例中則有腹 性肌肉痠痛和關 困難 肌肉痠痛 瀉的情況 節疼痛 倦怠及腹瀉 治療 必須在 48 小時內 在發病的 48 小時 支持療法 干擾 以抗病毒藥物治 內以抗病毒藥物 素 抗病毒藥物 療, 如 : 克流感 治療, 療程約 5 天 抗生素等 通常療 程約需 2 周或更長 預後 有些患者可能出 嚴重時可能出現 大部分患者會者 現肺炎, 導致呼吸 肺炎 支氣管炎 會出現肺部變 衰竭甚至多重器 腦水腫 雷氏症候 化 使用類固醇療 官衰竭而死 群等併發症 法可能產生副作 用 死亡率 H5N1 的致死率超 一般死亡率約 0.1 死亡率約 10% 過 5 成 %; 重症死亡率約 視年齡及病況而 10% 異 自製表格 十 預防方法 ( 一 ) 根據世界衛生組織的建議,70 c 以上的溫度烹煮便能使禽流感病毒失去活性, 因此食用煮熟的蛋和禽肉不會有感染病毒的風險 ( 二 ) 對於來路不明的鳥類要避免接觸, 若是不慎接觸其糞便或分泌物應立刻使用肥皂清洗乾淨, 清理家中飼養的禽鳥分泌物時應戴上手套及口罩 ( 三 ) 勤洗手並維持良好的衛生習慣絕對是預防禽流感的不二法門 ( 四 ) 若是出現流感相關症狀需立即就醫, 主動告知醫師個人旅遊史和近期與禽鳥接觸經驗 參 總結 隨著全球化時代的來臨, 國際間各種疾病的傳播也變的日益迅速, 當中也包括了禽流感病毒, 不論是生鮮禽肉的進出口或是人員的交流, 甚至是走私貿易都有可能使禽流感在各國引發大流行, 所以我們平時便該在生活中時常留意, 不接觸不明來源的禽鳥, 食用禽肉和蛋類時也該確實煮熟, 雖然目前尚未發現禽流感 10
病毒會造成人傳人的現象, 但是未來會如何卻無法預料 每一次禽流感的大爆發都會使得養雞場和相關產業受到相當大的衝擊, 每一次的撲殺, 不只是雞農的心血付諸流水, 經濟上的損害還有社會上的不安影響的十分重大 一旦隱匿疫情, 其危害更甚 不僅對人類社會, 從生態觀點來看, 禽流感對於野鳥, 尤其是候鳥, 也有不小的殺傷力 對於禽流感, 不論是病毒本身的變種, 抑或是有效的疫苗, 更或是民眾對它的認識, 有待我們進一步的研究及推廣, 若是能取得更大的突破, 必定可以大幅降低疫情所造成的傷害 肆 引註資料 1. 張上淳等 12 人 (2006) 病毒戰疫: 從啟動全方位的免疫保全系統開始 台北市 : 台視文化事業股份有限公司 2. 何灣嵐 ( 譯 ) (2005) 打敗禽流感: 如何在禽流感大流行中存活 台北市 : 聯經出版社 3. 李惠仁 (2011) 紀錄片 不能戳的秘密 4. 衛生福利部疾病管制署 http://www.cdc.gov.tw/qa.aspx?treeid=5784355bfd011a1c&nowtreeid=c748cd 2A684D9C67 5. 行政院農業委員會動植物防疫檢疫局 http://www.baphiq.gov.tw/newsview.php?typeid=1337&typeid2=&news_id=141 7 6. 自由時報電子版 2015/1/13 http://news.ltn.com.tw/news/politics/breakingnews/1204939 7. 維基百科 http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%e7%a6%bd%e6%b5%81%e6%84%9f 8. 曾仁谷 台灣地區流行性感冒病毒之簡介 11