並不是所有持續感染的病毒都對人體不好。最近就發現一種很多人血液中都找得到的GB-C人類病毒,至今還找不出它會對人類產生什麼疾病。最近甚至發現,它可以干擾一些病人體內的愛滋病毒的複製,協助抵抗愛滋病。
這種體內原有的寄生病毒保護宿主的行為,是細菌及植物世界常見的現象。植物病毒學中,用類似病毒干擾另一種病毒的生長,稱為交叉保護(cross protection)。現在知道其中一種機制是寄生,持續感染病毒的外殼蛋白,會干擾新來病毒的複製,算是一種以毒攻毒的策略。現在有些生技公司想利用基因工程的技術,把會保護植物的病毒外殼蛋白基因轉植到植物,生產有抗病毒能力的農作物。
另外,持續感染的病毒有時還會積極培養寄生宿主的後代。有一類黃蜂有一種持續感染的病毒,在超過7000萬年前就已經和宿主產生共生(mutualism)的關係。黃蜂繁殖的方法是把蛋寄生在一種毛毛蟲體內,為了防止毛毛蟲的免疫系統殺害它的蛋,黃蜂在把蛋送進毛毛蟲體內時,會一併將共生的病毒送進去。病毒顆粒只生長在黃蜂的卵巢,而且會伴隨著卵的發育複製,所以會隨著卵一起進入毛毛蟲體內。
![黃蜂。圖片僅供示意。siamesepuppy(CC BY 2.0)](https://live.staticflickr.com/65535/49996815103_7311ed3a09_b.jpg)
首先,病毒會製造一種有毒的蛋白,使毛毛蟲無法動彈,然後壓制毛毛蟲的免疫細胞,並將自己的表面蛋白偽裝成類似黃蜂卵的外殼,誤導免疫細胞,使免疫細胞不會攻擊黃蜂的卵,病毒還會製造一些蛋白,能夠抑制毛毛蟲的免疫細胞攻擊黃蜂的卵,但不會影響毛毛蟲一般的免疫功能。接下來,病毒必須停止毛毛蟲轉變成蝶的過程,以免養分被用在蛻變的過程,使得黃蜂的幼蟲挨餓。為了達到這個目的,病毒會想辦法干擾毛毛蟲的荷爾蒙作用,讓毛毛蟲停留在幼年期,直到黃蜂的卵長大為成峰。這種忠心的病毒一直忙著做事,完全沒有時間複製,實在是勤勞又聰明的病毒保母。
這種複雜的黃蜂——病毒——毛毛蟲三角關係,令人不得不讚美自然造物的奧妙。不過有人認為,這種病毒已不能算是病毒,它已經演變成黃蜂的一部分,就像人類細胞內的粒線體是由細菌演化而來,但現在已經沒有人認為它是細菌。我們可不能小看這些最原始的生物體,它獨有的催化反應,可以為生技領域投資者帶來很多收益。
寄居病毒幫助宿主的現象,不只在高等動物及昆蟲世界看得到,寄生在細菌中的病毒(噬菌體)也會替細菌做事。例如,會引起心臟內膜炎的鏈球菌與血小板結合的表面蛋白,就是病毒替它製造的。沙門菌能在人的小腸生長,而不會被小腸的特殊免疫警察(Peyer's patch)殺掉,就是靠寄生在它裡面的病毒製造的一種蛋白。引起霍亂的病菌毒素,也是靠寄居的噬菌體製造的。
很多人大概不知道,有些鬱金香鮮艷的顏色及各種不同的花樣,其實是因為病毒的幫忙。鬱金香的色素本來是均勻分布的,但受到某類病毒感染後,色素分布會產生戲劇性的變化,形成各式各樣的花色及花樣。這種病毒感染會影響鬱金香的生長,使其因栽培不易而更顯珍貴。17世紀時,這種後天因素產生的花種受到荷蘭人喜愛,花價飛漲到不可思議的地步,造成「鬱金香狂熱」(tulipmania)。然而,這些由病毒引起的花色,沒辦法像配種的花可以代代相傳,許多人因而傾家蕩產,甚至造成荷蘭的經濟危機。
其實,不只鬱金香花色會受病毒影響,茶花、玫瑰花、紫羅蘭、唐昌蒲、番石竹等的花色分布,也會因病毒感染產生變化。甚至有些果實,例如西瓜的顏色及花紋也會因為病毒而產生變化。有花農因此故意讓花樹感染病毒,得到特殊的花色。然而,隨意感染病毒是相當危險的事,因為我們還無法控制病毒對植物的影響,對花卉工業可能產生很大的威脅。當我們了解病毒如何改變花色分布的生化過程,也許就能利用基因工程改變各種花的顏色及花樣,打造很有「錢」途的花卉生技產業。
《人類與病毒之戰》
一本書看懂病毒為什麼可怕、如何預防傳染、疫情爆發時的生活準則
作者:徐明達
出版社:天下雜誌
出版日期:2020年5月11日
作者簡介
徐明達
台灣病毒學權威,研究病毒數十年。台灣大學化學系學、碩士,加州理工學院化學生物學博士,師事病毒學大師、諾貝爾獎得主柏格(Paul Berg),也曾與諾貝爾獎得主夏普(Phillip Sharp)共事合作,專長領域為分子生物學、腫瘤基因、表觀基因體學及電子顯微鏡,現為陽明大學榮譽退休教授。
曾任美國洛克菲勒大學副教授、紐約西奈山醫學院教授、中研院生物醫學研究所特約研究員、陽明大學副校長、陽明大學生科院院長、陽明大學生化所教授、榮陽基因體研究中心主任。
著有《病毒的故事》、《細菌的世界》、《禽流感大戰疫》、《廚房的秘密》、《科學的故事(1):觀天象》、《科學的故事(2):科學革命》、《有趣的身體結構》、《戰勝癌症》等書。其中,《病毒的故事》與《細菌的世界》皆榮獲吳大猷科普著作銀籤獎、開卷十大好書,《病毒的故事》與《廚房裡的秘密》也獲選為百大科普好書。
★推薦序 提升全民認知是最重要的防疫基礎
陳時中/衛生福利部部長
21世紀才剛進入第3個十年,世界就面對前所未有的衝擊。武漢肺炎爆發,迅速蔓延全世界,各國都陷入抗疫的恐慌,歐美國家更是受創慘重。
在這一次的抗疫戰中,我們守住了台灣民眾的健康,受到世界各國的肯定。而台灣這一次能夠超前部署,快速控制疫情,是因為我們早在17年前就開始準備了。
2003年,嚴重急性呼吸道症候群(Severe Acute Respiratory Syndrome,SARS)冠狀病毒傳入台灣,台北市立和平醫院爆發院內感染、隨即封院,台灣一度陷入恐慌。但是SARS的震撼,也是一次全民教育,不僅讓台灣民眾對於傳染病有了更高的意識,而且我們更形成了非常強的專家團隊,有優秀的感染專科醫師、防疫醫師及醫療團隊,再加上採檢機構的整體素質,也都提高了。
SARS的經驗,讓我們掌握幾個控制疫情的成功關鍵。這一次面對武漢肺炎,在戰略上,同樣有很好的專家團隊,給予我們正確的訊息與建議;在執行面上,我們有疾病管制署防疫醫師和地方衛生局團隊的共同努力,更是把疫調做得很精準。另外,我們也很快展開各部會合作,從里幹事和警政的人員協尋,到國外民眾返台高峰時,交通部成立防疫大車隊,以及設立防疫旅館、勞動部迅速更新移工管理等措施,都讓台灣在分秒之間阻斷病毒的傳播。
更重要的是,從SARS到武漢肺炎的抗疫經驗,讓我深刻體認,全民公衛素養與對傳染病認識,更是抗疫關鍵。人類與病毒的戰爭一直存在著,如何打造一個健全社會,提升人的心理素質,能互相來協助,是我們在和病毒的戰爭中的制勝因素。
我很高興看到徐明達教授即時推出了《人類與病毒之戰》這本書,正是現在大家都應該看的一本書。
我與徐教授是多年舊識,我們曾共同擔任台北醫學大學董事,我很榮幸認識這位台灣病毒學大師。徐教授曾師事國際病毒學權威、諾貝爾獎得主柏格(Paul Berg),在台灣致力於研究與教學,對於推廣科學知識更是不遺餘力。
病毒,是複雜難懂的,但是徐教授在這本書中竟然能以許多故事、生動的語言,深入淺出的把病毒這個自然界的勁敵說明白,還詳述與台灣切身相關的腸病毒、登革熱等病毒傳染病,更即時新增了此次新冠病毒的相關內容,以及藥物開發的諸多挑戰、檢測的基本原理,和有效的防疫方法。這是非常難得的一本瞭解台灣、專為台灣讀者而寫的一本書。
抗疫,不是一個人、不是只有一個團隊的戰爭,而是我們全民的戰役。正確的知識可以免於恐慌,真正的理解能化解對立。提升全民的公衛素養與對病毒的認識,是我們全體面對下一次病毒侵襲的重要超前戰備。