丘福隆博士專欄

以新思維理解新冠病毒 — 丘福隆博士撰作

病毒是小到不能再小的病原體。它不能自行走動,也沒有自行複製的全套裝備;它的存在與延續完全仰賴宿主,甚至沒資格稱之為生物。相反的,它的人類宿主卻是飽含七情六慾的最複雜生物。當病毒寄生於人體時,病毒頓然看起來好像有了腦袋,不但詭計多端,還會鬥智;兩者糾纏有如串聯鑰匙與飛機引擎相互碰撞,產生爆炸性結果。

為什麼新冠病毒會為人類帶來這麼大的禍害?原因之一是我們一向依照傳統思維解析疫疾,忽略一項事實—「鼻喉是新冠病毒的駐紮滋生之地;而且鼻喉位於血液與淋巴系統之前」,以致不能深入理解新冠肺炎病理,且難以設計有效防治辦法。

在一般情況下,病原體侵入體內後隨血液躲入目的地細胞進行複製,同時會遭受天生免疫力攻擊。此後,引發的抗體與免疫力會隨血液與淋巴系統對病原體進行圍剿。雖然新型冠狀病毒侵入人體後也會誘發免疫系統產生抗體以及構建滅毒機制,但是,新冠病毒大都先駐留在鼻喉的黏膜之間存活,只有少量病毒會到達氣管粘膜或肺泡細胞,從而接觸到血液或淋巴系統而產生抗體。換言之,在進入血液並引發抗體前,新冠病毒能在鼻喉之間隱藏與活動;即使後來身體有了抗體,新冠病毒仍然能夠在免疫力難以到達的鼻喉之間繼續發威!

確實,病原體製造疫疾必須建立在能夠長期存活與能夠傳播擴散的基礎之上,而鼻腔與喉嚨恰好能為新冠病毒提供絕佳的安全宿地與噴播機器。

一個病毒不足以產生抗體;在累積病毒期間,病毒能在感染者的鼻喉間長期潛伏與聚集,並在產生大量抗體前將病毒由口鼻咳噴出來感染他人。由於此時患者症狀輕微或不明顯,因而成為「無症狀卻有傳染力的患者」。

肺部細胞被新冠病毒感染後,細胞膜的防滲透力下降,致使體液容易滲入肺泡。又由於肺部不斷地在呼吸,使體液很快地蒸發濃縮成濃稠性物質。這種漿糊般的物質一方面削弱肺部的更換氧氣功能,另方面阻止免疫細胞捕捉與消滅病毒。可以說,病毒能夠埋藏在體液與殘破細胞的漿糊堆裏,使免疫細胞鞭長莫及,難以將之一網打盡。這可能是有些患者在症狀消失後仍然有傳染力,甚至以後復發的原因之一。

因為肺炎患者有濃稠液體聚集,所以醫務人員應該小心運用肺呼吸機。不宜讓呼吸壓力過大而迫使濃液流向肺部深處,也不宜讓呼吸頻率過高而造成肺液濃縮太快。讓我們試想,鼻涕很容易蒸發成鼻屎;若肺液不幸蒸發成固體,一切反應都會停止,無疑是重大災難。基於這些考慮,醫務人員亦應加強對肺炎患者清肺化痰的食藥治療。

病毒雖然微小易死,與宿主對決時卻能以量取勝。大致上,每個人類宿主都有不同程度的基本免疫力,可以抵禦不同量度的入侵病毒。但若一時之間入侵的病毒量太大,基本免疫力不能立即將病毒壓制或消滅,則人體必需動員更高層次的免疫機制解危,例如產生抗體、發炎、發燒等。此期間,免疫力所發揮的戰鬥力往往也會誤傷人體組織,使人類承受症狀帶來的痛苦。

免疫力對病毒發動的殲滅戰是一場「量的對決」。到頭來誰勝誰負要看「病毒的複製速度」是否能夠超越「人體免疫力的增援速度」。一般說來,如果基本免疫力太弱、免疫機制老舊,或罩門與舊疾太多,一時打不過病毒的「毒海戰術」,這時就必須依靠維生醫療器材與特殊藥劑「來支撐救急,以維持生機」。

病毒如何暴量複製以打敗宿主?茲以「鈔票的印製」說明「病毒的複製」。話說妖風乍起,捲飛一堆鈔票;偶然間一張鈔票(病毒)落入一臺複印機(宿主細胞),因而啟動複印機制,從而複製出成百上千張鈔票。當這臺複印機的紙張、油墨、電力等被耗盡後,這些複製鈔票便又隨風飄飛,尋找新的複印機。如此循環,病毒量極易暴增到足以運用「毒海戰術」令所有的複印機油盡燈枯。

血液中檢測出抗體有何重要意義?首先,體內有新冠病毒抗體便等於打了最自然有效的疫苗。多株抗體可以快速有效地清除大量病毒,而且不會產生細胞因子風暴而傷及身體組織。因此凡是血液與淋巴系統所到之處病毒都難以存活,所有重要臟器組織因此受到免疫力的保護。但是,躲在人體細胞內與鼻喉濃漿中的少許病毒恐怕還是難以清除乾淨。無論如何,此時因為患者有抗體,故病毒量低而且沒有嚴重的噴咳症狀,他對別人的感染力甚低。其次,抗體測試能分辨人類有無感染,藉此資料可控制疫情、讓人民能安心重返職場和學校、使經濟有機會復甦。此外,若三分之二的羣眾都有抗體,病毒將很難再在此羣眾中擴散,而且即使有所擴散也不致於崩解醫療體系。此時政府主管單位便敢於宣佈新的防疫政策,甚至宣佈復工。由此可知,立即推動發展便宜、簡單、快速的大批量自動化病毒抗體篩檢技術與設備,有其緊急性與必要性。

為什麼有人受到感染卻無症狀?其實道理很簡單,譬如說「每人各打屁股50大板」,有人哀嚎呻吟痛不欲生,甚至一命嗚呼,有人則很快康復,甚或第二天便能照表操課。換言之,經不起折騰者會很快有症狀。除此之外,當病毒只散播到口、鼻、喉嚨之間,尚未侵入肺部,患者可能只有類似流感的流鼻涕症狀,沒有咳嗽。再者,症狀的輕重與侵入的病毒量有關;許多組織細胞都有受體可以引入新冠病毒,病毒量多了自然病症較為嚴重,較容易致死。

如何找出並處理「無症狀感染者」?不論有無症狀,只要受感染,患者遲早都會因免疫反應產生抗體。因此,抗體檢測陽性人數(有抗體患者)=有症狀感染人數+無症狀感染人數。由此可知,危險難查的「無症狀感染者」可在抗體檢測後指認出來。這些有抗體患者必須予以隔離觀察或治療,並做病毒核酸檢測;兩星期後若能通過核酸檢測與醫生診斷,患者才可放行。

抗體檢測為陰性是否表示未受感染?不一定,有可能患者剛受感染未逾十天,抗體的量太低還測不出來。為求安全與確認,被驗者應做核酸檢測,並於兩星期後再做抗體檢測。總之,抗體檢測、核酸檢測、生物指數、醫生診斷等互補相成,研判綜合資料後才能確診。

目前的診斷試劑可靠嗎?診斷試劑的準確性很難掌握,因此檢測結果不宜單獨用來判讀病情,應與症狀觀察互補相成。「病毒核酸試劑」檢測受檢人樣品中所含病毒的核酸片段,理論上專一性很高,但因此法屬於物理性驗證,結果的實際意義不很明確。例如:不知樣品中的病毒是否有感染性,或者只是無感染性的病毒碎片;不知取樣時受檢人是否已受感染,或者只是暫時吸入少許病毒,隨後打噴嚏或咳嗽便可將病毒完全排出體外;不知取樣時是否正確地採到病毒。此外,取樣與測試的專業要求很高,亦費時繁複,很難做到大量快速篩檢(請注意:棉花棒鼻腔取樣不當很危險,容易傷及鼻腔與腦下垂體)。相反的,「病毒抗體試劑」檢測受檢人血液中是否含有感染後產生的抗體。由於取樣與測試均甚簡單、便宜、快速,又不需儀器操作,可以大量快篩全民。但是,由於用來辨認與抓取抗體的「固定化合物」大都使用「基因組合工程製造的蛋白質」,以致往往有檢測準確率低的問題。若使用「化學合成蛋白質」做為「固定化合物」,假陽性率會較低,但可能需要較長的測試時間以提高靈敏度。總之,目前的檢測試劑大都未經長期大量的正式臨床測試。假以時日,這些產品與技術都會逐步得到提升與改進。

戴口罩有何效益?口罩能吸附微小液體顆粒,如飛沫與氣溶膠,所以防疫效果很大。例如,假設新冠肺炎患者某甲,一分鐘便能感染一公尺外的正常人某乙。如果某甲戴上口罩,他打噴嚏或咳嗽的病毒噴出量會降低百倍以上,噴出距離也會大減;如果某乙也戴上口罩,他吸入的病毒量會降低十倍以上。綜合起來,若雙方都戴口罩,某乙的受感染機率將降低一千倍以上,因此相當安全。由此可知,口罩在聚會場所的防疫功效非凡。

為什麼目前台灣受新冠病毒感染者甚少?一般民眾勤於戴口罩應該是主因之一。此外,有健保醫療制度,以及因地理位置關係民眾體內有多種能與新冠病毒發生交叉反應的抗體,也可能是原因之一。確實,民眾勤戴口罩的國家比起民眾不戴口罩的國家,疫情要好很多。根據纽约時報調查,紐約非裔與西班牙裔的死亡率是亞裔的兩倍;亞裔較常戴口罩顯然頗為有利。

為什麼新冠病毒如此特異難纏?由於不停的呼吸運動,呼吸器官的溫度較身體其他內臟器官的溫度為低,有利於病毒的生存與傳播。最近許多研究顯示,新冠病毒除了能夠進入人體許多器官細胞外,也能潛伏在淋巴細胞內並摧毀其免疫功能,造成白血球數量下降的症狀。一旦免疫系統本身受到攻擊,體內的細菌生態立即失衡,很容易發生細菌感染。這現象與愛茲病毒感染的致命方式有部分相似之處。另外值得注意者,若患者先前受某弱勢病毒感染,然後再受新冠病毒感染,這時原先產生的抗體可能誘導新冠病毒進入免疫細胞,造成「抗體誘導效應」(antibody dependent enhancement, ADE effect)。這種效應有如單株抗體的作用,它不能安靜快速地大量沉澱病毒,反而誘導病毒進入免疫細胞,引起細胞因子風暴,產生創傷。有些年青新冠肺炎患者突然重病,甚至死亡,殆因此故。

誰可安全復工?目前的診斷試劑都缺乏高準確度與靈敏度,須與醫學觀察互補相成。雖然如此,檢測結果仍有許多參考價值。
  1. 每人都應接受核酸與抗體檢測,而且在14天後再重複一次核酸與抗體檢測。
  2. 有症狀患者與核酸陽性患者應立刻隔離與治療。
  3. 經14天隔離後,核酸為陰性而抗體為陽性的患者應該可以復工。
  4. 經14天隔離後,核酸與抗體都是陰性者可以放行。

病毒疫情的前景如何?在診斷檢測層次:自動化機器將能快速的從一小滴樣品中獲得病原體或抗體的測試數據,每日全國測試量以百萬計。在政府防疫層次:滾動式的全民篩檢數據經過雲端大數據處理後,可以很清楚地顯示受病毒污染的個體、污染源、污染分佈與變化等,有利於醫療資源的準備與分配、疫情的追蹤與掌控,以及決定復工的地區與時間等等,有利於重啟全國經濟。在個人防疫層次:每人將有一張刷卡,上面記錄著病原體、抗體、臨床診斷、醫療處理等動態的體檢資料,一目了然。這張卡將有如身份證與通行證,未來還可能加入其他醫療、病歷、體況、生物特徵等相關資料。

物極必反。諷刺的是,地球上最聰明的人類已經隨心所欲為所欲為很久了,現在終於碰到最沒頭沒腦的病毒擋住了去路。大家足不能出戶,有錢沒錢都過關進牢房的生活;有飛機者不能飛,沒飛機者反而樂得清閑快樂。沒有腦袋的最大,病毒不客氣地讓人類知道—「馬照跑,舞照跳,再也沒有這回事!」

2020-4-14 18:04:51於洛杉磯   丘福隆撰作