議題背景:

近期因高溫而加劇病媒蚊傳播疾病,台南市截至今日已經累積了754起本土登革熱病例,也已經有首位本土登革熱死亡的案例。再加上連續兩個颱風杜蘇芮、卡努來襲帶來降雨,颱風過後蚊蟲孳生的積水源增加,可能面臨更嚴峻的一波防治登革熱的挑戰,引起公眾、媒體、政府單位的憂心,也擔憂高溫會持續增加登革熱的感染規模。台灣科技媒體中心邀請專家根據自身研究蚊蟲細胞感染登革病毒後存活機制,以及登革病毒在蚊蟲細胞間傳遞現象的經驗,解析登革熱。

專家怎麼說?

2023年07月31日
長庚大學醫學院公共衛生暨寄生蟲學科名譽教授 陳維鈞

Q1. 為什麼蚊子感染登革病毒不影響牠們存活,但感染人類卻造成登革熱?

登革熱是透過病媒蚊傳播的病毒性傳染病,這意味著蚊子從登革熱病人血液吸入的病毒得先在蚊子體內大量複製再傳入下一個人體,並在人體中迅速增殖。有趣的是蚊子體內大量的病毒通常不會影響其存活,若蚊子感染病毒後就失去飛翔能力甚至死亡,將難以叮咬並且傳播病毒至人體內,遑論造成登革熱流行了,如此一來病毒在演化的過程必然會被淘汰而不復存在。
被蚊子叮咬而侵入人類細胞的登革病毒,短期間內就會複製出大量的病毒,這過程會有大量的活性氧物質累積在細胞內,形成氧化壓力,最後導致細胞死亡而致病。反之遭感染病毒的蚊子依然能夠正常飛翔、吸血,主要原因乃是負責大量複製病毒的蚊子細胞,雖然也短暫地面臨氧化壓力,但很快就會誘導出抗氧化壓力的反應,也因此即便細胞內有大量的病毒卻仍能存活,也不影響蚊子的活動力。從演化的角度來看,這堪稱是自然界一個奇妙的搭配,只是對人類並不友善罷了。

Q2. 根據您研究登革熱致病機轉的結果,可以提供我們有關對抗登革熱藥物、阻止人類感染登革熱的方法嗎?

探討登革病毒如何在人體內致病,在體內又如何不致病,是十分基礎性的研究,基礎研究可以了解許多大自然的奧秘,儘管未必能及時提供任何可對抗登革熱的藥物,或其他可阻止人類感染登革熱之實質應用。但這些有趣的研究至少可推敲隱含的深層意義,也就是登革熱患者,若抗氧化能力強,細胞不容易死亡,病情或許會輕一些。已有研究顯示,病毒會誘發被感染細胞內的氧化壓力與抗氧化能力,而兩者之平衡狀態與致病性有關[1,2,3,4]。有關流行病學的調查也顯示,約有七成的被感染者不會表現出明顯的症狀。

Q3. 登革病毒為什麼會造成出血性的症狀?在什麼情況下登革病毒容易造成人體的嚴重登革熱?

登革病毒感染者所表現的症狀差異極大,除了佔多數的無症狀感染者之外,也有病人會呈現發高燒、出紅疹以及全身疼痛的典型登革熱,這部份的病人死亡率相對極低;另一小部分人被感染後則可能出現出血、休克、甚至死亡之重症感染。導致重症感染的緣由迄今並無定論,整體而言,有兩個最常被用於解釋的理論。

首先是登革病毒在人體內大量複製的過程,很容易促成病毒的基因變異,而形成許多的變異株,致病力或增殖能力較強者,導致重症感染的機率也較高。第二個理論是,已知自然界的登革病毒共有四個血清型,引起之症狀雷同,而且可以重複感染。如果病人是屬於第二次感染者,而前、後感染的病毒非屬於同一種血清型,後感染的病毒會被先前感染之病毒所誘發的抗體引導,以更有效率方式進入細胞複製出大量病毒,進而形成重症感染[5]。

Q4. 您認為我們應該如何正確的理解台灣登革熱研究的最新進展,以及您的研究可以如何幫助我們更了解登革熱,以利防治疾病呢?

根據疾病管制署的資料顯示,今(2023)年六月初在台南市仁德區出現第一個本土病例,迄7月底全國確定本土病例數已達784例,絕大多數病例聚集在南台灣,病媒蚊之分佈廣密度高應是主要原因。而雲林地區的本土病例目前已罕見地超過100例,這是歷年來絕少發生的現象,也是必須特別關注之處。

面對治療藥物發展的步調緩慢,疫苗普遍化的步履依然蹣跚,世界多數國家目前依然以控制病媒蚊做為防治重點,台灣亦然,主要是若病媒蚊密度得以降低,即便有病毒入侵,也不容易出現大流行。目前台灣也正著手探討藉由沃爾巴克氏菌感染病媒蚊,以降低其傳播登革病毒能的力,此外部分國家亦有利用釋放基因轉殖蚊,以減少當地病媒蚊的密度。只是上述兩種模式都是針對埃及斑蚊,根據長年的調查資料顯示,埃及斑蚊在台灣的分佈幾乎都集中於北回歸線以南,大體上就是嘉義以南。基於此種地緣分佈之限制,即使上述防治模式確實可行,也只適用於南台灣。整體而言,清除孳生源仍是目前因應登革熱流行的主流模式,但這需要大多數民眾有一致的認知,同心協力才能成功。

與登革熱感染後細胞抗氧化力有關的研究文獻:

[1] Gil L, Martínez G, Tápanes R, Castro O, González D, Bernardo L, Vázquez S, Kourí G, Guzmán MG. Oxidative stress in adult dengue patients. Am J Trop Med Hyg. 2004; 71(5): 652-7.

[2] Chen TH, Tang P, Yang CF, Kao LH, Lo YP, Chuang CK, Shih YT, Chen WJ. Antioxidant defense is one of the mechanisms by which mosquito cells survive dengue 2 viral infection. Virology. 2011; 410(2): 410-7.

[3] Chandrasena LG, Peiris H, Kamani J, Wanigasuriya P, Jayaratne SD, Wijayasiri WA, Wijesekara GU. Antioxidants in patients with dengue viral infection. Southeast Asian J Trop Med Public Health. 2014; 45(5): 1015-22.

[4] Cheng CC, Sofiyatun E, Chen WJ, Wang LC. Life as a vector of dengue virus: The antioxidant strategy of mosquito cells to survive viral infection. Antioxidants (Basel). 2021; 10(3): 395.

與二次感染有關的研究文獻:

[5] Halstead SB, Simasthien P. Observations related to the pathogenesis of dengue hemorrhagic fever. II. Antigenic and biologic properties of dengue viruses and their association with disease response in the host. Yale J Biol Med. 1970; 42(5): 276-92.

[6] Halstead SB. Observations related to pathogenesis of dengue hemorrhagic fever. VI. Hypotheses and discussion. Yale J Biol Med. 1970; 42(5):350-62.

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