議題背景

2020年6月29日,中國疾病預防控制中心的國家流感中心與多所研究機構共同在《美國國家科學院院刊》(PNAS)發表研究,研究指出從2011年至2018年系統性的監測中國豬隻中的豬流感病毒,發現其中基因型4重組的歐亞類禽H1N1豬流感病毒(簡稱:G4 EA H1N1),體外實驗顯示能與人類受體結合,並能在人類呼吸道中的上皮細胞複製。同時在模式動物––雪貂實驗結果發現,能透過氣膠的方式有效傳染其他雪貂。而值得注意的是,在血清學監測結果表明,在六種基因型(G1-G6)中,對於長期接觸豬隻(swine-exposed)的強壯年工作者來說,「G4 EA H1N1」病毒感染人類的能力較強,此感染能力也增加了病毒適應人體的機會,引起可能發生大規模流行的擔憂。

隔日(6 月 30 日)美國國家過敏和傳染病研究所所長佛奇在參議院聽證會上表示,該病毒不是「立即威脅」,但是必須嚴加注意。佛奇表示:「出現全新病毒變成大流行病時,通常是突變,或是基因重組和交換造成。」

研究文獻:

Sun, H., Xiao, Y., Liu, J., Wang, D., Li, F., Wang, C., ... & Jiang, Z. (2020). Prevalent Eurasian avian-like H1N1 swine influenza virus with 2009 pandemic viral genes facilitating human infection. Proceedings of the National Academy of Sciences.

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專家怎麼說?

20200709
臺灣大學醫學院微生物學科副教授/內科部主治醫師楊宏志

流行性感冒病毒會透過細胞表面的唾液酸分子[註1]感染宿主之呼吸道黏膜細胞,而唾液酸分子可分為α2-3與α2-6連結兩型,前者主要在禽鳥類,後者主要在哺乳類包括人類在內。不同流感病毒對於兩型唾液酸分子之親和力不同,所以會有禽流感與人流感之分,此一差別也成為禽流感跨物種傳染人類的主要壁壘。豬隻是流感病毒的天然大熔爐,因為具有α2-3與α2-6兩種連結型唾液酸分子,可以同時感染禽流感與人流感,因此其基因體可能發生重組產生全新病毒株,並有可能跨物種感染人類,因全人類對新病毒株往往不具免疫力,因此會導致流感全球大流行。

目前常見的豬流感病毒株主要有三型,包括「典型豬流感H1N1」、「歐亞類禽豬流感」(以下簡稱:EA H1N1)與「北美三重重組之豬流感」,他們最早源頭也是經由禽流感或人流感病毒重組而成。「2009新型H1N1流感」,是從豬流感跨物種感染人類最近的一個例子,其基因體是由兩種流感病毒株:「EA H1N1」與「北美三重重組之豬流感」重組產生。由於它能有效率的人傳人,所以很快地大規模傳播造成全球大流行。所幸其低致病性與低死亡率,所以在全球並未造成大規模傷亡。此流感病毒株自2009年後就常存於人類社會成為季節性人流感病毒H1N1,並持續演化。

由於豬流感病毒具跨物種感染人類之威脅,全球科學家定期監測豬流感病毒。最近這篇發表在PNAS的研究所發現的「G4 EA H1N1」豬流感病毒,就是過去中國科學家長期監測豬流感的成果。在2000年以前,中國豬隻感染的豬流感以「典型豬流感」為主;但在2000年以後,開始偵測到「EA H1N1」與「北美三重重組之豬流感」。此後典型豬流感病毒株逐漸減少,但「EA H1N1」逐漸增多。在2009年爆發新型流感病毒H1N1後,中國豬隻中也可偵測到此一病毒。

在2011-2018年間監測中國豬隻之豬流感,發現「EA H1N1」持續增加,並與其他型流感病毒株之間有重組現象,目前已發現有六種不同重組基因組合(基因型G1-G6),而「G4 EA H1N1」的八段病毒基因體,則是由「EA H1N1」的兩段HA、NA與「2009新型流感」的五段,再加上「三重重組之豬流感」的一段重組而成,其在2018年已經成為感染中國豬隻最主要的流感病毒。進一步研究發現,「G4 EA H1N1」在體外感染人類呼吸道黏膜細胞,以及感染雪貂並傳播病毒的效率極高,而後者常用來檢測新興流感病毒對人類的感染性。此外,約有百分之十的豬隻工作者血清中可偵測到「G4 EA H1N1」流感病毒抗體,顯示他們曾經受到「G4 EA H1N1」的感染。研究也發現目前流感疫苗產生的抗體,對「G4 EA H1N1」無法產生交叉保護力。以上結果說明「G4 EA H1N1」有可能跨物種感染人類,且絕大多數的人對其皆無免疫力,因此升高了大家對其可能造成全球大流行的疑慮。

雖然「G4 EA H1N1」確實值得關注,但目前無須過度恐慌,「G4 EA H1N1」從2018年至今,仍未在人類社會傳出災情,因此推測其可能仍無法有效率的人傳人。但對於其潛在人傳人之威脅,我們確實需要保持警覺,持續監控是否有豬隻工作者之家人或接觸者受到感染,絕不可以掉以輕心。

 

20200710
陽明大學微生物及免疫學研究所副教授陳紀如

「2009新型H1N1流感」包含四種流感病毒的基因:北美的豬流感病毒、北美的禽流感病毒、歐亞的豬流感病毒及人類流感病毒。這個組合並不是一步到位,是經過了多次病毒重組的結果。「2009新型H1N1流感」之所以變成人的流感病毒,除了它可以感染人外,最主要的是它有很好的人傳人的能力,病毒的HA蛋白能與人類受體(α2-6連結型唾液酸分子)有很好的結合能力。進入人類細胞後,又能夠進行有效的複製後,將其散播出去感染更多的人。流感病毒在感染人後,RNA在複製過程中會產生突變,使人的免疫力失去部分保護效果。目前並沒有證據顯示「2009新型H1N1流感」的致病性因為突變而變得更強。

「2009新型H1N1流感」的致病機轉與其他的人類流感病毒並無不同,事實上自2009後至今,已變成季節性流感病毒,持續感染人類。大部分感染為輕症,侷限於上呼吸道的感染,上皮細胞會被破壞;免疫反應則會引發全身性的不適;重症好發於年紀較長及有慢性病者,如:心肺疾病、糖尿病,此時病毒可能感染下呼吸道造成病毒性肺炎,細菌也可能會乘虛而入造成細菌性肺炎,有時中樞神經系統、肌肉、心臟系統也會受到影響。

中國研究人員在2011-2018年間採樣了三萬多隻豬的鼻腔,並從中分離出了179種豬流感病毒。大家一定會好奇為什麼科學家們會如此關心感染豬的病毒,因為禽流感病毒或人流感病毒都可以感染豬隻,在不同病毒共同感染下,病毒可能在豬的細胞中重組而產生出具有不同宿主型的新型病毒。最近的一個例子就是「2009新型H1N1流感病毒」。

該研究中的179種豬流感病毒,其中的165種帶有「EA H1N1」的HA及NA序列。全序列分析後,又進一步分成6群(G1-G6),其中G4在2016-2018 成為採樣中最主要的病毒。此病毒株八段基因中的五段來自「2009新型H1N1流感」,另一段基因則來自「北美三重重組之豬流感」。至於美國國家過敏和傳染病研究所所長佛奇在參議院聽證會上表示的,「G4 EA H1N1」除了具備 「2009新型H1N1流感」的特徵,也有 1918 年西班牙流感病毒的原始特徵,是因為包含的「北美三重重組之豬流感」片段是來自1918年的禽流感病毒。

研究顯示在2013年「G4 EA H1N1」就已經被偵測到,而在2016-2018對養豬場工人的血清學檢測,在338個採樣中,發現有10.4%的人的血清呈現「G4 EA H1N1」陽性反應,某種程度證明了「G4 EA H1N1」有感染人的能力,但目前沒有任何證據支持有人傳人的事件發生。至於未來此病毒是否會再突變,成為另一種人類流感病毒,如同佛奇博士所說:「我們應該要監測這個病毒,但這個病毒並不是一個即刻的威脅」。我們可從該研究中得知,此病毒確實能有效的在模式動物––「雪貂」中傳播。至於未來是否能成為人傳人的病毒,只有時間可以證明,而我們可以藉由緊密地監測避免其發生。另外值得關注的是,在2019年之後,「G4 EA H1N1」病毒是否持續在豬隻間散播,以及是否散播到中國以外的區域。

目前現有的流感疫苗是否能有效預防此疾病?答案有很大的可能是否定的,因為此篇研究利用血球凝集抑制實驗(hemagglutination inhibition)[註2]發現,被G4病毒感染的雪貂血清,對流感疫苗株凝血的抑制力不強,代表具有不同的抗原性,所以原本擁有對「2009新型H1N1流感」的免疫力可能無法保護人對G4病毒的感染,不過這也是一種推測,需要進一步利用接種疫苗後的人類血清,以實驗確認疫苗所引發的抗體是否能有效中和「G4 EA H1N1」病毒。

相關利益聲明:無

註釋與參考資料:

[註1]唾液酸廣泛存在於動物組織,不同物種的唾液酸種類與分佈器官會有差異。流感病毒會結合細胞上的唾液酸,來感染細胞。

[註2] 利用病毒與血球會產生凝集作用的特性,作為檢測抗體的方法。

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