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  • 病毒致命真相:感染引爆嚴重發炎反應!林曉凌醫師:暴飲暴食常熬夜,恐埋長期發炎病根

    2020-04-28

     

    今健康/林曉凌(台大醫院家庭醫學部兼任主治醫師,瀚仕抗衰老醫學中心院長)

    病毒為什麼致命

    本世紀以來出現的幾次病毒傳染,無不造成全世界大恐慌。各國之間藉由築起高牆,管制境外移入感染源,同時對國民採取嚴格公共衛生政策。不管是強制規定要戴口罩、量測體溫,甚或是管制進出醫療場所、加強防疫層級,都是在疫情擴散後採取的中後期措施。

    想了解病毒為什麼會危害人類性命,我們得先明白病毒的由來與發展。從病毒的結構來看傳染的途徑,以及進入體內後會產生什麼樣的連鎖反應,以至於最終奪走性命。

    追朔過去的軌跡,可以看到之前人類曾經遭遇過什麼樣的傳染病,探究是什麼關鍵因素造成疫情感染而至大爆發。從這些病史的追溯,可以從中得到教訓與學習,以利於應用在現代的防疫措施上。

     

    上世紀已滅絕的天花病毒

    人類歷史上,天花是最早出現記載的病毒,大約於西元二世紀就已經被記載於史書。公元前一一四五年逝世的古埃及法老王拉美西斯五世,根據其木乃伊臉上出現的缺口,也被醫學考古學家懷疑他是因為感染天花而過世。

    天花就是由天花病毒所造成的傳染病,專家認為是在數萬年前從囓齒動物身上的病毒演化而來,且在不同國家的歷史上都曾出現過天花大爆發的疫情紀錄。根據統計,在十六世紀到十八世紀,歐洲每年死於天花的人數大約五十萬人,整個十八世紀就有一億五千萬人死於天花。

    一八七一年英國發生疫情,兩年內造成包含青少年和成年人大約四萬兩千人病死;美國費城當時是移民重鎮、人口最多的城市,一八七二年也因為天花爆發,單一城市就有兩千六百人死於天花。

    歷史上有不少君王因為天花而病逝,像是法國國王路易十五、英國女王瑪麗二世、德國國王約瑟一世、俄國沙皇彼得二世、清朝順治皇帝、同治皇帝都是因為這個傳染病而告別人間;得過天花的知名人物還有美國總統喬治.華盛頓、安德魯.傑克遜及亞伯拉罕.林肯等。

    天花的傳播途徑主要是透過空氣,患者的口鼻與皮膚皰疹分泌物帶著大量病毒,長期間的面對面近距離接觸會造成人傳人的風險;或是直接觸碰到病人的體液、使用過的器具也可能造成傳染。從古埃及到歐洲、中國、美國都有天花疫情,一般認為是人類因為貿易或是旅行移動所造成。

    天花病毒的潛伏期大約為十二天,病毒進入呼吸道後,會先襲擊口咽或呼吸系統表面的粘膜,然後入侵淋巴結進行增生。剛開始病人沒什麼症狀,但是感染後第十二天細胞會破裂,以致於病毒在血液內的數量會大量增加,脾臟、骨髓都會隨之受到影響而出現病毒。表現在外的症狀有點像是感冒、發燒、肌肉疼痛、頭痛等,也會影響食欲。

    大約在第十五天,天花病毒會讓患者的口腔、舌頭、喉嚨粘膜上出現淺紅色小點。而後紅點擴大、破裂,在唾液中釋放出大量病毒,接著在患者臉上、身上會出現大量皮疹。這些皮疹在三十六小時內會大量的擴散到整個臉部、四肢近端位置和軀幹,最後是四肢的遠端部位,好像身上長了一大堆小花一樣,即便痊癒,患者臉上也會留下一堆疤痕,被人稱之為麻臉。

    所幸在十八世紀時,愛德華.詹納醫生發現以種牛痘疫苗的方式預防天花,後來發展出更有效的痘苗病毒,人類從此開始漸漸遠離天花疾病荼毒。一九七九年十二月,科學家證實天花已經在地球上絕跡,而世界衛生大會也在一九八○年五月通過決議文,確認人類已經擺脫天花的糾纏,消弭了死亡、失明、毀容等疾病帶來的恐慌。

     

    病毒入侵引發免疫系統暴衝

    從歷史上所知道的天花疫情描述裡,關心時事的讀者會發現,天花的發生和之後我們較熟悉的SARS、MERS 疫情發展,和媒體報導新冠病毒的發作情況相當類似。同樣來自嚙齒動物的病毒、跨境傳染、有兩週潛伏期,發作之後病毒大增、體液傳染、人傳人、初期類似感冒等,這是因為病毒的特性都具有相同的感染模式。

    病毒的體積相當小,大約是細菌的百分之一大小,雖然含有最基本遺傳單位的基因,卻沒有細胞結構,也沒有自己的代謝機制。細胞是生命的基本單位,這代表病毒本身無法自行增殖。病毒可以自行分裂,但如果要增殖卻需要進入細胞裡,才能「就近取材」合成自己所需要的東西。

    病毒會在進入宿主細胞之後,狡猾的影響宿主細胞代替自己複製增殖,指揮人體細胞反叛成為侵略工具。不斷的複製增殖下,病毒會多到撐破細胞,之後就是一連串在人體內的擴散過程。這就是為什麼宿主在被感染之後,會出現一段潛伏期。

    不同的細胞都帶著獨特蛋白質受體,想像這就是病毒身上帶的基因鑰匙,種類不同的病毒進入體內之後,像是找到對應的鎖頭一樣,病毒會找到特定的受體攻擊不同的細胞。

    比如天花病毒是先襲擊口咽或呼吸系統表面的粘膜,然後才入侵淋巴結進行增生;愛滋病毒則是攻擊人類免疫系統,在病毒侵入淋巴球之後,會進一步破壞細胞功能造成細胞數量減少,讓人體免疫力下降,導致各種伺機性感染如肺結核、肺囊蟲肺炎、卡波西氏肉瘤、隱球菌性腦膜炎等;而肝炎病毒雖然是攻擊肝臟細胞藉以產生複製增殖,但並不是病毒本身導致肝細胞發生病變,而是因為免疫細胞在清除病毒同時,也同時消滅掉部分自身肝細胞,導致肝壞死、肝炎等症狀;流感病毒透過眼睛、鼻子、嘴巴進入人體後,會利用鼻子、喉嚨的細胞複製病毒,引發免疫系統的強烈反應,因而攻擊帶有病毒的組織,尤其是充滿病毒的呼吸道和肺部。

    健康成人在這樣的歷程中,大約一週內就可以痊癒,但如果免疫系統反應太過強烈,反而會破壞自己身上大量的肺部組織,以至於失去正常透過血液中輸送氧氣的功能,最後會造成缺氧而死亡。

    研究顯示,人們不是因為流感病毒本身引發致死反應。三分之一死於流感病毒的人,是因為病毒擊垮免疫系統而死;有三分之一死於次發性細菌感染,通常都是發生在肺部;最後三分之一則是因為病毒攻擊之後,造成一或多個器官衰竭而病逝。

    類似流感病毒的特定攻擊性,腸病毒喜歡侵犯咽喉和手腳;腸胃型病毒則喜歡待在小腸裡。而冠狀病毒中的SARS、MERS和新近造成世界集體恐慌的新冠肺炎一樣,都屬於呼吸性疾病,病毒的起點和終點都是在肺臟。

     

    感染引爆嚴重發炎反應

    身體受到病原菌感染後會產生發炎反應。發炎反應會活化自然殺手細胞、單核球細胞、巨噬細胞、嗜中性白血球以及血小板上的先天免疫受體。適度的發炎反應有利身體去除病原菌,但過度的發炎反應會引發大量細胞激素的產生,卻對身體有害。

    細胞激素cytokine, 是細胞分泌的小分子蛋白質, 調控細胞與細胞間的作用,可以視為訊號傳遞分子,當細胞接受到細胞激素的訊號時,可能會進行活化(Activation)、分化(Differentiation)、複製(Proliferation)、凋亡(Apoptosis)、趨化(Recruitment)、發炎反應(Inflammatory response)等。

    用譬喻法來說明,細胞激素就像是細胞派出去的傳令官,各自帶著不同的「軍令」,只能被有可以辨認此「傳令官」的受體的細胞所接受,然後這個細胞便會透過受體下游的訊息傳遞(Signal transduction),解讀「傳令官」所攜帶的「軍令」,引起後續細胞的反應。

     

    SARS:冠狀病毒引發細胞激素風暴

    比如發生在二十一世紀初「嚴重急性呼吸道症候群」(SevereAcute Respiratory Syndrome, SARS),俗稱為「非典型肺炎」。當年席捲全球時,病毒一傳到人身上,立即引起一連串的劇烈連鎖免疫防禦,人體免疫系統產生激烈的過敏反應,人體健康的肺細胞也被攻擊吞噬,以致於肺部潰瘍發炎,甚至導致患者死亡。簡單地說就是:「肺部不是被病毒毒壞,而是被自己的免疫細胞攻擊。」

    從病理學來看,SARS 造成的影響會損害骨髓、脾臟、 肌肉和免疫系統,嚴重的患者連血液中也充滿病毒。在這時,如果患者的免疫細胞過於強大,進而引發強烈的肺部發炎現象,就會導致嚴重的肺浸潤、肺纖維化,最後因為呼吸衰竭而命危。

     

     

    MERS:免疫力缺陷者是高風險群

    類似的全球性恐慌,是發生在二○一二年的中東呼吸症候群冠狀病毒感染症(Middle East Respiratory Syndrome CoronavirusInfections, MERS—CoV)。首先出現在沙烏地阿拉伯吉達,一名六十歲男性在六月因為發燒七天不退,伴隨咳嗽、呼吸喘而住院,十一日後因呼吸衰竭、腎衰竭死亡。他是全球首例病患,世界衛生組織為此在當年九月時發布全球警示。

    MERS 同樣也是冠狀病毒從動物傳染到人,而且病毒發生基因突變而造成具高度傳染力和死亡率高的呼吸道疾病。傳染途徑則和一般冠狀病毒一樣,主要透過飛沫、直接或間接接觸到感染者分泌物等方式傳播。

    MERS-CoV 病毒進入宿主細胞時會附著其受器DPP4,因為肺泡細胞與腎組織富含病毒受器 DPP4,所以重症病患常合併腎功能惡化。冠狀病毒感染病人的免疫反應涉及先天 (innate) 協同後天 (adaptive) 免疫反應。

    MERS-CoV 造成免疫失調,減弱先天免疫反應,合併延遲引發促發炎細胞激素 (pro-inflammatory cytokines),重症病人通常是因為一連串的強烈細胞激素活化,導致多重器官衰竭而致命。反之,存活者具備有能夠較快中止過度免疫反應的能力,沒有留下嚴重不可逆的器官損傷,進而在恢復期產生有效的抗MERS-CoV 抗體。

    從SARS 和MERS 的病理研究中我們可以明白,如果沒完全了解疾病的致病原是什麼,只是一味提昇患者免疫力,反而會因為病毒的狡猾攻擊方式而陷入危險。即使在一般沒有遇到病毒侵襲的情況下,免疫系統若是異常強大,也會影響身體健康,讓自己得到自體免疫性疾病(Autoimmune disease, AID)。

    我們常聽到的紅斑性狼瘡、類風濕性關節炎、乾燥症,或是乾癬、硬皮症、慢性淋巴球性甲狀腺炎等。都是因為免疫系統過於強大而攻擊正常細胞,因此被診斷為自體免疫疾病。

     

    免疫系統若要正常運轉,重要的是達到平衡

    這表示,對健康的人而言,免疫系統若要正常運轉,重要的是達到平衡。才不致於受到病毒、細菌侵害,引發內分泌紊亂、失眠等,也不會因為過度強大的免疫力而造成自體攻擊的疾病。

    只是,這個平衡中庸的道理雖然簡單,但許多人都自認體力沒問題,趁年輕健康不時約三五好友騎車兜風夜衝,或是去吃到飽餐廳大肆狂喝狂飲吃消夜、通宵熬夜唱歌,盡情揮霍青春本錢的自由自在。

    殊不知這種種不當的飲食偏好,或是不良生活習慣,在年輕時並沒有什麼特別感覺,頂多就是大睡半天之後又是如常的生龍活虎,卻不知道身體裡的發炎因子在體內持續恣意生成,一點一滴的傷害,長期下來為自己埋下病根,等到年紀大一些時才驚覺身體出狀況,這種長期累積的像是心血管疾病的發生,除了遺傳基因問題外,幾乎都是不良習慣所導致的疾病!

     

    本文摘自《平衡免疫這樣吃》,內文為如何出版授權《今健康》刊登,非經許可,禁止轉載。

     

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