全站搜尋 電子雜誌搜尋

AD

ad970250

不錯過任何知識訊息,立即加入國家地理官方Telegram

Feb. 20 2020

新型冠狀病毒會對身體造成什麼影響?

1
  • 這張攝於2020年2月3日的照片顯示,一名醫生正在檢查一張肺部的電腦斷層掃描影像,當時他在武漢隔離區的一間病房巡視。武漢位於中國湖北省中部,是新型冠狀病毒疫情的發源地。截至2月20日為止,全球總感染人數已超過7萬5000人。PHOTOGRAPH BY STR/AFP VIA GETTY IMAGES

  • 在中國山東省鄒平市的一間醫院裡,醫護人員在隔離病房內擁抱彼此。PHOTOGRAPH BY STR/AFP VIA GETTY IMAGES

從「血中風暴」到「蜂巢狀肺」,本文將檢視各個臟器,並說明新型冠狀病毒如何傷害人體。

這張攝於2020年2月3日的照片顯示,一名醫生正在檢查一張肺部的電腦斷層掃描影像,當時他在武漢隔離區的一間病房巡視。武漢位於中國湖北省中部,是新型冠狀病毒疫情的發源地。截至2月20日為止,全球總感染人數已超過7萬5000人。PHOTOGRAPH BY STR/AFP VIA GETTY IMAGES

這張攝於2020年2月3日的照片顯示,一名醫生正在檢查一張肺部的電腦斷層掃描影像,當時他在武漢隔離區的一間病房巡視。武漢位於中國湖北省中部,是新型冠狀病毒疫情的發源地。截至2月20日為止,全球總感染人數已超過7萬5000人。PHOTOGRAPH BY STR/AFP VIA GETTY IMAGES

對於在中國各地肆虐的新型冠狀病毒,我們還有許多未解之處,但我們能確定一件事:這種疾病能在人類的全身上下掀起風暴。

這正是過去發生的人畜共通冠狀病毒所表現的特性,這類疾病是從動物傳到人類身上的,例如嚴重急性呼吸道症候群(SARS)及中東呼吸症候群冠狀病毒感染症(MERS)。這些新興的冠狀病毒跟導致普痛感冒的病毒不一樣,它們能在一個人的許多器官上燃起一場病毒造就的大火,而目前這種新型疾病在病情嚴重時也不例外。

這有助於解釋為什麼疫情已經導致超過2000人死亡,在僅僅數週內就超過SARS的死亡人數。雖然新型冠狀病毒的死亡率似乎是SARS的十分之一,但這種新型冠狀病毒卻傳播得更快。

值得一提的是,確診病例2月13日增加至超過6萬人,比前一天躍升了將近50%,而且自那時起,這項數據又增加了1萬5000人。這種數據躍升的現象反映出中國當局改變了診斷感染的方式,而不是疫情範圍出現大幅度變化。如今的診斷方式不再是等待病患檢測出病毒陽性,而是只要胸腔掃描影像顯示出新型冠狀病毒特有的肺炎型態,就將該病患納入確診病例。這種方法有望讓中國當局能夠更快隔離及治療病患。

如果這次疫情持續傳播,那麼誰也不知道它會造成多少傷害。香港大學一名頂尖的流行病學家在本週警告,如果放任新型冠狀病毒疫情繼續蔓延,60%的全球人口都可能遭到感染。

中國疾病預防控制中心於2月17日公佈了截至2月11日診斷的首批7萬2314名患者的臨床細節。這份報告顯示,新型冠狀病毒導致2.3%的患者死亡,這意味著其致死率是季節性流感的23倍。

與此同時,各國正竭力從鑽石公主號(Diamond Princess)遊輪上撤離其公民。截至2月20日,該船上的確診總數也達到了621名,並有兩名患者死亡。

不過,如果你的身體受到這種冠狀病毒的感染,到底會發生什麼事呢?這種新病毒株在基因上與SARS非常相似,以致於它獲得了一個稱號:SARS-CoV-2。因此,將這次新疫情的早期研究結合過去從SARS及MERS上學到的教訓,就能為我們提供解答。

肺臟:爆心投影點

對於大多數病患而言,新型冠狀病毒的起點與終點都在肺臟,因為就跟流行性感冒一樣,冠狀病毒是呼吸性疾病。

它們的傳播方式通常是靠感染者所咳嗽或打噴嚏時噴灑出飛沫,這些飛沫能將病毒傳染給任何與感染人員密切接觸的人。冠狀病毒也會導致類流感症狀:病患可能先出現發燒及咳嗽的症狀,再發展為肺炎或更嚴重的症狀。

世界衛生組織在SARS疫情結束之後報告,這種疾病一般會經由三個階段攻擊肺臟:病毒複製、過度免疫反應、肺臟受損。

並非所有病患都經歷過這三個階段──事實上,只有25%的SARS病患出現呼吸衰竭的症狀,而呼吸衰竭正是嚴重病例的確切標誌。根據早期資料顯示,新型冠狀病毒同樣也在82%的病例造成較輕微的症狀,其餘病例則出現嚴重症狀或病危。

馬里蘭大學醫學院的副教授馬修.弗里曼(Matthew B. Frieman)是研究高病原性冠狀病毒的專家。他說,如果更深入檢視的話,會發現新型冠狀病毒似乎也遵循著SARS的其他模式。

新型冠狀病毒在感染早期會迅速入侵人類肺臟細胞。這些肺臟細胞分為兩種類型:一種會製造黏液,另一種帶有稱為纖毛(cilia)的毛狀細棒。

在中國山東省鄒平市的一間醫院裡,醫護人員在隔離病房內擁抱彼此。PHOTOGRAPH BY STR/AFP VIA GETTY IMAGES

在中國山東省鄒平市的一間醫院裡,醫護人員在隔離病房內擁抱彼此。PHOTOGRAPH BY STR/AFP VIA GETTY IMAGES

雖然黏液在體外時很噁心,但它能協助保護肺臟組織不受病原入侵,也確保你的呼吸器官不會太過乾燥。纖毛細胞會在黏液周圍拍打,將花粉或病毒等廢物清理出去。

弗里曼解釋,SARS喜歡感染並殺死纖毛細胞,然後死去的纖毛細胞會脫落,使病患的呼吸道堆滿殘骸與液體。他假設新型冠狀病毒也會發生相同現象。這是因為最早關於新型冠狀病毒的研究已經顯示,許多病患在雙側肺臟都發展出肺炎,還伴隨呼吸急促等症狀。

此時第二階段與免疫系統就會發揮作用。我們的身體被入侵的病毒喚醒,開始奮起對抗疾病,而身體採取的方法是將免疫細胞大量灌入肺臟,以便清除傷害並修復肺臟組織。

這種發炎過程在適當運作時會受到嚴密調節,而且只侷限在感染區域。但有時你的免疫系統會故障,而那些免疫細胞就會殺死它們遇到的任何東西,包括健康組織。

弗里曼說:「所以你會遭受更多來自免疫反應的傷害。」肺臟會被更多殘骸堵塞,肺炎也隨之惡化。

在第三階段期間,肺損傷持續累積──這可能導致呼吸衰竭。即使最後沒有致死,有些病患也會出現永久性肺損傷。根據世界衛生組織的資料,SARS會在肺臟裡打洞,使肺臟出現「蜂巢狀現象」──而這些病灶也出現在新型冠狀肺炎感染的肺臟上。

↑↑↑↑↑101科學教室:肺臟

這些孔洞可能是由免疫系統過度反應造成的,而這種免疫反應會製造疤痕,既能夠保護肺臟,卻又會讓肺臟硬化。

這種現象發生時,病患通常必須接上呼吸器來協助呼吸。同時,發炎也讓肺泡與血管之間的膜更具通透性,這會讓肺臟充滿液體,影響肺臟為血液充氧的能力。

「在嚴重病例,肺臟基本上是被液體淹沒,而你就無法呼吸了。」弗里曼說:「人們就是這樣死去的。」

腸胃:共享通道

在SARS跟MERS疫情爆發期間,將近四分之一的病患有腹瀉症狀──這是那些人畜共通冠狀病毒非常明顯的特徵之一。但弗里曼說,目前仍不清楚消化道症狀是否在最近這次疫情扮演重大角色,因為出現腹瀉及腹痛症狀的病例很罕見。但到底為什麼呼吸性病毒會干擾消化道呢?

任何病毒進入你的身體時,它會尋找帶有最適合入侵的人類細胞──亦即位於細胞外的蛋白,稱為受體(receptor)。如果病毒找到細胞上的一種相容受體,它就能入侵細胞。

有些病毒對於通道很挑剔,但其他病毒則比較隨便一點。駱淑芳(Anna Suk-Fong Lok)說:「它們能非常輕易地穿透所有類型的細胞。」她是密西根大學醫學院的臨床研究助理院長,也是美國肝臟疾病研究學會的前任主席。

↑↑↑↑↑101科學教室:流感病毒

SARS及MERS病毒都能進入沿著小腸及大小結腸排列的細胞,而這些感染似乎會在腸道內持續發展,可能造成損傷或液體滲漏,進而變成腹瀉。

但弗里曼說,我們還不知道新型冠狀病毒是否也會如此。研究人員相信,新型冠狀病毒使用的受體與SARS相同,而我們能在肺臟與小腸找到這種通道。

有兩份研究──一份發表於《新英格蘭醫學期刊》(New England Journal of Medicine),另一份是納入1099個病例的medRxiv預印本──都在糞便樣本中檢測到新型冠狀病毒,這可能表示病毒會經由糞便傳播。但現在要下結論還為時過早。

「我們根本就不知道這種武漢病毒是否會以糞便傳播。」弗里曼說:「但看來病毒確實出現在糞便裡,而且人們似乎也確實出現跟病毒有關的消化道症狀。」

血中風暴

冠狀病毒也可能造成身體其他系統的問題,原因出自我們之前提到的過度免疫反應。

一份2014年的研究顯示,92%的MERS病患有至少一種肺臟外的冠狀病毒表徵。事實上,這三種人畜共通冠狀病毒都有出現病毒突襲全身的徵兆:肝臟酵素升高、白血球與血小板計數較低、低血壓。在罕見病例,病患也曾出現急性腎損傷與心跳停止的狀況。

不過,哥倫比亞大學梅爾曼公共衛生學院的病毒學家兼副研究員安琪拉.拉斯姆森(Angela Rasmussen)說,這不一定是病毒本身擴散至全身的徵兆。這或許是細胞激素風暴。

細胞激素(cytokine)是免疫系統用來當作警示信號的蛋白──它們會召集免疫細胞到感染區域。接著免疫細胞會消滅受感染的組織,試圖挽救身體的其餘部位。

人類指望免疫系統能在面臨威脅時保持冷靜。但是拉斯姆森說,在冠狀病毒感染失控的情況下,免疫系統會毫無節制地將細胞激素灌入肺臟,而原本的選擇性撲殺就變得不受控制。她說:「你不是用一把槍射擊目標,而是用一具飛彈發射器。」這就是問題所在:你的身體並不只是瞄準被感染的細胞,它也在攻擊健康組織。

這造成的影響擴及肺臟之外。細胞激素風暴會產生炎症,這不僅使肺臟中的血管變得脆弱,也會導致液體滲入肺泡。拉斯姆森說:「基本上就是你的血管正在不斷出血。」這場風暴會湧入你的循環系統,造成多重器官的全身性問題。

接著,病情可能會驟然惡化。在一些最嚴重的新型冠狀病毒病例中,細胞激素反應──再加上輸氧到身體其餘部位的能力減弱──可能導致多重器官衰竭。科學家不知道到底為什麼有些病患會出現肺臟外的併發症,但這可能與心臟病或糖尿病等潛在性疾病有所關聯。

弗里曼說:「即使病毒沒有蔓延到腎臟、肝臟、脾臟與其他臟器,也可能對所有這些臟器的運作流程都產生明顯的下游效應。」而病情就可能在此時嚴重惡化。

肝臟:附帶傷害

人畜共通冠狀病毒從呼吸系統往外蔓延時,肝臟往往是受到傷害的下游器官之一。醫生已經在SARS、MERS及新型冠狀病毒都見到肝損傷的跡象──往往是輕微跡象,不過更嚴重的病例會出現嚴重肝損傷,甚至是肝衰竭。所以到底發生了什麼事?

「一旦病毒進入血流中,它們能移到身體的任何部位。」駱淑芳說:「肝臟是血流豐富的器官,所以〔冠狀病毒〕能非常輕易地進入肝臟。」

肝臟很努力地運作,以確保身體可以正常發揮功能。它的主要工作是處理流過胃之後的血液,過濾掉毒素,並產生身體可用的營養素。它也製造膽汁,用於協助小腸分解脂肪。肝臟也含有酵素,會加速身體的化學反應。

駱淑芳解釋說,在正常身體中,肝細胞會持續死亡,並釋放酵素到血流中。然後這個能力高強的器官會再生新的細胞,繼續運作下去。由於這種再生過程,肝臟能承受大量傷害。

不過,當血中的肝酵素濃度異常升高──這也是SARS及MERS病患的常見特徵之一──就是個警訊了。這或許只是能輕易復原的輕微損傷;或者這可能是更嚴重的問題──甚至是肝衰竭。

駱淑芳說,科學家並不完全了解這些呼吸性病毒在肝臟是如何表現的。病毒可能是直接感染肝臟,它們在肝臟複製,並自行殺死肝臟細胞。或者這些肝臟細胞可能只是附帶傷害,因為身體對病毒的免疫反應使肝臟產生嚴重的發炎反應。

無論如何,她強調肝衰竭絕對不是SARS病患的唯一死因。「到了肝衰竭的時候,」她說:「你往往會發現,病患不只是有肺臟問題及肝臟問題,也可能有腎臟問題。到那個時候,這已經變成全身性感染了。」

腎臟:一切都是有關聯的

是的,腎臟也被捲入這場災難了。有6%的SARS病患──還有整整四分之一的MERS病患──都出現急性腎損傷。已有研究顯示,新型冠狀病毒也會如此。這或許是該疾病相對較少見的特徵,卻足以致命。根據2005年一份發表在《國際腎臟》(Kidney International)期刊的研究,出現急性腎損傷的SARS病患最終有91.7%都死亡了。

就跟肝臟一樣,腎臟也有過濾血液的功能。每顆腎臟都充滿了大約80萬個微小的功能單位,稱為腎元(nephron)。這些腎元具有兩種主要部分:一種是濾器,負責清理血液;一種是小管,將有用的物質重新吸收,或是將廢物排到膀胱成為尿液。

腎小管似乎最容易受到這些人畜共通冠狀病毒的影響。世界衛生組織在SARS疫情結束之後報告,SARS病毒會出現在腎小管,而腎小管可能會因此發炎。

黎嘉能(Kar Neng Lai)是香港大學的榮譽教授,也是香港養和醫院的腎臟專科醫師。他說,如果病毒在血流中,那麼從腎小管檢測到病毒並不是罕見的現象。因為腎臟一直在過濾血液,所以有時腎小管細胞能捕捉到病毒,並造成暫時性或較輕微的損傷。

如果病毒穿透細胞並開始複製,損傷就可能變成致命性的。但黎嘉能說,沒有證據顯示SARS病毒在腎臟複製。他是第一個發表SARS研究的團隊成員之一,也參與了前述那份發表於《國際腎臟》的研究。

黎嘉能說,該研究結果顯示SARS病患的急性腎損傷或許出自多種因素,包括低血壓、敗血症、藥物,或代謝紊亂。同時,導致急性腎損傷的較嚴重病例也顯示出──你猜對了──細胞激素風暴的徵兆。

急性腎損傷的成因有時也可能是抗生素、多重器官衰竭,或是連接呼吸器過久。一切都是有關聯的。

懷孕與冠狀病毒?

雖然我們對新型冠狀病毒的資訊更新應接不暇,卻仍對這種病毒知之甚少,這是如今推特時代的一大諷刺。醫學期刊已經刊登了有關這次疫情的數篇研究──隨著研究人員急忙投入這個研究深淵,有些研究受到的審查比其他研究更多。同時,新聞媒體正在報導每一步發展。這些資訊全都在網路上四處傳播,而眾所周知,要在網路上分辨虛實是很大的挑戰。

「人們即時報導這些研究的進展,真的是前所未見的現象。」拉斯姆森說:「要試圖釐清所有資訊,並找出哪些資訊真有證據支持、哪些只是推測、哪些大錯特錯,確實是非常棘手的事。」

舉例來說,武漢一家醫院的醫生在2月5日通報,有兩名嬰兒被檢測出新型冠狀病毒陽性,其中一名才出生30個小時。可想而知,這條令人擔憂的標題傳遍了各家新聞媒體,因為它引起數個問題:懷孕婦女是否會感染子宮內未出生的胎兒?這種疾病是否會在生產期間傳染,或經由母乳傳染?

不過,先讓我們冷靜一下。雖然許多SARS及MERS病例是懷孕婦女,但並沒有觀察到母子垂直感染的狀況。此外,拉斯姆森說,新生兒也會經由其他方式感染冠狀病毒,例如在繁忙的緊急情況下,新生兒在擠滿感染病患的醫院裡出生。

事實上,有一份週四發表於《刺胳針》(The Lancet)的研究提供了初步證據,顯示冠狀病毒無法經由母體垂直傳染給嬰兒。

在這篇報告中,研究人員觀察了九名罹患新型冠狀病毒的武漢婦女。其中一些婦女出現妊娠併發症,但所有病例最後都是活產,而且沒有傳播感染的證據。雖然這份研究沒有完全排除孕期傳播病毒的可能性,但它強調我們對這種疾病進行推斷時必須更加謹慎。

拉斯姆森說:「你需要有高水準的證據,才能夠說某件事確實會發生──當然也才能夠改變臨床上處置病例的方式,或是改變公共政策。」

弗里曼也同意。他希望這次疫情會讓冠狀病毒研究獲得更多資助,就如同近期歐盟以及比爾與梅琳達蓋茲基金會(Bill & Melinda Gates Foundation)所保證的一樣。但弗里曼希望,即使這次疫情最終逐漸停息,人們對於研究的支持及興趣也能持續下去,而不要像SARS研究一樣乏人問津。

「SARS疫情剛結束時還有一大筆錢資助研究,然後這筆錢就消失了。」弗里曼說:「為什麼我們不知道答案?因為沒人資助這些研究。」

 

延伸閱讀:看新型冠狀病毒如何影響中國的「硬體之都」(上) / 看新型冠狀病毒如何影響中國的「硬體之都」(下)

APR. 2020

50年後,世界更美好?會更糟?

50年後,世界更美好?會更糟?

AD

熱門精選

AD

ad300600

AD

ad970250
Subscribe
立即訂閱
keyboard_arrow_up