史上最大的生物科技產業---流感病毒篇

                 郭明裕   醫師

 

2005H5N1禽流感威脅亞、歐,最熱門的生物科技產業就數「克流感」。「克流感」乃是瑞士羅氏大藥廠1999年在歐美上市的流感抗病毒新藥,2000年在日本上市,隔年2001年九月也在台灣上市。

 

筆者因於2000年一月十八日中國時報時論廣場寫下『流感疫苗全民施打 划算』一文,文中特別介紹「克流感」在歐美上市後臨床醫師的新發現,受瑞士羅氏大藥廠邀,於上市前的2001年九月初在台北市醫師公會與台北市藥師公會各演講一堂「克流感」。

 

3年間「克流感:Tamiflu」銷售量一直低迷,直到2005年底H5N1禽流感威脅亞、歐時,全世界各國CDC爭搶「克流感:Tamiflu」庫存,終於確認為史上最大的生物科技成功產業,訂單上兆!

 

筆者常說我比台灣CDC有早四年先見之明!況且台灣CDC也是我在1998年腸病毒71型大暴發後,於當年624日立法院郝龍斌聽證會促成,背書成員包括台大公衛學院院長陳建仁院士(前衛生署長、現國科會主委)、台大流行病所金傳春所長、台大同門師弟小兒感染科黃立民教授三人。1999年才有整合後的台灣CDC,也才有辦法應付2003年的SARS

 

 

流感:

 

    流感病毒是一種為害人類甚劇的冬天病毒,經飛沫傳播可以迅速造成流行性感冒大流行(簡稱流感),流感與感冒最大的區別就是肌肉酸痛、全身無力,前者更常見於冬天,在台灣尤其常暴發於聖誕節前後,這時溫度更適合流感病毒。眾所周知此病毒越冷越活躍,高溫(56-60℃)僅存活2小時至30分鐘,福馬林、優碘可殺死它。

 

    流感病毒為80-120nm大小的RNA病毒,它內含8段基因片段核心RNA1%)與蛋白質基質(70%),包括合成RNAPB2PB1PA三者蛋白,決定病毒型的NPM二者蛋白,功能未定的NS蛋白,而決定亞型的HN就是向外展示病毒感染力的行動家蛋白。中層含雙脂層(22%),A型流感更有M2通道。外層即血球凝集抗原H與神經銨脢抗原N兩者突出狀蛋白。

 

    流感病毒從冬天乾冷氣候大量散播,當碰到幼兒的上呼吸道接受體的引進,48小時的複製成千百倍病毒,再經由HSialic acid(唾液酸)接合,並動員N的凹槽結構去剪斷Sialic acid(唾液酸),才能順利脫離上呼吸道接受體往下呼吸道進逼,造成氣管炎與肺炎甚至死亡,這些大量的流感病毒會透過飛沫再傳給已經沒有抗體的65歲以上老人,造成更多肺炎與死亡。

 

    在經濟層面流感使美國冬天損失100-150億美元的生產力,法國冬天損失5億歐元的生產力。而人命與醫療的損失更加龐大,光美國每年冬天就死亡2萬至4萬老人與花費150億美元健保醫療費用。

    早期使用AmantadineRimantadine只能抑制M2通道使流感病毒複製降低、症狀減輕,但會嗜睡不適合成人使用,主因為促進Dopamine分泌,並局限於流感A可用,因M2只存在流感A。為改善此缺點,才會出現Relenza與「克流感:Tamiflu」。

 

 

克流感(Tamiflu):

 

    克流感是一種與Sialic acid(唾液酸)結構相同的化學結構物,只是用Hydrophobic group取代了Sialic acid(唾液酸)上的glycerol而已。當口服的克流感被吸收後30分鐘可以經肝臟的脂脢轉變成活性代謝物,循環至血液中,約在2-3小時後達到最高血液濃度。

 

    如果克流感服用是在流感病毒侵入人體的前48小時,就可有效抑制病毒擴散,因為流感病毒侵入人體48小時後,剛好要利用N上的凹槽去剪斷HSialic acid(唾液酸)的聯結,這時候如果服用一顆75mg克流感,正好先把N上的凹槽填滿,就沒有辦法剪斷HSialic acid(唾液酸)的聯結,複製完的流感病毒就離不開上呼吸道接受體,漸漸的凋零,下呼吸道的流感病毒就減少一千倍,肌肉酸痛與骨頭酸痛自然消失,又因為不影響Dopamine分泌,故不會嗜睡,適合成人使用與AB型流感,也包括H5N1禽流感。

 

    克流感臨床試驗1998-1999年於NEJMLancetJAMA發表,證明吃藥後可以減少流感病毒一百倍。發燒、咳嗽等症狀縮減1.3天或26小時。細胞激素(TNFINF-aIL-1&6)降低一千倍。兒童發燒、咳嗽等症狀縮減1.5-1.6天,中耳炎減少40%,抗生素使用減少24%。老人肺炎減少92%

    臨床試驗的副作用約有9.4%-9.9%的嘔吐、噁心,一般建議口服時加果汁可改善此副作用。

 

 

流感疫苗:

 

    疫苗是解決病毒危害人類最佳的方法,流感疫苗分為兩種:

 

(一)活性減毒疫苗,好處是鼻噴劑,有效率在成人為92%,兒童接受度高。20061214NEJM發表其使用在小學有不錯的成果,A型流感比針劑死病毒低22%有效率(69% vs 47%),B型流感比針劑死病毒低34%有效率(83% vs 49%)。由於是活性病毒,所以只適合接種免疫健康的族群5-49歲。

 

(二)死病毒針劑疫苗,壞處是打針會痛、腫脹、發燒等副作用,但卻適用於<5歲、>49歲,以及免疫有缺陷的兒童與老人,比較符合防疫的目的,因為流感好發於<5歲、>49歲的兒童與老人。2007104NEJM發表一篇>65歲老人施打此疫苗10年報告,發現可降低27%肺炎住院與減少48%死亡,成果非凡。

 

    流感疫苗的設計都會包括三個成份:即A1A3B三種流感亞型。每年2月根據北半球流行的流感亞型決定最可能的A1A3B三種流感亞型成份,製成當年9-10月要施打的流感疫苗針劑。由於是死病毒疫苗,故優先給<5歲、>49歲的兒童、老人與醫護人員施打。

 

近年來更利用基因工程與基因片段合成疫苗(如英國的Fluvirin),值得期待。至於含汞的主因乃是為了抑菌的緣故,2007927NEJM發表的一篇研究,認為疫苗中微量的汞並不會影響7-10年後兒童的神經與心理變化,也就是與自閉症無關。

 

另外疫苗的佐劑鋁鹽會影響疫苗產生抗體的多寡(如GSK的禽流感疫苗因含佐劑鋁鹽可觸動Toll-like receptors產生較高的抗體)。

 

由於流感疫苗的A1A3B三種流感亞型成份,每一年都在變,所以流感疫苗必須每一年重打一次,目前全球比較重視的國家每一年約打掉2.5-3.0億劑疫苗,還不很普及(約4-5%),因為地球有60億人口呢!

 

 

禽流感H5N1

 

    人類流感的起源來自禽流感,尤其是雞瘟最直接。禽流感存在遠久,從演化的角度就可以看到,飛禽的鳥類已經演化到具有H0-H15N1-N9144種配對,而人類只有H1-H3N1-N26種配對。這印證禽流感的演化,飛禽早於陸禽,而陸禽的鴨鵝又早於雞,故有雞瘟而絕少鴨瘟即是明證。

 

    2006年田納西州St. Jude兒童治癌中心的韋伯斯特博士在美國CDC的「新興傳染性疾病」雜誌中提出『禽流感由飛禽傳遞陸禽再傳遞雞,引發雞瘟,進而感染人類』的新機轉。但過程中必須找到適合人傳人的呼吸道接受體才會有效率,至於是否透過豬的中間媒介仍是問號﹖

 

    廣州是全世界禽流感的主要發源地,禽類飼養密度全球最高,港台是最靠近的流通管道之一,經由台商與小三通的串聯,危險度最高。  

 

    2005年全球H5N1人類禽流感疫情,主要近因是青海湖的鵝禽流感傳播,透過飛禽南北向與東西向的季節遷徙,已從東南亞、中國傳至中亞土耳其並遠至東歐匈牙利,目前H5N1禽流感已威脅到西歐的英國與北美加拿大。但真正的遠因是廣州1997年的H5N1傳人的禽流感疫情,並導致香港屠殺數千萬隻雞群。

 

    2005年美國「三軍病理研究所」分子病理組主任陶本柏格博士,在「自然」雜誌發表1918H1N1人類流感大瘟疫的病毒基因圖譜,証實是一種禽類基因突變在人類快速傳播的新型流感,毒性升高千倍。2006年陶本柏格博士更在美國CDC的「新興傳染性疾病」雜誌中,發表一張1916年飛鳥集體暴斃的鳥瘟證據圖。

 

    這些科學證據告訴我們,大量的禽流感,證明H5N1基因正在突變,如果病毒找到更容易飛沫傳染的呼吸道接受體並大量複製,則就是爆發人類新型流感的警訊。

 

 

禽流感H5N1初傳人類的臨床特點:

 

    1997年香港兒童回福建探親感染禽流感H5N1,到2005-2006年禽流感H5N1第二波席捲東南亞、中亞等疫情,我們看到H5N1可以引起腸炎、腦炎卻沒有肺炎的案例(2005217NEJM),也發現H5N1比較喜歡侵襲養禽人家的兒童與年輕人,死亡率很高(超過50%),但傳染率不高,比較不像典型人類流感的飛沫傳染,倒像接觸傳染。

 

    禽流感H5N1初期的肺炎常單側肺葉性像細菌感染,但後期又會發展為雙側性像病毒感染。血液檢查常看到,白血球過低、血小板過低、淋巴球過低的現象,代表病毒毒性很強可抑制人體骨髓造血機能(2005929NEJM),這些都像2003SARS造訪人類的模式。

 

    唯一不一樣的是,照顧禽流感H5N1重症病人的醫護人員比較少被感染?是機轉不同或是先服用克流感:Tamiflu呢?不得而知!

 

    但有一項現象值得注意,H5N1N receptor 已經對克流感:Tamiflu產生基因結構突變,抗藥性比率升高(20051222NEJM),所以禽流感H5N1疫苗才可能拯救人類。

 

 

禽流感H5N1疫苗:

 

    雖然近2年來在發展快速禽流感基因檢測技術已可縮短至30分鐘至2小時內,而H5N1禽流感低效價疫苗(巴斯德)已經首度通過FDA上市,新型高效價疫苗(GSK含佐劑鋁鹽)也在歐洲上市。

 

新型疫苗技術(NIH & Emory大學)也在200789日的「科學」雜誌發表,可以對H5N1禽流感產生有效上呼吸道2-6 Sialic acid(唾液酸)聯結受體的保護抗體,而不是一般H5N1禽流感疫苗只產生下呼吸道2-3 Sialic acid(唾液酸)聯結受體的保護抗體而已。但這些只是科學的一小步,在對抗全球性的禽流感H5N1演變成人類新型流感戰役仍嫌不足。

 

 

禽流感H5N1席捲全球的啟示:

 

廣州1997H5N1傳人的禽流感疫情,導致香港屠殺數千萬隻雞群。當時只驚動WHO與美國CDC的流感專家,並派一組研究人員深入廣州做流行病學調查。但只要懂得『禽流感由飛禽傳遞陸禽再傳遞雞,引發雞瘟,進而感染人類』機轉的學者,都可以意識到事態嚴重。

 

1997年禽流感H5N1傳人代表雞禽流感已經找到傳人的接受體,只是這個接受體存在下呼吸道2-3 Sialic acid(唾液酸)聯結受體處,比較不容易有效率人傳人造成新型流感全球大流行。

 

2005H5N1傳人的禽流感疫情,則是青海湖鵝禽流感暴發,因比雞禽流感在演化上更往前,基因變異更大,疫情也更擴大令人擔心。20079月中國廣州更暴發鴨H5N1禽流感疫情,基因變異大,疫情也令人擔心。

 

由廣州這個禽類飼養密度全球最高,候鳥遷徙頻繁,全球流感發源地,一到冬天就應注意H5H1禽流感動向。再加上2005-2006年的兩年間H5N1病毒已遍佈整個東南亞,尤其是印尼、泰國、越南、中國等地最嚴重。

 

禽流感H5N1如果要像1918H1N1一樣,席捲全球造成2000-5000萬人死亡的首要條件,就是要演化出一套容易人傳人的飛沫傳播模式,也就是可以對H5N1禽流感產生有效上呼吸道2-6 Sialic acid(唾液酸)聯結接受體的契合,才容易飛沫傳播給周遭的別人。至於初期容易侵犯兒童與年輕人,目前都已具備,只是死亡率仍太高(50%,要下降至2.5%),傳染率太低(0.00005%,要上升至25%)。

   

(本文乃2年來在敏盛醫院每星期三中午為台大住院醫師R1-R3上課的70%內容,原稿根據225Power point3片影片講述,內容引用NEJM超過25篇,此演講內容製作成CD,送給美國CDC顧問Emory大學麥吉教授與長兄郭明實醫師,獲得高度肯定)

 

 

 

郭明裕   醫師         中華民國基層醫療協會常務理事(2,3,4,5)        

衛生署檢疫總所顧問(1994-1998)

                        衛生署疾病管制局腸病毒諮詢委員(1999-2005)

台灣疫苗推動聯盟發起人(2007)

桃園縣醫師公會理事(16,17,18,19)

敏盛新生兒科教學主治醫師*顧問(2005-2007)