追蹤致命的世紀病毒「伊波拉」

2015年07月22日 21:22     評論»

來源: 國家地理

剛果民主共和國一座小村落的獵人調整他追蹤獵物時所要戴的面具。食用受感染的野生動物是伊波拉病毒傳給人類的途徑之一。 Photograph by Pete Muller。 Photograph by Pete Muller

2013年12月,西非幾內亞一個名叫美良度的小鎮上,有個小男孩生病了,當時沒有人預料到這是一場可怕流行病的開始,它將在三個國家肆虐,並在全球引發憂慮、恐懼與爭論。這名男孩在生病幾天之後便死去,沒有人知道接下來還會有數千人。他叫做愛彌兒.瓦穆諾,癥狀很明顯,高燒、黑便、嘔吐,不過這些也有可能是其他的徵狀,包括瘧疾。說來令人難過,在的村莊,小孩死於不明高燒與腹瀉病是常見的事。不過小男孩的姊姊不久後也死了,接著是他的母親、祖母、村裡的產婆、還有一名護士。疫情從美良度散播到幾內亞南部的其他村莊。幾乎三個月後,「伊波拉」這個字眼才開始在幾內亞與其他國家往來的電子郵件中駭人地閃動。

瓦穆諾死去時,幾內亞首都柯那克里的公共衛生官員以及外國的病毒疾病追蹤專家都不在美良度。如果他們在場,如果他們知道這是伊波拉病毒疾病爆發的首例,他們或許就可以即時關注到一個重要的未知因素:男孩是怎麽生病的?他做了什麽?摸了什麽?吃了什麽?如果他的體內有伊波拉病毒,那麽病毒是從哪裡來的?

伊波拉病毒第一次被公認出現的時間大約在40年前,自那時以來,它最令人不解的現象之一是它會一次消失好幾年。 1976年,當時的薩伊(今日的剛果民主共和國)爆發伊波拉疫情,同時間,蘇丹南部(今日的南蘇丹)也發生與伊波拉關係密切的病毒流行,在這之後所發生的大小伊波拉疫情都是零星散見的。在長達17年的一段期間(1977-1994年),沒有任何一樁人類感染伊波拉病毒而死亡的確診案例。伊波拉並不是低調地潛伏在人群中、頂多引起輕微頭痛與流鼻水的含蓄病毒。如果那17年當中它曾在人群中流動,我們一定會知道。

病毒只有在活的生物體內才能長時間存活及繁殖。這表示它需要宿主,它需要以至少一種動物、植物、菌類或微生物的身體為原生環境,佔據宿主的細胞機制進行繁殖。有些有害的病毒寄生在人類以外的動物身上,偶爾才會傳染給人。科學家稱這些病毒所導致的疾病為人畜共通傳染病。伊波拉就是人畜共通傳染病,而且特別難纏且令人費解,它會讓許多受感染的人類在幾天內死亡,讓其他感染者瀕臨死亡,然後消失無蹤。在每一次爆發之間,它究竟無聲無息地躲到哪裡去了?

不是在黑猩猩或大猩猩體內;田野研究結果顯示,伊波拉也經常會殺死這些動物。伊波拉病毒在人類間爆發時,也曾發生在大約同一時間和區域內,黑猩猩和大猩猩大量死去的情形,而有些屍體在檢驗後顯示帶有病毒。人類感染伊波拉的途徑之一就是撿拾猿類的屍體為食。所以非洲猿類是伊波拉宿主的可能性極低,因為伊波拉病毒一旦進入它們體內就會猛烈地爆發。病毒一定潛藏在其他地方。

可以讓人畜共通病毒長期存活於其體內、而且通常沒有癥狀的生物,稱為帶病原宿主。猴子是黃熱病毒的帶病原宿主。狐蝠屬的亞洲果蝠是立百病毒的帶病原宿主,這種病毒於1998至1999年間在馬來西亞爆發時,造成一百多人喪命。在澳洲,果蝠也是亨德拉病毒的宿主,這種病毒會從蝙蝠傳染給馬,造成致命後果,接著再傳到照顧馬的人和獸醫身上,往往造成他們死亡。病毒從帶病原宿主傳到另一種生物的過程,稱為溢出。

至於伊波拉的帶病原宿主是什麽,如果你曾聽過答案是果蝠,那麽你聽到的是被曲解成事實的假設。儘管某些勇敢的科學家努力不懈,但還未有人追蹤到伊波拉病毒在野外的源頭。

「這種病毒沒有感染人類的??時候在哪裡?」卡爾.強森最近這麽問我。強森是聲譽卓著的病毒學家,是伊波拉研究的先鋒,也是美國疾病控制與預防中心病毒特殊病原體部門的前任主管。 1976年伊波拉在薩伊首次爆發時,他領導了國際應變團隊,那是深入未知領域的一次痛苦經驗。他也領導了另外一支團隊,在美國疾病控制與預防中心的實驗室中分離出病毒,證明這是科學界前所未知的病毒,並以薩伊一條並不算大的河流,伊波拉河,為之命名。強森那時就曾好奇這種病毒在野外的藏身處為何。但是每一次伊波拉爆發時,總有人命相關的迫切需求,使得關於病毒生態的調查不僅困難,也不受歡迎。如果你是非洲,當摯愛的人被裝在運屍袋裡抬走時,你不會想要看到身穿防護衣的外國人,在那邊有條不紊地解剖小型哺乳動物。 39年後,盡管我們開始稍微了解伊波拉,強森說,帶病原宿主的身份「仍然是個大問號」。

蝙蝠如雨下

2014年4月,幾內亞南部的群集死亡案例和伊波拉有關的消息散布開來後,費邊.林德茲便帶領一組研究人員抵達現場。林德茲是德國疾病生態學家及獸醫,任職於柏林的羅伯特.科赫研究所,研究野生生物中致命的人畜共通傳染病,並特別關注西非地區。當時他從象牙海岸經陸路抵達幾內亞南部,他在象牙海岸的塔伊國家公園工作了15年,研究黑猩猩及其他動物中的疾病爆發。他帶著三大車滿滿的設備與人員,以及兩個問題來到幾內亞:最近是否發生過黑猩猩或其他野生動物的大量死亡,讓渴望肉食的人類可能因為吃了染病的動物屍體而有感染風險?或者,在伊波拉帶病原宿主(不管是什麽生物)和第一位人類感染者之間,是否發生了直接傳染?當時林德茲對於愛彌兒.瓦穆諾還一無所知。他的團隊與官員和當地居民進行訪談,並在兩個森林保護區進行了徒步穿越調查,卻沒有聽到任何人提起黑猩猩或其他大型哺乳動物發生異常死亡,也沒有找到任何實質證據。他們接著將注意力轉移到美良度村,在與當地人交談後,他們聽到一則耐人尋味的故事,內容是關於一棵住滿蝙蝠的空心樹。

這是那種飛得很快、會使用回聲定位,並以為食的小蝙蝠,而不是會在黃昏時威風地飛出來吃水果的大型蝙蝠(它們彷佛夜行性的烏鴉,也讓人聯想到萬聖節時出沒的吸血鬼)。當地人叫它們「羅里貝羅」。它們跟老鼠一樣小巧,味道很重,擺動的尾巴突出於尾膜??後端。林德茲的團隊拿出照片給村民看並聽了他們的描述後,確認他們講的可能是安哥拉犬吻蝠(Mops condylurus)。這些蝙蝠大量棲息在村莊附近一條小徑旁的一棵大空心樹內。就在幾星期前,或許是因為村民要采蜜,這棵樹被燒了。村民回憶,從燃燒的樹中飛出大量蝙蝠,簡直像在「下蝙蝠雨」。死蝙蝠被收集起來,大概裝滿了五、六個45公斤裝的米袋,本來可能會被村民吃下肚,但是政府突然宣布由於伊波拉疫情的緣故,人民不得再吃野生肉類,美良度村民於是將死蝙蝠扔了。

不過村民告訴林德茲的團隊,關於那棵空心樹還有別的事情。以前,可能包括愛彌兒.瓦穆諾在內的小孩都會在樹上玩耍,有時他們還會抓蝙蝠,甚至將蝙蝠串在枝條上烤來吃。

林德茲接著請教了一位同事,這位同事有從環境樣本複原DNA的專業經驗,他告訴林德茲,樹下或許可以找到足夠的DNA來監定棲息在樹上的蝙蝠物種。 「所以我就開始拿著我的試管和湯匙到處採集土壤,」林德茲告訴我。回到柏林後,DNA定序證實有安哥拉犬吻蝠的存在。所以這種食蟲而非吃水果的蝙蝠也被列入伊波拉帶病原宿主的可能名單。

搭便車的人

這個長久以來的謎團最早的線索似乎都指向蝙蝠,而這些線索來自馬堡病毒引發的疾病爆發,這種病毒與伊波拉同屬絲狀病毒,惡名昭彰的程度只比伊波拉略遜??一籌。經驗豐富的南非病毒學者羅拜爾.史汪尼普指出,伊波拉的歷史跟馬堡病毒緊密相關。

「這兩者環環相扣,」他說,當時我們坐在他位於普里托利亞家中的電腦前,看著他檔案中的照片。史汪尼普粗獷的外表下藏著一顆和善的心,他曾於約翰尼斯堡的國立傳染病研究所服務,掌管特殊病原體小組達24年,如今雖然退休,他仍忙於研究。

時間回到1967年,距離發現伊波拉還有九年,一批準備做為醫學研究之用的烏干達猴抵達西德的法蘭克福及馬堡,以及南斯拉夫的貝爾格勒,也帶來了不明的危險病毒。這些地方的實驗室都有人員受到感染,然後他們的一些家人以及醫護人員也接續受到感染。在32個確診案例中,有七個人死去。這個令人毛骨悚然的新病毒呈絲狀,長得像一束有毒的細面,被命名為馬堡病毒。八年後,一名澳洲學生在搭便車橫越羅德西亞(今日的辛巴威)之後,在約翰尼斯堡的醫院死於馬堡病毒。他的女友也得病,不過後來痊癒了。他們做了幾件讓他們有可能受到感染的事情,包括睡在牧場的地上、買了一些生的巨羚肉、餵食籠中的猴子。此外他們還參觀了欽荷伊洞穴,這是位於羅德西亞北部的一群洞穴與滲穴,跟非洲許多洞穴一樣,這裏也住著蝙蝠。旅途中,這個搭便車旅行的人被某種蟲子或蜘蛛咬了,引起背部一處紅腫疼痛。他死後緊接著進行的調查多將焦點擺在蟲咬的部分,很少人注意到洞穴。

另外兩個早期的馬堡病毒疾病案例就讓人懷疑到洞穴以及棲息在當中的蝙蝠了。 1980年,一名在肯亞西部艾爾岡山腳附近的糖廠工作的工程師,曾進入基藤洞穴探險,這個深邃的通道深入這??座山的火成岩,大象偶爾會進到這裏找鹽吃。到洞穴一游顯然不是明智之舉──這名工程師後來因感染馬堡病毒而死於奈洛比的一家醫院。 1987年,一名丹麥男童與家人來此度假時爬了這座山,也探索了同一個洞穴,後來也感染上與馬堡病毒關係密切的一種病毒而死去(這種病毒如今被稱為雷文病毒)。這些事件引起了史汪尼普的注意。 1995年又爆發另一波疫情──這一次是伊波拉,而非馬堡,疫情集中在現今的剛果民主共和國的基克威特市。這波人對人的感染鏈總共造成315人感染,254人死亡,首例是一名在市郊林區種植木薯、製作木炭的男子。史汪尼普的主要任務是尋找帶病原宿主,於是他在爆發疫情的生態系中進行搜索。他告訴我:「那個時候我就已經想到蝙蝠了。」

史汪尼普和他在基克威特的工作人員不只從蝙蝠身上抽取血液與組織,也從其他多種動物身上抽取,包括許多昆蟲。回到約翰尼斯堡的實驗室過濾這些樣本時,他卻沒有發現任何伊波拉存在的證據。所以他採取一種實驗性的方法,徹底到幾乎稱得上瘋狂。他在國立傳染病研究所生物安全第四級、也是最高級的高防護實驗室工作,親自將造成基克威特疫情的伊波拉活病毒注射到24種植物及19種動物體內,從蜘蛛、馬陸到蜥蜴、鳥、老鼠和蝙蝠,接著監控它們的情況。雖然伊波拉在大部分的生物體內都沒能存活,但在一隻蜘蛛身上偵測到少量病毒──病毒存活了下來,但可能沒有繁殖,而在蝙蝠體內,伊波拉病毒則可以存活至少12天。其中一隻蝙蝠是果蝠;另外一隻是安哥拉犬吻蝠,日後在美良度吸引費邊.林德茲注意的正是這種小型食蟲蝙蝠。雖然還不足以證明事實,但這證明了一項原理:這些動物有可能是帶病原宿主。

海底撈針

基克威特的事件突顯了馬堡病毒與伊波拉病毒之間一項始終存在的重要差異,那就是馬堡病毒疫情的爆發通常是從洞穴與礦坑附近開始,伊波拉病毒疾病則通常是從狩獵與食用動物屍體開始爆發,而這些屬於森林活動。這表示兩種病毒或許來自兩種不同的帶病原宿主,又或者,如果宿主都是蝙蝠,則代表病毒來自兩種不同的蝙蝠:洞棲型蝙蝠與樹棲型蝙蝠。

1998年至2000年間爆發的一連串馬堡病毒疫情證實了這個模式,這些疫情集中在剛果民主共和國的一座廢棄金礦城鎮,名叫杜爾拜。史汪尼普又進行了另一次考察,並發現許多感染鏈,其中大部分甚至全部都是從在地底下工作的礦工開始的。在露天礦坑工作的礦工保持健康的機率高得多。這讓史汪尼普懷疑棲息在洞穴里的埃及果蝠是病毒來源,不過他當時並未發表這個理論。

後來,從2001年晚期開始,一直到2003年,又爆發了一系列各自獨立的小規模疫情,這一次還是伊波拉,不是馬堡,受害者??是加彭和剛果共和國(都位於剛果民主共和國以西,剛果河的另一邊)邊境密林地帶的村民。大約有300人受到感染;幾乎80%喪生。與此同時,同一地區也發現大猩猩、黑猩猩和遁羚(小型森林羚羊)的屍體。每次在人類身上爆發的疫情,似乎都是從一個不幸曾接觸過獸屍的人開始,通常是獵人。

「有人類死亡,也有不同的動物死亡,」雅努茲.帕威斯卡這麽說。帕威斯卡接替了史汪尼普,如今是國立傳染病研究所特殊病原體小組的主管。 「所以當時我們認為,這是搜尋伊波拉帶病原的好時機。」史汪尼普找來了帕威斯卡與其他人,並安排與艾瑞克.里洛伊合作的考察,里洛伊是駐在加彭的法國病毒學家,曾在當地爆發伊波拉疫情時參与應變。前往田野調查以前,史汪尼普與里洛伊先在加彭首都自由市會面。

「我將蝙蝠跟伊波拉與馬堡病毒關係的歷史詳細地跟他說了一番,」史汪尼普對我說。他告訴里洛伊,他的團隊在杜爾拜地底下的蝙蝠身上以及其他地方找到了馬堡病毒的碎片。史汪尼普帶了捕捉鼠類的陷阱、霧網以及其他採集用具前往加彭。他回憶:「雖然我念茲在茲的是蝙蝠,我還是告訴大家我們必須多方採集。」這包括了各式各樣的哺乳動物、鳥類、蚊子、蠓和其他昆蟲。史汪尼普的團隊將三分之一的樣本帶回南非,三分之一寄到亞特蘭大的美國疾病控制與預防中心,剩下的三分之一則留給里洛伊檢驗。在史汪尼普的實驗室和美國疾病控制與預防中心,由於還有許多其他計畫在進行,這些樣本的處理進度很緩慢,而且沒有獲得任何呈陽性的伊波拉病毒檢驗結果。

里洛伊的團隊則又回到現場。他們後來到邊境做了三次田野調查,捕捉了超過1000隻動物並從它們身上取樣,其中包括679隻蝙蝠,在當時,里洛伊也已經把焦點放在蝙蝠身上了。他們在其中16隻分屬三種果蝠的蝙蝠身上找到伊波拉病毒的抗體,也就是免疫系統所集結起來的蛋白質。在另外13隻果蝠身上,他們偵測到非常短的伊波拉核糖核酸片段。有一點很重要的是,抗體及病毒片段這兩種證據,就像是在雪地里發現傳說中的雪人腳印一樣。可能真有其事,也可能子虛烏有。比較高標準的證據是分離出活病毒──也就是從組織樣本培養出具感染性的新鮮伊波拉病毒,那就好像在陷阱里發現被夾住的真正的雪人腳,還連在真正的雪人身上一樣。里洛伊的團隊並沒有成功從樣本中培養出活病毒。不過2005年,《自然》期刊仍然刊登了一篇關於這些研究結果的論文,作者是里洛伊,史汪尼普及帕威斯卡也挂名為共同作者,文章標題為〈果蝠作為伊波拉病毒的帶病原宿主〉。這篇論文雖然用詞謹慎且未下定論,卻成為去年大眾傳媒上那些草率而過度肯定的言論主要的來源,根據這些說法,伊波拉病毒就寄宿在果蝠體內。

可能是這樣,也可能不是。那篇論文說的是或許。

「你試著分離出活病毒嗎?」我這麽問里洛伊。他是位法國人,現為法蘭西維國際醫學研究中心主任。 「沒錯,為了分離病毒,我試過很多很多很多次,」他說,「不過都沒成功,因為病毒量非常非常低。」病毒量是生物的固體組織或血液中的病毒數量,而且帶病原宿主體內的病毒量通常比受到急性感染的動物或人類低很多。

里洛伊解釋,這還只是找到帶病原宿主會這麽困難的三個原因之一。除了每隻動物身上的病毒量很低之外,第二個原因是,病毒在一個族群里的盛行率可能很低。盛行率是指在一特定時間,呈現陽性反應的個體的百分比,如果這個比率小到100隻動物中只有一隻,那麽「要偵測並抓到這隻受感染的動物,機率就很低。 」如果一種動物就像大海里的一根針,那麽要在一個動物群體中找到一隻受感染的個體,就像是在一萬個大海里撈一根針。

那搜尋帶病原宿主的第三個難題是什麽? 「非常昂貴,」里洛伊說。

「完美假期」

在偏僻的森林地帶進行實地考察的花費,使得就連史汪尼普及里洛伊這麽資深的研究人員,也無法對伊波拉的帶病原宿主問題進行長期與持續的研究,有的只是在疫情爆發期間或是危機快要結束時,快速組織的一些短期考察。問題是,伊波拉病毒在其宿主族群的盛行率、個別宿主體內的病毒量,以及散播至環境中的病毒數量,可能都會隨著季節變化而浮動。錯過對的季節,可能就會錯過病毒。

為了解決這些難題,林德茲組織了第二次田野考察,這一次的時間點,跟造成愛彌兒.瓦穆諾死亡的那場致命溢出大約是在同一個季節,只不過是一年後,而且地點在鄰近的象牙海岸。當地的安哥拉犬吻蝠數量也很多,就棲息在村屋的屋頂下。林德茲想要抓那些蝙蝠並從它們身上取樣,以尋找伊波拉存在的證據。攝影師彼特.穆勒和我都參与了這次考察。

林德茲和他的團隊,包括一名叫做阿莉安.杜的研究生,將焦點擺在布瓦蓋市外的兩座村莊,布瓦蓋是位於象牙海岸中部的貿易中心。團隊在某個黃昏將他們的設備架好,剛好趕上蝙蝠在落日時分傾巢而出。陷阱是用長板子和半透明塑料布急就章做成的圓錐體,用來在蝙蝠從屋頂的洞冒出來時將它們困住,然後讓它們像通過漏斗般往下掉進塑膠桶中。神奇的是,這個裝置居然奏效了。第一天晚上6點25分,一個陷阱突然有了動靜,幾十個灰色小軀體沿著塑料布往下滑,再砰的一聲落入桶里。下一個階段時,林德茲與杜穿戴上醫用手套、防護口罩、長袍和護目鏡,開始處理蝙蝠,為每隻蝙蝠秤重、量尺寸,記錄它們的性別及大概年紀,將電子晶片植入它們體內,作為日後辨識之用,最重要的是,從蝙蝠細小手臂上的血管抽血。

血液裝進小玻璃瓶,接著立刻冷凍在液態氮槽里,最後再運回柏林篩檢。這些被抓的蝙蝠中有一些會被殺死並解剖,這樣它們的內臟碎片,尤其是病毒經常集中的肝與脾,就會加入珍貴的冷凍樣本之中。其他蝙蝠則會被釋放。如果其中一隻被解剖的蝙蝠的血液樣本經過測試發現有抗體或病毒片段,它的器官就會被用來嘗試分離出活的伊波拉病毒(這個工作比較危險,費用也較高昂,只在生物安全等級四的實驗室進行)。

處理過幾隻蝙蝠之後,林德茲將工作交給一位高瘦溫和、來自象牙海岸的研究生雷翁斯.庫瓦迪歐。畢竟,此行除了是一項科學調查,也是一次訓練任務,林德茲想要讓他的門生獲得豐富經驗。庫瓦迪歐的技術已經很好了,隨著他逐漸融入工作節奏,在這個溫暖的非洲夜晚參与完成這些辛苦的任務時,我發現他醫療長袍底下的T恤印著某個度假區的標誌,上面寫著「這是個完美??假期」。對他來說或許是吧,可是並非對所有人都如此。

奇怪的宿主

回到美國後,我訪問了更多專家。當我問到為何找出伊波拉病毒帶病原宿主很重要時,他們一致表示:因為這項資訊對於預防疫情再度爆發不可或缺。在其他問題上他們的看法則不盡相同。最令人意外的見解來自顏思.庫恩,他是一位聰明年輕的病毒學家,任職於美國國立衛生研究院,而他那本厚厚的《絲狀病毒》,讓他堪稱首屈一指的伊波拉史學家。我問他,依你之見,為什麽過了39年,伊波拉的帶病原宿主還沒被找到?

「那是個很奇怪的宿主。」

「奇怪的宿主,」我重覆一遍,不確定自己是否聽對。

「我是這麽想的。」

首先,伊波拉疫情的爆發相對而言並不頻繁,將近40年當中只有二十幾次,屬罕見事件,而且幾乎每一次疫情都可以追溯到一個在野外被感染的人類案例,接著是人對人的傳染。他說,這表示導致溢出的連串事件一定是「極不尋常且怪異的」。其次,「這麽多年來,這個病毒的基因體出奇地穩定。」它的基因體沒有多少改變,也沒有怎麽演化,至少在西非的人類感染案例開始攀升到這麽高以前是如此,在那之後,病毒便多了許多突變的機會。而原本??的穩定性或許反映了「某處有瓶頸,」庫恩說──這樣的限制使得病毒一直保持數量稀少,而且基因多樣性很低。一個可能的瓶頸是雙宿主系統:宿主之一是蝙蝠之類的哺乳動物,可能只會在被某種昆蟲、蜱或其他節肢動物咬到時才會間歇性地被感染,後者或許相對罕見或分佈範圍有限,是病毒的原始宿主。我們兩個都知道,這讓人想起1975年那個在羅德西亞搭便車旅行的人,他因為被奇怪的蟲子咬到而死於馬堡病毒。這也讓人想到在史汪尼普的實驗室中,那隻體內帶著伊波拉病毒兩星期之久的蜘蛛。

我問他,如果你有一大筆研究經費,唯一的用途就是要找出伊波拉的帶病原,你會怎麽做?庫恩笑了。

「這樣說可能會讓我不受歡迎,」他說,「不過我還是會繼續研究昆蟲和其他節肢動物。」

他沒有那一大筆的研究經費,別人也沒有。謎團尚未解開,牽涉的代價很高。從象牙海岸帶回的樣本至今仍未測出病毒的陽性反應。尋找,仍未停止。

關鍵詞: 病毒

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