呼吸道病毒的交互作用,有助流行病的防治?

在世界范围类都恶名昭彰的病毒,大多感染的都是人类的呼吸道,并且每隔一段时间就会大流行。比如我们常见的流行性感冒病毒,每年全球流感并发重症人数超过300万人。即使有抗流感病毒药物、疫苗,也无法阻止病毒的传播。因此找出更有效的防治人类呼吸道病毒的方法,刻不容缓。

长久以来,科学家相信不同的病毒存在交互作用,却没有足够证据支持这种说法。英国苏格兰格拉斯哥大学 (University of Glasgow) 病毒研究中心团队发现呼吸道病毒会相互抑制,让已经感染某一种病毒的人不容易感染另一种病毒。

他们一共分析大格拉斯哥地区、克莱德地区 (Clyde) 公立医疗机构九年以来罹患急性呼吸道疾病的三万六千多人,病例资料共四万四千多笔,这些病患曾经接受病毒检测,确认感染他们呼吸道的病毒种类。

经过确认的病毒共有十一种,有造成常见感冒的鼻病毒 (rhinovirus) 和人类冠状病毒 (Human coronavirus)、A型与B型流感病毒、造成婴幼儿支气管炎与肺炎的呼吸道融合细胞病毒,以及大多感染婴幼儿、儿童、青少年的人类腺病毒、人类间质肺炎病毒、副流行性感冒病毒等。

事实上有几百种病菌会造成“鼻咽炎”或“上呼吸道感染”,也就是俗称的感冒,不过感染源以鼻病毒和冠状病毒占大多数。流行性感冒与正在流行的感冒不同,是专指“流行性感冒病毒”感染所造成的症状像是突发性发烧、咳嗽、 头痛、肌肉酸痛、疲倦、喉咙痛等。

流行性感冒病毒分成三型,传染性非常高, A型、B型会造成大流行。当我们感染某一种病毒身体免疫系统会产生抗体,下一次接触同一种或相似病毒就有抵抗力不会再生病,如果感染到不同病毒还是会生病。

了解病毒交互作用,有助于疾病的防治

研究团队利用电脑模型将病毒感染的状况两两分析,发现有35%的病患身上检测出一种病毒时,这些病患会同时感染其他种病毒的比例只有8%。他们在这十一种呼吸道病毒中发现A型流感病毒和造成感冒的鼻病毒产生交互作用最令人惊讶。数据分析显示流感病毒与鼻病毒彼此的抑制作用不只在个人身上,也发生在群体层面。已经感染A型流感病毒的人同时感染鼻病毒的机率,比起感染其他种病毒大幅减少70%。

研究团队表示传统病毒研究都是独立进行,一次只研究一种病毒,其实有需要把不同病毒放在一起研究,就像一个生态系。公园湖边白鹭鸶与夜鹭抢鱼吃、抢树枝栖息,呼吸道病毒也在争夺资源,放在一起研究才更能了解病毒如何互动。他们原本预期只有同一种类病毒像A型、B型流感病毒会彼此竞争,在人体产生重叠的免疫反应,没想到完全不同种类的病毒也存在交互作用。

电脑模拟分析发现冬季流感病毒活动增加,造成感冒的鼻病毒病例数随之减少,还有得到流感的人较不容易罹患感冒。产生这种现象的原因可能是病毒在争夺细胞来感染人体,或是人体巳经感染一种病毒引起的免疫反应让其他病毒更难感染同一病患。

除了流感病毒、鼻病毒,也有在其他不同病毒中找到关联,可惜其他病毒的交互作用在个人与群体层面的结果并不一致。流感病毒与造成感冒的鼻病毒在群体层面的相互影响是通过改变人们的行为,比如得了流感生病的人就可能待在家里尽量不出门,因此不会感染其他病毒。

这里所观察到不同病毒的关联无法显示病毒相互影响的原因是什么,而且研究病例都是有呼吸道感染症状的人,没有包括感染病毒却没有症状的人。也需要注意研究只探讨有就医这群病患的平均风险,虽然病例数非常多结果具有代表性,不是说没有人会同时感染流感病毒与鼻病毒。

研究不同病毒的交互作用有助于解释为什么不同病毒会在特定季节流行?容易感染某个年龄的人 ?只感染呼吸道的不同部位像鼻腔或是肺?如果我们更了解不同病毒如何互动、如何抑制或协助其他病毒感染人体,或许可以找到对抗病毒的更好方法,更准确预测呼吸道疾病可能在什么时候大流行,拟定更有效的公共卫生策略来防止疾病的扩散。

参考资料

Sema Nickbakhsh, Colette Mair, Louise Matthews, et al. Virus–virus interactions impact the population dynamics of influenza and the common cold. PNAS. 2019.