引發痛苦的諾如病毒可以在飲用水中存活數月——甚至數年

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


紫色的痛苦包裹:偽彩色(不,它們在現實生活中不是紫色的)人諾如病毒的透射電子顯微照片。美國疾病控制與預防中心/查爾斯·D·漢弗萊。美國疾病控制與預防中心公共衛生影像庫ID 10708,點選連結。

如果真的有地獄中心圈,我現在知道那裡有什麼了:無盡的摻有諾如病毒的水杯,你必須永世飲用。然而,令人難以置信的是,一些阿基琉斯級別的勇敢/愚蠢之人實際上自願報名接受這種懲罰,並且以科學的名義這樣做。勇敢的靈魂們,我向你們致敬。

因為這些人幫助發現的事情絕對令人毛骨悚然:諾如病毒可以在井水中存活至少 61 天。考慮到只需要你兩隻手就能數清的病毒顆粒數量,就能讓你在 24-48 小時內生不如死,這不是好訊息。然而,在諾如病毒防禦領域,也有一些好訊息。稍後細說。


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好的,你們中的許多人無疑想知道:諾如病毒到底是什麼?

腸道疼痛

諾如病毒是諾瓦克病毒,以 1968 年病毒首次確診爆發的俄亥俄州小鎮諾瓦克命名,該鎮的商會文獻中無疑不包含此資訊。這種可怕的疾病通常被稱為“腸胃感冒”或“24 小時感冒”,與流感病毒無關,但在近年來獲得了同樣可怕的名聲。它是造成無數遊輪“腸胃炎”爆發以及營地、州博覽會、養老院、學校以及是的,甚至 NBA 更衣室爆發的罪魁禍首。

任何經歷過它的人都可以告訴你,這有點像一次性激活了你所有腸道的疼痛感受器,並附帶無法控制的噁心和/或腹瀉作為特別獎勵。當我上高中的時候,我經常會經歷 12 個小時的劇烈疼痛以及強烈的噁心,以至於即使什麼都沒剩下,我也會感到想吐。之後是 12 個小時的極度疲憊。然後,我感覺幾乎又恢復正常了,又回到學校,無疑延續了這個迴圈,因為受害者在康復後幾天內仍會排出病毒。我非常確定那是諾如病毒。

我從未生育過,但如果我真的生育了,比較一下會很有趣。到目前為止,唯一接近諾如病毒感染疼痛的事情是一次不幸的事件,當時我被告知有些人不需要麻醉就可以進行乙狀結腸鏡檢查(又名簡易結腸鏡檢查),而我出於錯誤的省錢動機選擇了這種方案。一旦他們將空氣吹入我的結腸(我知道,我知道,資訊量太大),感覺就像有人再次撥動了所有諾如病毒的疼痛開關。不用說,接下來的 5 分鐘是我一生中最漫長的時光。

這種病毒約佔美國“腸胃感冒”病例的十分之九,並且可能約佔人們所稱“食物中毒”病例的 50%。少於 10 個病毒顆粒就會讓你生病,病毒可以透過生病的人處理你的食物或水、或與你握手傳播,或者透過你觸控他們觸控過的表面傳播,甚至透過(我知道,噁心)他們在去洗手間後衝馬桶時將其體液霧化傳播。

在荷蘭的一次童子軍大露營中,科學家計算出,在採取任何措施之前,每位患者感染了 14。在實施嚴格的衛生措施後,每位患者僅感染了 人,科學家冷靜地指出,這仍然不足以控制這種爆發。在上面提到的 NBA 爆發中,美國疾病控制與預防中心得出結論,至少有兩次諾如病毒很可能在比賽期間傳播給新的受害者。

痛苦的簡單公式

讓我們稍微退後一步,看看病毒總體上是什麼,這樣你就可以理解諾如病毒具體是什麼。病毒是包裹在蛋白質和/或脂肪脂質外殼中的 DNA 或 DNA 的幫兇 RNA 的小包裹。蛋白質外殼如果存在,則被稱為“衣殼”,單個病毒顆粒是“病毒粒子”。當存在時,脂質外殼或多或少像我們自己的細胞膜,並且經常被病毒從細胞膜上偷走。

諾如病毒屬於杯狀病毒科,該科的成員似乎專門攻擊陸生脊椎動物——從青蛙到更高階的動物。另一種杯狀病毒——兔出血症病毒——已在澳大利亞和紐西蘭用於生物防治,而該科中的其他病毒——如美麗的六邊形二十面體札幌病毒(如下所示),會導致人類的其他形式的腸胃炎。諾如病毒具有或多或少無定形的球形衣殼。你可以在頂部的照片中看到這一點,在照片中,一些在顯微鏡製備過程中恰好被切成兩半的病毒揭示了病毒的橫截面。

杯狀病毒科中札幌病毒(也稱為札幌病毒)幽靈般優雅的二十面體。知識共享 GrahamColm。點選圖片獲取來源和許可。

“杯狀病毒”,我非常希望它的發音是“ka-leaky-virus”—— 就像這首完全無關但很棒的小調中標題的問候語 ——名稱來自 calyx,意思是杯子或酒杯。房間裡的植物學家會認出這個術語,它與花萼的萼片指的是同一事物,花萼有時(但不總是)是花朵基部的杯狀綠葉。一些物種的衣殼表面顯然有杯狀凹陷。

杯狀病毒包含一段單鏈 RNA,位於沒有脂質包膜的蛋白質衣殼中。諾如病毒也是如此,其 RNA 僅編碼兩種蛋白質,都用於製造衣殼。令我非常驚訝的是,如此微不足道的小而簡單的東西,竟然能從如此高效的小包裹中引起如此深刻的痛苦。如果有人計算出每感染者痛苦/鹼基對指數,我認為諾如病毒會名列前茅,考慮到埃博拉病毒的 RNA 鹼基對略低於 19,000,每年最多可能導致數百例病例(謝天謝地),而諾如病毒僅包含 7,500 個,但每年僅在美國就感染 2100 萬人,住院 70,000 人,並導致 500 多人死亡。在發展中國家,該病毒每年導致約 20 萬五歲以下兒童死亡。“不酷”啊,諾如病毒,“不酷”。

不幸的是,即使按照 RNA 病毒的標準,諾如病毒也具有很高的突變率。更糟糕的訊息是,由於沒有脂肪脂質膜,酒精或洗滌劑(會分解脂肪)不能很好地殺死病毒,儘管漂白劑和老式的洗手據說效果很好(哦,老式的洗手,有什麼是你不能做的嗎?)。對於那些依賴酒精類洗手液和溼巾的人來說,這不是好訊息(下次你輕率地用酒精類溼巾擦拭你的購物車把手或用洗手液擦手時,要考慮一下)。顯然,這是一種陰險的病毒。

這就引出了兩項新研究的發現。

諾如病毒。標尺=50 奈米。F.P. 威廉姆斯,美國環保署

病毒倖存者

科學家們想知道井水——美國約一半人口從中取水——能支援諾如病毒多久。病毒可能已經透過洩漏的化糞池或汙水管道進入這些水中,事實上,當我在懷俄明州當記者時,我報道過一個偏遠兒童營地發生的此類案例。這項研究的結果令人震驚。科學家們在來自亞特蘭大一口井的水中加入了已知數量的病毒。然後,他們讓(受虐狂?)志願者在第 1、4、14、21、27 和 61 天飲用這種水。志願者在這些天中的每一天都因飲用該水而生病,包括第 61 天。

他們沒有足夠的資金讓可憐的人接受超過此時間的“測試”。但是他們確實儲存並測試了水中完整衣殼中包含的病毒 RNA,時間長達 1,266 天。那是在水中加入病毒後將近 3 年半的時間。一年多後,RNA 水平沒有變化,3 年半後僅略有下降。這真是一種頑強的病毒。

由於美國大多數地下水和井水在飲用前未經處理,科學家建議我們可能需要開始這樣做。

作為替代方案(這個國家確實對政府監管深惡痛絕,這在 新罕布什爾州的座右銘“不自由,毋寧死”中得到了簡潔的概括),科學家們正在研究另一種方法:疫苗。正如我已經提到的,這也很重要,因為很多人在其他地方感染了這種病毒,而長期護理機構中免疫系統較弱的老年人尤其容易感染。

正如科學雜誌去年年底報道的那樣(《新英格蘭醫學雜誌》原始論文在此),科學家們發現,當兩種病毒蛋白中的一種由培養細胞產生時,它們會自發組裝(就像在自然界中一樣)成“病毒樣顆粒”,這些顆粒不包含病毒 RNA 載荷,因此不具有傳染性。但它們從外部看起來像諾如病毒(檢視《科學》文章中的照片),並且顯然看起來足夠像,以至於我們的免疫系統可以產生部分有效的反應。

在接觸病毒和安慰劑疫苗的人中,略多於三分之二的人出現了諾如病毒感染症狀,但在接種真正疫苗的人中,只有三分之一的人出現了症狀。他們的症狀也較輕,並且需要更長時間才能發展。好吧,它並不完美,但這是一個良好的開端。各地馬桶座的崇拜者無疑會以極大的欣慰來迎接這個訊息。

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