禽流感病毒與牠們的產地

Take Home Message

˙野鴨攜帶低病原性的禽流感病毒與密集養殖的家禽接觸時，病毒為了生存會演化出高病原性，造成嚴重疫情。
˙人類活動導致野鴨原有的棲息地減少，使牠們被迫轉向養殖場覓食，增加與家禽接觸的機會，以及高病原性病毒產生的風險。
˙禽流感疫情的關鍵在於養禽場的生物安全防護，減少外來生物與家禽接觸的機會。

深秋的北方溼地沼澤，一股焦躁的氣氛隨著氣溫降低，悄無聲息的蔓延在棲息於偏遠北地的野生水鴨中。這裡的環境有著明顯的季節變化，而在此棲息的生命也隨之發生改變。

水禽與禽流感病毒的旅行

晚春時，積雪與冰層在回暖的過程中慢慢溶解，萬物也跟著復甦。水鴨在經過長距離遷徙旅行後回到出生地，愛情同時也隨著長距離旅行，誕生了新生命。不過，一起回到出生地的生命除了同伴之外，也包含了在渡冬地中與許多不同種野鴨聚集時交換而獲得的各種微生物，這其中就包含了禽流感病毒（avian influenza virus, AIV）。此時，即使這一群禽流感病毒有著許多不同基因組成變化，但因多數野鴨個體都具有先天及後天免疫能力，所以身體不會被禽流感病毒影響。為了擴張自己的族群，禽流感病毒只能非常低調地躲藏在野鴨身體中，試著尋找還未感染的個體。

到了夏天，大地從白色轉變成綠色，所有生命在這裡努力吸取大地所提供的養分。小鴨的成長與成鴨的換羽是此時期中重要的任務，小鴨們還會跟著母鴨學習生活在野地中的各種技能。另一方面，一同回到北方大地的禽流感病毒，仍然只能忍氣吞聲地潛伏著，而且這個季節環境中的紫外線強烈且環境溫度較高，病毒也難以長時間存在於戶外環境。此外，新出生的小鴨們仍然受到從母鴨（鴨蛋）獲得的移行抗體（maternal antibody）保護。移行抗體是母鴨傳遞給小鴨的保護屏障，在小鴨剛出生時就能幫助抵抗病毒，使得病毒難以感染剛孵化出來的小鴨。

入秋後，綠色的大地隨著氣溫的變化逐漸轉換了顏色，夏季的活潑氣氛慢慢消退。經過一整個夏天的成長，小鴨退去了青澀，幾乎長成了如同自己父母親的樣子，而部份同伴也己經攜家帶眷地遷往南方仍然溫暖的區域。在世代傳承的基因驅動下，一股躁動莫名的流轉於體內，小鴨們己經準備好跟隨著鴨群離開出生地，即將飛越數千公里到南方陌生的土地，以避開逐漸嚴寒的北方冬季。小鴨的成長對禽流感病毒族群來說反而是種救贖，由於在小鴨退去青澀的過程中也因為移行抗體力價的衰減，而退去了來自母體的保護，成為了禽流感病毒感染的新對象，各種基因型的低病原性禽流感病毒藉此重建了自己的族群。禽流感病毒在環境與野鴨族群中也學會了生存的道理――在廣袤的土地上得要保守，不讓感染的宿主產生嚴重的疾病症狀，甚至是不讓宿主死亡，否則只是自掘了墳墓。

野生水禽與家禽的邂逅

禽流感病毒隨著野鴨們再度開始了南遷的旅程，路途經過了不同國家，與北方荒無人煙的出生地不同，旅途上的短暫棲地與整個冬日生活的環境中都充滿了人類活動的各種痕跡。很久以前祖先們年復一年造訪的地景不復存在；溼地減少了，取而代之的是工廠、一畦一畦的農田與家禽或漁業的養殖池（圖一）。

然而，對於這些一心只想抵達渡冬地的野鴨來說沒什麼不同，因為沒有任何個體擁有那些以前的久遠記憶。生活仍要繼續，雖然溼地減少，但卻增加了許多養殖池，野鴨也熟悉了這個人為地景。特別的是在養殖池中，還有許多無法飛翔的家鴨擠在養殖池中，雖然擁擠，但卻有無盡的食物供給。白天時有人照顧家鴨，野鴨心有忌憚，只能在養殖池周邊的溼地活動。但到了晚上，人類離開了工作的養殖池，這個擁有豐富食物資源的環境，就成了野鴨的吃到飽自助餐廳――反正笨挫的家鴨不在乎，或者也無法在乎（圖二）。看著一隻隻野鴨從天而降，帶著沙啞嗓音歡快地舉辦冬夜裡自由入場晚宴，野鴨與家鴨在這個渡冬地的一小角落裡有了不被社會允許的邂逅。

除此之外，有些小傢伙也在無人察覺之下被帶進了這場晚宴，並趁機混進了家鴨群裡，那就是一直跟隨著野鴨群旅行的禽流感病毒。在晚宴中原本低調保守的禽流感病毒也放縱了起來，它們發覺過去的生存之道只限於生存在野鴨群裡，如今轉移到家鴨群中，如果仍然堅守著這個原則，那等著被環境淘汰的就是自己了。這是因為在家鴨群中，大多數個體處於沒有抗體的狀態，再加上此環境中的個體密度非常高，疾病十分容易傳染給周邊的個體。

也就是說，在這個養殖池環境中，病毒能夠快速在宿主體內複製、提高濃度，雖然會讓宿主產生的嚴重症狀和死亡，但高密度狀態卻讓病毒的傳播變得容易，而這個過程愈快速的進行，病毒就愈有競爭力。此時，禽流感病毒在跟隨著野鴨旅行一段時間後，便在家鴨族群中展開了新旅程。

天擇與致病力

這趟旅程其實是一場充滿嚴酷挑戰的生存競賽。禽流感病毒中存在著各式各樣的基因變異，每一種變異株都試圖在這場競爭中存活下來，而競爭的核心規則便是「適者生存」。達爾文（Charles Darwin）與華萊士（Alfred Wallace）在19 世紀中期提出「物競天擇，適者生存」的演化概念時，雖然未涉及微生物，但對於擁有遺傳物質的微生物來說，適者生存的原理也同樣適用。對許多藉由感染宿主、導致疾病來生存的微生物而言，感染宿主個體的數量就是他們展現環境適應力的最佳指標，而毒力（致病力）的強度就是達成感染的終極手段，禽流感病毒也是如此。致病力的強弱與病毒的複製濃度有關，病毒顆粒在宿主體內的複製濃度愈高，排出病毒到環境中的濃度愈高，且致病力也愈強，當然導致宿主死亡的機率也愈高。然而，過高的致病力是否對病毒有利？如同達爾文與華萊士說過的話，答案是依當時的環境而定。

在野鴨的低密度族群中，個體之間的距離相對較遠，大多數個體在成長的過程中己經感染過禽流感病毒且產生了抗體，因此對禽流感病毒具有扺抗力。這種狀況下，如果病毒的致病力強（高病原性），則在病毒開始於感染個體內複製並排放到環境中時，個體早己因為嚴重臨床症狀而躺平不動或死亡，病毒無法感染其他個體。這個時候再高的病毒濃度都沒有用，當宿主死亡後病毒也跟著滅亡；相反的，在低致病力（低病原性）狀況下，雖然病毒濃度低、傳染效率差，但受感染的宿主還能四處走動話家常，並在合適的狀況下傳染病毒至其他個體（圖三）。因此在野鴨族群中，致病力強的禽流感病毒早就被環境所淘汰，遺留下來的均是低致病力的病毒株。反觀家鴨族群中，具有感受性（無抗體）個體的密度高，在這種狀況下，高致病力的病毒株占有絕對的優勢，而低致病力的病毒株則會被環境所淘汰。總之，禽流感病毒致病力強弱的演化方向受到環境中具有感受性宿主的密度所影響。

高病原性禽流感的產地

在《哈利波特》（Harry Potter）的系列電影《怪獸與牠們的產地》（Fantastic Beasts and Where to Find Them）中，最吸引觀眾目光的大概是電影中許多稀奇可愛的魔法生物。當這些生物生活在原棲息地時，牠們展現出迷人的特質，但當牠們因人為干擾被引入其他環境時，卻可能演變成「怪獸」，對新環境造成嚴重破壞。對於世界上多數麻瓜而言，這是一部純粹的魔法電影，但在現實生活上卻是屢見不鮮，像是外來物種對本地生態的破壞，以及跨物種傳播的新興傳染病，正是不少環境健康問題的核心。在現實社會中的科學家們就如同魔法世界的奇獸飼育學家，經過許多的研究之後，近年來多數科學家認為高病原性禽流感病毒主要於家禽族群所產生，並沿著家禽產業間的流動而逐步擴散，造成嚴重疫情。這不僅將導致雞肉與雞蛋價格上漲，甚至可能出現供應短缺，同時對野生鳥類也造成嚴重的生態衝擊。除此之外，有些突變的禽流感病毒具備跨物種感染能力，可以感染哺乳動物，並且與原本在哺乳動物世界中的流感病毒互相融合，演變成更適合在人類的世界中傳染的病毒，最終在原本不屬於牠們的世界大肆破壞。

在電影中，作為奇獸飼育學家的紐特（Newton Scamander），努力將不屬於麻瓜世界的動物帶回原本的棲地環境中，讓這些生物可以在適合的環境中生活。同樣的，為了避免高病原性禽流感的產生，我們應該避免野鴨與家禽之間的接觸，所以養禽場需要有完善的生物安全防護措施。除此之外，我們更應保存溼地環境讓野鴨可以在渡冬時有合適的棲地環境，以降低野鴨使用人為環境。濕地、野鴨與人類三者之間的關係複雜而緊密，但可以肯定的是，保護此生態系統對人類的生存至關重要。 閱讀完整內容