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蚊子:公共衛生的頭號敵人

世上總共約有3,000種蚊子,其中只有相對少數會傳染疾病給人類。不是所有蚊子都很危險,但那些會傳染疾病的蚊子,確實是動物世界的頭號公敵。 世上總共約有3,000種蚊子,其中只有相對少數會傳染疾病給人類。不是所有蚊子都很危險,但那些會傳染疾病的蚊子,確實是動物世界的頭號公敵。 圖片來源:Shutterstock。

如果你認為自己太渺小,不可能造成改變,那你可以試看看跟一隻蚊子一起睡覺。
──達賴喇嘛

身為傳染病流行病學家,我對這些疾病以及它們傳播的方式都有話說。但對於蚊子以及蚊子攜帶的疾病,我還有一些私人恩怨。

1997年,我們家在雙子城西面郊區、面對美麗的明尼通卡湖湖畔蓋了一棟房子。那塊地樹林茂盛,有29棵大型紅橡樹。暑假的第一個月,我16歲的兒子雷恩與住在明尼亞波利斯北邊的外祖父母一起度過,之後便回來幫我在新家四周種樹。

大約一個星期之後,雷恩出現了無法消除的嚴重頭痛。我記得那是星期六晚上,他和我一起觀看明尼蘇達雙子隊的棒球比賽轉播,然後他說自己太疲倦了,要回房去睡覺。他的房間位於與室外相通的地下室。第二天早上我朝地下室喊著,要他起床更衣一起上教堂。他咕噥著回說還是覺得疲倦,想待在床上繼續睡覺。

從教堂望完彌撒回到家之後,我朝地下室對他說我回家了,但他沒有反應。我向下走到他房間,發現他正語無倫次地呻吟。房間四處可以看到他嘔吐的痕跡,顯示他根本沒有起身到洗手間去吐的意圖。

在那之前一年,我曾經帶領團隊在明尼亞波利斯西南方的曼卡多市,調查當地高中生爆發的大型細菌性腦炎疫情。那也是我腦海中第一個想到的。當時沒有旁人在家,我抱起雷恩,把他扛在肩上,將他放置在車子前座。我先給明市兒童醫院打了電話,然後盡快開車前往醫院。

雷恩腰椎穿刺的結果,沒有細菌感染的可見證據,所以部分緩解了我對細菌性腦炎的擔心,但接著我們又開始尋思雷恩得的是什麼病。雷恩的醫生和我把所有能想到的疾病都過濾了一遍,我從自己的專業角度,建議醫院做一輪在明尼蘇達州出現過、與蚊子有關的病毒抗體檢測。雖說之前我對此有過接觸,但我並不真的認為那與拉克羅斯腦炎(La Crosse encephalitis)有關,因為這個疾病的潛伏期一般要比一星期更長,而之前他待過的外祖父母那裡並沒有這種病毒(至少我是這麼想的)。

當檢測結果出來是陽性時,我感到驚訝。這讓我們重新思考有關拉克羅斯腦炎潛伏期的傳統知識,並接受病毒還有很多我們不曉得的變數。對於這個診斷結果,我其實是受到鼓舞的,因為雖然1960年第一個年輕病人的結果是個悲劇,至今我們也還沒有特定的療法,但從統計數字來看,這個疾病的預後要比鑑別診斷中考慮的其他疾病好得多。

都會蚊子控制轄區的人員來到我家附近進行調查時,發現了一些樹洞,也就是成熟大樹枝椏的天然凹陷或腐朽的部位。我每次給草坪澆水的時候,都不知不覺把水澆到院子周圍。他們也發現了三列斑蚊(Aedes triseriatus),針對這些蚊子所作的檢驗還發現了拉克羅斯病毒。隨後,整個社區街坊的樹洞都被填滿了。有新聞媒體報導了這件事,以一種警世的口吻說某個高階公衛官員替樹澆水的時候驚動了蚊子,雖然他曾深入研究過這個疾病,卻忘記自己的行為可能造成的後果。

幸運的是,雷恩得過拉克羅斯腦炎之後,沒有留下什麼後遺症。多年後,他的妹妹艾琳在明尼蘇達大學念醫學院,輪到神經科實習時聽了一場有關拉克羅斯腦炎的報告,她發現其中描述的匿名病人就是雷恩。

攜帶病毒、傳播疾病:歡迎來到蚊子世界

美國人通常把蚊子視為討厭的東西,而非致命的敵人。我們記得的時候會噴防蟲液,但多數時候是在牠們吸血時一巴掌拍死。當然,不是所有蚊子都很危險。這世上總共約有3,000種蚊子,其中只有相對少數會傳染疾病給人類,但那些會傳染疾病的蚊子確實是動物世界的頭號公敵。

蚊子屬於節肢動物,意思是牠們有外骨骼、身體分節、附肢有關節。不同種的蚊子會表現出不同的行為,這一點對於我們瞭解靠病媒傳播的疾病以及這些疾病如何散播,是很重要的因素。有些蚊子藉由風便能飛行許多公里,有些則連鄉間的馬路也不會越過。有些蚊子只生活在樹木茂盛的地區,有些只生活在沼澤地。有些蚊子已適應了與人類生活,就像老鼠與蟑螂一樣。有些蚊子在積水地區或雨後積水的樹洞產卵,有些則能夠在只有少量水液的塑膠汽水瓶蓋裡產卵。任何滅蚊計畫都必須根據是哪種蚊子攜帶了病毒或寄生蟲來制定。

在人類世界裡,大多數罪犯是男性,但蚊子的世界不同,只有雌蚊才會叮人。牠們使用類似吸管的細長中空口器來做這件事。某些物種的雌蚊需要血液裡的養分來製造卵,有些則是利用血來刺激製造更多的卵。雌蚊在叮咬的時候,會先在微小的傷口中注入唾液,其中帶有某種抗凝劑,可防止血液在口器中凝結。遭蚊子叮咬後,皮膚留下的發癢紅色小包,是為了對抗入侵蛋白質的組織胺物質引起的。而讓我們感染疾病的,是蚊子唾液中攜帶的病毒或寄生蟲。我們不是唯一受蚊子影響的物種,各種不同的蚊子會吸取從人到齧齒動物甚至爬蟲類的血。

蚊子要傳染疾病,必須自身要先感染。幸運的是,只有一小部分的蚊子物種會染上人類疾病的病原體。讓蚊子染上病原體的主要途徑,就是吸了受感染的人或動物的血。例如在初夏時節,一隻帶有西尼羅病毒,或是東部或西部馬腦炎病毒的蚊子叮了鳥巢中還不會飛的小鳥,使得這些小鳥染上病毒成為帶原者。其他蚊子叮了這些不會飛的小鳥,然後再叮咬其他鳥或人,那麼傳染金字塔就會不斷向上增高。反之,瘧疾主要是人類疾病,先是傳給叮咬的蚊子,然後再傳回給其他人。

在此氣溫也扮演重要的角色,因為溫度會影響體外潛伏期,也就是說,蚊子在享用血液大餐後要過多長時間才會被感染,以及要多久才變得有傳染性。天氣愈暖和,大多數病媒感染疾病的體外潛伏期就愈短。這也是為什麼我們在考量疾病傳播時,氣候變遷會是如此重要的因子。

不需自己吸血,就能從母蚊感染病毒!

在我兒子雷恩的例子當中,造成他感染的蚊子品種三列斑蚊與我淵源頗深,我們的關係從很久以前就開始了。

我在念高二的時候,一位我認識的當地自然保育官幫我在愛荷華州衛生實驗室找了份暑期工作,那是愛荷華州正式的公衛實驗室。那段時間的夏季,拉克羅斯腦炎的病例數在我家鄉沃肯鎮附近持續增多。這是一種險惡的病毒疾病,會造成腦部膨脹,並可能引起疲倦、發燒、頭痛、噁心及嘔吐,還可能導致抽搐、昏迷,有時候還有麻痺。嚴重的症狀更常出現在16歲以下的年輕人身上。雖然這些症狀通常是暫時性的,但有時也會持續不退,甚至致人於死。

拉克羅斯腦炎是由三列斑蚊攜帶並傳染的,這種蚊子會在不受陽光直曬的硬木樹洞、裝水容器、廢棄輪胎,以及其他能裝少許雨水的廢棄物中產卵。像橡樹這種硬木的主幹與大型枝幹形成的樹杈處,可積存下雨或澆草的水,就形成了樹洞。這種樹杈是三列斑蚊的理想繁殖地點:黑暗且安定,不受風吹,其中積存的一些落葉可以做為微生物的食材,蚊子幼蟲則可以吃這些微生物存活。

三列斑蚊很少離開牠們孵化地點幾百公尺遠。這個疾病主要的儲藏庫是齧齒動物,但蚊子一旦感染了,就可經卵巢傳遞這種疾病。也就是說,新孵化的蚊子可從受感染的母蚊染上拉克羅斯病毒,並具有傳染性,不需要自己吸過受感染者的血液。

我在自家地下室建立了簡單的實驗室,設備是衛生實驗室提供給我的。我有一個基本的顯微鏡,可用來分類蒐集到的蚊子。我學會了辨識生活在本地的30種左右的蚊子。我有裝標本的玻璃小瓶以及保存它們的特殊乾冰冷凍箱。我還有一些捕蚊燈,每天晚上可以捕捉蚊子。我的工作是在發生過拉克羅斯腦炎病例地區附近的樹林捕捉三列斑蚊。通常我會在靠近牠們孵化的樹洞以及樹枝相連樹杈的隱蔽處,或在愛荷華州農場常見的廢棄輪胎與其他非生物分解性容器中發現牠們的蹤跡。我的實驗計畫要求中還包括在捕蚊燈附近放置兔籠。每週我會給這些兔子抽血,看牠們是否遭到感染。我有一台離心機,可以分離出血液的血清組成,因為抗體會出現在這裡。

一個週六晚上,我回家晚了,發現母親在廚房裡哭。我問她發生什麼事,她說我父親喝醉酒回家(這是他常幹的事),在盛怒中走到地下室,砸碎我一部分實驗室後又離開了。

我又氣又驚,也害怕州實驗室是否還會僱用我。因此,當父親於次日回到家裡,我便質問他為什麼明知道實驗室和那份工作對我有多重要,卻要那麼做。他反擊說:「鬼才知道那些東西擺在那裡是幹什麼用的?」我一直沒弄清楚為什麼他會做出那種破壞行為,或許是內心深處對我的怨恨,或者是對他自己生活的失望,但是又沒有辦法表達。這件事發生之後一年多,他就被我徹底趕出了家門。

星期一早晨,我必須打電話給州實驗室主任豪斯勒(William Hausler),他是全國知名的微生物學家。我很怕會丟掉工作,還要賠償所有損壞的設備。我鼓起勇氣撥了電話,決定實話實說。這種家暴事件在當時以及我所居住的地方,大都是閉口不談的。

我一把鼻涕一把眼淚地把故事說完之後,豪斯勒的第一句話是:「你還好嗎?」我告訴他我還好。他接著又問:「你的家人都好嗎?」我回答說,是的,在這種情況下,他們都還好。

他說:「設備都是可以更換的,我們只需要解決問題。你認為你的父親還會這麼做嗎?」

我回說:「我不知道,希望不會。」

我心上的石頭瞬間放了下來,我對豪斯勒博士生出無比的敬愛之情。我的工作保住了,他讓實驗室更換破損的設備。他在我的職業生涯中一直和我保持緊密聯繫,直到他於2011年過世為止。我很幸運在我給過的一些演講中,豪斯勒就坐在聽眾席上;有幾次他還是我的演講介紹者。我一有機會就會告訴別人我與豪斯勒的故事,還有那場早期的職業生涯危機,這是我對啟蒙我事業的恩人唯一能做的事。他教會我一生受用的教訓:在職場如何排定事情的優先順序,同時選擇最有價值的事情做。雖然他已經不在了,但我永遠是他的學徒。順便一提,後來我父親再也沒動過我的實驗室。

美國有史以來最大的空中噴灑殺蟲劑行動

我在明尼蘇達州衛生部領導急性病流行病學部門的早些年,蚊子一直是重要的關切對象。我密切參與明州拉克羅斯腦炎病例的追蹤工作,試圖發現並去除引發新病例的三列斑蚊繁殖地點。

1980年代初,我們發現西部馬腦炎病毒在鳥及跗斑家蚊(Culex tarsalis)當中有顯著活性。我們與CDC密切合作,以防止夏季出現重大疫情爆發。跗斑家蚊是在少許積水處就可繁殖的蚊種之一,包括溼地及草原坑洞小塘。這種蚊子藉著順風一晚可被帶到超過30公里遠的地方。

1983年,實驗室檢測證實西部馬腦炎病毒出現在愈來愈多的蚊子標本當中,明州中西部的馬隻病例數也同時增加。雪上加霜的是,由於那一年夏天非常溫暖及潮溼,蚊子族群的數量也是前所未有地高。所有因素都指向可能在人群中出現疫情爆發。於是我負責展開大規模的殺蟲劑噴灑計畫,以防止這種疾病在馬隻與人群當中扎根。

我們在18個預定社區中的13個開始噴灑殺蟲劑,一共動用了12架飛機,包括來自俄亥俄州戴頓市萊特派特森空軍基地的一流美國空軍噴灑大隊。突然間,明州司法部收到消息,由於明州蜂蜜生產者協會以及兩位擔心蜂巢可能受到傷害的養蜂人的請求,奧特泰爾郡的一位法官發布了暫時的禁制令。我說我們會罩住蜂巢,並對任何可能的損害負責。他們則建議只在日落到日昇的時間內噴灑,因為那段時間蜜蜂不會活動。

當天晚上的午夜,明州最高法院的首席法官在州衛生部會議室召集了所有大法官開會。我當時已經有40小時沒有闔眼,但我卻是明州政府唯一在場的證人。聽完我以及對方代表的證詞之後,最高法院取消了禁制令。我們同意在上午10點到下午5點之間不噴灑殺蟲劑,並且盡量靠近預定的噴灑區域。這是權衡最佳公衛利益與私人和商業關切的標準案例,我認為我們盡力做到了滿足各方面的考量。

結果是,我們完成美國有史以來為控制西部馬腦炎所做過的最大規模空中噴灑行動,一共涵蓋了40個郡,或差不多半數的明州人口,花費170萬美元。有架承包飛機的管子破裂,把400加侖(約1,500公升)的化學藥品倒在一個農場穀倉旁的場地上,引發了將近100件的損害訴訟案。為此,衛生部總共賠了將近59,000美元。

不過疫情沒有爆發。有位記者為此質疑我,我說在同樣的情況下,我還是會做同樣的事。我們永遠不會知道要是沒有噴灑殺蟲劑的話,會不會在人當中爆發疫情。這是主動式公衛操作的挑戰,如果我們的行動避免了某些事的發生,我們總是會在事後猜測這項行動是否必要。反之,如果我們明知有可能但不行動,結果爆發了疫情,那麼我們將會被媒體、民選代表,甚至同行綁在火刑柱上燒死。身為公衛專業人士,我的態度永遠是:我寧願為我做過的事做解釋,而不是為我沒有做的事。

最終,蜂蜜生產者雖然損失一些蜂巢,但仍然支持我們。CDC也發表了如下聲明:「明尼蘇達州為了遏阻西部馬腦炎威脅所執行的計畫極為出色。」

埃及斑蚊如何改變西半球的航運與商業往來?

三列斑蚊至今仍是重要的公衛挑戰,但埃及斑蚊才是目前全球公衛危機的肇因。

早在1915年,洛克斐勒基金會就把研究與根除黃熱病視為優先項目。埃及斑蚊是黃熱病的主要病媒,因此這種蚊子也成為公衛的重點關心對象。1940年代末,洛克斐勒基金會的叟普(Frederick L. Soper)與汎美衛生組織展開了消滅美洲埃及斑蚊的全面整合性計畫。這項計畫動用了全國之力,以各種方法來消滅蚊子,包括減少蚊子的繁殖地點,以及使用殺蟲劑(例如DDT)來殺死幼蟲及成蚊。

從一方面來看,我們做得太成功了,因此認為問題已經解決,並把蚊子被消滅視為理所當然,導致無感以及懈怠警戒。隨著無法以生物分解的產品增多,被隨意丟在室外環境的數量也增多,這對於滅蚊來說可沒有幫助。

整個1960及1970年代,全球開發中國家巨型都市裡的貧民區擴增,代表隨意丟棄的塑膠與固態廢棄物也增多,這些都是埃及斑蚊的理想繁殖場所。如今我們不僅失去了贏得的根據地,甚至還往後倒退了。對某些由蚊子傳播的傳染病來說,例如一些以埃及斑蚊為主要病媒的疾病,今日的人類感染率是人類歷史上的新高。以目前黃熱病、登革熱、屈公病以及茲卡的大滿貫狀況來說,確實是真實不過。

實情是,今日沒有哪個國家能充分有效地控制蚊子,特別是埃及斑蚊。但在不算太久以前,美洲確實取得了對埃及斑蚊的良好控制。這項努力始於20世紀初,重點是從源頭做起:找出蚊子孵化的地點,然後將之消除。到了1962年,西半球相當大的一部分都宣稱蚊子及登革熱已經絕跡。那也差不多是我們走向失敗之路的開始。想要瞭解這個失敗,我們必須瞭解過去的成功。

在古巴哈瓦那省的馬里亞瑙區有一塊巨型石製紀念碑,頂端的造型是一支注射針筒,這是為了紀念芬雷醫師(Carlos Finlay)所建的。美國馬里蘭州貝塞斯達市的國家軍事醫學中心,是以里德(Walter Reed)命名。美國軍醫外科協會頒發的戈加斯獎章,是以戈加斯(William C. Gorgas)命名。上述這些以及其他無數實至名歸的榮譽,都證明這三位傳染病研究先驅的偉大,以及對抗埃及斑蚊的持久戰爭。

如果不是因為埃及斑蚊,法國人就可能成功完成巴拿馬運河的建造,而不是在花了13年的努力之後放棄這個計畫。由於黃熱病及其他病媒傳染病的肆虐,當時一個月可有高達200名工人死亡。根據芬雷與里德的理論和發現,戈加斯領導了環境衛生及滅蚊的工作,使美國人得以完成運河的修建,徹底改變了西半球的航運與商業往來。


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書名:最致命的敵人:人類與殺手級傳染病的戰爭
作者:麥可.歐斯特宏(Michael T. Osterholm)、馬克.歐雪克(Mark Olshaker)
譯者:潘震澤
出版:春山出版
出版日期:2021/03

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