獨家專訪/不明感染源為什麼這麼難追?生資教授:台灣缺少一個全面性的「在地病原資料庫」

台灣 COVID-19 疫情持續延燒,短短兩週內已經累積超過 6000 名的本土個案,還有將近 16% 找不到感染來源。雖然這 16% 不明感染源的個案,在短時間內或許不會對疫情造成影響,但卻暴露了台灣長期以來,缺乏病原追蹤系統的問題。

要做到病原追蹤,必須要有 2 項利器,第一是夠精準、夠全面的基因檢測技術;第二則是要有足夠的資料庫來比對,找出造成致病、致死的病原體,如果資料庫夠大,即使是新興的病原體,也能透過比對來找出最相近的基因,進而了解它可能的來源。

而病原追蹤有多重要,從這次的疫情中就可以看得出來。除了能分析感染源頭是誰之外,也能找到相近的群聚,精準圍堵疫情;同時也能透過病毒的變異情況,來預測下一次的傳染高峰,無論是疫情預判、篩檢、藥物研發,甚至是疫苗,都仰賴病原追蹤的技術。

然而超前部署了一年多,為什麼台灣面對大量的本土病例爆發,在病原追蹤上還是顯得心有餘而力不足?

台灣病原追蹤的困難點:工具精準度不夠、缺乏在地資料庫

「這個問題不是說有技術就可以做到的,在科技的發展下,電腦可以不斷進行更新學習。但真正困難的是,學習的過程中,背後一定要有資料庫,它才能識別我們感染的感染病原是什麼。」國立中正大學資訊工程學系教授黃耀廷說。

事實上,基因檢測的技術,早在 10 多年前就發展到高通量分析,而台灣的基因檢測也已經來到「第二代定序」,又稱為「次世代定序」、「下世代定序」(NGS),第三代定序則還在加緊腳步做發展。

研究人員進行定序分析,圖片提供自亞洲準譯

「如果說 PCR 是魚竿,高通量分析就是流刺網,能夠把上億的基因碎片撈進來做分析,而第三代又比第二代速度更快、看得更細。」黃耀廷說,技術層面上,台灣雖然沒有超前,但也沒有落後多少,只是真正重要的資料庫卻一直沒有建立起來。

而現在台灣少數在運轉的病原資料庫之一,就是疾病管制署轄下的「病原微生物基因體資料庫」。

疾管署在 2003 年開始執行「建立我國病原體基因資料庫」國家型計畫,並在 2008 年成功預測腸病毒流行病毒株,成功預防當年的大流行;然而其餘資料建立緩慢,在管理疫情的時候,大部分仍然使用國外資料庫來進行比對。

「這是很大的問題。」黃耀廷直言,現在台灣的情況就像是拿著英文字典去查中文字,矇對了算運氣,矇錯了很正常,對於傳染、感染疾病的控制當然力道就弱。

為什麼病原體、微生物的在地資料庫這麼重要?

黃耀廷分析,每個地方的環境不同,生長的動植物不同,被環境荷爾蒙影響的程度不同,使用抗生素的種類不同,微生物自然就會發展出不同的適應變異。

「所以我們在使用歐、美資料庫比對的時候,常常會找不到,或是比對出來結果是錯的。」

黃耀廷從 6、7 年前開始投入抗藥菌株的研究,跟台中榮民總醫院感染科醫師劉伯瑜合作的過程中,發現台灣常見造成院內感染的大腸桿菌、克雷伯氏菌有 40~50% 左右的突變基因跟國外是不一樣的,「也難怪在感染時使用國外推薦的藥物治療,效果都不是很好。」

也是從那時候開始,黃耀廷就動了建立台灣在地病原體微生物資料庫的念頭。

「我們觀察到,院內感染的微生物通常抗藥性會比較強,找不到原因、也不知道哪一種藥才有效,在沒工具的狀況下,臨床醫師只能『猜測』,但如果能建立資料庫,不只能找到感染的病原體,還能將抗藥性相關的基因一起納入,幫醫師更快速找到正確的藥物。」

而當在地的病原體資料庫建立起來,當台灣再面對下一次疫情,就能有更足夠的工具追蹤、找到最適合的解決方案。

台灣「病原體微生物在地資料庫」的下一步

要建立資料庫,除了有對病原體的了解,工具也必須不斷更新。為了更聚焦在病原體微生物的研究,不只要發展新一代的 NGS,還要將力氣放在「病原微生物體次世代定序」(mNGS)上。

亞洲準譯股份有限公司營運長李定寰說,「mNGS」是未來的趨勢,想要對抗病原體,基因定序的技術勢必會越來越精細、越來越精準。而目前全世界只有美國、中國在發展 mNGS,台灣也希望能追上研發的腳步,使得對病原體的追蹤不會有斷層。

「二代能判讀病原體,快又準,但三代能做到同時看病人本身是否有致病的基因,同時分析病原體的詳細資料,讓疾病治療更精確。」李定寰說。

為了達成建立「台灣病原體微生物在地資料庫」的目標,亞洲準譯也跟不同醫學中心合作,將第一階段的任務放在「不明感染症臨床檢驗」上,透過中正大學教授黃耀廷的經驗與技術,先把醫院內常見的感染病原體、微生物建檔,再慢慢往外擴充。

「以後的醫療,分層會更為明顯。感染疾病的輕症者,可以用傳統療法慢慢試,重症或是高危險族群,就需要更快速、更精準的醫療手段,才能止住感染繼續擴散的危機。」李定寰說。

未來的醫學開始走向精準,在這一波疫情中,台灣是否能學習經驗,運用新技術預防下一次的疫情,「在地病原體微生物資料庫」,或許正是那個答案。

文/盧映慈 圖/何宜庭

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