下文是去年登革熱流行時的文章,版主再補充一些新資料。
去年高雄市爆發了8600多起登革熱病例,其中64例是出血性登革熱,10人死亡,疫情12年來新高。
上圖為登革熱的抗體 IgM/IgG 走勢圖,IgM在發病五天內會升高(被檢測到),表示人體 "天生" 就存在一種B cell,其細胞膜表面有 membrane-bound IgM (mIgM),可對抗登革熱病毒,IgM抗體與病毒結合後,mIgM-B cell會被活化而分裂。這種IgM抗體來自B cell抗體基因的隨機重組與突變,人體從胎兒出生後就開始進行這類 "非專一性" 抗體的製造(from IgM to IgG),出生六個月後取代從母體傳給胎兒的抗體(IgG)。一般而言,病毒感染後,"專一性" 的抗體要經過B cell抗體基因特殊的(非隨機的)重組與突變,4-6個月才可能製造出來。上圖NS1是登革熱病毒的 Nonstructural protein-1。
病毒入侵,B cell 活化後,membrane-bound IgM 迅速轉換成分泌型的(Secretory) IgM,如上圖,於是血中就能測到對抗登革熱病毒的IgM抗體。接著,同一種B cell 進行抗體的isotype switching,將IgM 轉換成 IgG,如下圖。
頂端的DNA序列是用來製造 IgM (Cm在前),基因重組後,Cg1 用於製造IgG1,Ce 用於製造IgE,Ca2 用於製造IgA2
由於人類先天就有membrane-bound IgM,可對抗登革熱病毒,因此約九成的人感染後沒有症狀或症狀很輕微,看看下面的圖示:
大部分的人,IgM 或 IgG 抗體與病毒結合後會被吞噬細胞 (Dendritic cell, Macrophage, Monocyte) 吃掉,然而,少數的人,吞噬細胞無法分解病毒,於是病毒就在吞噬細胞(Monocyte) 內繁殖。被病毒感染的Monocyte不斷釋出 Cytokines,因而有發燒的症狀出現。接下來病毒循環全身,最後感染骨髓細胞,影響最大的是白血球與血小板,兩者都會急速降低。血小板不足導致出血。
吞噬細胞無法清除病毒,於是將病毒抗原 (Peptide) 呈現給 helper T cell (Th),如下圖所示:
Th 活化後分泌IFN-g 及 IL-2。
IFN-g 可活化吞噬細胞 (Dendritic cell, Macrophage, Monocyte),並促進 MHC 的表現 (Class II MHC 可將病毒抗原呈現給Th)。
IL-2 可促進Th 的分裂。
Dendtritic cell 與 Macrophage 可分泌 IL-1, IL-6, IL-8, TNF-a, IL-12 及其他,會引起發燒。過多的 TNF-a會引起休克。
Th 再分化成 Th1 及Th2。
Th1 可分泌 IL-2, IFN-g, TNF-a 及其他
Th2 分泌IL-4, IL-5, IL-9, IL-13 會引起過敏及皮疹。Th2 的主要功能是藉由Cytokines將病毒抗原的訊息傳至骨髓,讓未分化的B cell進行 "特別的" 抗體基因重組,製造能對抗病毒的專一性抗體。
只要病毒存在體內,吞噬細胞就會不斷將抗原訊息傳給Th1 分泌更多 cytokines 讓免疫反應持續擴大,過多的TNF-a 會使血管通透性增加,血液中的水分外滲至組織間隙,病人因血量不足而休克。免疫反應因病毒存在而不斷被Th1擴大形成如下之循環:
只要病毒存在, 上面的循環就一直進行.
然而,病毒的感染建立後,真正有能力清除病毒的 Cytokines 是 Interferon(IFN)-a/b 。
病毒入侵之後,各類免疫細胞 (包括 Lymphocyte, Monocyte, Macrophage等)、纖維母細胞 (fibroblast)、血管內皮細胞 (vascular endothelial cell),都會察覺病毒核酸及蛋白的存在而分泌 IFN- a/b。如下圖:
http://www.nature.com/nri/journal/v14/n1/fig_tab/nri3581_F1.html
那 Th1 來攪甚麼局?
你反過來想,如果沒有 Th1 產生Cytokines擴大免疫反應,免疫細胞能產生 "足夠的" IFN- a/b 並有效清除病毒嗎?
答案是否定的!
IFN- a/b 作用於被病毒感染之細胞,會使細胞產生一系列抑制病毒複製之蛋白,並產生 RNaseL 切割病毒的RNA,細胞內病毒因而被清除。
http://www.nature.com/nri/journal/v14/n1/fig_tab/nri3581_F2.html
免疫系統基本上就是人體的軍隊,古今中外的軍隊都有共同性,一堆口號,一堆標語,再用軍歌答數把人弄得慷慨激昂,熱血沸騰,拿起刀槍就能上戰場。不懂軍事的文人覺得這樣做既可笑又無知,然而反過來想,不這樣做,就像免疫反應少了 Th1 的作用,懶散無紀律的免疫細胞能戰勝病毒嗎?沒錯,Th1 就是要把身體的免疫細胞弄到慷慨激昂,熱血沸騰,活化後產生足夠的 IFN- a/b 一舉清除病毒,否則此戰失敗,無法及時清除病毒,人也就死了。
讓人慷慨激昂、熱血沸騰的精神達數,免疫系統的 Helper T cell 也在幹與國軍相同的事。
登革熱之臨床表徵:
1. 90%的人感染登革熱病毒後無症狀或只有輕微症狀。3-5%的人有明顯的症狀,發燒,肌肉骨頭關節疼痛,皮膚有很癢的小紅疹。極少數人會有出血性休克的症狀。
2. 經蚊叮咬人傳染,不會人傳人。主要感染白血球,進而感染骨髓細胞,影響白血球及血小板生成。
3. 發燒病人出現白血球降低 (常小於3000/uL)及血小板降低 (小於100,000/ul),合併 AST, ALT, LDH 增高,要考慮登革熱。
診斷: 血清 anti-Dengue IgM/IgG
登革熱皮疹有如曬傷般的潮紅,用手掌輕壓皮疹會呈現出手掌的形狀。
登革熱只能支持性治療(Supportive treatment),不同型感染治療都一樣。登革熱有四型 (Den-1, -2, -3, -4),DEN-2 比較嚴重。
除非病人有休克症狀,否則不要給予IV fluid。
除非病人有急性腸胃出血,否則不要輸 PRBC (Pack RBC)。
除非病人血小板小於20000,否則不要輸血小板。
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瞭解登革熱之免疫反應後,其實登革熱並非成大醫院感染管制中心主任劉清泉所言:「台南市基層醫師普遍實務經驗不足,只要醫療端做的好,縱然感染數增加,仍可降低死亡率。」
http://www.chinatimes.com/realtimenews/20150905003759-260407
事實上,登革熱感染後的嚴重度取決於:
1. 吞噬細胞是否能在感染初期將病毒分解。
2. 病毒擴散初期是否能及時產生足夠的IFN-a/b,迅速清除Macrophage, Dendritic cell, Monocyte細胞內之病毒。
3. 病毒感染骨髓細胞後,Th1-Dendritic cell (Macrophage, Monocyte) 交互作用所擴大的免疫反應是否適當?過強可能引起休克,造成腸道缺血,腸道免疫變差,加上 Neutrophil 及血小板降低,腸道共生菌乘機入侵引發敗血症及DIC (disseminated intravascular coagulopathy),病人因多重器官出血而死。如果Th1能誘導適當的免疫反應,讓免疫細胞及骨髓內的各種細胞產生足夠的 IFN-a/b 作用於被病毒感染的骨髓細胞,迅速清除病毒,病人就能康復。
只要診斷出登革熱,病況發展並非醫師能用藥物控制,幾乎全在病人本身的免疫系統。