| 狂牛哪裡逃！ |
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| 從去年12月美國華盛頓州發現一頭牛感染了牛海綿狀腦病後，南韓便開始檢驗牛肉以確定其來源。因為許多國家都禁止進口美國牛肉，美國牛畜產業損失了數十億美元。 |
2003年12月美國出現狂牛症，聯邦官員宣佈華盛頓州梅頓市有一隻好斯坦種乳牛，感染了這種正式名稱為牛海綿狀腦病（BSE）的疾病。這項消息讓美國的科學家、政府官員、牛畜工業以及媒體忙得不可開交，就連新年假期也不例外。但對我們這些研究狂牛症和相關致命腦疾的人來說，這項消息並不令人意外。普恩蛋白（Prion）是造成這些疾病的病原，由於它的奇怪特性，我們早就知道要控制這些疾病、並確保食物來源的安全性會是很困難的。
普恩蛋白疾病的潛伏期可長達數年甚至數十年之久，而在研究人員更加了解普恩蛋白帶來的挑戰後，他們找到了更好的方法，可以用來防範大流行。其中幾個關鍵工具就是高靈敏度的檢測方法（有的已經上市，有的則還在研發當中），它們可以從沒有症狀的牛隻身上偵測到普恩蛋白的存在；而目前BSE的診斷只有在動物自然死亡或屠宰之後才能確認。另外，研究人員也在治療庫賈氏症（CJD）方面取得某些進展，人類的這種普恩蛋白疾病在今天還是無藥可治的絕症。
找出原因
雖然對狂牛症的極度關注，在美國還是頭一遭，但科學界想了解並解決狂牛症與相關疾病的努力，在這之前便已熱絡了起來。1980年代初期，我提出了一個看法，認為某單一蛋白質是造成羊搔癢症（羊隻版的BSE）與CJD的元兇，我將之取名為「普恩蛋白」。人們對普恩蛋白理論大都抱持極度懷疑的態度，有些人則完全鄙視這個理論，因為它違反了「病原必須含有DNA或RNA才能夠複製」的傳統看法。我碰到的這些懷疑是健康且重要的，因為太新的看法最後大都證明是錯誤的。不過，普恩蛋白的看法最後證明沒錯。
我提出普恩蛋白理論之後，研究人員在解開這個謎般蛋白質的奧秘方面取得重大進展。我們現在知道，除了引起羊搔癢症與CJD之外，普恩蛋白還會造成其他的海綿狀腦病，包括BSE和發生在鹿與糜鹿身上的慢性消粍病。但最讓人震驚的發現，可能是普恩蛋白（可簡寫為PrP）並非都是不好的。事實上，所有目前研究過的動物都具有製造PrP的基因。正常的普恩蛋白，現在稱之為PrPC（C為細胞之意），主要出現在神經細胞，可能有助於維持正常的神經功能。但這個蛋白質扭成不正常、會致病的形狀後，就變成PrPSc（Sc代表羊搔癢症，這是截至目前為止研究最多的普恩蛋白疾病）。
PrPSc與正常普恩蛋白的不同點是，它傾向形成不易溶解的團塊，因而可抵抗會殺死其他病原的熱、輻射與化學物質。加熱煮沸幾分鐘可殺死細菌、病毒和黴菌，卻對PrPSc莫可奈何。這個分子藉由將正常普恩蛋白轉變成不正常的形式，而使本身的數量增加；換句話說，PrPSc可以促使PrPC重新摺疊成PrPSc。細胞具有破壞並排除摺疊錯誤蛋白質的能力，但如果PrPSc的形成速率超過細胞所能夠移除的，PrPSc就會堆積起來，造成細胞破裂並產生這類疾病的典型病理現象，也就是腦子裡有成堆的蛋白質和顯微孔洞，開始顯現出類以海綿的構造，然後就出現疾病的症狀。
普恩蛋白會引起多種人與動物的疾病，最常見的是偶發性的疾病，也就是沒有明顯原因卻自然發生的疾病。偶發的CJD是人類最常見的普恩蛋白疾病，每100萬人約有一人罹病，患者多為老年人。普恩蛋白疾病也可能肇因於製造普恩蛋白的基因發生突變，目前已知有許多家族會將CJD和另外兩種分別稱為GSS氏症和致死性失眠症的疾病傳給下一代。截至目前為止，研究人員已經找到超過30種會造成遺傳性疾病的PrP基因突變，這些都是罕見疾病，大約每1000萬人才會有一人罹病。最後，普恩蛋白疾病也可能是傳染所致，例如因為吃進牛的普恩蛋白而感染。
追溯狂牛疫情
1980年代中期英國爆發BSE，進而造成牛畜工業慘重損失之後，全世界才警覺到牛隻普恩蛋白疾病的危險性。普恩蛋白科學所呈現的如假包換新觀念，迫使研究人員與社會不能再以尋常模式來思考這個問題，但也因此增加疫情處理上的困難度。研究人員最後發現，牛隻感染的普恩蛋白是經由肉骨飼料而來，這種飲食補充品是因應工業用途的需求，利用羊、牛、豬以及雞隻經過加工處理所製成的。傳統病原雖遭高溫消滅，但PrPSc卻不受影響，進而感染了牛隻。
感染的牛隻成了其他牛隻的飼料，於是BSE開始擴及整個英國牛畜業。到了1992年時，確認的病例就已高達3萬7280件。英國當局在1989年開始實施飼料禁令，但一直要到1996年，嚴格禁止以牛隻製成的飼料來餵養其他牛隻之後，整個疫情才算是控制住；全英國去年發生的病例為612件。英國總共發現大約18萬隻狂牛，但流行病學模型暗示還有190萬隻牛已受到感染而尚未發現。
對許多人而言，法令來得太慢了些。雖然英國政府先前保證狂牛症不會傳染給人類，但事實卻不然。1996年3月，任職於英國愛丁堡CJD國家監控小組的威爾（Robert Will）、艾隆賽德（James Ironside）與貝爾（Jeanne Bell）提出報告說，有11名英國青少年死於變異型庫賈氏症（vCJD），這些年輕患者腦子裡的PrPSc沉積模式與典型CJD病患明顯不同。
包括我在內的許多科學家，起初對於BSE與vCJD之間的關聯都有點半信半疑，但最後因為許多研究結果讓我改變了看法。其中一個是由我在美國加州大學舊金山分校的同事史考特（Michael Scott）與德阿蒙（Stephen DeArmond）所做的研究，他們將牛的PrP基因植入小鼠的基因組，讓小鼠表現出牛的普恩蛋白。然後將BSE病牛或vCJD患者的普恩蛋白注射到這些小鼠，大約九個月後，小鼠就生病了，而且不論病原是來自牛隻或來自感染vCJD的人，小鼠呈現出來的病症看來都一樣。
2004年2月的資料顯示，英國有146人診斷出患有vCJD，而世界其他地方也有10個病例。沒人知道到底還有多少人已感染會造成vCJD的普恩蛋白而未發病。流行病學模式暗示，最多只有幾十人會發展出vCJD，但這些模式根據的假設最終可能證明有誤。例如，其中有一個假設是認為vCJD只會感染有著特定基因組成的人。因為普恩蛋白可以潛伏相當長的一段時間，想要知道感染vCJD的確實人數，以及感染者是否都有著類似的基因組成，恐怕還需要一些時間。
在vCJD患者身上，PrPSc不只會堆積在腦子，也會堆積在淋巴系統如扁桃腺與闌尾，這種現象暗示說PrPSc會在某時某處進入血液。動物實驗也顯示，健康的動物也會因接受生病動物的輸血而受感染。面對這些資訊，某些國家便祭出更嚴格的捐血法規。英國規定1996年「禁止牛隻製成飼料餵養其他牛隻」法令實施後出生的人，只能接受海外進口的血液（1996年之前出生的人則視為已接觸過普恩蛋白）。美國則規定，曾在1980~96年間在英國住過三個月或以上的人不准捐血。
這些限制雖會造成血庫間歇性存量不足，但看來像是個合理的權衡之計。去年12月，英國宣佈有15位受血者曾接受過感染者的捐血，這些感染者在捐血後才出現vCJD症狀；而15位受血者中有一位已死於vCJD，他是在輸血後七年半死亡。這位受害者有可能是因為吃到含普恩蛋白的食物而遭感染，但他的年紀並不符合這樣的說法：他已經69歲，比典型vCJD患者還多出了29歲。因此，vCJD患者不一定是因為吃進感染普恩蛋白的牛肉而罹病，這種可能性是存在的。
英國發現狂牛症後，有20幾個其他國家也同樣出現病例，加拿大與美國是最新加入的受害國家。2003年5月20日，加拿大官員報告一頭感染BSE的八歲半牛隻，曾在亞伯達省與薩克其萬省待過（該國先前唯一的一隻狂牛是在10年之前從英國進口來的）。那頭牛雖在2003年1月遭屠宰，但緩慢的處理過程說明，該國官員一直到4月才檢測牛隻的殘骸，那時候，屍體早已變成寵物飼料輸進了美國。
七個月後的12月23日，美國農業部（USDA）宣佈在華盛頓州出現第一例BSE，這隻六歲半的乳牛是在四歲時進口到美國來的。這個發現說明美國官員不能再以為美國是沒有BSE的。就像加拿大一樣，美國的農業利益不希望BSE問題的存在。財務損失主要來自牛肉輸出的下降：58個國家禁止美國牛肉進口，30億美元的輸出市場大抵已如水氣般蒸發。
設計診斷方法
不論是在哪一個國家，最直接的保障方法看起來都很簡單：只要檢驗準備屠宰做為食物之用的動物，不讓受到感染的牛隻進到食物供應系統，以避免將病原普恩蛋白傳染給人類即可。但檢測可不是件簡單的事情。USDA用的是免疫組織化學方法，這是一種舊技術，既麻煩又花時間，需要好幾天才能完成，因此要普遍應用是不切實際的。
於是，我與其他人一直在研究其他的方法。在1980年代中期，本實驗室以及其他地方的研究人員製造了新型抗體，可以更有效地協助確認腦中的危險普恩蛋白。這些抗體與用來做標準檢測的抗體類似，可以辨識任何正常或不正常的普恩蛋白。但要檢測PrPSc，我們必須先除去所有的PrPC，這可以藉由加入一種蛋白?（水解蛋白質的酵素）到腦組織檢體。因為PrPSc通常不受這些酵素的影響，所以大都完好無缺，隨後加到檢體中的抗體就可以告訴我們PrPSc的含量了。利用一種類似的處理方法，包括瑞士普恩蛋白學公司以及美國伯樂實驗室在內的少數幾家公司，也都發展出他們自己的抗體及商用套裝工具。由於只要幾個小時就可以知道結果，這種套裝工具在歐洲與日本都已經有效應用於大量篩檢。（日本在2001年發現首例的BSE，到了今年4月總共發現到11例感染。）
但這些快速檢驗方法也有些限制，堆積在動物腦子的PrPSc必須達到可偵測得到的數量才行，而這數量通常要相當的高。此外，因為BSE通常需要3~5年才會發病，而大多數屠宰年齡的牛隻都小於兩歲，因此即使遭感染，檢驗結果也不會是陽性。所以一般來說這些檢驗方法對老一點的牛隻最有效，不管牠們看起是健康的牛還是「倒牛」（downer）。目前最可能接受檢驗的牛隻，是那些站不起來的倒牛。
美國在今年1月新法規出現之前，每年大約會屠宰20萬頭倒牛做為食用牛肉，其中只有一小部份會接受檢測。但明年一整年，USDA起碼會為20萬頭牛檢驗是否感染BSE。（牛奶是否會受到感染還不清楚，我的實驗室正在檢測感染BSE牛隻的牛乳。）
因為現行檢驗方法的限制，為牛肉供應主體（即沒有症狀、準備進屠宰場的年輕動物）研發出檢測普恩蛋白的方法，依舊是對抗普恩蛋白疾病爆發的最重要武器之一。
科學家追求的策略有幾種，其中一種是試圖提高組織裡的PrPSc含量，這樣普恩蛋白才比較容易偵測得到。如果能夠製造出這種放大系統，也許就可以研發出血液檢驗的方法，取代原本需要犧牲動物的方法（由於血液中沒有足夠含量的PrPSc，所以現行檢測法無法偵測出來）。瑞士雪蘭諾藥廠的蘇鐸（Claudio Soto）及其同事試圖達成這項任務，他們將正常倉鼠的腦與感染羊搔癢症的倉鼠腦混在一起，然後利用聲音脈衝將PrPSc團塊打碎，好讓正常的普恩蛋白轉變成不正常型。實驗結果顯示，蛋白?不敏感型的普恩蛋白增加了10倍。美國達特茅斯醫學院的蘇帕塔彭（Surachai Supattapone）也得到類似的結果。
另一種策略的焦點放在蛋白質形狀的細節而不是數量。例如，我與UCSF的同事薩法（Jiri Safar）研發的一種測試方法，就是利用某些抗體只會與PrPC或PrPSc其中之一結合，而不會與兩者都產生反應的特性。說得仔細點，就是抗體所針對的普恩蛋白部位，只在某種形狀時才會裸露出來與抗體反應，但在另一種形狀則會被掩蓋起來，好比床單的安裝角在摺疊起來時是看不到的情形一樣。這種專一性的意思就是說，受測檢體可以不必用到蛋白?。排除蛋白?的步驟是很重要的，因為我們現在知道，有一種PrPSc會受到蛋白?的攻擊，這意味著移除PrPC的檢測法可能也移除了大部份或所有的蛋白?敏感型PrPSc，因此這些檢測法可能遠遠低估了PrPSc的含量，差異可以高達90%左右。
【意猶未盡嗎？欲閱讀完整全文，請參閱科學人2004年8月號〈狂牛哪裡逃！〉】
塔羅占卜；心理諮商
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