2013年8月8日 星期四

基因序列真能回答狂犬病毒在台灣已存在多久嗎?不見得

[這不是在回應媒體提問,是講解給學生聽的] 有時候我認為所謂的"基因密碼"被電影神化得太厲害了,好像什麼東西扯到gene或DNA就變得好神奇,例如有人連餅乾都想驗DNA,或是認為DNA可以被保存在項鍊之類的事。我認為這次在狂犬病的媒體報導中出現一種訊息,也就是DNA(註: 其實是狂犬病這種RNA病毒的遺傳物質被反轉錄成DNA才能做分析,而非病毒帶有DNA)序列可以經由分子定年知道這個病毒在台灣存在多久,然後有些媒體就開始轉述"已經出現20或50年"的說法。但,真的是這樣嗎?有這麼容易嗎?

好,使用分子鐘(molecular clock)的概念來比對序列進而進行生物或病毒株序列間分化年代的推測(divergence time estimate)是行之有年的研究方法。但是,若想要使用這種方法來瞭解病毒進入台灣的時間,其實需要很多巧合都出現才行。我解釋給大家聽。

首先,病毒株間的遺傳分化、它在什麼時候進入一個地區,還有在什麼時候感染一個宿主的時間不見得是一致的。如果以"時空動力"之類的關鍵詞去查找病毒演化的研究,就會知道這三件事不儘然會一起發生。病毒有可能起源於中南半島,但後來才進入台灣造成感染。病毒也有可能進入台灣後,過一段時間才演化成台灣才有的遺傳型;病毒也有可能在分化時同時進入台灣感染新的宿主。所以至少有這三種可能性。但是,我們要如何知道何者為真?而且還需要什麼樣的資訊與技術的配合呢?

其實對序列資訊進行分化年代的推測有非常多不一樣的方法,而每一種方法都有其優缺點,然後不同的方法會產生不一樣的年代推測還有誤差範圍。舉例來說,Brien et al. (2008)的文章就以流感病毒亞型分化年代的推算為議題,討論病毒分化年代的定年究竟怎麼做才合理。結果他們使用他們推出的新方法指出流感病毒亞型的分化約在100年左右,但過去兩種常用的定年方法定出來的時間從250-3800年都有。所以,光是怎麼定年,就應該要使用多種方法比較才會有意義。

其次,若要進行定年工作,序列要有一定的完整性。我很少見到有人會拿不完整或破碎的片段出來做這種分析,因為這種由取樣偏差(sampling bias)、缺失資訊(missing data)所造成的不完整距陣(incomplete dataset)連樹型的重建都是問題了 ,又怎麼能拿來做定年這種重大工作呢?

如果病毒的分化早於入侵台灣時間,那麼我們就會預期從病毒演化分析中見到"台灣鼬獾病毒也有病毒株出現在其它地區",若病毒的分化晚於入侵台灣時間,那麼我們就會預期見到"台灣還有其它感染其它動物的病毒株,然後與台灣鼬獾身上的病毒株最為接近"的結果。然而我們覺得自己已經有50年沒有狂犬病了,台產的病毒株就只有那些鼬獾和一隻錢鼠的,因此要證實這兩種推測是否成立,都不容易。

那第一種可能性呢?也就是病毒分化與入侵年代吻合。也不容易,為什麼?假設定年的方法是對了,給了你150年這個時間,請問我們能說什麼?難道要說清代就有動物走私?若給了你70年,難道要說是日本人幹的嗎?我之所以認為很難證實此事是因為我們沒有過去在台灣染狂犬病動物的遺傳資訊(更別說野生動物了,就算生病死在山裏也沒人理),因此就算定了年,也不可以隨便套一個想當然爾的事件做過度簡單的因果聯結。


那麼弄清楚分化年代重要嗎?我覺得可以做。但是對防疫重要嗎?我不覺得對現階段是重要的。釐清那三群(若只有三群)病毒株對不同動物的染病力與發病過程,我想才是大家比較關切的議題。