Taiwan Society of Emergency Medicine
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本會期刊
台灣急診醫學通訊
第六卷第三期 生物恐怖攻擊與急診症候群偵測系統 Bioterrorism & Syndromic Surveillance System- Anthrax, Plague, Smallpox, Ebola
臺北市立聯合醫院仁愛院區 前言 新型冠狀病毒 SARS CoV2 從 2019 年底引起全世界大流行,累計殘疾與死傷無數,更有種種長新冠後遺症持續困擾著世界各地民眾。橫亙出世的病毒突然傳播,造成經濟與旅遊的停擺,各種病毒起源與推測甚囂塵上,截至2022 年底仍然無法從有限的證據推測出病毒是自然發生抑或是實驗室合成的;不過「生物恐怖攻擊」(Bioterrorism)一詞卻再次進入了大眾的眼光與想像裡。本篇文章勉力整理過往歷史經驗與現有生物恐怖攻擊資訊,提供急診臨床醫師處理生物恐怖攻擊事件基礎知識。而其他相關CBRNE* 攻擊包括核能輻射、化學武器、高能爆炸性武器等大規模毀滅攻擊手段(WMD**) 則不在此文討論範圍內。雖然現今大型核子爆炸作為恐怖攻擊機會不大,但是使用醫療用放射性核種物質作為小型攻擊則有機會也曾經發生。冀望國人與臨床醫師在「後COVID 疫情」時代裡,面對突然發生具有群聚性質的不正常疫況時,能夠將生物恐怖攻擊此一考量列入臨床鑑別診斷之中。 千禧年過後,在幾件生物恐怖攻擊與數個重大世紀新興傳染病發生的催化下,促使公共衛生系統發展出「症候群監測系統 」(Syndromic SurveillanceSystem) ,其功能不僅希望能偵測出自然發生的疾病聚集 (例如流行性感冒、腸病毒、急性腸胃炎),亦冀望能辨識出淺在的新興傳染病甚或生物恐怖攻擊事件;運用資訊科技提前預測疫情之發生,大幅提升了公共衛生人員對抗新興傳染性疾病的能力,為當前疾病管控強化的重要課題。在密集監測疫情發展的同時,進而能做到防疫控管的功能。本篇文章於第二部分粗淺介紹急診症候群偵測系統之過去與未來展望。
生物恐怖攻擊簡介 生物恐怖攻擊是指人為蓄意使用生物製劑 (包含對人類、動植物有害的細菌、病毒或毒素等生物病原) 作為攻擊武器,期造成民眾恐懼、焦慮、罹病甚或死亡。生物恐怖攻擊之特性主要包含以下特點(但不一定都有):具傳染性、可由人傳給人、會污染環境等。有些生物病原感染後有潛伏期,不利即時診斷,容易造成疾病之流行,並使感染範圍擴大。此外,因具有高死亡率且容易造成感染之特性,會導致民眾的恐慌及焦慮,進而影響社會秩序,甚至衝擊國家經濟。生物恐怖攻擊多選擇透過呼吸道致病原,傳播方式比腸胃道食入或是皮膚接觸來的可能性較高,不過任一種方式都足以破壞經濟與造成群眾恐慌。可能被使用做為生物戰劑的生物病原包括,天花病毒、炭疽桿菌、鼠疫桿菌、肉毒桿菌毒素、病毒性出血熱(如伊波拉病毒) 等。 生物恐怖主義雖然是近代之概念,但過往鄉野歷史曾有使用兔熱病、天花作為戰爭武器引發瘟疫獲得戰役之軼事,如北美原住民幾乎滅絕之過往就與天花有關。在過去50 年中,人類經歷過至少5次已證實的生物恐怖襲擊,其中3次是用沙門氏菌和痢疾志賀氏桿菌進行,最大型一次是1984年,羅傑尼希教 (Rajneesh movement) 在俄勒岡州餐館散播沙門氏菌,造成751人食物中毒,影響居民投票意願進而左右了選舉結果。1970年,一名學生釋放大量豬蛔蟲,造成4名同學受感染。1993年,奧姆真理教試圖在東京發動炭疽菌襲擊,幸好還未執行就事敗,沒有一人不適,史稱「龜戶異臭事件」。2001年,美國發生炭疽信封恐襲,該次事件係有心人士透過美國郵政系統將含有炭疽桿菌的信封郵寄給新聞媒體及參議員進行攻擊,共22人受感染,11人肺炎,另外11人皮膚感染,共5人死亡,另外造成上千人因暴露於炭疽桿菌孢子的風險中而服用抗生素預防性治療。現今科技日新月異,製造新的病原或將病原製做為生物戰劑之技術不斷發展(例如使用CRISPR工具編輯基因體),而全球化和交通便利更加增強了生物恐怖主義者進行襲擊的能力,生物恐怖攻擊之威脅與日俱增無法完全排除。
生物恐怖攻擊分類 可用於生物恐怖攻擊之來源可劃分為兩類: 一類是生物製造之毒素,具有和化學物一樣的特性,不需要潛伏期就能引發病症;另一類是感染性病原體,可再依是否具傳染性做分類。而美國疾病管制局,則將生物恐怖攻擊依威脅嚴重度分為三類,各分類也將在以下個論裡重點說明。 分類 A 定義:公衛系統與一線醫療人員必須隨時準備好處理此類生物製劑攻擊,包括鮮少在美國本土出現的致病原。劃分在此分類者對國家安全威脅具有最高優先處理順序,通常包含有以下特性: - 人與人之間容易散播或傳染 - 具有高死亡率且對公眾健康有重大衝擊 - 可能造成大眾恐慌或者社會分裂 - 需要公共衛生體系特別預防準備 分類A常見致病源: - 炭疽病 Anthrax (Bacillusanthracis) - 肉毒桿菌中毒 Botulism (Clostridium botulinumtoxin) - 鼠疫 Plague (Yersinia pestis) - 天花 Smallpox (Variola major) - 兔熱病 Tularemia (Francisella tularensis) - 病毒出血熱 Viral hemorrhagicfever, 常見包括 - 絲狀病毒科 Filoviruses (如伊波拉病毒 Ebola, 馬堡病毒 Marburg 等) - 沙狀病毒科 Arenaviruses (如拉薩病毒 Lassa, 馬秋波病毒 Machupo 等) 分類 B 定義:劃分在此分類者對國家安全威脅具有次級優先處理順序,通常包含以下特性: - 具有中等傳播能力 - 具有中等傷殘能力但死亡率低 - 需要疾病管制局特別加強診斷能力與疾病監測 分類B常見致病源: - 布魯氏桿菌病 Brucellosis (Brucellaspecies) - 產氣莢膜桿菌產生之 Epsilon toxin (Epsilon toxin of Clostridium perfringens) - 馬鼻疽 Glanders (Burkholderia mallei) - 類鼻疽 Melioidosis (Burkholderia pseudomallei) - 鸚鵡熱 Psittacosis ( Chlamydia psittaci) - Q熱Qfever (Coxiella burnetii) - 蓖麻毒素 Ricin toxin from Ricinuscommunis (castor beans) - 金黃色葡萄球菌腸毒素 B(Staphylococcal enterotoxin B) - 斑疹傷寒 Typhus fever (Rickettsia prowazekii) - 病毒性腦炎 Viral encephalitis(Alphaviruses: eastern equine encephalitis, Venezuelan equine encephalitis, andwestern equine encephalitis) - 食品安全威脅 Food safety threats( eg. Salmonella species, Escherichia coli O157:H7, Shigella) - 飲水安全威脅 Water safety threats(eg. Vibrio cholerae, Cryptosporidium parvum) 分類 C 定義:劃分在此分類者對國家安全威脅具有第三級優先處理順序,未來科技進步後可能被工程化形成可大量傳播之病原,通常包含有以下特性: - 可以被取得 - 容易製造與散播 - 有高度潛在致病致死性或對健康有高度衝擊 分類C常見致病源: - 立百病毒 Nipahvirus - 漢他病毒 Hantavirus - 蜱傳出血熱 Ttick-borne hemorrhagicfever - 蜱傳腦炎 Tick-borneencephalitis (TBE) - 黃熱病 Yellow fever - 多重抗藥性結核 Multidrug-resistanttuberculosis (MDR-TB)
生物恐怖攻擊病原個論介紹 以下挑選數個比較可能被運用於生物恐怖攻擊的常見致病原來討論,大綱大致如下: ● 致病原歷史由來 ● 致病原特性與致病機轉 ● 致病原臨床症狀與治療 ● 致病原作為生物戰劑之型態 ● 致病原成為生物戰劑條件及限制 炭疽病 Anthrax (Bacillus anthracis) 一、炭疽菌簡介 炭疽桿菌 (Bacillus anthracis) 為產孢子革蘭氏陽性菌,偶發感染於草食性牛隻、綿羊 、山羊、駱駝等反芻動物,為人畜共通傳染病。人類感染相當罕見,主要感染途徑是接觸到炭疽孢子而非直接接觸到炭疽菌本身,通常是因為皮膚接觸、消化道食入受感染動物與其製品,又或呼吸道吸入炭疽孢子而感染。炭疽孢子被巨噬細胞吞噬後產生炭疽桿菌進而產生各種毒素造成危害(protective antigen, edema factor, and lethal factor)。呼吸道感染是最致命的一種,目前沒有足夠資料可以確認死亡率,但一般認為這種暴露形式死亡率超過五成。另外,最少可造成疾病的孢子數量目前也不確定。炭疽病大多由動物傳染而來,預防動物炭疽病的發生有助於人類炭疽病的防治。
二、炭疽病分類 依職業別炭疽病可分為兩類: (一) 產業型炭疽 (Industrial anthrax):發生在處理骨骼、獸皮、毛織品及其他動物製品從業人員,主要是皮膚型炭疽,但為數不少是含有孢子的灰塵造成的吸入型炭疽。 (二) 非產業型炭疽 (non-industrial anthrax):發生於農夫、屠宰業/肉販及獸醫等動物活體屍體處理者,主要是皮膚型炭疽;另外,被蚊蟲叮咬後感染者也屬於非產業型炭疽病。
依傳染途徑炭疽病可分為三類: (一) 皮膚型炭疽(Cutaneous Anthrax) 占人類炭疽病比例約95%,未治療之死亡率可達20%,但給予適當治療後死亡率小於1%。炭疽孢子經由皮膚傷口 (割傷、擦傷、昆蟲叮咬等)進入人體,感染2~3天後皮膚上出現小膿皰或丘疹;第3~4天丘疹周圍出現環狀水泡,除非有續發性感染,水泡不會疼痛、無膿,病灶附近的淋巴可能會腫大、發炎、疼痛;第5~7天丘疹潰爛形成黑色焦痂,焦痂表面採不到炭疽桿菌,把焦痂掀起採下方液體才能檢驗出炭疽桿菌。約第10天焦痂開始脫落,約數週後緩解。人與人直接傳染機率極低,醫療人員一般情況下不需予以預防藥物。抗生素並不能縮短局部病灶時程,但可預防細菌與毒素散佈到全身。如病情持續加重,除了發燒、倦怠及頭痛,可能併發毒血症、意識改變、低血壓、局部淋巴結腫大等症狀;若病灶位於頭頸及胸部,淋巴結腫大可能造成氣管壓迫。 (二) 吸入型炭疽(Inhalational Anthrax) 又稱為肺部炭疽 (pulmonary anthrax)、毛工病(Woolsorters’ disease) 或拾垃圾者病 (Ragpicker’s disease),係吸入炭疽桿菌孢子而感染。染病與致死孢子數量會因病患年紀、共病與免疫狀態而異,目前沒有人傳人個案報告。吸入型炭疽死亡率高,疾病初期症狀無特異性,似一般感冒,病徵可能包含輕微發燒、寒顫、倦怠、頭痛、咳嗽、胸悶、肌肉酸痛等,症狀持續數天,隨後病程進展快速,突然發生呼吸困難、發紺、敗血症、休克、昏迷;可能在24~36小時內死亡。吸入型炭疽初期臨床診斷相當困難,需仰賴病史資料;典型胸部X光片如同一般肺炎常見浸潤及肋膜積水等徵象,另外可能出現縱膈腔變寬與肺門淋巴腺腫大,半數死亡病人會出現出血性腦膜炎。
(三) 攝入型炭疽(Ingestion Anthrax) (Oral route / Enteric anthrax) 主因為食入未煮熟且遭炭疽桿菌污染之肉品,包含口咽炭疽 (oropharyngeal anthrax) 及腸胃炭疽 (gastrointestinal anthrax),以腸胃炭疽較常見。口咽炭疽侷限於口腔,好發於頰黏膜、舌、扁桃腺及後咽壁,儘管給予治療,其死亡率仍然相當高。口腔病灶為直徑2~3公分、灰色偽膜包覆的水泡,當侵襲扁桃腺時,可能發生潰瘍。臨床症狀包含喉嚨痛、吞嚥困難、局部淋巴結腫大及疼痛;病程進展快速,可能因臉部或頸部水腫導致呼吸道阻塞、續發性蜂窩性組織炎;菌血症、毒血症、急性呼吸窘迫、腦炎意識改變相繼發生,最後導致休克、昏迷及死亡,死亡率可達10~40%。 腸胃炭疽可發生於食道、胃、腸的任何部位,好發於迴腸及盲腸,病灶周圍呈現多發性表面水腫、出血性潰瘍。剛開始的臨床症狀無特異性,包含噁心 、嘔吐、食慾不振、無力、輕微腹瀉、發燒及頭痛,腸道病灶亦可能發生出血、阻塞及腸穿孔,後續發生嚴重腹痛、吐血、血便,有時會併發大量腹水、毒血症及敗血症,最後導致休克、死亡;其病程進展快速,發病至死亡約2~5天。
上述三類炭疽病,皆可因炭疽桿菌進入患者的血流或淋巴循環,造成敗血症及侵入中樞神經引發炭疽性腦膜炎 (anthraxmeningitis),此時稱為全身性炭疽病 (systemic anthrax)。
三、炭疽病之預防與治療 炭疽疫苗開發有限,目前常規注射僅限於感染風險高的特定人士。美國FDA目前僅通過一種無菌疫苗:炭疽吸附疫苗 (Anthrax Vaccine Adsorbed, AVA, 商品名 BioThrax®),可用於暴露前預防 (pre-exposure prophylaxis) 與暴露後(post-exposure prophylaxis) 與抗生素合併治療使用。治療皮膚炭疽病以抗生素為主,因有 penicillin 抗藥性考量,目前以 ciprofloxacin、doxycycline 為主要治療藥物,如培養有感受性可考慮amoxicillin。呼吸道與攝入型炭疽除了前述抗生素外還要考慮加上蛋白質合成抑制類抗生素 (例如 linezolid, clindamycin, oraminoglycoside ) 、單株抗體和免疫球蛋白,如有腦膜炎徵象也要加上可穿透腦膜之抗生素 (例如 meropenem)。暴露後的預防與皮膚炭疽使用抗生素相同,但要延長治療直至60日或打滿三劑BioThrax® 疫苗結束。
四、炭疽作為生物戰劑 歷史的兩次重大事件讓炭疽成為生物武器之一,包括1979年蘇聯 Sverdlovsk 微生物研究中心炭疽孢子空氣意外散佈事件,造成至少77例個案而其中66人死亡;2001年美國炭疽信封生物恐怖攻擊,炭疽孢子被裝入信件中,以郵寄方式造成特定與不特定人士感染,最終5人死亡、22例感染(11例為吸入型炭疽、11例為皮膚型)。根據 WHO 估計,50 公斤的炭疽胞子在五百萬人口的城市上空霧化,將造成十萬人死亡、十五萬人嚴重感染,由此可見炭疽可能成為生物恐怖攻擊大規模毀滅武器之一。
鼠疫 Plague (Yersinia pestis) 一、鼠疫簡介 鼠疫由鼠疫桿菌 (Yersinia pestis) 引起,為卵圓形革蘭氏陰性菌,利用染色可見兩極濃染中間淡染之型態,似安全別針(safty pin)。鼠疫桿菌不會形成孢子,可存活在乾燥痰液、蚤糞及人類遺體上。狗雖不受感染卻可能成為傳染窩。 鼠疫又稱為黑死病 (Black Death),歷史上有過多次鼠疫流行的記載,其中包括三次世界大流行。首次大流行發生於西元6世紀,起源於埃及西奈半島,經巴勒斯坦波及歐洲所有國家,死亡近1億人;第2次發生於西元十四世紀,起源於美索布達米亞,因十字軍遠征波及了歐亞兩洲及非洲的北海岸,僅歐洲就死亡2,500萬人,占當時歐洲人口的四分之一。第3 次發生於19世紀末至20世紀初,波及至少32個國家,死亡約1,200萬人。臺灣最早發現鼠疫之時間為1896 年,之後每年皆有病例發生,其中以1901年死亡3,670人及1904年死亡3,370人,這二年最為猛烈。經過長期防疫工作,自1953年起已無病例報告。目前鼠疫之流行地區為南美洲、非州及東南亞。根據世界衛生組織統計,全世界每年仍約有一千至兩千個病例。
二、鼠疫分類 鼠疫桿菌會造成凝血功能異常與肝細胞傷害進而產生瘀青、泛發性血管內血液凝固症 (DIC)。在肢體末梢體溫低於37C的區域,鼠疫菌桿產生凝固酵素形成血塊進而產生肢端壞死(Acral necrosis),是黑死的的由來。由不同的感染部位與機轉區分為以下幾種: (一) 腺鼠疫 (bubonic plague),主要由帶菌之跳蚤叮咬人類或是接觸被感染動物病病患屍體膿液而感染,細菌移行至局部淋巴腺,增生後產生發炎與壞死,形成淋巴腺腫(buboes),雖可能化膿但不建議切開引流,使用抗生素後就會緩解。可引發敗血性鼠疫與次發性肺鼠疫。 (二) 肺鼠疫 (pneumonicplague),原發性肺鼠疫為吸入飛沫感染,如不早期治療死亡率接近100%;次發性肺鼠疫為腺鼠疫或敗血性鼠疫經血行蔓延造成。肺鼠疫在適當條件下,具有高度之傳染力,可以人傳人,過度擁擠之地區更利於傳染。恐怖攻擊可使用氣化的鼠疫菌大量散播造成感染。潛伏期2-3天後開始畏寒、發燒與類流感症狀,緊接著猛爆性肺炎產生咳血、全身毒性、呼吸衰竭、循環衰竭而後死亡。胸部X光可呈現大葉性肺炎或是ARDS現象。6~10%的病患會出現鼠疫腦膜炎。 (三) 敗血性鼠疫 (septicemicplague),可由腺鼠疫或肺鼠疫而來,但也有些病患被跳蚤叮咬後不產生腺鼠疫而直接產生敗血性鼠疫。 (四) 咽鼠疫:暴露大量感染性飛沫或食入受感染組織所造成之咽炎和頸部淋巴腺炎。
三、鼠疫之預防與治療 預防方法包括避免被跳蚤叮咬,避免直接接觸具感染性之組織以及避免暴露於肺鼠疫病人活動地區。在流行地區宣導民眾此疾病的傳染方式,防止囓齒類動物進入住屋並避免接觸及處理其死屍,如發現該類動物屍體須報告衛生當局。定期調查囓齒類動物之族群,並評估其發病流行情形及防治效果。清除鼠類及蚤類,滅蚤須在滅鼠之前或同時進行。因為老鼠死亡時其寄生之跳蚤有可能跳到新的宿主(人)繼續吸血。 來自疫區之輪船或港區倉庫須防鼠、滅鼠及滅蚤。死菌疫苗主動免疫可提供數月防護力,適用於高發病率地區的居民、旅客、處理鼠疫桿菌或被感染動物的實驗室人員或防疫人員,且須與其他防護方法一併使用。 鼠疫病患應盡早接受治療,抗生素治療時間為至少10天;病況如有改善,可考慮以口服抗生素治療。抗生素治療選擇為 Streptomycin 和 Gentamicin,但 Tetracyclines、Fluoroquinolones和 Chloramphenicol 也有效。暴露後預防抗生素選則包括 Doxycycline、Ciprofloxacin。若治療第5、6天突發性發燒而無其他症狀,可能是對藥物具有抵抗力或是發生其他併發症,此時應立即採取病人檢體,再依據檢驗結果給予適當的抗生素治療。使用抗生素後,肺鼠疫病患至少四天才能解除隔離,而其他鼠疫情形則至少需隔離48小時。鼠疫恢復之病人有短暫之免疫力。
四、鼠疫作為生物戰劑 歷史上出現過多起與各種使用鼠疫做為戰爭武器與手段的事件,使用包含鼠疫跳蚤的封包、丟棄鼠疫病患的屍體等等;而作為呼吸道攻擊最為令人擔憂,其乃由於可產生原發性肺鼠疫,發病之後還可以人傳人,更由於潛伏期的因素,在世界旅遊便捷的今日,跨國際間旅遊容易無意中傳染給更多病患,進而產生經濟與社會的恐慌。根據Fong 與 Alibek 的論文估計,50公斤的氣化鼠疫桿菌投放在五百萬人口的城市上空,將造成十五萬人感染、三萬六千人死亡,可見鼠疫桿菌作為生物恐怖攻擊大規模毀滅武器之可怕。
天花 Smallpox (Variola major) 一、天花簡介 天花病毒屬於痘病毒科 (Poxviridae) 之正痘病毒屬 (Orthopoxvirus),該病毒屬其他常見病毒還包括vaccinia、monkeypox、cowpox 等病毒。痘病毒在病毒中算是體型最大的病毒,呈卵圓形或磚形;具封套;外層為管狀構造的脂蛋白膜,包圍著2個功能不清楚的側體(lateral bodies),以及呈啞鈴型、由雙股DNA所組成的核酸。天花致死率自1%至30%不等,死亡常發生在發病後1~2週內,無有效之治療方法。此疾病最早於西元4世紀於中國及印度發現,16世紀時曾肆虐全球造成350多萬人死亡。1970年以前,全球每年感染人數超過1500萬人,其中至少200萬人死亡。世界衛生組織致力執行天花根除計畫,並成功於1980年正式宣佈天花病毒自地球上完全根除且不再自然發生,世界各國接續停止牛痘疫苗接種。天花病毒根除計畫的成功可歸功於:策略性疾病監測調查系統的建置、確實隔離任何可能的個案及對接觸者的痘苗接種等三大策略,而天花病毒亦成為第一個人類從自然界根除的病毒。
二、天花分類 天花為一種感染力極強之病毒,可在環境中存活24-48小時,可透過吸入、直接或間接接觸傳播,天花病人之唾液、血液、組織液、水泡液、脫落皮屑、痂皮、排泄物及沾有天花病毒的物品等,都具有傳染力。出現發熱(前驅期) 症狀時可能具有傳染性,但出疹時傳染性最強。第2-3日典型點狀鼓起的天花紅疹明顯地分佈在臉部、手臂和腿部,第3-5日漸漸形成水泡、第6-7日形成膿疱然後第7-10日開始結痂。出現症狀後的8~14天,結痂痊癒後形成褪色的疤,是天花的重要特徵,痂皮脫落乾淨需發病後3週。雖然在咽喉、結膜、和小便中所含天花病毒的量會隨時間而遞減,但是病毒在結疤完全脫落前仍具有傳染力。除了皮疹外,發燒、背痛、疲倦、頭痛、腹痛、嘔吐等症狀都可能出現。天花皮疹位置主要多分布在臉上及四肢末端呈現離心性的分布,與水痘是全身性不同,而且天花的皮疹演變規律且整齊,也與水痘相異。 天花病毒依引起疾病嚴重程度不同可分為2類,Variola minor 比較溫和,臨床症狀較輕微且皮疹較小,感染者致死率約為1%或更低;Variolamajor 依臨床症狀,可再分為四型:典型天花、緩和型天花、扁平型天花及出血性天花,致死率約為30%,其中扁平型和出血性天花等二型少見但嚴重,致死率則高達9成以上。 (一)典型天花 Ordinary type:是最常見的類型,占9成以上。皮疹出現前有發燒、頭痛、背痛、發冷及嘔吐等症狀,全身會出現硬又深的水泡或膿疱,尤其是臉部和手腳。典型天花依發疹情形可分為三種亞型: 1.融合型 (confluent):臉部和前臂產生融合性疹子。相較其他兩個亞型,其發燒期較長,部分病人的病毒血症在膿疱結痂後仍無法結束,未接種疫苗者致死率約62%。 2.半融合 (semiconfluent):臉部為融合性疹子,其他部位為不連續出疹。未接種疫苗患者致死率約37%。 3.不連續病變 (discrete):是最常見的亞型,約佔典型天花患者40~60%。 (二)緩和型天花 Modified type:症狀似典型的天花但較輕微,好發於曾接受過疫苗接種的人,也會有頭痛等前驅症狀,發疹期較短,一般在發病後10天內即進入結痂期,疹子表淺,數量少,通常不會發燒。 (三)扁平型天花 Flat type:或者又稱malignant type,皮膚病灶之進程緩慢,經常融合在一起呈扁平狀,此型很少發生,多發生在幼兒,但容易造成嚴重的病毒血症,與病人的免疫功能異常有關,其致死率高達90%。 (四)出血性天花 Hemorrhagic type:由於大量病毒在脾臟及骨髓中繁殖,皮膚呈現紫斑,皮膚疱疹及黏膜明顯出血,並產生極嚴重的病毒血症。往往在出疹第5至6天尚未確診就已死亡,好發於成人,尤其是孕婦,與免疫功能異常有關,其致死率達90~100%。 三、天花之預防與治療 1、天花疫苗接種政策: 爆發流行前 (Prerelease vaccination): 考量目前有限的疫苗儲備量、疫苗之副作用,以及暴露天花病毒3天內仍可藉接種牛痘疫苗預防感染天花或減輕天花之症狀等因素,不建議全面接種。 爆發疫情後 (Post-release vaccination): 當國內出現天花確定案例或天花病毒被散佈後,以當時可供應之牛痘疫苗量,依流行與隔離範圍及下列優先順序進行接種: 第一優先接種對象:高危險性族群: 於天花個案發燒後,有3公尺以內的面對面親密接觸者 (包括家庭內、工作地方、住處周圍的接觸) 暴露於首次散布天花病毒之生物恐怖攻擊事件者 (需確認天花病毒已被散佈,且接種疫苗仍有效時) 參與直接醫療照護、公共衛生評估及負責確定或疑似天花病例之運送工作者 參與疑似或確定天花病例之臨床檢體收集者及負責檢體處理之實驗室工作者 有高度可能性會暴露於天花感染性物質者,如醫院之太平間工作人員、廢棄物處理者及被天花病毒汙染處之環境清消者 參與天花病例接觸者之追蹤、執行疫苗接種、檢疫或隔離之工作人員,或須面談疑似天花病例之執法人員 必要時需進出確定或疑似天花流行地區或隔離地區等場所的人員(以最少人員進出為原則) 流行區其他「天花緊急疫情應變」工作小組成員 第二建議接種對象:各地因應疫情而新增之天花緊急疫情應變人員。 第三建議接種對象:1979年後出生且未接種天花痘苗之族群。 第四建議接種對象:全面接種。
2. 檢疫隔離措施 天花潛伏期為7~17天,因此與天花病例密切接觸者或暴露者,即使無發燒等症狀者,仍屬高危險群,皆須接種牛痘疫苗,並實施自主健康管理或居家隔離至少14天;針對無法接種疫苗者,則應實施自主健康管理或居家隔離至少21天。
四、天花作為生物戰劑 美國自1980年代已全面停止預防接種,而美國軍隊則自1989年始全面停止牛痘疫苗之接種,故目前大多數之美國民眾對天花並無免疫力。原本世界上僅有美國喬治亞州亞特蘭大的美國CDC與俄羅斯新西伯利亞地區科索夫的國家病毒和生物技術中心兩處儲存供研究用之天花病毒,不過1996年世界衛生組織已建議銷毀所有貯存的天花病毒,理論上天花已不存在地球上的任一角落。然而,對於天花病毒的可能外流並用於生物恐怖攻擊擔憂不斷,因此世界各國紛紛又準備起天花疫苗備用。由於自1955年起,臺灣就未曾再有天花病例發生,因此自1979年起即停止牛痘接種,故該年以後出生之臺灣民眾均為未接種族群,是可能的易感染族群。
病毒出血熱 - 絲狀病毒科 Filoviruses 伊波拉病毒出血熱 Ebola hemorrhagic fever 一、伊波拉病毒簡介 伊波拉病毒屬於線狀病毒科 (Filoviridae) 之一,呈長條形,構造奇特,有時呈分叉狀,有時捲曲,長度可達14μm。伊波拉病毒屬(Genus Ebolavirus)目前有五種病毒,其抗原與生物特性會有所區隔。 其中 Bundibugyo、Zaire 和 Sudan 伊波拉病毒皆曾在非洲地區造成大規模疫情。2014年西非大規模疫情的病毒株即為Zaire 病毒。 疾病概述:伊波拉病毒感染其初期症狀突然高燒、嚴重倦怠、肌肉痛、頭痛等,接著出現嘔吐、腹瀉、腹痛、皮膚斑點狀丘疹與出血現象。重症者常伴有肝臟受損、腎衰竭、 中樞神 經損傷、休克併發多重器官衰竭。實驗室檢驗則發現白血球、 血小板降低、凝血功能異常與肝功能指數上升,致死率平均約50%。 於1976年首次出現於蘇丹南部,有600多名個案發生於鄉村之醫院與村落內,死亡率各為53%及88%。1979年第二次爆發發生於蘇丹的同一地區。之後的數十年零零星星一直有疫情發生。病毒可透過接觸受感染之果蝠、或是透過中間宿主例如受感染的猴、猿等傳染給人。 人傳人發生於直接或間接接觸到被感染者之血液、分泌物、器官、精液,尤以破損皮膚與黏膜接觸感染風險更大。伊波拉病毒不會經由飲水、蚊蟲叮咬傳播。至今尚未有藉由氣溶膠(aerosols)傳播的案例報告。痊癒病患之精液、或已痊癒之懷孕婦女其乳汁、 羊水、子宮組織內仍有病毒可能造成胎兒或其他接觸者感染風險,但若痊癒後再懷孕則無此風險。潛伏期平均為4~10 天,病人於潛伏期期間不具傳染力,出現症狀後才有,且傳染力隨病程演進而增加。
二、伊波拉之治療與預防 治療:目前美國 FDA 分別於2020年10月、12月許可單株抗體Inmazeb 和 Ebanga 治療伊波拉病毒 (Zaire病毒株) 感染。伊波拉病毒藉由表面之醣蛋白 (glycoprotein) 附著在細胞受 體上,Inmazeb、Ebanga分別與病毒醣蛋白或是宿主細胞 NPC1 受體結合,進而阻止病毒附著而後進入宿主細胞。 不過目前國內尚未引進抗病毒藥物,臨床以支持性療法為主。 防疫措施:目前有多種疫苗持續發展中,其中以 rVSV-ZEBOV 腺病毒載體疫苗發展最為快速,WHO授權於 2018 年剛果疫情緊急應變使用,接觸者接種 rVSVZEBOV 疫苗後,對預防發病 及避免死亡均有顯著效果,而後通過美國 FDA 許可上市為第一支可預防伊波拉病毒(Zaire病毒株) 感染之疫苗。
三、伊波拉病毒作為生物戰劑 大部分關於伊波拉是否能成為恐怖武器的討論大多停在 2014 年大流行期間,但也僅是零星的討論與專家意見,沒有官方單方或是統合分析的正式討論。雖然伊波拉病毒作為恐怖攻擊武器的可能性並非完全不可能,但相對較低,原因在於,伊波拉病毒的傳播途徑主要是接觸感染,且因症狀明顯,無法快速隱匿性的大規模擴散。此外,伊波拉病毒對環境的適應性不強,存活時間短,不易在空氣中傳播,因此使用伊波拉病毒作為恐怖攻擊武器的難度相對較高。伊波拉病毒作為生物恐怖攻擊可能的方式包括自殺式攻擊「人肉伊波拉炸彈」,但這樣的作法太過引人矚目,而且伊波拉病毒難以控制,還沒將「人肉生化炸彈」送至目標區域之前,就可能先發病導致自身死亡。伊波拉有可能被武器化成為注射式劑型,但是殺傷性太過侷限。然而如果發展出技術改造伊波拉病毒,增強穩定性、改變傳染途徑,則伊波拉病毒就有可能被用於恐怖攻擊。因此,對於伊波拉病毒的安全管理和監控至關重要,以防止其被不當使用。
馬堡病毒出血熱 Marburg virus hemorrhagic fever 一、馬堡病毒簡介 馬堡病毒屬於線狀病毒科 (Filoviridae) 之一,呈長條形,構造奇特,有時呈分叉,有時捲曲,直徑約80nm,而長度可達10 μm。非洲果蝠被認為是可能的天然宿主,其感染馬堡病毒不會出現明顯疾病症狀。首次疫情發現於1967年,德國馬堡地區共有31人因實驗室工作暴露於來自烏干達的非洲綠猴而受到感染,其中7人死亡。有實驗顯示豬可能為潛在的增幅宿主(amplifierhost),處理疫情時也應視其他家畜為可能病毒來源。1980年至2007年間肯亞、剛果民主共和國、安哥拉及烏干達陸續出現疫情,其中2004年至2005年安哥拉疫情規模最大,共計374例病例數,其中329例死亡。 疾病概況:馬堡病毒感染引起嚴重急性疾病,潛伏期為2~21天,初期症狀為突發高燒、嚴重頭痛與倦怠、肌肉痛等;發病後3~5天後全身開始出現紅疹,伴隨嚴重腹瀉、腹痛、噁心感 及嘔吐;腹瀉可能持續一周。在這個時期病人眼窩深陷、面無表情且嗜睡,曾被描述像鬼魅般憔悴。發病後5~7天起許多病人會有嚴重出血現象,除嘔吐物及糞便帶血外, 牙齦、鼻、陰道及靜脈採血處亦可能有自發性出血。伴隨持續高燒,如影響中樞神經系統則可能出現意識不清、易怒或攻擊性行為。疾病晚期有時會有睪丸炎(發病後15 日)。死亡個案多於發病後8~9天,因嚴重失血及休克而死亡。個案致死率約在24%~88%。 傳染方式:接觸受感染之果蝠,或是長期暴露於果蝠棲息的礦脈或洞穴,而人與人之傳染是因為接觸到被感染者或環境中之血液、分泌物、器官、精液而感染。院內感染之情況頗為常 見,因接觸被污染的針筒、針頭而感染的病人,其疾病嚴重度與死亡率皆較高。葬禮儀式中直接接觸屍體,亦在疾病傳播中扮演重要角色。
二、馬堡病毒之治療與預防 傳染期:病人的傳染力隨病程演進而增加。只要病人血液或分泌物有病毒,病人仍具傳染力。曾有研究報告病人痊癒後7週內其精液仍有病毒存在,可傳播疾病。 預防方法:目前尚無有效疫苗可供預防接種。只能被動的預防,例如在流行地區,避免接觸或食用果蝠、猿猴等野生動物。如需接觸動物(尤其是到果蝠繁殖棲息的礦脈或洞穴工作或 觀光時),應戴手套及穿著合適衣物。食用動物製品(血液或肉)前應煮熟。照顧病患應穿戴合適個人防護裝備。病患應避免各種性行為;病患屍體應於24小時內入殮並火 化。 治療:目前無特定或標準治療方法,以支持性療法為主,包括病患體液及電解質平衡、維持血壓及氧氣狀況、補充失血和凝血因子、併發性感染的治療等。
三、馬堡病毒作為生物戰劑 如同伊波拉病毒,馬堡病毒主要通過接觸感染,也無法在空氣中傳播,傳播途徑有限,因此難以在短時間內對大量人群進行傳播。此外,馬堡病毒出血熱症狀明顯容易被發現,因此在使用馬堡病毒作為生物戰劑時,很難對病毒進行隱蔽性傳播,攻擊方也不易掩蓋其攻擊行為;再者,由於危險性高,攻擊方使用後無法完全掌握病毒的傳播和擴散,也難以控制其影響範圍,因此使用此類生物戰劑會對攻擊方與己方都產生極大的風險和危害。如果恐怖組織掌握包括病毒分離、培養、提取、改造等專業知識和技術,馬堡病毒用作為生物戰劑是有潛在可能危害性的。
蓖麻毒素 Ricin toxin from Ricinus communis(castor beans) 一、蓖麻毒素簡介 蓖麻廣泛存在全世界,其種子(castor beans) 用為蓖麻油榨取,蓖麻毒素 (ricin) 可提煉自種子榨油後的殘渣,為現今種子類毒力最高者,約為眼鏡蛇毒液兩倍。美國戰爭部門在1918年將其列為可發展的生物戰劑,且該部門亦於1940年代評估將蓖麻毒素以炸彈爆炸方式散布的可行性,但從未真正使用過。伊拉克及恐怖組織(阿富汗蓋達組織洞穴中被發現有大量蓖麻毒素) 曾製造可吸入的蓖麻毒素。 蓖麻毒素被視作生物武器及化學武器,故1972年的生物武器公約及1997年的禁止化學武器公約,收錄蓖麻毒素於列管名單,美國國會通過的《2002年公共衛生安全及生物恐怖主義應變整備法案》,要求美國衛生及公共服務部應立法針對包含蓖麻毒素在內的管制性生物病原及毒素進行持有、保存、使用或移轉的管制。 二、人為蓖麻毒素攻擊事件 三、蓖麻毒素特性與致病機轉 特性:純化後的蓖麻毒素呈白色粉末狀,可溶於水或弱酸中,在80℃時失去活性,其他型態包含霧狀及顆粒等。二次大戰的研究報告指出,蓖麻毒素可在泥土或乾冷(cool)環境中存留 約3天。蓖麻毒素如以霧狀散布,可漂浮於未受擾動的空氣中數小時。 致病機轉:蓖麻毒素進入真核細胞後,會使核醣體(ribosome)失去活性,抑制細胞合成必需蛋白質,進而導致細胞死亡。只有直接接觸毒素才會引起中毒反應,不具人與人之間的傳染 力。 四、蓖麻毒素作為生物戰劑條件 ● 取得管道容易 ● 從蓖麻子殘渣中提煉出毒素相對簡單且成本低廉 ● 蓖麻毒素分子在儲存、運送及施放過程可保持穩定,使其在散布後仍具致命性 ● 蓖麻毒素可透過吸入、食入或注射方式使人暴露,曾經發生過的攻擊事件如上所述; 各種暴露方式中以注射進入人體毒性最高,但無法造成大規模性殺傷效果。另外,蓖麻毒素較難滲透完整的皮膚,因此皮膚/眼睛接觸而產生的症狀較輕微。
五、蓖麻毒素成為生物戰劑限制 ● 不易製備出粒徑<5μm容易進入肺泡及被人體吸收的均質化顆粒毒素分子。 ● 蓖麻毒素分子過大(66kDa)、不易被腸胃道酵素降解、無法穿過消化道、不影響紅血球凝集反應,導致不易以口服方式被人體吸收,故嚴重性較其他暴露方式低。 ● 生恐專家估計需8噸的蓖麻毒素才足以覆蓋100平方公里地區內50%的人員死亡,相較而言,數公斤的炭疽孢子即可達到相同殺傷力。
六、蓖麻毒素臨床症狀與治療 各年齡層均會感染,潛伏期及臨床嚴重度受毒素暴露途徑及暴露量、受感染者發病前健康狀態影響。以吸入或食入方式暴露蓖麻毒素,潛伏期通常會在暴露後4-12小時內發病,通常不會在暴露毒素超過24小時後才出現,亦不會對人體有長期作用。蓖麻毒素中毒目前沒有解毒劑,只能提供支持性療法,並盡快將體內毒素清除。 ● 吸入性中毒多與呼吸道和肺部病變有關,初期包含發燒、咳嗽、噁心、胸悶及呼吸困難;症狀惡化可能出現肺水腫、低血壓或大量出汗,導致呼吸衰竭而死亡。 ● 食入性中毒:約6-12小時間發病,主要引發腸胃不適,初期症狀為帶血性嘔吐與腹瀉,症況惡化則可能脫水以致低血壓和電解質失衡,續發肝腎衰竭導致死亡; 其它症狀包含出現癲癇、腹痛等。 ● 肌肉或皮下注射中毒:症狀包含肌肉和鄰近區域淋巴結壞死,瀰漫性腎炎、脾炎,類似敗血症; 注射處續發性感染及多重器官衰竭而死亡
急診症候群偵測系統簡介 回顧我國近年生物病原災害事件,包括有民國92年嚴重急性呼吸道症侯群 (SARS) 疫情、民國98年全球H1N1流感大流行、中國大陸新型A型流感H7N9疫情、國內登革熱爆發、乃至最近三年的的嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19) 全球大流行等。過往的疫情經驗,政府利用全民健保資料結合社區病毒即時監測,發展出「急診即時疫情監測及預警系統 RODS」(Real-time Outbreak and Disease Surveillance System),透過與全國180家以上急救責任醫院即時傳送急診病患資料,可掌握疾病流行波動變化、早期且快速分析各類疾病或症候群之異常情形,也能因應特殊疫情狀況調整相對應之疾病診斷碼,達到防疫監測目的。 臺大醫院於2021年12月發佈「預測到治療主動式急診多層次感染症地理資訊系統」,也是一種急診症候群偵測,透過新型檢測工具(filmarray syndromic panel) 與地理資訊技術偕同,以急診病患症狀結合病患之住籍資料加上接觸與群聚史,透過各種症候群病原體病原資料分析,提高早期偵測群聚疫情爆發,並追蹤感染源所在。醫院急診往往是社區傳染病爆發後疫情擴散時最先感知到的單位,當偵測到急診人流量異常,並以病患臨床症狀、發病時間、居住地點等資訊,搭配病原體診斷資料,可在尚未有精細人工疫調資料前,主動且提前偵測傳染病傳播特徵,甚至偵測未來可能發生地點,或回推感染來源。單一醫院可以偵測到醫院社區周圍的疫情爆發情況,若是要擴及至城市或是國家等級的規模,就需要公部門整合各級醫院的資料通力合作才有辦法達成;單一地區、單一醫院的資訊過於狹隘或是過於集中,反而是無法達成此一任務。 過去監測傳染病以被動監測為主,高度仰賴前線醫師警覺通報,再透過回溯性疫調追蹤,最後描繪出感染症特徵,但常有時間延遲,錯失早期阻斷疫情擴散的時間。 僅以ICD10診斷碼或者是病患單一主訴輔以自然語言的病歷資料分析,往往耗時也不夠精確,將來如果能夠實施結構化病歷,降低醫師輸入錯誤、減少自然語言分析遺漏與縮短資料統合時間,才能夠將症候群監測系統更上一層樓。 依據傳染病防治法第二十六條暨傳染病流行疫情監視及預警系統實施辦法第十三條規定,中央主管機關得視需要指定應監視之症狀,地方主管機關發現具指定症狀之疑似個案或群聚事件應報告中央主管機關,以有效掌控群聚事件,達到早期偵測、早期防治傳染病之目標。約自民國94年始,行政院衛生署疾病管制局科技研究發展計畫,建立了「症狀監視及預警系統」,偵測系統除了ICD疾病碼、醫療人員主動通報之外,也蒐集各大醫學中心實驗室的相關資訊,連結了檢驗資料自動化上傳、病歷檢索、以雲防疫的方式進行偵測。目前常規監測項目包括類流感症狀、發燒、腹瀉、腸病毒、水痘、紅眼症等,相關規定如下: 群聚事件通報規定:地方政府衛生局(所)發現轄區有下列疑似群聚事件應進行通報 一、上呼吸道感染群聚:個案出現上呼吸道或類流感症狀,有人、時、地關聯性,判定為疑似群聚感染且有擴散之虞。 類流感症狀:需「同時」符合下列三項條件: ● 突然發病、有發燒 (耳溫≧ 38℃) 及呼吸道症狀。 ● 具有肌肉酸痛或頭痛或極度倦怠感。 ● 需排除單純性流鼻水、扁桃腺炎與支氣管炎。
二、不明原因發燒群聚:個案出現不明原因發燒 (耳溫≧ 38℃),有人、時、地關聯性,判定為疑似群聚感染且有擴散之虞。
三、腹瀉群聚:出現腸道症狀,並具人、時、地關聯性者,判定為疑似群聚感染。腸道症狀指的是一天內有腹瀉三次以上,且伴有嘔吐、發燒、黏液狀或血絲狀水瀉。於食品藥物管理署之產品通路管理資訊系統 (PMDS) 通報食品中毒事件且取得速報單編號,但仍有人體檢體送驗需求者,得通報腹瀉群聚事件。每一群聚事件採檢送驗以一次為限,每次細菌及病毒病原體檢測不超出8 件檢體,另經疾病管制署衛生調查訓練班 (流病班) 派員調查之群聚事件不受此限。
四、腸病毒群聚:發生於醫院嬰兒室、新生兒病房、托嬰中心、產後護理之家等場所,個案為腸病毒感染併發重症高危險群者之疑似群聚事件始須通報,倘發生於學校之疑似群聚事件毋須通報採檢。採檢對象及檢體種類於疾病管制署區管中心與衛生局進行調查後,視實際情況定之,所採檢體請送疾病管制署昆陽實驗室。
五、水痘群聚:發生於醫療院所、船舶、航空器、幼托機構、學校、軍營、矯正機關等人口密集機構,個案出現急性發作之丘疹與水疱症狀,且有人、時、地關聯性,經判定為疑似水痘群聚感染且有擴散之虞。
衛生福利部疾病管制署網站應用專區 / 統計專區裡有「疫情監測速訊」、應用專區 / 通報專區裡有「學校傳染病監視通報資訊系統」「症狀通報系統」,這些都是民眾與臨床醫師隨時觸手可得的最新統計訊息
學校單位傳染病監視通報資訊系統,包括以下疾病: ● 類流感 ● 手足口病或疱疹性咽峽炎 ● 每日腹瀉三次(含)以上 ● 水痘 ● 發燒 ● 紅眼症
相關法規條文規定 ● 傳染病防治法第二十六條暨傳染病流行疫情監視及預警系統實施辦法第四條規定,醫師、法醫師及醫師以外醫事人員,發現傳染病或疑似傳染病時,應依規定時效報告衛生主管機關。 ● 傳染病防治法第三條:衛生福利部公告法定傳染病計 72 項疾病 ● 流行疫情、疫區之認定、發布及解除,由衛生福利部為之。但「第二類、第三類傳染病」,得由地方主管機關為之,並應同時報請衛生福利部備查。 ● 傳染病監視及預警系統重點監視項目:計 6 項 ○ 茲卡病毒篩檢 ○ 狂犬病毒檢驗 ○ 第二型豬鏈球菌感染症 ○ 立百病毒感染症 ○ 孩童多系統炎症徵候群 ○ 兒童急性嚴重不明原因肝炎 ● 依「災害防救法」規定政府訂定了 「生物病原災害防救業務計畫」,第七版於111 年 12 月修訂完成,該計畫大綱包括:總則、減災、整備、災害緊急應變、災後復原重建,修訂重點中包括將「生物恐怖災害事件」改為「生物病原恐怖攻擊」或「生物病原重大人為危安事件或生物恐怖攻擊事件」 國家衛生指揮中心統籌防疫 SARS防疫期間,資訊交換、人員調度與決策執行等平行、垂直整合都相當受限,為了讓這一切更加效率化,國家衛生指揮中心應運而生,依疫情及災變需求可設立三種中心,包括「中央流行疫情指揮中心」、「生物病原災害中央災害應變中心」及「反生物恐怖攻擊指揮中心」,中央流行疫情指揮中心至今計開設九次,其他兩類中心尚未有開設紀錄。 生物恐怖攻擊之徵象 受到生物製劑攻擊的病患通常症狀表現模稜兩可,表現出類流感之症狀,臨床醫療人員經常無法第一時間辨識出來。如果症候群與地理條件等警示信號同時出現,就必須提高緊覺,除了加強通報之外也要同時加強個人防護。 生物恐怖攻擊事件發生之量化評估工具 2016年疫情報導陳松吟等人之文章提及 Grunow 及 Finke 於 2002 年發展出研判自然發生或人為疫情的量化評估工具,可推廣做為我國疑似生物恐怖攻擊事件之早期偵測評估,也在該文章中使用該工具嘗試評估2013 年 7 月於臺灣爆發之鼬獾狂犬病疫情是否屬於人為惡意施放生物病原之可能性評估,結果顯示總分偏低,判斷屬於非人為惡意造成。 一般來說,恐怖攻擊病原體的自然發生率較低,這些較少發生的疾病,容易使臨床醫療人員因缺乏相關經驗而錯失疾病診斷及通報公共衛生體系。此外,研判生物恐怖攻擊也需避免誤報而引發不必要之恐慌。其文章提及可由「流行病學資訊」「醫療異常就診資訊」及「其他部門資訊」等三大面向之徵兆進行評估研判: 【文獻引用與推薦閱讀】 1. 台灣CDC 2. 美國CDC 3. Rosen's Emergency Medicine - Concepts and Clinical Practice 4. UpToDate- Identifying and managing casualties of biological terrorism 5. 行政院衛生署疾病管制局九十四年度科技研究發展計畫-建立整合性急診症候群偵測系統暨評估症候群偵測系統在新興傳染病/生物恐怖時之監測效益 8. 疫情報導:疑似生物恐怖攻擊事件之早期偵測評估模式介紹2016年2月2日第32卷第3期 |