BESA THURSDAY 比薩攝食日(二十四)孩童的死亡天使－－「白喉」
撰文/ 蔡為明
編輯/ 吳雨靜
圖/ 陳芸萱
2020的我們身陷COVID-19的傳染病風暴中，129年前的今天，歐洲、美洲大陸也籠罩在傳染病的陰影之下。這種傳染病以年幼的孩童為主要目標，有「孩童扼殺者」(The strangling angel of children) 之稱。這個疾病便是大名鼎鼎的「白喉」(diphtheria)。19世紀，白喉在歐陸、美國大肆流行，約有30萬到40萬人感染白猴，造成大量孩童死亡，其中佔5歲以下孩童死亡原因的1%，佔總孩童死亡原因約5% [1]。
白喉是什麼？
白喉是由白喉棒狀桿菌 (Corynebacterium diphtheriae) 引起的上呼吸道疾病，患者的咽、扁桃腺上會覆蓋一層灰白色，類似皮革狀的薄膜，病灶四周伴有發炎現象[2]。病徵為發燒、喉嚨痛、頸部淋巴結腫大等。主要藉由直接接觸與飛沫傳染，傷口接觸病人呼吸道分泌物也可能感染。白喉一般發生於十五歲以下缺乏免疫力之兒童，但缺乏免疫力之成人亦可能發生。患者大多死於過厚的灰白膜堵塞呼吸道，造成呼吸困難而死亡。好發於溫帶地區的冬季，於疫苗接種率低的地區也有高盛行率[2]。
致病機轉
白喉桿菌 (C. diphtheriae) 會釋放出白喉毒素，毒素經由血管傳播，會損及周邊神經系統、心臟與腎臟。白喉毒素為多肽類由A、B片段組成，其中A片段為毒性片段，可以在細胞中通過抑制蛋白質合成造成細胞死亡；B片段不具毒性，但可以
控制毒素進入細胞[3]。
毒素作用的過程[5]：
1. 進入細胞：B片段與真核生物細胞表 面的肝素結合型表皮成長因子受體 (Heparin-binding epidermal growth factor receptor, HB-EGF) 結合後細胞行胞吞作用將毒素吞入細胞形成胞內體(Endosome)。
2. 毒素釋放：Endosome中B片段作用
在膜上形成孔洞，使A釋放至細胞質。
3. 細胞死亡：A片段為酵素，在細胞質 催化Enlongation factor-2 (EF-2) 與ADP-ribose結合，阻止EF-2協助蛋白質合成，造成細胞死亡。
白喉抗毒素血清療法
歷史沿革
1892年一月中旬，德國醫學家Emil Adolf von Behring實行白喉血清療法的臨床試驗，但在這次試驗中，因為血清品質不夠好，只取得了部分成功。直到Paul Ehrlich 使用更多的動物樣本研發出標準技術，臨床用的高品質抗白喉血清才能大量生產。1894年的實驗，220位患有白喉的孩童即時給予抗白喉血清，有高達77%的痊癒率。在診斷出白喉感染後2天以內接受治療，則有幾乎100%的治癒率；然而若是6天後才接受治療，痊癒率下降到50% [1]。
白喉抗毒素血清降低白喉死亡率至1~5%，Behring也因此被譽為「孩童救星」( “Savior of children.”) [1]。並於1901年以研發出成功治療白喉與破傷風的療法而獲得第一屆諾貝爾生理與醫學獎。
作用機轉
白喉抗毒素 (diphtheriae antitoxin) 是藉由注射甲醛-未活化白喉毒素 (formaldehyde-inactivated DT) 於馬匹體內，讓馬匹產生大量抗體用來製作血清。抗毒素 (antitoxin) 是一種抗體，與白喉毒素結合，使其變成非活化狀態(inactivate form)，從而阻止白喉毒素抑制蛋白質的合成[5]。
白喉類毒素疫苗
預防白喉所接種的疫苗為類毒素疫苗。類毒素 (Toxoid) 是細菌的外毒素 (ex. Diphtheriae toxin)，經處理的毒素活性會降低。使其不引發疾病但仍能讓生物體發生免疫反應並產生抗體及記憶性，為主動免疫。
台灣與白喉
臺灣地區自民國44年開始實施全面接種白喉、破傷風、百日咳三合一疫苗。現今台灣的嬰幼兒公費疫苗中，也包含白喉的預防，嬰幼兒需在出生滿2、4、6、18個月時，各接種五合一疫苗 (DTaP-Hib -IPV)。政府建議滿5歲到上國小前，還要追加1劑三合一疫苗(白喉、破傷風、非細胞性百日咳, DTaP-Hib) [6]。
※五合一疫苗全名為︰白喉、破傷風、非細胞性百日咳、b型嗜血桿菌及不活化小兒麻痺混合疫苗[2]。
參考資料：
1. Remembering Emil von Behring: from Tetanus Treatment to Antibody Cooperation with Phagocytes,Stefan H. E. Kaufmann,mBio Feb 2017, 8 (1) e00117-17
2.衛生福利部疾病管理局,疾病介紹
3.Willey, Sherwood, Woolverton. Prescott’s Microbiology, 10 edition, p.860
4.Dr. Ananya Mandal(2019),Diphtheria mechanism
5.K.F. Smith, D.M. Oram,Corynebacteria (including diphtheria),Editor(s): Moselio Schaechter, Encyclopedia of Microbiology (Third Edition),Academic Press,2009,Pages 94-106,
6.蘇天怡, 林文元(民107)。新型三合一疫苗~幫成人預防3大傳染病。
7.Joan Slonczewski, John Watkins Foster(2017). Microbiology : an evolving science fouth edition. New York ; London : W.W. Norton & Company.
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