比較諾羅病毒GII.4 與GII.17特性及諾羅病毒於食物（尤其是生蠔）中之熱滅活
疾管署指出，依諾羅病毒陽性個案病毒分型結果，自去(2024)年起流行病毒株由過去最常流行之GII.4轉變為GII.17，與2015-2016年國內兩波諾羅病毒大流行之型別相同，因該型別已8年未於國內流行，亦有基因重組變異，多數民眾可能無免疫力，如飲食不慎容易造成腹瀉群聚事件發生。
小兒科醫師林哲民分享自己也感染的經驗，不僅噁心想吐，還發燒、全身無力，自我打趣說「過去病毒型腸胃炎除了典型上吐或下瀉，較少伴隨發燒，更少有肌肉痠痛，今年諾羅讓你一次擁有」。
- 根據文獻靜態與進化的諾羅病毒基因型研究，探討病毒基因多樣性及其對宿主免疫的影響，通過基因體分析揭示病毒如何適應並逃避免疫監視，發現 GII.4 基因型具有高度演化能力，而其他基因型則相對穩定。利用大規模基因組學分析，有助於了解病毒的傳播與免疫反應。
- 根據文獻探討GII.17型諾羅病毒與腸道細胞的附著關聯性，透過分析法國與突尼西亞人群的唾液樣本，試圖闡明病毒的致病機制。
- 根據文獻探討熱處理對生蠔中諾羅病毒的影響，現有烹煮方式可能無法完全滅活病毒，並呼籲進行更多以風險為基礎的研究，以制定更有效的食品安全措施。
GII.4 諾羅病毒的主要衣殼蛋白會隨著時間的推移而發生表型變化（進化基因型），而非 GII.4 病毒則會在幾十年內保留高度保守的衣殼蛋白（靜態基因型）。不同諾羅病毒的聚集顯示存在十二個群組（暫時稱為免疫型），其中只有一個免疫型含有演化的基因型（GII.4）。
靜態基因型所代表的免疫型只能重新感染對該特定免疫型未感染的個體，而 GII.4 進化基因型可以透過定期替換其變異來重新感染個體。
該模型預測，兒童會持續接觸和感染各種不同免疫型病毒株（直到形成廣泛的免疫力），而老年人則更容易因不斷發展的基因型而生病。此模型可以解釋兒童和成人中諾羅病毒基因型分佈的流行病學差異。
壹、諾羅病毒：問答
二、諾羅病毒如何分類？哪些基因群會感染人類？
三、傳統的RT-qPCR檢測諾羅病毒有什麼限制？有哪些新技術可以克服這些限制？ 傳統的即時定量PCR（RT-qPCR）雖然是診斷和環境監測的黃金標準，但也容易受到樣本基質中抑制性物質的干擾，導致放大效率降低，尤其是在諾羅病毒濃度較低時。此外，RT-qPCR無法區分具有感染力的病毒顆粒和不具有感染力的病毒顆粒或病毒RNA片段。 為了克服這些限制，出現了以下新技術：
- 液滴數位PCR（ddPCR）： 將反應混合物分割成數千個小的水油乳化液滴，直接從每個樣本進行量化，無需建立標準曲線，減少了相關誤差。
- 酶處理： 使用RNA酶預處理樣本，降解游離的病毒基因組，只留下完整的病毒顆粒中的基因組進行量化，從而評估病毒的感染力。
- 豬胃黏蛋白塗層磁珠（PGM-MB）分析： 篩選具有功能性受體的完整病毒顆粒，然後進行基因組提取。
- 原位捕獲RT-qPCR（ISC-RT-qPCR）： 將篩選介質與RT-qPCR反應容器整合在一起，簡化流程，更有效、準確地評估病毒失活。
- 雙相降低模型： 使用兩個對數線性失活率，代表抗性和敏感的微生物亞群。
- Geeraerd模型： 類似於雙相降低模型，但加入了對 "肩部"（微生物存活動力學中的平台期或緩慢下降）的估計。
- Weibull模型： 使用兩個參數：(α)代表微生物死亡時間分布的平均值（尺度參數），(β)是無量綱形狀參數。β < 1 表示存在抗性微生物群體，β > 1 表示剩餘細胞的進行性損傷，β = 1 則模型轉變為對數線性。
- 相對濕度（RH）： 研究表明，在無生命表面上，RH水準對諾羅病毒的持久性沒有顯著影響，但較高的溫度和RH組合會降低它們的持久性。
- pH值： 病毒相關基質的pH值會改變諾羅病毒衣殼的二級和三級結構。酸性條件和高溫結合可以降低諾羅病毒的抗性，從而實現顯著的病毒失活。
七、牡蠣的哪些特性會影響諾羅病毒的熱滅活？
- 病毒嵌入的基質： 食物成分，如碳水化合物、脂質、蛋白質和鹽，可能會對腸道病毒的熱滅活起到保護作用。牡蠣組織的成分如何阻礙或加速諾羅病毒對熱的反應知之甚少。
- 牡蠣殼： 牡蠣殼由碳酸鈣和甲殼素基質組成，具有多層結構和雜質，導致密度和熱滅活特性的變化。牡蠣殼的導熱係數在0.9到2.27 W/m °C之間，密度在1710到1940 kg/m3之間。僅依靠烹飪過程中打開的貝殼並不能保證牡蠣的食用安全。
貳、術語表
- 急性胃腸炎：胃和腸道發炎，通常由病毒或細菌感染引起，導致腹瀉、嘔吐和腹痛等症狀。
- 基因群：根據基因相似性，諾羅病毒家族中的一個主要分支。感染人類的兩個主要基因群是GI和GII。
- 基因型：一個基因群內的諾羅病毒特定株，其特徵是其基因組中具有獨特的基因序列。
- ORF（開放閱讀框）：一段連續的 DNA 或 RNA，包含起始密碼子和終止密碼子，能夠編碼蛋白質。
- VP1（病毒蛋白1）：諾羅病毒的主要衣殼蛋白，負責形成病毒外殼並與宿主細胞相互作用。
- P 結構域：VP1 蛋白的突出結構域，包含 P1 和 P2 子結構域。
- P2 亞結構域：P 結構域的子結構域，作為細胞受體的結合位點，是中和抗體的標靶。
- 重組：諾羅病毒不同株的遺傳物質結合在一起產生新的變種的過程。
- 點突變：基因序列內單一核苷酸鹼基的改變。
- dN/dS 比率：非同義（dN）突變與同義（dS）突變的比率，用於測量作用於基因的選擇壓力。 dN/dS > 1 表示正向選擇。
- 免疫型：一組引發類似免疫反應的諾羅病毒基因型，可能影響再次感染的可能性。
- 系統發育分析：研究生物或病毒之間的演化關係，通常基於基因序列資料。
- RT-qPCR（逆轉錄定量聚合酶鏈式反應）：一種用於擴增和量化 RNA 的實驗室技術，常用於檢測和測量。
叁、簡答
- 諾羅病毒有哪兩種主要基因群，哪一種與人類疫情較常見相關？ 諾羅病毒的兩個主要基因組是GI和GII。 GII 通常與人類疫情有關。
- 描述諾羅病毒基因組中 ORF1、ORF2 和 ORF3 的功能。 ORF1 編碼複製所需的多聚蛋白，ORF2 編碼主要衣殼蛋白（VP1），ORF3 編碼次要衣殼蛋白（VP2）。
- 解釋「進化」和「靜態」諾羅病毒基因型之間的區別，並提供研究中每個基因型的一個例子。 「進化」基因型會隨著時間的推移而不斷累積突變，如 GII.4，而「靜態」基因型會在長期內保留變體內的相似序列，如 GI.1。
- 為什麼 GII.4 是全球人類諾瓦克病毒疾病最主要的原因？ GII.4 型病毒仍然是全世界人類諾瓦克病毒疾病最主要的原因，因為它隨著時間的推移頻繁發生氨基酸替代，從而產生表型不同的變體，從而逃避群體免疫。
- dN/dS 比率能說明基因所面臨的演化壓力嗎？ dN/dS 比率表示基因所面臨的演化壓力，dN/dS > 1 表示正向選擇。 P2 區域很重要，因為它是與細胞受體相互作用的結合位點以及中和抗體所針對的位點。
- 諾羅病毒感染中的「免疫型」是什麼？ 「免疫型」是根據系統發育聚類和衣殼蛋白中的胺基酸差異對諾羅病毒基因型進行分組。再次感染通常發生在不同免疫型的基因型。
- 使用 RT-qPCR 檢測牡蠣樣本中的諾羅病毒的主要限制是什麼？ RT-qPCR 的一個主要限制是它無法區分傳染性病毒顆粒和非傳染性病毒顆粒或病毒 RNA 片段。 ddPCR 試圖透過將反應混合物分成數千個小的水油乳化液滴來解決這個問題，從而無需標準曲線。
- 解釋使用 RNase 預處理量化傳染性諾羅病毒顆粒的目的。 RNase 預處理會降解遊離（暴露）的病毒基因組，僅留下包裹的病毒 RNA 基因組以供定量。這有助於確保只計算完整的病毒顆粒。
- 描述熱失活的威布爾模型，並解釋形狀參數（β）的不同值表示什麼。 威布爾模型使用尺度參數（α）和無量綱形狀參數（β）來描述熱失活。 β < 1 表示有微生物群體抗性，β > 1 表示對剩餘細胞的逐漸損害，而 β = 1 將模型轉變為對數線性。
- 病毒聚集體是如何形成的？ 它們的存在如何影響病毒量和傳染性的估計？ 病毒聚集體可以在複製過程中或由於 pH 值、熱量和鹽分等環境因素而形成。由於每個聚集體都被視為一個傳染單位，因此聚集體可能導致低估病毒量和傳染性。
影響病毒株的持久性和全球影響的因素：
GII.4 的特點是其持續的進化能力，使其能夠逃避免疫反應並引發週期性的全球流行病。GII.4 病毒產生最多的基因型內變異株，這些變異株平均在人類族群中持續約 5 年。
GII.17 雖然也出現了快速更替的變異株，但其是否會像 GII.4 一樣持續進化並引發全球流行病，還有待觀察。GII.17 可能正處於適應人類宿主的階段，並可能在未來成為一種靜態基因型。GII.17 變異株在亞洲引起了多次腸胃炎爆發。在 2014-2015 年間，GII.17 的一個新變異株（Kawasaki_2014）在亞洲多國爆發。
GII.12 病毒隨著時間的推移累積了胺基酸突變，但沒有分化成不同的變異株。
病毒多樣性：病毒群體中的多樣性決定了通過病毒群體中的合作互動來確定發病機制的途徑。
以下表格比較了諾羅病毒的「進化」基因型與「靜態」基因型，並比較和對比了GII.4與GII.17諾羅病毒株的持久性和全球影響：
GII.4 與 GII.17 諾羅病毒株的持久性和全球影響比較
GII.4
持久性： GII.4變異株平均在人群中持續約 5年。
全球影響： 是最常見的人類諾羅病毒基因型，自1990年代中期以來，引發多次全球流行病。每次大流行都與一種新的GII.4變異株的出現有關。
GII.17
持久性： GII.17基因型包含靜態變異株，但也出現了快速更替的新變異株。GII.17病毒的一個變種（C變種）在短時間內被另一個變種（D變種）迅速取代。
全球影響： GII.17變異株在亞洲引起了多次腸胃炎爆發。2014-2015年間，GII.17的新變異株（Kawasaki_2014）在亞洲多國爆發。
GII.4 與 GII.17 的對比
GII.4的特點是其持續的進化能力，使其能夠逃避免疫反應並引發週期性的全球流行病。
GII.17雖然也出現了快速更替的變異株，但其是否會像GII.4一樣持續進化並引發全球流行病，還有待觀察。GII.17可能正處於適應人類宿主的階段，並可能在未來成為一種靜態基因型。
GII.4病毒產生最多的基因型內變異株，這些變異株平均在人類族群中持續約5年。
GII.17基因型包含靜態變異株，但也出現了快速更替的新變異株。
免疫型 (Immunotypes)
研究將諾羅病毒基因型歸類為不同的「免疫型」，同一免疫型內的病毒株很少引起重複感染。
GII.4和GII.20屬於同一免疫型（G型），但GII.4的不同變異株可以引起重複感染。
免疫型由靜態基因型代表，只能感染對該特定免疫型沒有免疫力的人，而GII.4進化基因型可以通過定期更換其變異株來重新感染個體。
以下表格說明在牡蠣等複雜基質中，檢測和量化具感染力的諾羅病毒顆粒所面臨的挑戰，並解釋了 RT-qPCR、ddPCR 和酵素預處理等方法如何應對這些挑戰：
總結
RT-qPCR 和 ddPCR 都是用於檢測和量化諾羅病毒 RNA 的靈敏方法，但它們都無法區分具感染力與不具感染力的病毒顆粒，並且容易受到 PCR 抑制物的影響。
ddPCR 的優勢在於它不需要標準曲線，簡化了定量過程。
酵素預處理，特別是 RNase 處理，可以提高檢測具感染力病毒顆粒的準確性，但不能完全消除 PCR 抑制物和複雜基質的干擾。
為了更準確地評估複雜基質中諾羅病毒的感染風險，需要結合使用多種方法，包括 RT-qPCR 或 ddPCR 以及酵素預處理。
其他策略，如 PGM-MB 檢測和 ISC-RT-qPCR，也有助於評估病毒的傳染性。
了解並解決這些挑戰對於確保食品安全和保護公眾健康至關重要。
以下表格總結了諾羅病毒的 HBGA 結合特性，並比較了 GII.4 和 GII.17：
影響牡蠣中諾羅病毒熱滅活的因素有很多，以下將詳細分析：
病毒特性
病毒基因型：不同基因型的諾羅病毒對熱的抵抗力可能不同。
病毒聚集：高溫可能會導致諾羅病毒聚集，這主要是因為病毒衣殼蛋白變性。病毒聚集會影響熱傳遞效率，進而影響病毒的熱滅活效果。研究表明，聚集的諾羅病毒比分散的病毒更耐熱。
病毒存在的形式：病毒在環境中可以以多種形式存在，包括單分散的、聚集的和與其他顆粒結合的。這些不同的存在形式可能影響病毒對熱處理的反應。
牡蠣特性
組織成分：牡蠣組織並非均勻，不同部位的病毒含量和成分會影響熱傳遞和熱滅活動力學。例如，諾羅病毒和其替代物在生蠔組織中的分佈顯示，消化腺中的累積量高於鰓和肌肉。
生蠔殼的結構：生蠔殼的結構複雜性（如多層結構、孔洞和雜質）可能導致密度和熱滅活特性的變化。
脂肪含量：牡蠣的脂肪含量會受到地理位置和季節的影響。脂肪含量可能影響熱傳遞效率和病毒的熱滅活效果。
熱處理條件
溫度和時間：溫度越高，熱滅活所需的時間越短。例如，將均質化後的牡蠣在沸水中加熱，3 分鐘後鼠諾羅病毒和 Tulane 病毒的滴度降至檢測限以下。
加熱方法：不同的加熱方法（如煮、蒸、烤和炸）可能導致生蠔內部溫度不同，進而影響病毒的滅活效果。
環境因素
pH值：環境 pH 值可能與熱力產生協同效應，影響諾羅病毒的滅活。研究顯示，在酸性條件下（pH 值為 2），隨著溫度從 24°C 升高到 50°C，鼠諾羅病毒的抵抗力降低。
濕度：環境濕度也會影響病毒的熱滅活效果。
離子強度：溶液的離子強度會影響病毒的聚集，進而影響其熱滅活效果。
其他因素
病毒替代物：研究中常使用如鼠諾羅病毒、貓 calicivirus 和 Tulane 病毒等替代物來研究諾羅病毒。然而，這些替代物在結構和對環境壓力的反應上與諾羅病毒可能存在差異，導致研究結果不完全適用於諾羅病毒。
檢測方法：RT-qPCR 是一種常用的病毒檢測方法，但它只能檢測病毒 RNA，無法區分檢測到的病毒顆粒是否仍具有感染性。這意味著即使 RT-qPCR 顯示病毒存在，也不能確定這些病毒是否能引起疾病。
烹飪方法
烹飪方式偏好：消費者偏好也可能影響烹飪的充分性，例如，為了保持口感，消費者可能選擇輕度烹飪，這可能不足以消除微生物污染。
烹飪建議：美國疾病控制與預防中心（CDC）建議避免使用某些貝類烹飪方法，例如蒸煮，因為它們可能無法有效消除病毒。
模型
非線性模型：微生物的熱滅活通常偏離用於計算十進制減少值 (D 值) 的對數線性動力學。非線性模型通常比 D 值更適合確定首次 log10 減少的時間（TFL 值）。
總之，要充分了解和控制牡蠣中諾羅病毒的熱滅活，需要綜合考慮以上各個因素，並進行更深入的研究。
以下表格分析了影響牡蠣中諾羅病毒熱滅活的因素：
總結：
烹飪時，需要足夠的溫度和時間來確保病毒滅活。
牡蠣的開殼不能作為判斷烹飪是否充分的標準，應使用溫度計測量內部溫度。
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