海洋微生物與疾病（二） 人類疾病 黃顯宗. 食品安全趨勢 全球食品安全發展趨勢 2015 諾羅病毒肆虐 2015 年春節，武陵農場.

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1 海洋微生物與疾病（二） 人類疾病 黃顯宗

2 食品安全趨勢 全球食品安全發展趨勢

3 2015 諾羅病毒肆虐 2015 年春節，武陵農場

4 諾羅病毒肆虐

5 Enteroviruses Other Viruses 其他病毒 –Coxsackie viruses –ECHO viruses –Norwalk viruses –Norwalk-like viral agent –Norovirus 諾羅病毒 水海產食品污染較多 食物病毒研究困難

6 Cholera 霍亂 霍亂弧菌 –http://www.sicurezzadeglialimenti.it/images/ vibriocholerae02.jpghttp://www.sicurezzadeglialimenti.it/images/ vibriocholerae02.jpg 霍亂毒素 Cholera Toxin –http://www.bmsc.washington.edu/WimHol/gr afx%20research%20sum%20part%201/chol eratoxIa.jpghttp://www.bmsc.washington.edu/WimHol/gr afx%20research%20sum%20part%201/chol eratoxIa.jpg

7 Cholera 霍亂 霍亂弧菌 Vibrio cholerae 或稱 V. comma 小型 1~3 μ m X 0.4~0.6 μ m active motile ， G- ， no spore 在 15 ℃以下不長 主要流行自東南亞、印度等地 霍亂，潛伏期六小時至三天，嚴重下痢如米湯， 嘔吐，脫水，眼皮下陷，皮膚鬆懈，身體無熱， 死亡 疾病管理局資訊 http://www.cdc.gov.tw/sp.asp?xdurl=disease/disease_detail.asp&id=165 3&mp=1&ctnode=1498 http://www.cdc.gov.tw/sp.asp?xdurl=disease/disease_detail.asp&id=165 3&mp=1&ctnode=1498

8 Vibrio cholerae 分型 Serotype 血清型 O 抗原， O1…….O139… 等多型 O1 variants ， Ogawa ， Inaba ， Hikojima O1 Biotype (biovars) 生物型 biovars –Classical, nonhemolytic –El Tor, hemolytic, nonhemolytic

9 V. cholerae Infections Cholera 霍亂, pandemics Gastroenteritis, localized –Non-O1 ：引起腸胃炎，有腸毒素，溶血 素等 –Non-O1 Non-O139 –1992, Bangladesh

10 霍亂大流行 第一次在 1817 － 1823 年，達到歐洲邊境 第二次在 1826 － 1837 年，分三路穿過俄 羅斯到達德國，又從德國帶到英國東北的 森德堡。 1832 年被愛爾蘭僑民傳到加拿大， 在同一時候又到達美國 第三次流行時間特別長， 1846 － 1863 年， 1848 年到達北美並波及整個北半球 第四次 1865 － 1875 年的世界性大流行是 通過一艘從埃及到英國的航船流傳開來的 http://www.qingdaonews.com/big5/content/2003-05/11/content_1377481.htm

11 霍亂大流行 第五次和第六次分別發生在 1883 － 1896 年和 1910 － 1926 年。 第七次，自 1961 年起，由埃爾托 El Tor 生物型 霍亂弧菌引起的霍亂，開始從印度尼西亞的蘇 拉威西島向毗鄰國家和地區蔓延，迄今已波及 五大洲 140 個以上的國家和地區，報告患者 350 萬以上 1992 年 10 月，由非 O1 群的一個血清型 ——— O139 霍亂弧菌引起的新型霍亂，席卷印度和孟 加拉國的某些地區，至 1993 年 4 月已報告十萬餘 病人，現已波及許多國家和地區，有人將其稱 為霍亂的第 8 次世界性大流行。 http://www.qingdaonews.com/big5/content/2003-05/11/content_1377481.htm

12 Cholera 霍亂 Pandemics Pandemic 1- 6, Classical O1 Pandemic 7, El Tor O1 Pandemic 8(?), O139 (since 1992) 1961-1972 Cholera Pandemic

13 台灣的霍亂 國內霍亂自民國以後共發生 4 次大流行，分別是 在民國 1 年、 8 至 9 年、 35 年及 51 年。前 3 次患者 人數共 10,648 人，死亡 6,834 人（死亡率約 64 ％），由於醫療進步，民國 51 年發生流行的 383 名患者中，死亡人數為 24 人（死亡率約 6 ％）。 隨著生活條件的改善，自來水供應及下水道公 共設施的普及，再加上公共衛生的改善等，近 年國內霍亂病例數多僅為零星、散發個案，例 如於民國 89 年有 8 例、 90 年為 0 例、 91 年有 2 例 ( 皆由印尼境外移入 ) 、 92 年有 1 例 ( 泰國境外移 入 ) 、 93 年有 1 例 ( 菲律賓境外移入 ) ，且皆無死亡 病例。 http://www.sangha-care.org.tw/book37/look.html

14 台灣 O139 霍亂 50 年代初 1992 年 O139 霍亂菌緣起孟加拉 民國 86 年 8 月底

15 霍亂菌來自何方？ Pulsed-field gel electrophoresis

16 請思考 為何台灣民國 50 年代後沒有發生霍亂大流 行？

17 腸炎弧菌 Vibrio parahaemolyticus （副溶血弧菌） 1950 年在日本發現，首宗發現， 272 病人， 20 人死亡 最初命名為 Pasteurella haemolyticus ， 1963 年列為是弧菌 海水生，夏天多，冬天隱存於泥沙等附著 物上；海產多帶有此菌，台灣許多非海產 也有發現

18 在日本約半數細菌性中毒的菌體引起， 台灣也是非常重要 臨床的 VP 菌 95% 以上是 KP + 食物中的 VP 菌只有約 1% 是 KP + KP + 是 Kanagawa phenomenon 指在 Wagatsuma agar 上有 beta 溶血，有耐熱 的溶血素， TDH ， Thermostable direct hemolysin 腸炎弧菌 Vibrio parahaemolyticus

19 TDH 可耐攝氏一百度的高溫，有心臟毒性，亦有腸毒性，腸毒性 比霍亂毒素弱 除 TDH 外，尚有許多種異型，不過耐熱性較差，如 TDH-related hemolysin, TRH 少數 KP - 可以引起腸炎 尚有其他毒素如其他非耐熱溶血素、死亡毒素等 Lipopolysaccharides (LPS) 也具有毒性 Urease Type III secretion system 生長需要 0.5~10% NaCl ， 3% 最適， 37 度最適生長，有些可在低 溫生長 潛伏期 15~18 小時或更短，症狀：發熱、腹痛、下痢或下血痢、嘔 吐等 腸炎弧菌 Vibrio parahaemolyticus

20 血清型 O K O 和 K 的連結

21 TDH vs TRH 耐熱與不耐熱 TRH 和 Urease 的關係，地理分布

22 第三型分泌系統 T3SS1 T3SS2alpha—tdh 菌株 T3SS2beta—trh 菌株 http://www.nature.com/nrmicro/journal/v7/n10/box/nrmicro2218_BX1.html

23 Emergency of O3:K6 in India Okuda, 1997

24 Frequency of O3:K6 in Foodborne Poisoning in Middle Taiwan during 1995 to 1999 From C.S.Chiou %

25 Characteristics of O3:K6 Okuda, 1997

26 Typing of Old O3:K6 M R A3A3 A3 A3 A1 A1 A3 M M A2 A3

27 Typing of New O3:K6 M I5 I6 I7 I8 I1 I1 I4 I2 I3

28 Genome of New O3:K6 http://www.biken.osaka-u.ac.jp/act/images/hondaB.png

29 Minimum spanning tree of 174 global strains Yang’s lab, Beijing

30 討論 1992 開始有霍亂弧菌 O139 1996 開始有腸炎弧菌 O3:K6 為何？

31 V. vulnificus 創傷弧菌 傷口感染，食用海產感染，「海洋弧菌」

32 創傷弧菌 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vibrio_vulnificus_01.png

33 創傷弧菌 Hsueh et al., 2004

34 創傷弧菌 Hsueh et al., 2004 台灣每年感染病人數（ cases ）與百萬人口的盛行數（ prevalence ）

35 創傷弧菌 存在於台灣的近海海域中 分離弧菌中，創傷弧菌佔 5.7 ％ 91 ％屬於人類致病的 biotype I Hsueh et al., 2004

36 創傷弧菌 創傷弧菌為伺機性致病菌，具有強大的致病力 傷口浸泡到海水而進入體內，食用未煮熟的海 產而感染 造成原發性敗血症，高燒及寒顫，很快導致休 克。傷口感染會導致蜂窩組織炎，有時會有出 血性水泡，並可能由表皮發炎向下層蔓延而導 致筋膜發炎 腸胃症狀方面症狀則是嘔吐、腹痛或腹瀉 嚴重時會造成死亡，與海產有關的死亡案件中 佔 95%

37 易感染者 酒精性肝硬化。 原有肝病（包括原因不明的肝硬化），以 及慢性肝炎。 酗酒，但沒有肝病紀錄。 遺傳性血色 ( 鐵 ) 沉著病 有慢性疾病，包括糖尿病、風濕性關節炎、 地中海型貧血、慢性腎衰竭、淋巴瘤。

38 創傷弧菌感染台美有別 http://www.virginmedia.com/homefamily/fooddrink/food-poisoners.php?ssid=4

39 其他致病性弧菌 V. mimicus V. fluvialis V. furnissii V. hollisae V. vulnificus 創傷弧菌 V. damsela

40 TCBS (Thiosulfate-Citrate-Bile Salts-Sucrose) Agar 弧菌檢驗的標準培 養基 Sucrose 的利用與 否 http://www.troybio.com/images/Product_Images_BBL/TCBS-VCHO.gif

41 Aeromonas 在水、汙泥、污水等處常常見到 部份能在冰箱中生長，如 A. hydrophila 也常在食物中發現，並大量具有溶血性與 細胞毒性 活動性的三種： A. hydrophila 、 A. sobria 、 A. caviae ，前兩種較具有毒性 病人檢體中常會發現，正常人身上亦有

42 Aeromonas 生化特性 Popoff, 1984

43 產生多種毒素 – 腸毒素，與霍亂毒素相似與其非相似者 –Heat-stable enterotoxins –Hemolysins ，如 Aerolysin –Protease 協助毒性變成有活性 Aeromonas

44 Plesiomonas shigelloides 水生，水產食物常見，也發現在動物上 可生長在 3% NaCl G- rods ， polar flagella ， facultatively anaerobic 常與水產食品中毒有關但認為是 opportunistic pathogen

45 Pressor Amines 如 histamine ， tyramine ， serotonin ， dopamine 等 蔬果、香蕉、鳳梨、番茄等較多發酵食品亦有 Scombroid poisoning – 屬 Scombroidei 亞目 (subordor) 的魚 ( 如鮪魚 tuna) histidine 量多，經微生物作用產生 histamine –Proteus morhani ， Achromobacter ， Salmonella ， Clostridium ， Escherichia ， Vibrio 等

46 症狀：口乾、發熱、頭痛、下痢、嘔吐、 高血壓等 特別適當服用 inhibit monamine oxidase 的藥物時， amine 更不易分解而生病 Pressor Amines

47 麻痺性貝毒 濾食性貝類（如西施舌貝、牡蠣、文蛤、 淡菜、海瓜子等）以藻類為主食 當有毒渦鞭毛藻大量增生而造成紅潮時， 二枚貝濾食這些有毒渦鞭毛藻，毒素不會 排出體外而蓄積在體內，民眾攝食被毒化 的二枚貝後就會引起神經性食物中毒

48 台灣的西施舌中毒

49 渦鞭毛藻台灣肇禍

50 Chlorophycophyta Caulerpa spp. Cheatomorpha minima Ulva spp.

51 Cyanophycophyta Microcysstis aeruginosa –slow death factor ， small peptide Anabaena flos-aquae –Fast death factor ， depolarizing neuromuscular blocking agent Aphanizomenon flos-aquae –Very fast death factor, heat & acid stable Lyngbya gracilis marine algae –Debromoaplysiatoxin, dermatitis toxin

52 Chrysophycophyta, Pyrrhophycophyta Peridinium polonicum 淡水 –12-methoxybogamine, ichthyotoxic 魚毒 Amphidinium spp. 魚毒 Gymnodinium spp. –Red-tide algae, 對海陸很多動物都有毒 毒素極不穩定， block nerve transmission –http://www.nmnh.si.edu/botany/projects/dino flag/Taxa/Gcatenatum.htmhttp://www.nmnh.si.edu/botany/projects/dino flag/Taxa/Gcatenatum.htm

53 Chrysophycophyta, Pyrrhophycophyta Gonyaulax spp. –Gonyaulax toxins (saxitoxin) –heat-stable, no antidote 神經毒素 –http://www.nmnh.si.edu/botany/projects/dino flag/Taxa/Gpolygramma.htmhttp://www.nmnh.si.edu/botany/projects/dino flag/Taxa/Gpolygramma.htm

54 Dinoflagellates http://www.assurecontrols.com/info- dinoflagellates.htmhttp://www.assurecontrols.com/info- dinoflagellates.htm http://www.geo.ucalgary.ca/~macrae/pal ynology/dinoflagellates/dinoflagellates.ht mlhttp://www.geo.ucalgary.ca/~macrae/pal ynology/dinoflagellates/dinoflagellates.ht ml http://www.biologie.uni-hamburg.de/b- online/library/webb/BOT201/BOT201/Alg ae/Bot201Dinoflagellatespage.GIFhttp://www.biologie.uni-hamburg.de/b- online/library/webb/BOT201/BOT201/Alg ae/Bot201Dinoflagellatespage.GIF

55 麻痺性貝毒 麻痺性貝毒的分布與來源

56 二鞭毛藻

57 Rhodophycophyta

58 紅潮 Red Tide, Algal Bloom 香港與青島 http://seawayblog.blogspot.tw/2008/07/qingdao-and-algae-bloom.html http://www.hkgnu.org/travaux_de_conservation_ developpement_durable_pedagogie_onde_roug e.htm

59 馬祖夜光藻 http://www.matsu-news.gov.tw/2010web/street_info_101.php?UID=317

60 Structure of Some Algal Toxins

61 Toxicity Mouse Unit 注射 20g 白老鼠使在 15 分鐘內死亡的毒素 量 Saxitoxin 的毒性 600 MU=96 μg ，人致死 量約 3~5 千 MU

62 Ciguatera Posioning 西印度群島與太平洋地區為主 魚類帶毒素 毒素來源可能是 Lyngbia, Schizothrix 等藻類 毒素脂溶性，是 anticholinesterase 症狀：口唇發抖、痲痹、噁心、嘔吐、 頭痛、腹痛、下痢等

63 Algal Toxins 藻類的毒素多匯集到海產，特別是跑不掉 的貝類，食用後中毒 http://www.nmnh.si.edu/botany/projects/ dinoflag/http://www.nmnh.si.edu/botany/projects/ dinoflag/

64 Do symbiotic bacteria produce toxins in dinoflagellates and diatoms?

65 請思考 西施舌是養在魚塭的，為何會有藻類毒素？ 台灣許多水庫優氧化，如何避免有毒的藻 類茲長？

66 結論 對於人類而言，海洋細菌造成疾病最重要 的是弧菌 Vibrio 有本領適應環境，重要的毒性因子 主要的是 Vibrio cholerae, V. parahaemolyticus 隨著氣候變遷而衍生新的菌株 Dinoflagellates 和其他藻類的毒素中毒 Harmful algal bloom 受複雜的環境影響