文／莎賓娜

病菌的變種是指它們變得跟原本不太一樣，這些變種可能讓病菌更容易傳染給人們，或者變得更厲害，讓病症更為嚴重。就像自從COVID-19疫情爆發以來，新型冠狀病毒一直持續不斷變種中。

變種成因 基因之變

那麼，病菌為什麼會變種呢？原來，當病菌在人們之間傳播時，它們會遇到很多困難，像是我們身體的免疫系統會想辦法抵抗它們，或者藥物會試圖消滅它們。為了應付這些困難，病菌可能在它們的基因中發生了一些變化，變得更強壯、更能生存下來。

變種的原因多種多樣，其中一個常見的原因是基因突變。基因是病菌體內的遺傳物質，在生長和繁殖過程中扮演著重要角色。它們包含了病菌的全部資訊，所以當病菌的基因發生變異時，可能會影響病菌的特性，包括傳播能力、致病性和毒性等。這些基因變異可以是由自然演化、環境壓力或複製過程中的錯誤等因素引起的，例如當病菌在複製自己的DNA時出現了錯誤，這些錯誤就是突變。

病菌的基因變異可能會影響病菌的傳播性、耐藥性和毒性。下面是病菌的基因變異的幾種情形：

點突變

點突變是一種常見的變異，涉及單個或少量的核苷酸的變化。這些變異可能會導致抗生素耐藥性的產生或者增強其毒性。

插入與刪除

病菌的基因組中可能會插入或刪除一段DNA序列。這些變異可能會導致病菌的蛋白質結構或功能的改變，並影響其傳播力和感染性。

基因平行轉移

病菌間可以透過將基因片段轉移給彼此的方式分享基因。這通常是抗生素耐藥性在病菌間迅速傳播的原因。例如，大腸桿菌和沙門氏菌可以通過基因平行轉移來取得耐藥性基因。

重組

當病菌的兩個或多個DNA片段互換位置或合併時，會發生重組。這可能會使病菌具有新的特性，使其更能逃避免疫系統的檢測。

全基因組重排

在全基因組重排中，病菌的整個DNA結構會經歷大規模的變化，包括染色體的重複、刪除、倒置和易位。

負向選擇與適應性變異

當病菌面臨環境壓力（如抗生素或宿主免疫系統）時，不適應的變異可能會被淘汰，而有益的變異可能會增加，使病菌更適應其環境。

實例解析 科學應對

病菌的基因變異是多種多樣，因為它們可能會使病菌更具傳染性或耐藥性，也對公共衛生形成挑戰。

以流感病毒為例，它的基因非常容易發生變化，這就是為什麼每年的流感病毒都有所不同。COVID-19疫情也是一個鮮明的例子，病原體SARS-CoV-2在傳播過程中出現了多個變種，如：Alpha、Beta和Delta變種。這些變種有更高的傳播能力，因此引起了全球的關注。所幸，憑藉著醫學界的努力，已經開發出針對SARS-CoV-2的疫苗，在預防COVID-19具有一定的成效。

在大自然生物舞台上，病菌的變種是一個常見的現象，當人類迎戰病菌威脅時，我們也見證了微小如病菌，卻有其強大的生命力和適應性。在COVID-19這場全球疫情裡，我們不僅知曉了病菌變種的形成過程，更教會我們如何以科學方法武裝自己，尤其全球的醫學專家和科學家更罕見的通力合作，共同分享研究成果，因而創造了前所未有的疫苗超速開發的奇蹟。