1.1 登革病毒之簡介及流行：
登革病毒（Dengue virus，DENV）包含四種血清型（DENV1，DENV2，DENV3，
DENV4），分類上屬於黃病毒科（Flaviviridae）中的黃病毒屬（Flavivirus）之成 員，黃病毒屬約有70 種以上的病毒，包括造成全球流行的日本腦炎病毒（Japanese encephalitis virus，JEV），西尼羅病毒（West Nile virus，WNV），黃熱病毒（Yellow fever virus，YFV）；造成地方性流行的蜱傳播腦炎病毒（tick-borne encephalitis virus，TBEV），聖路易斯腦炎病毒（St. Louis encephalitis virus，SLEV）。黃病 毒大都是透過節肢動物傳播（arthropod-borne）而造成人類疾病，其中登革病毒即 是藉由埃及斑蚊（Aedes aegypti）和白線斑紋（Aedes albopictus）的叮咬來感染人 體，引發登革熱（Dengue fever，DF）和登革出血熱/登革休克症候群（Dengue hemorrhagic fever/Dengue shock syndrome，DHF/DSS）(Lindenbach and Rice, 2007)。
在1906 年 Bancroft 首先提出埃及斑蚊是登革熱的傳播媒介(Bancroft, 1906)，
並被Siler 所證實(Siler, 1926; Cleland, 1918)，之後白線斑蚊也被證實為傳播媒介 (Simmons, 1931)。同時在 1906 年 Ashburn 和 Craig 從感染病人中發現濾過性病源，
但直到1944 年 Sabin 和 Schlesinger 才成功分離出登革病毒(Sabin and Schlesinger, 1945)。
關於登革熱流行的記載，在 1779 年和 1780 年即有文獻指出在亞洲、非洲及 北美洲有疑似登革熱的疾病流行(Howe, 1977; Rush, 1789)，但在更早之前中國晉朝 已有類似登革熱疾病的紀錄(Nobuchi, 1979)。第一個登革熱流行的記載則是 1780 年在費城的大流行(Carey, 1971)。1780 至 1940 之間類似登革熱的案例雖不頻繁，
但都是大規模的流行。二次大戰後，登革病毒的傳播擴大，在東南亞及太平洋地 區陸續爆發大流行，甚至出現多種血清型的病毒同時流行（hyperendemicity），並 出現新的疾病 DHF，在 1954 年於馬尼拉以及隨後的 20 年間流行於東南亞地區
(Gubler, 1998)。隨著運輸以及貿易的快速發展，登革病毒逐漸擴散至全球，直到 1997 年，登革病毒已是造成熱帶以及亞熱帶地區的蟲媒疾病中的重要來源，估計 約有超過100 個國家，大於 25 億的人口有遭受感染的危險，每年約有 5 千萬到 1 億個人感染登革病毒以及約50 萬個 DHF 病例(Gubler, 1998, 2002)。
登革熱在台灣的流行最早記載於1870 年，之後 1902 年、1905 年和 1922 年在 澎湖群島，以及1927 年在台灣南部皆有發生流行，1931、1942~1943 則是爆發全 島性的流行，之後約40 年未再發生，直到 1981 年屏東地區出現 DENV2 流行，接 著 1987 年和 1988 年在南台灣爆發大流行，此後幾乎每年有零星案例發生，約每 三年有大規模的流行，最近的幾次包括1998 年台南地區 DENV3 大流行；2001~2002 年高屏地區DENV2 大流行，以及 2004 年間高屏地區 DENV1 及 DENV4 的流行，
2006 年高雄 DENV3 大流行，及 2007 年台南 DENV1 大流行。
1.2 感染登革病毒之臨床症狀：
感染登革病毒的臨床症狀，大多數人無症狀或輕微發燒，少數人會出現高燒
等較嚴重但會自癒的DF，更少數人則出現嚴重及可能致命的疾病，即 DHF/DSS，
(Gubler, 2002; Guzman and Kouri, 2002)。一般病毒感染後，潛伏期約 2~14 天，平
均約4-7 天，之後出現突然高燒、頭痛、眼窩痛、腰椎神經痛、眼球充血、臉部發
紅等症狀。發燒會持續 2~7 天，伴隨肌肉痛、骨痛、噁心、嘔吐等症狀，且約有
50% 病 人 會 發 生 出 疹 。 實 驗 室 診 斷 也 發 現 病 人 會 有 嗜 中 性 白 血 球 減 少
（neutropenia）、血小板減少（thrombocytopenia）的現象，大部分感染的人會痊 癒，且不會有永久的後遺症，急性期（acute phase）持續約 3~7 天才進入恢復期
（convalescence phase）(Gubler, 1998)。
早期的流行病學研究顯示 DHF 主要發生在年齡小於 15 歲的小孩，成人也可
能發生，症狀和DF 類似，除了血小板、白血球減少，還會有出血情形，血管通透
性也會增加，導致血漿流失，血壓下降，最後導致休克，即DSS 的發生。若無妥
善治療，病患可能在 8~24 小時內死亡，若有適當的治療則可降低死亡率(Gubler, 1998)。
1.3 登革出血熱之致病機制：
長久以來之研究顯示，許多產生DHF 的危險因子，包括病毒株，宿主免疫狀
態（immune status），年紀，營養，HLA 種類，先前疾病（underlying disease）等 等。主要有兩種假說，雖然彼此爭論，但是並不是互相排斥的（mutually exclusive）。 度（suboptimal concentration）中和性抗體的存在下，會促進登革病毒透過 Fc 受器 而進入單核球（monocyte）中大量複製之現象(Brandt et al., 1982; Halstead, 1980, 1988; Halstead and O'Rourke, 1977; Halstead et al., 1984; Kliks et al., 1989)，提出免疫 假說(Halstead, 1970, 2003)。在初次感染某一血清型，可以產生針對此血清型的中
1.4 登革病毒之結構與基因體：
成熟之登革病毒顆粒為球型結構（spherical），直徑約 50 nm，病毒外層由來 自宿主細胞之雙脂質（lipid bilayer）構成的外套膜以及病毒的外套膜蛋白質
（envelope protein，E ）和膜蛋白質（membrane protein，M）所包圍，病毒顆粒 內部則包含有核心殼核酸（nucleocapsid），由核心蛋白質（capsid protein，C）和 病毒的基因體所組成(Lindenbach and Rice, 2007)。
登革病毒的基因體為一條正向（positive sense）、單股（single stranded）的 RNA 所組成，大小約 11 kb。此 RNA 之 5’端有外帽（m7GpppAmpN2 cap），3’
端無聚腺苷序列（polyadenylate tail）(Cleaves and Dubin, 1979; Wengler and Gross, 1978)。在 5’及 3’端各具有一段非轉譯區（noncoding region，NCR），包含一些保 守序列（conserved sequences）和重要的 RNA 二級結構，可影響 RNA 基因體之複 製、轉譯和組裝（assembly），中間為單一個 ORF（open reading frame），經轉錄 作用合成出單一條多蛋白質（polyprotein），其靠近 N 端之四分之一部份為病毒之 結構性蛋白質，依5’至 3’排列順序為 C-PrM-E；其餘 C 端四分之三部分為非結構 性蛋白質，依 5’至 3’排列順序為 NS1-NS2A-NS2B-NS3-NS4A-NS4B-NS5，此 polyprotein 會經由病毒或宿主細胞內的蛋白酶切割（processing）形成 10 個單一蛋 白(Lindenbach and Rice,2007)。
1.5 登革病毒之前驅膜/膜蛋白質與外套膜蛋白質：
前驅膜蛋白質（precursor membrane protein，PrM）分子量約 19 kDa，包含 166 個胺基酸，其N 端具有六個半胱胺酸（cystein）形成三個雙硫鍵（disulfide bond）
(Nowak et al., 1989)。PrM 蛋白質會和 E 蛋白質在內質網（endoplasmic reticulum，
ER）處形成穩定之異類二聚體結構（heterodimer）(Mukhopadhyay et al., 2005)，並 且和 nucleocapsid 進行組裝，形成未成熟病毒顆粒，之後在分泌途徑（secretory pathway）中，PrM 蛋白質會被高基氏體（Golgi）的酵素 furin 切割其 N 端之 pr 部
分，產生成熟的 M 蛋白質，此切割作用可以促使 PrM-E heterodimer 結構解離
（dissociation）進而形成 E 蛋白質同類二聚體結構（homodimer），成為成熟病毒 顆粒，PrM 蛋白質之存在功能被認為可以避免 E 蛋白質在分泌途徑中進行由酸性 環境引導的結構性改變（conformational change）(Guirakhoo et al., 1991; Heinz et al., 1994)。
E 蛋白質，分子量約 55 kDa，包含約 495 個胺基酸，為登革病毒顆粒表面最 主要的蛋白質，含有12 個高度保守的半胱胺酸形成 6 個雙硫鍵穩定其結構(Nowak and Wengler, 1987)。其功能包括可與宿主細胞之受器（receptor）結合，並幫助病 毒進行膜融合（membrane fusion）以完成進入細胞（entry）的步驟，E 蛋白質同時 也是中和性抗體（neutralizing antibodies）的主要目標(Bray et al., 1989; Halstead, 1988)。高解析度低溫電子顯微鏡（cryoelectron micrograph，cryo-EM ）的研究顯 示，病毒表面由90 個 E 蛋白質之 homodimer 排列而形成其二十面體之結構 (Kuhn et al., 2002; Mukhopadhyay et al., 2003) 。 根 據 X 線 繞 射 晶 體 結 構 （ X-ray crystallography）研究解出，E 蛋白質單體（monomer）以頭對尾（head to tail）方 式形成二聚體（dimer），平行排列在成熟病毒顆粒之外套膜上，E 蛋白質 N 端的 ectodomain，即包括第 1 至第 395 個胺基酸，具有三個 domains (Modis et al., 2003, 2004; Rey et al., 1995)，domain I 為中央結構區域（central structural domain）；domain II 為聚合區域（dimerization domain），其末端包含一段黃病毒屬間高度保守（highly conserved）之序列，即融合圈環（fusion loop）；domain III 為類免疫球區域
（immunoglobulin-like domain）被認為可參予與細胞受器的結合(Modis et al., 2003, 2005; Mukhopadhyay et al., 2005; Rey et al., 1995; Volk et al., 2004; Yu et al., 2004)。
1.6 登革病毒之生活史：
登革病毒顆粒藉由表面之 E 蛋白質與宿主細胞上的受器結合，經由受器所引
導的胞飲作用（receptor-mediated endocytosis）進入細胞內形成胞飲體（endosome），
胞飲體的低 pH 值酸性環境會促使 E 蛋白質產生從 dimer 轉變成同類三聚體
（homotrimer）的結構性改變，使病毒之外套膜和胞飲體發生膜融合，脫去外殼
（uncoating）釋放出基因體 RNA (Modis et al., 2004; Mukhopadhyay et al., 2005)。
正股之RNA 在內質網上轉譯出單一條 polyprotein，經由切割作用形成各個單一蛋
白質執行功能，產生之非結構蛋白質，可以幫助 RNA 進行複製，先以正股 RNA
為模板，合成負股RNA，再以此為模板合成更多正股基因體 RNA，之後與結構性
蛋白質在內質網附近進行組裝，產生新的病毒顆粒，之後經由分泌途徑運送至高 基氏體進行糖化作用及修飾，在此PrM 蛋白質會經由 furin 蛋白酶切割為 pr 及 M 蛋白質，此時才形成具感染力之成熟病毒顆粒，最後透過膜融合釋出細胞外 (Lindenbach and Rice, 2007)。
1.7 類病毒顆粒（Virus-like particles，VLPs）：
在登革病毒之生活史當中，除了釋放出成熟病毒顆粒之外，還會形成一種密 度與直徑略小的顆粒，即類病毒顆粒（virus-like particles，VLPs），這種 VLPs 表 面也具有E 蛋白質和 M 蛋白質，但缺乏內部 nucleocapsid 結構(Smith et al., 1970)，
過去一些對於黃病毒研究發現，在細胞中共同表現E 蛋白質和 PrM 蛋白質就足以
形成重組性次病毒顆粒（recombinant subviral particles，RSPs），並且也具有融合
（fusogenic）之功能(Allison et al., 1995; Allison et al., 2003; Corver et al., 2000; Kuhn et al., 2002; Lorenz et al., 2003; Schalich et al., 1996)。由於 VLPs 和成熟病毒顆粒在 結構上與生化特性上具有相似性，但無感染性，因此可當作一個血清學診斷和疫 苗研究的良好工具 (Hunt et al., 2001; Konishi and Fujii, 2002)。
1.8 外套膜蛋白質之抗原結構：
E 蛋白質對於誘發中和性抗體以及保護性免疫反應（protective immune response）扮演重要角色(Bray et al., 1989; Heinz and Kunz, 1982; Kaufman et al., 1987; Men et al., 1991; Roehrig et al., 2001)，由動物實驗證實，以重組性次病毒顆粒
或重組之E 蛋白質進行主動免疫（active immunization）(Bray et al., 1989; Mota et al., 2005)，或以 E 蛋白質之單株抗體（monoclonal antibodies）進行被動免疫（passive immunization）(Kaufman et al., 1989; Kaufman et al., 1987)，可保護實驗動物對登革 病毒之感染。
透過E 蛋白質之多株抗體（polyclonal antibodies）或各種單株抗體的研究可以 幫助了解E 蛋白質上的抗原結構（antigenic structure）(Beasley and Barrett, 2002; Crill and Roehrig, 2001; Heinz, 1986; Henchal et al., 1982; Roehrig, 2003; Roehrig et al., 1998; Sanchez et al., 2005; Vogt et al., 2009) 。過去對於TBEV 之 E 蛋白質抗原結構 之研究，根據所找尋到抗體辨識部位（epitopes），顯示其具有三個 domains。domain A 包含黃病毒群交叉反應之抗體辨識部位（flavivirus group-reactive epitopes），
domain B 包含 TBEV 複合型之抗體辨識部位（complex-reactive epitopes），而大 部分TBEV 次血清型專一之抗體辨識部位（subtype-specific）則位在 domain C，此 三個抗原結構 domain C、A、B 可以分別對應於 E 蛋白質之 domain I、II、III (Lindenbach and Rice, 2007)。
在登革病毒方面，最近有許多研究利用yeast display library 系統或細菌表現重 組之E 蛋白質單一 domain 來研究老鼠的抗 E（anti-E）單株抗體，flavivirus group- reactive 單株抗體主要辨識 E 蛋白質之 domain II fusion loop 上的胺基酸；
complex/subcomplex-reactive 單株抗體以及 type-specific 單株抗體主要辨識 domain III 上的胺基酸 (Crill and Chang, 2004; Crill et al., 2009; Crill and Roehrig, 2001;
Gromowski and Barrett, 2007; Gromowski et al., 2008; Lin et al., 1994; Lisova et al., 2007; Lobigs et al., 1987; Lok et al., 2001; Oliphant et al., 2006; Stiasny et al., 2006;
Sukupolvi-Petty et al., 2007)。 此 外 ， 對 於 老 鼠 各 種 抗 E 單 株 抗 體 中 和 效 力
Sukupolvi-Petty et al., 2007)。 此 外 ， 對 於 老 鼠 各 種 抗 E 單 株 抗 體 中 和 效 力