「與台灣同行」—蛋白質疫苗的優缺點,和關鍵技術
高端疫苗是台灣首支與美國衛生研究院(NIH)合作開發的疫苗,與另一款美國生物科技公司諾瓦瓦克斯(Novavax)所研發的Covid-19疫苗同樣採取「蛋白質次單位技術」(即「基因重組蛋白技術」)。
■美國諾瓦瓦克斯(Novavax)同樣採用蛋白質次單位技術來研發疫苗
美國生物科技公司諾瓦瓦克斯(Novavax)表示,其研發的兩劑式Covid-19疫苗,在美國和墨西哥的第三期大型臨床試驗結果顯示,對有症狀感染具有逾9成的保護力,對中度至嚴重感染的保護力更達百分之百,且對全球主要變種病毒株的保護力也達9成。
根據美國全國公共電台(NPR)報導,美國藥廠諾瓦瓦克斯採用「蛋白質次單位技術」,這種疫苗與已在美國獲得緊急授權使用疫苗,其不同之處在於此種疫苗包含棘狀蛋白本身,人體無需再製造,再搭配一種輔劑,以強化免疫系統反應,可讓疫苗更具保護力。
《自然醫學》(Nature Medicine)期刊最新研究也指出,藉由以Covid-19復原患者血清的中和抗體濃度做比較,結果顯示七款Covid-19疫苗中,保護力最佳的是莫德納、諾瓦瓦克斯及輝瑞,其次分別為俄國衛星五號疫苗、AZ與嬌生,最後則是中國科興疫苗。
蛋白質重組技術過去曾用在B型肝炎與百日咳疫苗。台大醫院小兒感染科醫師李秉穎曾表示,蛋白疫苗不會像mRNA或腺病毒到處跑,該疫苗透過肌肉注射讓局部產生免疫反應,不會有過敏性休克或血栓等副作用;此外,蛋白質的物性比mRNA穩定許多,因此無須特殊冷鏈要求[1]、[2]。
■蛋白質疫苗的優缺點,和關鍵技術
蛋白質疫苗的目的,是讓「白血球看到『關鍵的』蛋白質」。在三十多年前,用純粹的病毒蛋白質做為抗原的首款疫苗-B 型肝炎疫苗上市。
相較於常聽到的 mRNA(如:莫德納)、腺病毒載體(如:牛津 AZ)、去活性(如:科興)疫苗等,使用純粹的蛋白質做為疫苗,有以下優點:
►使用歷史悠久
▪蛋白質疫苗開發至今,已累積了三十多年以上的接種經驗。
▪如我們熟悉的「B 肝疫苗」、「子宮頸癌疫苗」等。相較於 mRNA、腺病毒載體疫苗,蛋白質疫苗在臨床熟悉或民眾信任度上,更讓人放心。
►友善保存環境
▪蛋白質疫苗僅需 4℃ 保存。
▪相較於需要低溫冷鏈的 mRNA 疫苗,保存與運輸條件更便利。
►沒有血栓副作用風險
▪已知腺病毒載體疫苗(如牛津 AZ)有一罕見但致命的副作用:「血栓併血小板低下症候群(Thrombosis with Thrombocytopenia Syndrome, TTS)」。目前推測可能是由疫苗外洩之負電的核酸所引起,而蛋白質疫苗不含類似物質(帶負電之高分子),較無此疑慮。
►沒有整顆病毒的風險
▪歷史上曾發生幾件慘烈的疫苗事故,都與直接使用病毒的去活性有關。1955 年的美國,藥廠用整顆病毒製作小兒麻痺疫苗時,因為未能完全殺死病毒,也就是疫苗內仍有活病毒,結果導致 4 萬人染病、近兩百人癱瘓、10 名孩童死亡。蛋白質疫苗不使用整顆病毒,無此疑慮。
蛋白質疫苗也有天生的缺點:因為「不夠像病毒感染細胞」的過程,而產生的免疫力不足。所以此類疫苗中,有兩個關鍵成分:「抗原」及「佐劑(adjuvant)」。
►「抗原」讓白血球認識敵人
▪Novavax 疫苗抗原的特色,在於使用「修飾後穩定態的棘蛋白(spike protein)」。
▪從 2002 年的 SARS 後,科學家針對冠狀病毒累積了各類研究。他們發現,想對該病毒家族開發疫苗,「表面棘蛋白」是最好的抗原。
▪科學家可透過基因工程,讓細胞生產大量的目標蛋白質;大量的棘蛋白被生產,並黏著在奈米顆粒上,形成表面佈滿抗原的奈米粒子(30~40 nm)。而這種大小、仿似真實病毒的奈米粒子(virus-like nanoparticles, VLPs)設計,能誘使淋巴系統捕捉、進一步提升抗原被白血球吞噬、辨認的效果。
►「佐劑」模仿微生物入侵的信號,激發更強烈的抗體反應
▪Novavax 的佐劑(Matrix-M™)則使用了樹皮裡的東西。
▪皂樹(Quillaja saponaria)的樹皮萃取物:皂苷(Saponin),它能讓局部組織發炎、受損,模仿病原體入侵人體的反應,呼喚更多的免疫細胞到達現場、吞噬更多抗原[3]。
■次單位疫苗 ─「重組蛋白疫苗」
次單位疫苗是最近幾十年發展出來的技術,「次單位」意為只取病原體一部分結構製成疫苗。
作法有兩種:
▪一種天然的次單位疫苗,直接培養病毒再取出病原體一部分毒素,純化減毒後做疫苗。
▪另外一種是重組的次單位疫苗,又稱重組蛋白疫苗,這次國內3家疫苗廠,國光生技、高端疫苗及聯亞生技,研發的新冠疫苗即是「重組蛋白疫苗」。
「國家衛生研究院感染症與疫苗研究研究員暨生物製劑廠」劉士任 執行長解釋,所有的生物體包括病毒及細菌都有基因,也就是DNA,DNA製造RNA、RNA製造蛋白質,病毒或細菌外殼有很多不同表面蛋白,重組蛋白疫苗就是在病毒外殼的蛋白中,篩選出所需的病原蛋白質,以基因工程的技術,將蛋白質的DNA序列植入細胞培養,使細胞長出病毒蛋白質加以純化,再製成疫苗打入人體,讓免疫系統經由偵測到病毒蛋白產生免疫反應。
現在的B型肝炎疫苗跟HPV(人類乳突病毒)疫苗,都是用重組蛋白的技術來製成疫苗。但蛋白質純化需要時間,而且不同蛋白質純化技術不一樣,開發蛋白質疫苗需較長時間[4]。
■因應未來新興傳染病,長期備戰才是正解
冠狀病毒與流感病毒同屬RNA病毒,流感病毒由8條、冠狀病毒由1條RNA組成,它們的複製過程由於缺乏校對機制,容易累積突變。中研院基因體研究中心研究員馬徹分析,這就是RNA病毒如此善變難搞的原因,連研究了百年的流感,到現在都還找不到萬用疫苗預防或萬靈丹治療,更遑論是人類還很陌生的冠狀病毒,不過相關領域的科學家仍持續在努力。
新冠肺炎全球大流行,甚至有流感化趨勢,馬徹語重心長地說,這是全世界要一起面對的問題,大家不必過度恐慌!新冠肺炎不會是人類最後一個面對的新興傳染病,說不定10年後又有新疫情爆發,任何國家都要長期投資備戰,對於新興傳染病的相關研究是「養兵千日,用在一時」[5]。
【Reference】。
1.來源
➤➤資料
∎[1] (自由時報)「高端二期解盲成功》技術同門Novavax」:https://ec.ltn.com.tw/article/paper/1454103
∎[2] (自由時報)「諾瓦瓦克斯疫苗 保護力逾9成」:https://news.ltn.com.tw/news/world/paper/1454747
∎[3] (PanSci 科學新聞網)「Novavax 疫苗的優缺點?蛋白質疫苗的關鍵技術!」:https://pansci.asia/archives/323206
∎[4] (康健雜誌)「台灣新冠疫苗最快3月到貨,5張圖看懂疫苗怎麼做」:https://www.commonhealth.com.tw/article/83548
∎[5] (科技大觀園)「檢測、治療、疫苗——科學家抗疫總動員」:https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/C000003/detail?ID=8800cc8c-085a-40b3-a127-98437cb071ad
➤➤照片
∎(康健)「台灣新冠疫苗最快3月到貨,5張圖看懂疫苗怎麼做」:https://www.commonhealth.com.tw/article/83548
∎「Vaccinating health and care staff」:
https://content.govdelivery.com/accounts/UKDEVONCC/bulletins/2b3f58d
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Nature Medicine
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防疫產品熱賣,但紫外線真能殺死新型冠狀病毒嗎?
為了對抗新冠病毒,近期冠有「消毒」、「殺菌」等詞的商品賣得火熱,其中 #紫外線燈 相關產品,更受民眾青睞,但是究竟紫外線能不能殺死病毒呢🤔?
自然界中的紫外線來自太陽光☀,在太陽光波長範圍內的紫外線又可以大略分為三種,分別為UVA、UVB、UVC,讓我們一起來看看:
☀第一種紫外線A(UVA)
太陽光中大部分的紫外光都是在這個波段,它能穿透我們的皮膚,造成皮膚老化。
☀第二種紫外線B(UVB)
會破壞皮膚的DNA,導致曬傷。
但很可惜的前兩種都不具有殺死新冠病毒的功能🙅♂️,只有第三種紫外線C(UVC),能夠有效的破壞細菌、病毒和孢子的DNA和RNA,而且沒有已知的微生物對UVC有抗藥性。
⚠提醒您,正確使用UVC紫外光源產品,雖然可以有效對空氣、表面和物件進行消毒,但一定要小心使用,以避免UVC紫外線輻射對眼睛和皮膚造成可能的傷害。
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某種核酸分子經分析,確定是RNA而非DNA,下列哪些資料可予以支持? (A)含有核糖分子(B)含有月尿嘧啶(C)磷酸分子數=五碳糖分子數(D)嘌呤分子數為嘧啶分子數的二倍(E)含氮鹽 ... ... <看更多>