疫苗

嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19)治療藥物及預防疫苗的研發有何挑戰?

嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19)治療藥物及預防疫苗的研發有何挑戰?
陳淵銓

冠狀病毒 2019-nCoV(SARS-CoV-2)引發的嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19)已在全球大規模流行,確診及死亡人數不斷攀升,但迄無正式獲得核准上市的有效治療藥物及預防疫苗。為解決此人類本世紀最大公共衛生及健康危機,各國科學家莫不競相研發相關藥物及疫苗,有的已完成活體外實驗、進入動物實驗或正進行人體試驗中,期望在最短時間內完成測試提供臨床使用。目前,雖已有多種候選藥物可供患者使用,亦有很多疫苗正在進行試驗中,但仍有諸多挑戰有待克服。

圖片來源: pixabay

●潛在有效治療藥物

1. 藥品:彙整國內外嚴重特殊傳染性肺炎(Coronavirus disease 2019, COVID-19)的相關研究報告,發現許多化學品、細胞激素(cytokine)及抗體(antibody)可能是治療COVID-19的潛在候選藥品(表1)。

還三合一疫苗一個清白

還三合一疫苗一個清白
高瞻計畫特約編譯 柯廷龍/國立臺灣師範大學生命科學系 李冠群副教授責任編輯

編譯來源:Huge Meta-Study Of Vaccines Reveals No Link To Autism

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圖片來源:維基百科

曾經有研究指出接受施打麻疹、腮腺炎、德國麻疹三合一疫苗(measles, mumps and rubella vaccine, MMR vaccine)可能是造成自閉症(autism)的元兇之一。然而在那之後,許多的更有效力的研究以及證據否定了原先的調查結果。

2014年5月,位於澳洲雪梨大學The Whiteley-Martin研究中心的學者們所發表的最新研究成果再度證明了三合一疫苗和自閉症並不相關。1

這次的研究範圍廣闊,結合了兩種調查,第一種研究運用統計方法執行了5項調查共包含1,256,407位孩童的資訊,觀察施打疫苗後出現自閉症症狀的患者以及其他無疫苗副作用的對象之間的比例。第二種以病例對照研究方法(case-control study)2對9920位兒童進行觀察,比對那些在接受疫苗後,罹患自閉症症狀的病患與其他施打疫苗後身體沒有不適的兒童。

未來的疫苗:基因疫苗-下

未來的疫苗:基因疫苗 (Gene vaccine)-下
國立臺灣大學師範大學生命科學系曾信豪碩士生/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

請按此連結,參閱「未來的疫苗:基因疫苗 (Gene vaccine)-上」

基因疫苗與傳統疫苗的不同之處在於基因疫苗是將病原體的抗原基因,以基因工程的方式插入細菌的質體內,做成基因疫苗,最後加入生理食鹽水中(圖一),以肌肉或皮下注射的方式打入人體內;或是將基因疫苗混入有機粒子中,再以基因槍打入體內。

圖一、基因疫苗的製作流程 ( 1、取出病原體的RNA;2、反轉錄成cDNA ;3、以病原體DNA產生抗原基因;4、將抗原基因插入細菌質體中;5、大量培養細菌並抽取細菌質體; 6、將質體混合食鹽水製做成疫苗 )

疫苗(Vaccine)

疫苗(Vaccine)
新竹縣立竹東高級中學生物科何淑媛老師/國立台灣大學動物所陳俊宏教授責任編輯

由於免疫細胞具有記憶性,因此我們可以提前讓我們的免疫系統先「認識」某個特定的病原體,產生記憶性B細胞與記憶性T細胞,下次在遇到同樣的病原體時,就可以快速且大量的發生免疫反應,此即為疫苗的原理。

不過,早在我們瞭解疫苗原理的數百年前,人類已經開始應用這個想法了。在古代,天花是一個可怕的疾病,有很高的致死率,即使存活,也有嚴重的後遺症;但是有人發現若將天花患者皮膚因水痘而結的疙瘩取下,塗在尚未長過水痘嬰孩的鼻孔或傷口,這個嬰孩會出現類似天花的症狀,也有死亡的可能。但如果可以存活,那他一輩子就不會再得天花!再者,若疙瘩是來自天花症狀較輕微的人,嬰孩塗完那疙瘩的副作用也較輕。隨著絲路,這個「技術」傳到了西亞、土耳其及歐洲。1798年,英國醫師簡納(Edward Jenner)發現擠牛奶的女工會從牛隻得到類似天花的病但症狀輕微許多,而且這些女工也是終身不會得天花,所以他研究由牛身上的牛痘接種到人身上,結果大大降低了天花的傳染性與致死率。1950年,世界衛生組織決定全面性接種牛痘預防天花。1979年,天花成為第一個由地球絕跡的傳染病。疫苗(vaccine)一詞,就是來自痘病毒(vaccinia),也就是牛痘病毒(cowpox virus)的一種。

在19世紀,巴斯德(Louis Pasteur)研究出將微生物的製品處理過後,可以增強動物對抗此具毒性的微生物的能力,例如把感染狂犬病的兔子的骨髓加以乾燥處理,或是將炭疽桿菌加熱,可用在預防人的狂犬病或是羊的炭疽熱上,獲得很大的成功,因此被尊為「免疫學之父」。

登革熱病毒與疫苗 (Dengue Fever)-下

登革熱病毒與疫苗 (Dengue Fever)-下
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

泰國積極研發活性減毒登革熱疫苗,並授權法國巴斯德藥廠進行安全性與有效性試驗,在泰國進行的劑量與注射處方調整試驗,結果顯示有九成受試者可獲得對抗四種型別登革熱病毒的保護力。

但目前試驗中的疫苗發生的問題包括了
(1)副作用:單一型別疫苗的副作用很輕微,但能夠預防四種型別的疫苗常發生較嚴重的副作用。
(2)競爭性干擾現象:不同型別病毒的抗體產生速度不同,出現競爭性干擾現象,使產生的抗體以第三型登革熱為主。

在台灣也有相當多的學者專家積極參與疫苗研發,高雄榮總醫師黃永豐等人的研究,是利用非結構性病毒蛋白,以基因工程方式製造疫苗,但仍未進入人體試驗階段。

登革熱病毒與疫苗 (Dengue Fever)-中

登革熱病毒與疫苗 (Dengue Fever)-中
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

細胞素是發炎反應的重要訊號分子,可調控多種白血球的活化;白血球表面具有細胞素受體,藉由受體與細胞素的結合,獲得發動攻擊訊號。

若巨噬細胞沒有成功吞噬登革病毒,病毒便會與巨噬細胞表面的受體結合,並誘發巨噬細胞分泌過量的細胞素,引起嚴重發炎反應,導致登革出血熱(Dengue Hemorrhagic Fever)與登革熱休克症候群(Dengue Shock Syndrome),其致死率可高達四至五成,這也是登革熱之所以危險的原因。

目前還沒有登革熱的特效藥及疫苗,對於登革熱伴隨的出血及休克,只能提供水份及電解質,以維持患者生命。不過,最近由陽明大學微生物暨免疫學研究所教授謝世良領導的研究團隊,提出一種新的抗病毒策略,為成功治療登革熱併發症帶來一線希望。

研究團隊發現,登革病毒會和巨噬細胞的CLEC5A受體結合,刺激巨噬細胞分泌大量細胞素,因此研究人員利用CLEC5A的拮抗性抗體及阻擾性RNA,成功阻斷CLEC5A受體與登革病毒結合,有效抑制登革熱病毒引發的血管及血漿滲漏,同時預防發炎反應,並保有免疫系統對抗病毒的能力。

未來還要透過基因工程純化出人體的CLEC5A抗體,才能發展成藥物,進行人體試驗。若真的順利研製成功,登革病毒引發的出血性登革熱將不再對人類構成威脅了。

登革熱病毒與疫苗 (Dengue Fever)-上

登革熱病毒與疫苗 (Dengue Fever)-上
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

登革熱(Dengue fever)的病源是由黃病毒科(Flaviviridae)黃病毒屬(Flavivirus)中的登革病毒亞屬所引起,在登革病毒亞屬裡共有四型登革病毒,它們依血清抗原性的不同,分為第一、二、三、四型。登革病毒主要藉由埃及斑蚊(Aedes aegypti)及白線斑蚊(Aedes albopictus)傳播,其中埃及斑蚊的傳染力又比白線斑蚊要強。

不同血清型的登革病毒的分子結構類似,形狀為球形,直徑約30 ~ 50 nm(奈米),是一種具有套膜的RNA病毒。內部是一個二十面體的核殼,外圍則是雙層套膜,此套膜含脂質,而且嵌入外套蛋白和膜蛋白。

其基因體為單股RNA,約含有一萬一千個核酸。登革病毒必須在宿主細胞質內進行複製,病毒基因體可經轉譯生成一個約含3400個胺基酸的大型蛋白,經宿主蛋白酶及病毒蛋白酶作用後可產生十個病毒蛋白。

疫苗中的藏鏡人-佐劑

疫苗中的藏鏡人-佐劑 (Adjuvant)
臺北市立建國高級中學生物科黃慧茹實習老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

疫苗的作用主要可以引發免疫反應,其中包括了:

(1) 主動免疫,意即未雨綢繆,先注射了抗原然後等待時間讓自體產生抗體的免疫反應

(2) 被動免疫,意即時間緊迫,遠水(自己產生抗體所需時間長)救不了近火(如被毒蛇咬)的情況下迅速給予能中和毒抗原的抗體以挽救生命。