廣效性流感疫苗研發突破

2020 年新冠病毒肆虐全球,但與此同時,人類與流感病毒的戰爭也沒有停過,因為傳統疫苗無法對付年年變異的流感病毒。中央研究院基因體研究中心翁啟惠院士和馬徹研究員的研究團隊,成功利用雞蛋製造單醣化的流感疫苗,可對抗異株的流感病毒,保護效果比傳統疫苗高三到四倍,研究成果於 2019 年 2 月獲刊於《美國國家科學院院刊》 (PNAS)。

流感病毒知多少?

流感是由病毒引發的傳染病,幾乎每個人都得過流感,但你親眼看過這些磨人的小東西嗎?(喂!)

流感病毒直徑約 80~120 奈米,入侵細胞全靠外套膜上兩種醣蛋白:一種是血凝集素(Hemagglutinin,簡稱 HA),能幫助病毒黏附宿主細胞,一種是神經胺酸酶 (Neuraminidase,簡稱 NA),幫助病毒在宿主細胞內繁殖後離開、持續在宿主體內擴散。

流感病毒直徑約 80~120 奈米,因為是 RNA 病毒,非常容易變異。入侵細胞全靠外套膜上兩種醣蛋白:一種是血凝集素(Hemagglutinin,簡稱 HA),能幫助病毒黏附宿主細胞,一種是神經胺酸酶 (Neuraminidase,簡稱 NA),幫助病毒在宿主細胞內繁殖後離開、持續在宿主體內擴散。
圖│iStock

會感染人類的流感病毒又可分為 A、B、C 三型:

A 型病毒的 HA 共 18 種 (H1 ~ H18),NA 共 9 種 (N1 ~ N9),不同的 HA 和 NA 可組成不同亞型 (subtype),如 H1N1 表示有 HA1 和 NA1 兩種蛋白質,常感染人類的有 H1N1、H3N2 兩種。

A 型流感病毒的變異很快,而且可能在人群中迅速傳播而造成嚴重疫情,像 1918 年西班牙 H1N1 流感曾大流行,導致全球至少兩千萬人死亡,宛如中世紀的黑死病!

B 型病毒沒有亞型,也不會快速變異,雖會導致大流行,不會導致嚴重疫情。C 型也沒有亞型,感染後只出現輕微症狀,不會導致大流行。

人類在 1944 年,發明了第一個 A 型流感疫苗,終於有了武器控制流感大流行,但這場人與病毒的戰爭並未真的完結!因為流感疫苗,可是唯一需要年年改換病毒株的人用疫苗。

WHO 年年選株,是在選什麼?

流感病毒在全球傳播後,在不同的地區可能變異成新的病毒株 (strain),如 B 型流感有維多利亞株、山形株,A 型流感有 H1N1 加州株、H3N2 維多利亞株等,導致舊的疫苗失效。

為了對抗不斷變化的流感病毒,世界衛生組織 (WHO) 在各國設有偵測中心,從各處的病患和鳥類身上採樣、蒐集流感病毒資訊,然後每年召開北、南半球的季節性流感疫苗選株會議,預測明年可能流行的兩種 A 型病毒株、兩種 B 型病毒株,通常於來年二月公布北半球的選株結果,以利製作當年流感疫苗,台灣地區則通常於十月開打。

WHO 每年會從 B 型流感病毒、A 型流感病毒第一群、第二群的病毒株中,分別選出可能流行的病毒株,將它們放進雞蛋中培養,再經過純化、去活性、提煉等等步驟,製作成流感疫苗。如果猜對了,人們只要打過疫苗,就能不致染病或減輕病情,但如果猜錯了,疫苗保護力大減,恐將引發大流行。
圖│研之有物 (資料來源│馬徹)

如果猜對了,打疫苗約有 70% 保護力。但預測常趕不上病毒的變化!一旦猜錯,只剩 20~30% 保護力,恐導致全球大流行。因此全球科學家一直希望找出廣效性流感疫苗,可以對抗流感所有的病毒株。

這件事異常困難,因為病毒的 HA 和 NA 太常發生突變,同一亞型、不同株的變異程度只要有 5% 到 20%,即可能讓疫苗保護力失效。如何解決病毒一直變異、疫苗無法有效保護的問題?翁啟惠與馬徹的研究團隊發現,可從破解 HA 的構造開始。

戴著醣面具的流感病毒

仔細觀察,HA 的外型像蘑菇,分為膨大的「頂部」和固定在外套膜上的較細「莖部」,通常免疫系統只能辨識 HA 頂部,目前的流感疫苗多半也是利用 HA 頂部作為抗原、誘發免疫系統生產抗體。但 HA 頂部非常容易發生突變,所以選株才會這麼困難。馬徹團隊則另闢蹊徑,從 HA 不容易變異的莖部下手!

原來流感病毒很狡猾,會奴役宿主細胞幫忙做出一顆顆醣,黏在自己的 HA 上,通常莖部的醣分子比頂部更多。病毒利用這些醣分子當成偽裝,好像在臉上戴上醣面具,讓免疫系統誤以為病毒是「自己人」。

 

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https://research.sinica.edu.tw/ma-che-alex-flu-vaccine/

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