醫學

佐劑,讓疫苗更夠力

免疫學上的新知,讓研發人員得以找出可增強特定免疫反應的成份,而可能製造出對特定族群具專一性的全新疫苗。

撰文/加康(Nathalie Garcon)、高德曼(Michel Goldman)
翻譯/林雅玲

醫學

佐劑,讓疫苗更夠力

免疫學上的新知,讓研發人員得以找出可增強特定免疫反應的成份,而可能製造出對特定族群具專一性的全新疫苗。

撰文/加康(Nathalie Garcon)、高德曼(Michel Goldman)
翻譯/林雅玲

重點提要
■疫苗對於預防疾病非常有效,但是它們還可以運作得更好,用在更多人身上,並對抗更多種疾病。
■免疫學的進展讓研發人員得以利用新型「佐劑」(疫苗裡可刺激免疫反應的成份) ,針對特定的族群與病原設計疫苗。
■嶄新的佐劑能讓現有的疫苗效力更強,也能讓過去遭遇瓶頸的疫苗成為可能。

對於曾親眼目睹德國麻疹造成的新生兒缺陷、因小兒麻痹症而禁錮在人工呼吸器的癱瘓兒童,或聽過嬰兒罹患百日咳而發出駭人咳嗽聲的人來說,這些疾病所造成的傷害將成為揮之不去的恐懼。所幸這些疾病如今已能用疫苗來預防,只要接種疫苗,這個世代的人們實際上一生都不會經歷這些苦難。


200多年來,接種疫苗已被證實是在預防傳染病時,最能拯救生命也最經濟的方法之一,僅次於消毒生活用水。疫苗讓數百萬人免於早逝或身體受損,並且讓天花於1979年自世界上絕跡。公衛專家現在的目標是要消滅小兒麻痹症與麻疹,甚至期望有一天能消滅瘧疾,不過這篇文章將告訴你為何研發人員得運用嶄新的策略,才能發展出有效的瘧疾疫苗。


一般而言,疫苗運作的基礎是藉由接觸少量的致病微生物,來教導我們的免疫系統辨識該微生物,並且準備好在下一次遇見時擊退它們。但是一般的疫苗並非對全部的人都有效,也不是所有疾病的萬靈丹。有些族群(例如老年人)的免疫系統可能太虛弱,所以無法對傳統疫苗做出足夠反應;而某些致病原則能躲避疫苗引發的免疫防禦機制,例如瘧疾、結核病與愛滋病,都是疫苗仍無法對抗的疾病。疫苗運作的原理也可以擴及許多其他疾病,像是癌症、過敏或者阿茲海默症,但是這些應用需要誘發免疫系統,使其對原本不善於辨認或無法辨認的物質起反應。


免疫系統誘發物能增強身體對疫苗的辨識與反應能力,因此對上列所有疾病的防制有重大影響。這些增強免疫反應的物質通常稱為佐劑(adjuvant),由拉丁文的幫助(adjuvare)衍伸而來。有些佐劑在100多年前就已為人所知,並用來增進疫苗與癌症治療的效果。然而一如我們對疫苗作用機制的認識,有關佐劑與免疫細胞互動的精確細節,也直到這幾年才漸漸明朗。免疫學的重大進展(特別是在最近這10年來)提供了佐劑如何產生效用的新知識,也開啟了針對不同族群與病原來設計疫苗的新途徑。有了這些新工具,科學家正在發展過去無法製造的疫苗,也讓現有的疫苗效率提高。


利用小感染帶來免疫力

很多致病原的自然感染至少有個好處,就是生一次病就能終生免疫。理想的疫苗也要能提供這樣的持久保護,而且最好是接種一劑就有效,甚至還能預防相似致病原的威脅,例如不斷突變的人類流感病毒。為了達成這些目標,疫苗必須能比照真正感染時的情況,活化免疫系統裡的同一批免疫細胞。


當外來病原第一次進入身體,很快就會遇到不斷在身體裡巡邏、偵測入侵者的先天免疫系統細胞。這些免疫哨兵包括巨噬細胞與樹突細胞,它們會吞噬病原以及被感染的身體細胞,並將之摧毀。這些哨兵細胞會分解它們吞噬的物質,並將入侵者的一部份(也就是抗原)呈現在細胞表面,讓適應性免疫系統的T細胞與B細胞熟悉病原的外形。同時,這些抗原呈現細胞也會釋放傳訊化學分子「細胞素」,引起發炎反應,並警告T細胞與B細胞有突發狀況。


當一群T細胞與B細胞具備攻擊特定病原的能力時,當中的B細胞會釋放抗體,殺手T細胞則會搜索並摧毀受入侵者感染的細胞。適應性免疫系統必須與抗原呈現細胞作用個幾天,才能夠製造出這些特定的T細胞與B細胞,這群細胞有些會保留在身體裡,做為「記憶」細胞(有時能維持數十年),以消滅任何企圖再次入侵的相同感染原。疫苗就是複製這些步驟,利用完整病原體或其片段,誘發免疫系統識別外來入侵者。雖然不是所有疫苗都能誘發完整的免疫反應,但是有時候單靠抗體就足以抵抗某些病原,而不需要殺手T細胞的保護。


疫苗研發者在選擇抗原種類時,主要是考量病原的本質與致病的方式。標準疫苗所使用的材料可能是活著但虛弱(減毒)的細菌或病毒、死亡的或不具活性的完整病原體,或是由病原體純化出的蛋白質。每種選擇都有其優缺點。


【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2009年第93期11月號】