科創講堂

新型流感疫苗

講者/馬徹(中央研究院基因體研究中心副研究員、化學生物學組執行長)

撰文/整理/科學人

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新型流感疫苗

講者/馬徹(中央研究院基因體研究中心副研究員、化學生物學組執行長)

撰文/整理/科學人


每年冬天是流感的流行季,世界衛生組織每年必須預測下一季可能盛行的病毒株種類,據以設計疫苗。一旦預測失準,就會發生高於一般的流感併發重症以及死亡的嚴重疫情。由於流感病毒種類多,而且病毒突變快速,每年都得重新變更疫苗的成分。是否有更理想的流感疫苗,不需要每年施打,或是疫苗配方不需要每年重新檢視?中央研究院基因體研究中心副研究員馬徹的團隊藉由了解病毒表面醣蛋白的結構,重新設計更有效的流感疫苗。


醣蛋白與流感病毒


馬徹指出,流感病毒表面有兩種重要的醣蛋白:血球凝集素(HA)和神經胺酸酶(NA),不同病毒株會帶有不同的HA、NA組合。這些蛋白質為了躲過人體的免疫系統,表面會披上利用人類細胞所製造的醣類來掩飾,降低免疫系統的辨識和攻擊效果。若能去除流感病毒大部份醣蛋白上的醣分子、只保留核心的單醣和蛋白質,就能成為製造疫苗時有效的抗原。


馬徹的研究團隊利用其實驗室之前已發展出的醣蛋白之穩定性特色,創新設計出帶有單醣的HA蛋白質疫苗。研究人員使用酵素及不同的生產醣蛋白的方法,將HA醣蛋白表面的多醣分子逐步剪短至只剩下一個單醣分子,進而設計出多種不同流感疫苗。經由小鼠和雪貂實驗發現,相較於多醣疫苗,單醣疫苗誘發免疫力的效果更佳。相較於傳統的重組蛋白或去活化病毒製造的疫苗,這種單醣疫苗對於不同流感病毒株具有更廣泛、更佳的保護作用。


馬徹研究團隊的另一項研究內容,是藉由抗體上的醣化修飾,強化抗體依賴性的細胞毒殺作用(antibody dependent cellular cytotoxicity, ADCC)。


新型態流感疫苗


季節性流感的病毒年年變,但是被醣分子蓋住的蛋白質序列不大改變,在H5N1與H1N1都有共同序列存在,理論上都可以設計疫苗,而且可以使用多年,不必每年改變。這些研發成果,涵藏一項重要意義,那就是以單醣結合HA所設計出來的流感疫苗,更能展現出對抗不同種類流感病毒株的功效。近年亞洲地區頻繁發生H5N1、H7N9以及H6N1等流感病毒疫情,顯示這個地區迫切需要新型態的流感疫苗,馬徹與研究團隊所設計出來的疫苗製作方法,將能達到更具預防性、長效且無需每年施打之防疫目標。


目前流感疫苗是所謂的病毒疫苗,即是將病毒去活性,用雞蛋或細胞培養出來,價格昂貴且管制嚴格,並且每年病毒都會變異。未來如果能設計出「流感萬用分子疫苗」,教導人類免疫系統能夠分辨出病毒的原貌,在病毒入侵時能及時消滅病毒,使其沒有機會突變,可以降低抗藥性的問題。


《科學人》雜誌的延伸閱讀:

〈新流感疫苗安全嗎?〉科學人2010年2月



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