[新闻] 【全球疫苗竞速关键】8种疫苗比一比,台湾竞争潜力在哪

楼主: prussian (prussian)   2020-03-19 21:57:19
完整标题:【全球疫苗竞速关键】8种疫苗比一比,台湾竞争潜力在哪里?
发稿单位:报导者
发稿时间:2020/3/18 艹
撰 稿 者:文字 柯皓翔 / 摄影 许育倩 蔡耀征 / 设计 吴政达
共同采访/杨惠君 林慧贞 陈洁
原文连结:https://www.twreporter.org/a/covid-19-taiwan-vaccine-protential
ps. 原文有解说图,建议阅读网页版
世纪之疫──2019新型冠状病毒风暴
防疫抢时效、更抢有效
【全球疫苗竞速关键】8种疫苗比一比,台湾竞争潜力在哪里?
https://imgur.com/6e4yboX 艹
中研院基因体中心研究员马彻糖蛋白疫苗研究团队实验室。(摄影/许育倩)
2020/3/18
文字 柯皓翔

摄影 许育倩 蔡耀征
设计 吴政达
共同采访/杨惠君 林慧贞 陈洁
COVID-19(又称武汉肺炎、新冠肺炎)爆发3个多月,已席卷全球逾150个国家和
地区,全球病例已超越中国病例,欧盟27国甚至将首次全面关闭边境30天,疫苗
,是这场世纪之疫减害终极武器。
全球疫苗竞速下,胜败的关键是什么?疫苗快速产制,潜藏的风险又是什么?《
报导者》采访台湾国卫院、中研院多个疫苗研发团队,介绍各种疫苗研发的方式
与特性,剖析台湾疫苗竞争的限制和潜力。
美国首支COVID-19疫苗注入人体,台湾也传佳音
在美国,COVID-19全球第一支疫苗已注入人体内。在台湾,中研院团队也传出了
奈米疫苗在动物前测出现明显效果的佳音。
美国国家卫生研究院(NIH)与主攻mRNA疫苗的美国麻州生技厂Moderna
Therapeutics合作下,开发的“mRNA-1273”疫苗,3月3日正式启动,预计将招
收45名健康成人,展开第一期人体试验,17日已出现首批测试者,4名志愿者实
际接种了疫苗,但是否有抗体反应,至少要数月的观察,目标在今年底或明年初
问世,一旦成功,可望成为人类史上最快研发的疫苗;另家美国生物制药公司
Inovio Pharmaceuticals的“ INO-4800”DNA疫苗,也预计4月进行临床试验。
此外,包括英国葛兰素史克药厂(GlaxoSmithKline, GSK)、德国生技公司
CureVac AG、中国疫苗机构都投入疫苗研发行列。
https://imgur.com/vahXHJK
疫情延烧下,全球多家生技公司和研究单位相继投身疫苗研发工作。台湾中研院
生医所副研究员胡哲铭团队,也锁定奈米疫苗进行研发。(摄影/蔡耀征)
台湾的疫苗研发,也传来好消息。
3月11日,中研院生物医学科学研究所副研究员胡哲铭团队开发的COVID-19奈米
疫苗,挑选出新型冠状病毒表面的蛋白质抗原,在动物前期测试中也有显著效果
,抗原打进老鼠身上两周后,已经观察到大量抗体产生,显见筛选出的蛋白质抗
原,具有特异性,有成为候选疫苗的潜力。接下来,团队即将要用真正的病毒来
感染老鼠进行研究,4月也将进入病毒中和与动物试验。
台湾疫苗国家队在2月7日启动后,国卫院宣布同时投入胜肽、DNA、重组病毒、
次单位4种疫苗研发,期待2个月内能在老鼠身上看到免疫效果,6月初选定最佳
候选疫苗。其中胜肽疫苗,也已进入老鼠抗体的测试阶段;DNA疫苗同样已打在
老鼠身上观察免疫反应。
老鼠当前锋,国卫院建立ACE2基因转殖老鼠
2月16日,高端疫苗生技公司公告,与美国国卫院(NIH)签订
合约,将取得美国国卫院开发COVID-19候选疫苗及相关生物材
料,并将选择在台湾进行动物试验。高端在台合作的单位是台
湾的国卫院,国卫院手中握有一张开发候选疫苗的重要王牌──
“ACE2基因转殖老鼠”。
无论疫苗、药物筛检,最重要的一关是必须先可以进行动物试
验;动物试验的前提,就是让老鼠先能成功感染COVID-19的新
型冠状病毒。
病毒要感染人体细胞,都要开启细胞受体才能做到。由于
COVID-19和SARS,都属于冠状病毒,研究也显示,两者都由同
一把钥匙“ACE2”受体进入人体细胞。国卫院副院长司徒惠康
表示, 在后SARS时期,当年在国防医学院预防医学研究所服
务的他,带领的研究团队成功建立“ACE2基因转殖老鼠”,让
老鼠细胞表面具备人体ACE2接收器。
司徒惠康解释,ACE2受体是SARS病毒进入人体细胞的钥匙,
COVID-19爆发后,《自然》期刊(Nature)的研究证实,此次
新冠病毒也是由ACE2受体进入人体细胞,“ACE2基因转殖老鼠
”,就是让老鼠身上建立一个病毒通道,未来疫苗或新药试验
和筛检,才能在老鼠测试、证明有没有效,“ ACE2基因目前
已有商品化,或是可以用人的细胞取出、转殖,大约需要一周
。”但国卫院因早已建立了老鼠模式,掌握先机。
对此,国卫院院长梁赓义指示该院自行产制这种基因转殖鼠,
如此一来,老鼠不用自国外引进,国内得以自行掌握资源。
https://imgur.com/gsID0de
国卫院院长梁赓义已指示自行产制开发候选疫苗的重要王牌“ACE2基因转殖老鼠

”。(摄影/许育倩)
4大类、8种疫苗比一比,COVID-19适用吗?
疫苗的原理,是让免疫系统在真正遭遇病原体前,就事先产生记忆细胞,一旦病
原体出现时,就能产生有力的免疫反应。1950年代后,疫苗便是打击大规模流行
传染病最终的策略,但疫苗制作与时俱进,从早年减毒、去毒疫苗后,现在使用
基因工程、材料工程,甚至不需要用到真病毒,只要取得基因序列、合成蛋白质
等,就可以制造疫苗。因此,在1月11日,中国公布此次新冠病毒基因全序列后
,各国疫苗团队就动起来。
COVID-19是1918年西班牙流感后最快速造成全球大流行的疫情,抢时效开发疫苗
,各国在资金、法令都开大门,也让一些尚在研究阶段的新兴疫苗加速推进。以
美国NIH与麻州生技厂合作、已经在人体上试测的“mRNA-1273”为例,这类mRNA
疫苗过去从未真正使用在人体身上。
“mRNA做最大的优点就是它的速度非常地快,一旦病毒的序列定下来了,就可以
立即把这个序列变成一个疫苗,速度上是大概所有疫苗平台里面最快的。不过目
前从来没有mRNA疫苗的验证和研究,还有许多的未知,打入人体后能产生多少免
疫力?抗体足不足以和病毒中和?因为RNA很容易被一些酵素破坏,保存上也较
困难,还是需要观察,”胡哲铭说。
抢时效、更要拼有效,各种疫苗特性不同,各个研究团队以自己最擅长和熟悉的
方式,多管齐下。我们整理4大类、8种主要疫苗,逐一分析:
第1类:整个病原体当抗原,制作风险较大
这类疫苗分为减毒疫苗和死毒疫苗。
https://imgur.com/ZlMUxUR
常规接种的水痘疫苗、麻疹──腮腺炎──德国麻疹(MMR)疫苗都属减毒疫苗,以
致病力低的病原载体培养后送入体内,让人体产生类似“轻微自然感染”的免疫
反应。特点是可持续刺激免疫系统,免疫力通常维持较久;但少数情况下病原体
可能突变,产生致病风险。
这类疫苗的制程需要大量病原体,用在传播率、致死率高的疾病身上风险太高,
研究者及接种者,都有可能因为病毒去活化不完全而遭感染。对传染性极高的
2019新型冠状病毒,各国团队未选择此种方式。
三合一疫苗、日本脑炎疫苗、三价不活化流感疫苗,同样是以整个病原体当作抗
原材料,但属于病原体已杀死的死毒疫苗,相对减毒疫苗来说危险性较低,却未
必能形成有效免疫力,可能需要追加接种。3月6日中国官方宣布的5种疫苗研发
平台中,亦有包含死毒疫苗选项,已进入动物实验,测试疫苗毒理和有效性。
第2类:病原体零件当抗原,安全性较佳
所谓“次单位疫苗”和“合成胜肽疫苗”均为此类。
https://imgur.com/dxffdbJ
B型肝炎疫苗、嗜血性B型杆菌疫苗及肺炎链球菌疫苗,都属“次单位疫苗”,透
过分子生物学或化学方法,纯化出最关键、能引发适当免疫反应的“病原体部分
结构”,例如蛋白质或是多糖体来作为抗原。这种疫苗不具感染性,能避开病原
体不必要的毒素,移除妨碍有效性的物质,不过未必能产生正确的免疫记忆。
胜肽疫苗是以胜肽诱发抗体反应,以这次的2019新型冠状病毒为例,其为RNA病
毒,整个核酸长度约3万个碱基,各基因区段会对应产生不同蛋白质。因此,当
病毒基因序列定序完成,就可以人工合成出胺基酸和胜肽,过程不需活病毒,制
备过程快速,也是国卫院目前研发速度最快的一支疫苗。这类疫苗研发关键在于
找到抗原性最佳、最能产生有效抗体的胜肽片段。
第3类:重组病毒、类病毒,免疫不全者较不适合
所谓“重组病毒疫苗”和“类病毒颗粒疫苗”均为此类。
https://imgur.com/lWx4IKv
“重组病毒疫苗”就是把病毒的抗原,在另一个弱感染性病毒(例如牛痘病毒、
腺病毒)的壳上表现,不仅可以产生抗体,也可以钓出“杀手T细胞”;由于病
毒本身感染性不强,不致对人产生很大危害,但免疫不全的人就较不适用。
这同样是国卫院锁定研发的疫苗种类之一。国卫院副院长司徒惠康解释,这是拿
比较不毒的病毒当载体,放入2019新型冠状病毒抗原基因,如此一来这个病毒不
太有致病性,但有抗原性,制备门槛虽比胜肽复杂,不过也预期有不错的免疫刺
激能力。中国方面,目前则锁定腺病毒、减毒流感病毒来作为载体研发。
另一种“类病毒颗粒疫苗”,则类似像“空包弹”,只有病毒空壳,以及有病毒
的蛋白质颗粒,但不具遗传物质,在人体内无法复制,安全性高,其类病毒结构
能诱发免疫反应。HPV疫苗属于这类疫苗,由人类乳突病毒的类病毒颗粒所制成

第4类:核酸疫苗,制造速度最快
所谓“DNA 疫苗”和“mRNA疫苗”均为核酸疫苗。
https://imgur.com/tyESsnZ
核酸疫苗的好处在于,只要知道基因序列就可以展开制作,制备速度相对快速。
DNA疫苗的原理是把抗原的DNA质体打到动物体内,在细胞内自行转录、转译出蛋
白质,纯化容易、制备相对快速,不过风险则在于DNA有和人体基因结合的风险
。国卫院目前也正开发DNA疫苗,司徒惠康解释,此做法除了诱发抗体免疫反应
外,也因DNA进到体内要有“抗原呈现”过程,因此有机会诱发毒杀性T淋巴细胞
反应。美国Inovio Pharmaceuticals的“ INO-4800”也属DNA疫苗,目前正制备
3,000剂,预计4月在美国30位健康志愿者身上进行临床试验。目前进度最快、最
受瞩目的当属美国公司Moderna研发的mRNA疫苗,亦属核酸疫苗,但进一步省去
转录的步骤,直接在人体中转译出蛋白质,期望可以比DNA疫苗更加安全。不过
mRNA疫苗容易被胞外核糖核酸酶降解掉,可能影响有效性。
https://imgur.com/r2fwiq1
台湾国卫院已同时投入胜肽、DNA、重组病毒、次单位4种疫苗研发,期待2个月
内能在老鼠身上看到免疫效果,6月初选定最佳候选疫苗。图为国卫院副院长司

徒惠康。(摄影/许育倩)
抢时效、更抢有效,台湾机会在哪里?
全世界最厉害的科学家都知道,要根本预防传染病就做疫苗,但它潜藏的风险是
,保护力够不够?持不持久?安全性有没有问题?
“像登革热共有4型,感染不同型别会还有‘抗体依赖性免疫加强反应’(
antibody dependent enhancement, ADE),感染第1种型别时产生的抗体,第2
型别再次侵入时,有点认识却无法清除,反而会加速感染,所以登革热一直无法
有好的疫苗,”中研院基因体研究中心研究员马彻指出,“因为过去从来没有一
种冠状病毒疫苗,这次2019新型冠状病毒会有什么特性或风险?没有人知道。不
一定每种病毒都能够成功研发出有效且安全的疫苗。”
甚至流感疫苗也曾传出,以鸡胚胎培养病毒时,有毒的蛋白质序列HA,产生变异
的问题。所以即便常规疫苗,也持续在改良和进步。
这次美国以国家力量支持,法规配合、资金到位,罕见动物试验、一期人体试验
同步展开,缩短产制时间,以超速方式进行。但台湾亦有关键技术,如果
COVID-19成为常态性流行病,仍有未来性的发展。
台湾竞争潜力1:全球专利的奈米疫苗
2016年,胡哲铭研发世界首支MERS奈米疫苗,并与美国德州大学医学分校(
University of Texas Medical Branch)P4实验室合作进行老鼠的动物试验,老
鼠接种疫苗再感染致命的MERS病毒后,保护力达百分之百。这个把工业材料上的
奈米技术、运用到疫苗生物科技上,台湾是世界第一个,也取得世界专利。
MERS和COVID-19,都属于冠状病毒,胡哲铭团队研究有了MERS的基础,也让这次
研究不必从零开始。他并担任这次国内跨部会合作平台疫苗组的召集人,疫苗动
物前测也率先出了好消息,打进老鼠身上两周后,抗体产生十分显著。
他的关键技术是透过奈米粒子制程技术,做出具有蛋白质冠表面的“假病毒外壳
”空包弹,再把筛检特异性的病毒抗原,以油水分离原理注入假病毒壳里、配合
强效佐剂,最后打入人体诱发并加强免疫反应。
胡哲铭解释,奈米疫苗的难度在,不只要找特异性强的抗原,还有让它的片段“
大小适中”。
因为“抗原的大小”会影响免疫反应,抗原太长、太大,可能发生“抗体依赖性
免疫加强反应”(ADE),不仅无法中和病毒,反而使得病毒感染的状况变得更
严重;抗原太小,又容易被身体免疫系统给忽略。
该实验室研发的奈米疫苗,就透过“双乳化法”,将抗原缩短至最关键、可和细
胞结合的地方,并用生物材料加以包覆高量抗原,做出类似病毒大小(约100奈
米)、足以被免疫系统辨识的壳。一旦这样的奈米疫苗成功被免疫细胞拦截,就
能诱发、强化免疫反应。先前的实验结果亦显示,MERS疫苗在小鼠体内产生的抗
体长达300天,也有效强化“杀手细胞”T细胞。
胡哲铭2008年投入奈米粒子材料工程,因为另一半台大兽医系副教授陈慧文正是
钻研冠状病毒的专家,胡哲铭受太座影响、投入病毒研究,冠状病毒奈米疫苗,
是两人共同努力的“结晶”。不过MERS在2015年的爆发后,疫情趋缓、也多半集
中在零星地区,全球关注逐渐下降,疫苗商品化也变得更加困难。但当时累积的
经验,让胡哲铭得以衔接到COVID-19上,也将有跨国合作及技转计画。
https://imgur.com/IyfBbWB
台湾竞争潜力2:糖蛋白广效性疫苗
https://imgur.com/4oHlPSR
中研院基因体研究中心研究员马彻,2019年发表了成功开发新式的单糖流感疫苗

,目前带领团队投入新冠病毒疫苗的研究。(摄影/许育倩)
中研院第二个祕密武器,是糖蛋白疫苗。
前院长翁启惠是世界糖分子领域的权威,因对复杂的多糖体和糖蛋白的合成有原
创性的贡献,而获诺贝尔奖前哨的“沃尔夫化学奖”。其团队成员、中研院基因
体研究中心研究员马彻,去年才发表成功开发新式的单糖流感疫苗,目前也投入
了2019新型冠状病毒疫苗的研究。
“我知道这个(COVID-19)病毒基因序列就马上下订单,”马彻回想基因序列公
布时,中国疫情正爆发且遇上春节假期,当时全世界科学家都设法下订单合成基
因,当时他耗资约新台币10几万元,以急件方式辗转收到货。
病毒的基因,是开启研究的重要基础材料。马彻的目标,是要在收到基因后,合
成出冠状病毒表面的S蛋白(spike protein),这个S蛋白也不仅是钓抗体的重
要材料,也是未来疫苗设计的关键。马彻在拿到合成基因后,就带领研究助理陈
亭桦、博士后研究员陈晓蕊、研究生罗婕玲全心投入,完成S蛋白的合成。目前
正由中研院基因体中心研究员林国仪、长庚医院儿童感染科主治医师黄冠颖接力
,以糖蛋白作为抗原,尝试从患者的白血球里面,钓出能中和该抗原最好的B细
胞及抗体。当这部分完成后,未来可以进一步做细胞感染的验证和小鼠动物模型
,观察抗体打到小鼠体内后,是否就不会被感染。
糖蛋白疫苗的竞争优势在于,可以应付病毒变异、成为广效性疫苗。而广效性疫
苗,是疫苗开发的明日之星。
马彻与翁启惠团队开发的“单糖流感疫苗”,不只在老鼠身上发现防御效果比传
统流感疫苗提升约3至4倍,也发现小鼠产生广效免疫反应。马彻解释,WHO通常
每年4月预测该年流行的流感病毒序列,并在10、11月制出疫苗,但因为流感病
毒全球传播,基因序列可能突变,每年都要重新公布、厂商重新制造,一旦猜错
盛行的流感序列,保护力便会打折扣;糖蛋白单糖化技术,有潜力能改善这种病
毒表面蛋白分子变异、使得疫苗无效的窘境。
马彻解释,病毒套膜上有“糖蛋白”,即蛋白质的表面上有很多糖分子,而流感
病毒最主要的糖蛋白叫HA,是病毒抓住宿主的关键,该团队将HA上成串的糖分子
拿掉,露出较多的蛋白质,只留下一个糖分子维持结构稳定,让共同部分被免疫
系统辨识,诱发较好抗体,“第一个它本来被糖挡住的时候,免疫系统不容易辨
识。第二,它被挡住的地方,通常相似度比较高。”
目前该团队也已合成2019新型冠状病毒的糖蛋白,提供其他团队做血清研究,当
未来可以大量产生糖蛋白后,也预计将流感疫苗研发经验,套用到COVID-19疫苗
研发工作上。
疫苗研发挑战:资金、疫情的稳定性
虽然从SARS、MERS到COVID-19,本世纪重要新兴传染病,都属于冠状病毒,但迄
今还没有一支冠状病毒疫苗问世。疫苗开发的最大困境是:疫情消失了,就没有
病人可以进行测试;没有疫情,也没有经费支持,研究更无以为继。
2003年爆发的SARS曾启动疫苗研发,尽管通过了第1期临床试验,测试剂量对人
体无害,不过随着SARS疫情快速消失,也就没有患者,相关研究进程在临床试验
第2期中断。后来的MERS,2012、2015年分别在中东、韩国有两次主要爆发,同
样启动了疫苗研发工作,也是随着疫情减缓,全球关注度降低,欠缺动机持续推
动。
胡哲铭坦言,疫苗研发充满不确定性,不但旷日费时也花费大量资源,国际上普
遍也会遇到资金问题。对此,如流行病防范创新联盟(Coalition for Epidemic
Preparedness Innovations, CEPI)、比尔暨梅琳达盖兹基金会(Bill &
Melinda Gates Foundation)等单位会提供基金支持科学家长期进行研究,针对
新兴突发疫情,就有快速应变的可能。这次最早在进行人体测试的mRNA疫苗开发
公司Moderna,就是受到CEPI的资助。
马彻也指出,在疾病预防、科学研发上,美国具备“国防”观点和考量。他以一
家同样制备糖蛋白疫苗的公司为例,原本要倒闭的公司在美国国防高等研究计划
署(DARPA)的支持下,得以持续进行研究,“他们国防部会去支持这种没有市
场的东西,万一有危急的时候,有东西可以用,这种平常是不会卖钱的。”
此次,台湾COVID-19疫情控制频受国际称许,不过,病例少、对研究的展开却相
对“困难”,至少疫苗的临床试验就不可能在台湾进行。
“国际合作、接轨绝对有其必要,毕竟疫苗研发动辄花上10几亿元,没疫情时也
需持续维持研究能量,”胡哲铭强调,台湾一定要找到方法,让国际机构了解台
湾疫苗研发特色所在,找出有何地方是国外平台做不出来、但值得试验的,这样
才能在未来进入临床试验时,能在对的地方进行测试,有足够的市场去支持疫苗
的研发。
用行动支持报导者
每个人都应有获得专业、正确新闻讯息的权利,因此,免费公
开每篇报导给阅听大众,是《报导者》身为非营利媒体回应公
共性不变的追求。面对全球陷入COVID-19疫情风暴的此时,《
报导者》第一时间推出疫情即时脉动网页,提供读者掌握疫情
变化,进行第一线医疗从业者与疫苗和防疫机构的深度采访,
一探台湾本地抗疫行动;我们也同步深入报导中国、欧洲、美
国等国际疫情现场并提供分析视角。这场长期的战役,《报导
者》会持续提供华文读者第一手深入的报导,但这些报导需要
投入大量人力,包括各地的前线记者与摄影、后勤的工程、设
计与编辑团队,倘若没有读者的捐款赞助,我们不可能完成。
您的每一笔捐款都将成为我们继续采访与调查的动力,《报导
者》邀请您以捐款支持我们,继续为开放、独立的新闻而努力

赞助我们
本文依 CC 创用姓名标示-非商业性-禁止改作3.0台湾授权条款释出

Links booklink

Contact Us: admin [ a t ] ucptt.com