傳統方法製作單醣流感疫苗,抗流感不再有疑慮

將近十年的歲月以來,基因體研究中心鑽研新型流感疫苗的團隊從來沒有鬆懈過,這個題目是基因體研究中心的重點研究題目之一。近期的PNAS期刊,刊載了他們研究的最新進度;運用傳統的以雞蛋培養病毒的方法,配上創新的流感病毒單醣化的技術,相較於現有的各種流感病毒疫苗,對於跨株流感病毒的感染有超過三至四倍的顯著防禦效果,這個發明針對提供根本的流感防疫目標,更接近了!

改以走傳統的路,使用雞蛋培養病毒的方法,是研究人員在多種嘗試後的抉擇,主要的原因是,這個方法可以使用現有的生產設備,行之數十載的方法。僅需要較少的驗證和法規的突破,或許可以很快應用於疫苗的生產。至於創新的部分,主要是針對歷來流感疫苗一直無法克服的問題,包括預測的不確定性,和病毒突變造成疫苗無效的狀況,年年都要改變疫苗株的種種的不方便性。在流感病毒的高變異性下,流感疫苗常常可能無法提供足夠的保護力來對抗流感的感染以及傳播。這個新技術已經取得多國專利,並且由中研院的相關單位簽屬技轉合約予跨國藥廠OPKO。

 2019Influenza Vaccine in P2
 在P2實驗室製作單醣化流感疫苗

 

七十多年前,第一個A型流感疫苗由美國流行病學家小托馬斯·弗蘭西斯,及病毒學家約納斯·沙克發明,到現在,流感疫苗的製造,已經發展到四價的保護。四價疫苗代表,在這個疫苗內,包含了兩種A型流感亞型(sub-type)和兩種B型流感亞型的抗原,每年的疫苗,都是由世界衛生組織依據對各地疫情監測而預測的各亞型疫苗病毒株所製造,倘若流感季節來臨,正在流行的病毒剛好屬於這四種疫苗病毒株之一,那麼,打一針流感疫苗就可以得到保護。然而,事實遠比計畫來得複雜多變,在自然界中,流感病毒利用其表面蛋白分子的變異來扺抗宿主抗體的追殺。以目前的疫苗製造機制而言,當正在流行中的病毒產生顯著的變異時,這個疫苗的防禦力就會打折扣,至於這個折扣的多寡,無人能預測。

翁啟惠老師與馬徹老師共同指導之下,實驗室針對流感病毒上的HA蛋白所製造的單醣流感疫苗,針對這個不同型的差異風險找出了最佳解決之道。他們找出了這個差異性的根源,在於HA這個抗原蛋白上面,其實佈滿了各種多醣分子,當他們針對H1N1流感病毒去除其表面蛋白上成串的醣分子,只留下一個醣分子以維持其結構之穩定。將單醣病毒製成流感疫苗後,可以使得小鼠體內產生更廣效的免疫反應以對抗各種異株(cross strain)的流感病毒感染。因為,去除病毒表面蛋白的醣分子,就如同脫去病毒的偽裝,使其在免疫系統下無所遁形。

 2019Influenza Vaccine fg CH
 雞蛋培養「單醣流感疫苗」與傳統流感疫苗的差異

 

HA 這個蛋白,是負責幫流感病毒抓住宿主細胞的關鍵角色,在它們的研究裡也發現,HA蛋白具有類似蘑菇的形狀,頭部易產生變異以逃脫宿主的免疫反應,而其莖部利用醣分子的保護以避免宿主免疫細胞的辨識。當單醣流感疫苗在體內產生抗體時,針對病毒的莖部可以產生有效的打擊。實驗證實,相較於現有的各種流感病毒疫苗,這個單醣疫苗對於異株流感病毒有超過三至四倍的防禦效果。

此外,研究人員也發現對於已感染病毒的細胞,有 ADCC 作用的產生,患者體內的免疫細胞會針對已被流感病毒侵入的細胞進行清理的行動。

為了要以最快的速度將這個解方實現,研究人員在P2實驗室內打造出疫苗的製造生產平台。用約受精十天的胚胎雞蛋,可以在一周內製造出無跨亞型限制的單醣流感疫苗。

馬老師指出,「採用雞蛋製造單醣流感疫苗是一個既簡單又實際的方法,可以解決病毒變異的問題」。

或許,有朝一日,單醣疫苗可以使得「流感季節」不再!

這個研究是由基因體中心多位老師多年來合作發展的心血,主要參與的實驗室包括:翁啟惠老師、馬徹老師、林國儀老師、詹家琮老師。本論文第一作者曾勇傑博士,也於本中心擔任博士後研究工作。這篇論文『An egg-based influenza split virus vaccine with monoglycosylation induces cross-strain protection against influenza virus infections』可以在PNAS網頁閱讀:https://www.pnas.org/content/early/2019/02/12/1819197116

 

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