【特別報導】正面對決 從新冠病毒談病毒檢測與疫苗開發

▲ 攝影/黃世澤

撰文/劉怡均(慈濟大學校長/醫學科學研究所教授)

冠肺炎疫情擴散全球,人心惶惶中,想降低集體焦慮,就只能對新型冠狀病毒(COVID-19)展開更多了解了。

新冠病毒由基本的遺傳物質核醣核酸(RNA),包裹其外之蛋白質外殻「衣殻」(Capsid),及衣殻之外一層由蛋白質、多醣體及脂質構成的套膜(Envelope)所組成。套膜上的刺突(Spikes)蛋白,好比一把城堡的鑰匙,一旦進入人體,就能結合人類肺部上的特定受體,打開城堡的門鎖,登堂入室後開始釋出核醣核酸,利用人體的新陳代謝進行複製病毒。

台灣之光:快篩試劑

新冠肺炎的早期症狀包含咳嗽、發燒、肌肉酸痛等,與流感、SARS、MERS並無差別,因此,確診除了症狀及肺部影像之外,更仰賴實驗室的精確檢驗。

今年三月八日,中央研究院廖俊智院長宣布在十九天內完成抗體篩選,成功研發出新冠病毒的快篩試劑。該院的楊安綏研究員所帶領的團隊,從四十六株單株抗體中篩出一株對新冠病毒具有專一辨識性的抗體,除了新冠病毒,並不會對SARS、MERS及其他會導致感冒的冠狀病毒產生交叉反應,故快篩時可準確檢測是否感染新冠病毒,並提升檢疫效率,將篩檢時間從四小時縮短為十五到二十分鐘。開發免疫檢測的抗體試劑通常需時數月之久,中研院此次能在短時間內開發出快篩抗體,關鍵在於楊安綏實驗室十年來累積的「合成抗體庫」,提供了大量新穎的抗體可供篩選以辨識新冠病毒。

快篩法雖快,但依採檢的部位及病程,如果檢體中病毒量不夠多,也可能出現陰或陽性等反覆變異的結果。例如在「鑽石公主號」上有日籍遊客採檢後為陰性,下船返家再驗也是,但不久後卻因發生輕微呼吸道症狀再驗,結果呈陽性,這可能是感染初期病毒量不夠多,或採檢部位沒有病毒以致此,一般稱為「偽陰性」。當然,檢測試劑上所塗覆的抗體專一性也必須足夠,一如上述,如果專一性不足,極可能會有誤認為SARS、MERS、流感等其他病毒的可能,即出現「偽陽性」的檢測結果。

未來中研院所研發的新冠病毒快篩試劑仍需經過病人的檢體確效,才能大規模的生產並應用於臨床檢測。疫病所造成的危機,也正是建立台灣有效率地產官學研合作模式最好的契機。

疫苗與新藥的研發

預防勝於治療,許多生技公司及藥廠則是著重於新冠病毒疫苗的研發。疫苗是用細菌、病毒、或腫瘤細胞製成能使人類或動物產生專一性免疫力的生物製劑。疫苗的英文是Vaccine,源自拉丁文Vacca,意即「牛」,醫療史上第一劑疫苗即是用於對抗天花的牛痘疫苗。

疫苗可分為:一、含活性微生物的疫苗;二、不含活性微生物的疫苗。前者通常是將病毒毒性降低製成疫苗,例如減毒活流感疫苗、水痘疫苗、麻疹及腮腺炎疫苗等。不含活性微生物的疫苗則包含了不活化疫苗、類病毒疫苗、次單位疫苗、及新型疫苗:不活化疫苗是將病原體去活性之後做成疫苗,例如日本腦炎不活化疫苗及流感不活化全病毒疫苗;類病毒疫苗則是將病原體的毒性破壞或弱化處理後做成疫苗;次單位疫苗則是將病原體表面可引發抗體生成的有效抗原製成疫苗,例如肺炎球菌疫苗、霍亂及傷寒疫苗、流感裂解疫苗等;新型疫苗則是將病原體的遺傳物質放入人類細胞中,送入人體後可表達類病原體的蛋白進而引發免疫反應。目前新冠肺炎的疫苗開發朝著次單位及新型疫苗的方向進行。

與時間賽跑

疫苗的研發雖然慢不得,但也急不來。開發疫苗必須先了解病毒特性,經實驗設計後先進行動物試驗,再經過小規模人體安全性研究,上市前還須通過臨床I、II、III期試驗,這必得遵從的科學規範至少耗時三至五年,故宣稱能在短期間研發疫苗的單位,指的應該是先期細胞測試或動物實驗期的進展,而非完成臨床試驗的成果。

藥物及疫苗的研發是對治新冠肺炎的長久之計,控制感染源、精準檢測及阻斷傳播等,則是現階段的當務之急,台灣有幸在這幾點上都掌握了正確方向,加上民間的配合,疫情才能不致於失控蔓延。

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乘客全程穿防護衣、戴口罩 ↑ 武漢台商第二批包機在三月十日分兩班機返國。機上乘客全程穿防護衣、戴口罩。(圖片提供/國防部軍事新聞通訊社)
大排長龍,等待接種疫苗 ↑ 一九四七年的美國紐約,為及時阻止一場天花疫情的蔓延,民眾甘於在醫院外大排長龍,等待接種疫苗。(圖片/達志影像)
高傳播的族群優先 ↑ 台灣的流感疫苗接種計畫,以高傳播的族群優先,順序分別為學生、醫事人員、六十五歲以上長者及學齡前幼兒等。(攝影/安培淂)

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