<誰是新冠病毒疫苗黑馬背後的推手?>&<天花疫苗的全球化>

<誰是新冠病毒疫苗黑馬背後的推手?>

人類製作疫苗有好幾種成熟的傳統作法,然而這次在研發新冠病毒疫苗的努力中拔得頭籌的黑馬,卻是 mRNA 疫苗橫空出世。 mRNA 疫苗如何從一個概念研發成為產品,其背後有位百折不撓的推手,本講次將與聽眾分享她的故事。

講師:周成功|陽明交通大學生命科學系暨基因體科學研究所兼任教授

冠狀病毒入侵人體的機制,是以病毒表面的S蛋白,與人體細胞膜上的 ACE2 受體結合後,進入細胞內進行繁殖;倘若病毒繁殖得太過猛烈,細胞承受不住便會死亡,因而致病。目前造成疫情的新冠病毒,據推測原先是寄生在野生動物身上,這些動物帶原者與病毒已形成長期穩定的共生關係,動物不會因為帶有病毒而感到不適,病毒也可在其體內溫和地繁殖;但是偶然間傳染給人類之後,病毒在新物種體內大量繁殖,就這麼造成了大流行的疫情。

疫苗的基本原理,是針對病毒以S蛋白與人類細胞結合的感染機制,將某種帶有相同S蛋白的物質注入體內,誘發人體產生能夠中和這種外來物S蛋白的抗原,或是刺激T細胞消滅任何帶有類似S蛋白之外來物的免疫反應。傳統的抗病毒疫苗,不外乎把病原體殺死之後注入體內的不活化疫苗(比方說沙克疫苗),將致病性減弱的活性病原體注入體內的減毒活疫苗(比方說沙賓疫苗),以及大量複製病毒表面抗原蛋白注入體內的病毒蛋白次單元疫苗(比方說B型肝炎疫苗)。

在這次新冠肺炎疫苗研發過程竄出的黑馬「 mRNA 疫苗」,其運作機制本身並無甚稀奇,利用的是人體細胞依據 DNA 轉錄成 RNA 的遺傳資訊,產生蛋白質的分子生物學基本原理,將 mRNA 注入人體後,促使細胞產生病毒的表面S蛋白,進而誘發人體免疫反應。然而相較於傳統的疫苗技術, mRNA 疫苗的研發速度相當快,因此在分秒必爭的疫情威脅下率先問世,成為疫苗研發的大黑馬。

既然 mRNA 疫苗的運作機制並無稀奇之處,為何先前都沒人想到可用 mRNA 製作疫苗?這就要提到生化學家考里科·卡塔林 (Karikó Katalin) 以及免疫學家德魯·韋斯曼 (Drew Weissman) 了,他們兩位是 mRNA 新冠病毒疫苗的幕後推手。 RNA 作為藥物及基因治療,會引發細胞強烈的先天免疫反應,在動物實驗中往往一注入體內就造成實驗體死亡;他們偶然結識後,針對這個瓶頸進行研究,發現從細菌分離出來的 RNA 會造成強烈免疫反應,但是從哺乳類分離出來的 RNA ,其鹼基經過修飾,並不會造成強烈的免疫反應。

考里科後來到 BioNTech SE 任職高級副總裁,她與韋斯曼研發出來的 RNA 鹼基修飾技術,成為開發 COVID-19 疫苗的基本原理。然而即便考里科在 mRNA 疫苗領域最關鍵的兩篇論文,同時列名第一作者以及通訊作者,有充足的證據顯示她是研究的主導者,然而到了 mRNA 疫苗問世時,媒體風向卻是主客易位,把輔助研究的韋斯曼捧上了疫苗發明人的寶座。女性科學家受到歧視的現象,迄今似乎依然難以根除。

 

<天花疫苗的全球化>

歐洲白人征服新世界,主要依賴在舊世界肆虐已久的傳染病,例如流感、傷寒、天花等。天花疫情每每造成當地人口結構改變,甚至甚至可能改變歷史行進的軌跡,而人類以疫苗接種的方式,經過長久的努力,終於在 1980 年根絕天花。本講次介紹天花疫苗「人痘」與「牛痘」的發明史,以及政府層級以慈善之名進行的疫苗施打公衛事業,在根絕天花的過程中扮演什麼角色。

講師:王道還|臺灣大學共同教育中心兼任助理教授

天花是一種古老的人類疾病,最早可追溯到西元前 1157 年的埃及法老王拉美西斯五世 (Ramesses V) 。天花的致命性非常高, 1241 年一艘丹麥船隻將天花傳入冰島,導致冰島四成的居民死亡; 1541 年西班牙征服者帶了一名感染天花的黑奴登陸墨西哥,最後造成九成的當地原住民死亡。美國開國總統華盛頓年輕時,也曾感染過天花,有長期撰寫日期不中斷的他,日記竟然因此中斷了 24 天,可見病勢之兇猛。

在中國最早的天花記載,見於葛洪的《肘後備急方》,據推測是在西元 330 年之前在中國出現案例,時值五胡亂華,可見得天花是外來的傳染病。天花在北宋時已是顯著的小兒病,到了明代時,在中國西北與東北邊境外的異族,反而十分害怕從中國傳入的天花,中國那時已從天花輸入國轉為輸出國。天花在中國的歷史如此悠久,自然也就發展出因應之策。中國在唐代發明了人痘,也就是把天花病人的痘瘡接種在健康的人身上,藉以產生保護力,這是後來的牛痘前驅。

人痘在 18 世紀前已傳入伊斯蘭世界,並且在 18 世紀傳入歐洲。但是由於人痘的副作用太過兇猛,施打人痘的副作用致死率高達 5% - 10% ,且經常需要臥床休養,因此 1721 年倫敦與波士頓等地爆發嚴重天花疫情時,是否要施打人痘以遏制疫情,引起醫學界的大辯論。 1775 年北美爆發天花疫情時,對於正在進行獨立戰爭的大陸軍造成的威脅,遠超過對英軍的威脅,因為英國本土經常爆發天花疫情,英軍大多對天花具有一定的免疫力,然而北美卻很少有天花疫情,每次爆發都十分嚴重。華盛頓在 1777 年冒著高致死率以及強烈副作用的巨大風險,下令大陸軍全軍接種人痘,這才免除了與英軍與疫情兩面作戰的困境。

後來用來預防天花的牛痘,是由英國醫生愛德華·詹納 (Edward Jenner) 於 1796 年進行實驗,並於 1798 年發表相關論文;在當時微生物學與免疫生理學都還尚未成形,能夠產生疫苗的概念,可說是知難行易。西班牙國王查理四世對於天花這種病始終相當關注,在看過詹納的論文後,於 1800 年宣布由國家提供牛痘疫苗,並且在 1802 年哥倫比亞殖民地爆發天花疫情時,首度派遣牛痘全球化推廣的慈善團隊前往接種疫苗。這支慈善團隊在接下來十年內,足跡遍佈歐美亞三大洲,可說是人類史上第一支專業的公衛團隊。

然而即使牛痘預防天花的效果十分顯著,歐洲各國在 19 世紀卻都有抗拒牛痘的運動,理由之一是基於社會醫學的理念,認為疾病的溫床在於生活環境,若採用疫苗預防疾病,政府便可不顧改善人民的生活條件。第二次世界大戰之後聯合國成立,其下的世界衛生組織在 1948 年召開第一次大會,當時就有討論全球如何控制天花疫情。到了 1958 年大會時,蘇聯代表團進一步提議升級對抗天花之戰,不再只是預防天花,而是要以撲滅天花為目標。經過十多年的努力, 1975 年在孟加拉出現最後一名天花患者後,世界衛生組織於 1980 年正式宣佈根絕天花,也就是全世界不再有天花的本土病例,天花病毒僅存在於生物安全等級最高的 P-4 實驗室。

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