【科學史沙龍】〈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。