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那福忠,網路作者。
   
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  September 19, 2021  用病毒作材料的另類病毒
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假病毒與真抗原的結合製造抗體,成為另類的新疫苗
photo credit : Pixabay

   病毒,Virus,恐怕是世上數量最多的活物了,說它們是死的,卻能在宿主內自我複製,說它們是活的,卻不能自己繁殖,違反生命的定義。我們身體上的病毒數以億計,並非所有病毒對我們有害,真正讓我們生病的卻不多。美國加州聖地亞哥大學 (UCSD) 的科學家們,就用病毒作材料,發展 Covie-19 疫苗,從小老鼠的實驗,獲得很強的中和抗體,如果對人體同樣有效,就可能改變疫苗的遊戲規則,這個候選疫苗不怕熱、不需冷藏,而且做成貼紙貼到身上替代注射。

   科學家選用了兩種病毒做為製造疫苗的材料,但僅是材料而已、與疫苗的生物作用沒有直接關係。一種是豇豆花葉病毒 (Cowpea Mosaic Virus),以豇豆植物為宿主,另一種是噬菌體 (Bacteriophage) Q Beta,以細菌為宿主。學者們分別從豇豆與大腸桿菌培養數百萬計的病毒,製成奈米大小的小球,然後從新冠病毒 SARS-CoV-2 外殼凸刺的蛋白質取出一小塊,黏到小球的球面上,與真的病毒相似,做為抗原,來刺激免疫系統製造抗體。

   我們都知道 SARS-CoV-2 病毒外殼的凸刺是元兇,一旦遇到我們的細胞,凸刺的蛋白質就與我們細胞璧的蛋白質結合,病毒外殼與細胞璧也就同時打開,病毒就溜進我們的細胞,吸取細胞的養分,快速的大量複製,我們就這樣生病了。研究人員像是用一個假病毒,卻帶著真抗原做誘餌,讓我們既不會生病又能產生抗體。

   負責研究的奈米工程教授 Nicole Steinmetz,認為用植物與與噬菌體不但可以便宜的大量製造,而且用菌類發酵在生物製藥上已經成熟,而更重要的特性,是奈米這麼小的顆粒在高溫下穩定,所以儲存與運送不必冷藏,當然更不需要冷鏈了。研究人員用這個特點,又把疫苗小球與聚合物混合,一起加熱融化到 100°C,然後製成可以植入皮下的小片,以及有許多小刺的貼紙。

   疫苗要靠打針注射,大家都叫打疫苗,現在除了打針又多了兩種方法,一小片疫苗植入皮下,可以慢慢釋放疫苗長達一個月,對行動不便無法打第二針的人,在診所做一次就夠了。貼紙疫苗的刺非常小,貼到手臂上不會感覺疼痛,最大的好處是方便,可以郵寄到家自己貼上,不再有勞師動眾集中施打的大場面,對偏遠與貧困地區的居民,給予容易接種疫苗的機會。用小老鼠試驗的結果,注射、植入、貼紙都產生相同的高度抗體。

   有趣的是,所產生的抗體也可以中和原始的 SARS 病毒,就是十幾年前致命的非典型肺炎,這是因為所取蛋白質的部位,介於新冠與原始的 SARS 之間,所以同時對這兩種致命的病毒都產生保護作用,讓研究人員想到了發展「泛冠狀病毒」(Pan-Coronavirus) 疫苗的可能性,為未來的大流行準備。而這個蛋白質的部位,不直接與細胞做化學鍵聯,沒有經過變種的過程,對各種變種病毒有保全作用。學者們現用Delta 病毒實驗,如果成功,一種疫苗就可以適用多種變種病毒。

   Steinmetz 等學者以前就用過這一技術,製作乳突 (HPV) 與調解膽固醇的植入候選疫苗,現在用同一技術發展 Covid-19 疫苗,下一步就是從小老鼠移到人體的臨床實驗。Steinmetz 教授認為統一化的製作是最大優點,不論任何疫苗,從病毒材料的培養、奈米小球的製作、到聚合物的小片與貼紙的製成,做法完全一樣,唯一不同的是從目標病毒、病原、或任何生物標誌,取下來一小塊黏到奈米小球,其餘就順著統一的標準流程進行。

   這在概念上有些像製造業的流程,從目標病毒取下小塊,又像是一個模組化的單元,單獨作業再與系統連動運轉。學者們說這可能改變疫苗的遊戲規則,我們預祝其成,從現在的候選疫苗轉為能注射、植入皮下、以及貼紙的正式疫苗。

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