新冠疫苗是科研的機緣巧合?

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(本報系資料照片)
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2019年起新冠病毒全球大肆虐,現在先進國家人民已經廣泛接種新冠疫苗,疫情逐漸緩和。然而疫情在台灣才逐漸延燒,我們不得不重視疫苗供應不足的問題。

接種疫苗是遏止疫情惡化的有效辦法。從早期的「牛痘接種術」,疫苗就成為人類與病毒鬥爭的堅實後盾。天花、麻疹、小兒麻痺(脊髓灰質炎)、肝炎等曾肆虐全球的傳染病,都通過疫苗接種得到有效的控制。

牛痘疫苗的發明,真是科學上有名的機緣巧合!傳說中金納醫生在病人當中,偶然發現擠牛奶的女工沒有感染天花的病例,後經過研究發現接種牛痘病毒可以產生抗體,保護人類免於天花的感染,而且終生免疫。這說起來像是科學界的偶然。

這個技術,就最早成為疫苗的核心技巧。利用減毒、滅活得到不具危險性的病原體,注入人體激發免疫系統防禦。該技術疫苗製作方便,保存、運送容易。然而疫苗成分複雜,過去若不小心,甚至接種後仍有毒力恢復的風險。隨著生化科技的進步,這些問題現在都可避免。大陸的國藥、科興疫苗就是使用這些技術,兩家都得到世界衛生組織的批准,也都相當安全。

第二種的疫苗為透過基因工程取得病原體的蛋白結構、多醣體來做成疫苗。有多醣體疫苗、胜月太疫苗和次單位疫苗等。也就是用病毒的關鍵部件當鑰匙,將其交給人體的免疫系統認識。技術上有的還使用吸附劑、佐劑,病毒載體等,最後將之遞送至人體細胞,製造抗原來刺激免疫系統。AZ疫苗就是將新冠病毒蛋白編入黑猩猩腺病毒載體,Johnson&Johnson子公司Janssen的載體則是採用人類腺病毒Ad26。而我國將加速執行符合國際規範的第三期臨床的高端公司疫苗為次單位疫苗。

第三種疫苗則是以信使核糖核酸(mRNA)疫苗為代表的基因疫苗。信使的作用,是教細胞如何製造出一種蛋白質(片段),從而觸發體內的免疫反應。如果真正的病毒進入我們的身體,這種產生抗體的免疫反應可以保護我們免受感染。但由於mRNA是不穩定的基因片段,需要極低溫(-80°C)才能保持安定,冷鏈成本非常高。

莫德納和輝瑞/BNT的疫苗就是如此。mRNA創始人卡瑞蔻女士可能是今年諾貝爾醫學獎的篤定人選。1997年她遇到剛從國家衛生研究院跳槽到賓大的懷斯曼教授。兩人開始合作,終於在2005年獲得重大突破。

原來卡瑞蔻沒有辦法解決的問題是,合成的mRNA非常容易受到人體自身免疫系統的攻擊。這意味著合成的mRNA還未被運送到靶細胞前,就已經被人體的免疫系統摧毀了。2005年的突破是他們終於找到解決過度免疫反應的辦法,用弱化的版本替換了其中一個RNA的模組,就像換輪胎一樣。這樣新的mRNA就可以植入人體並引起免疫系統的正常抗體反應。但這個突破多年以後才有兩家分別叫 Moderna和 BioNTech的小公司願意投資,利用這一技術開始研製疫苗。

傳統疫苗的研製一般短則3、5年,長則十幾年才能上市。但這一次新冠疫情,在取得病毒的基因序列之後,兩家公司只用了幾個月時間就研製出了效率高達95%的mRNA疫苗。

其實現在不論哪一種疫苗都需要高深的生技知識。知識的累積與進化,冥冥中有發展的必然軌跡。就像居里夫人時代,科技已經到一定的程度,她沒有發現鐳,鐳最後也會被發現。不同的是,現在的突破就像mRNA的研究過程需要解決卡住的問題。因此,科學的研究進展還是站在巨人的肩膀上往前走那一小步,但是要走那一步,還是需要幸運的機緣巧合。(作者為中信金融管理學院講座教授、國立台灣大學經濟系名譽教授)