新冠疫苗如何對抗變種病毒?

新冠疫苗如何對抗變種病毒?
近期,台灣的新冠肺炎疫情升溫,不少人擔心疫苗對變種病毒的效力。圖片來源:Shutterstock
2021-06-01
文・許英昌(中正大學生命科學系兼任助理教授)
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病毒介於生命及無生命中間,有些病毒的核酸聚合酶無法做校對,造成複製過程中錯誤百出,導致COVID-19突變株陸續出現。科學家相當擔心,到底在這些突變株中,哪幾個顯著突變點最令人擔心呢?面對突變株,在疫苗製造上又應如何應變?

西班牙B.1.177株,顯著突變發生在病毒表面棘狀蛋白上,第222個胺基酸上產生突變(A222V,意即第222個丙胺酸A,突變成纈胺酸V),使人類抗體中和病毒的能力降低。

英國B.1.1.7株,2020下半年在英國出現,棘狀蛋白上有九個突變,包括兩個刪除突變(HA68-70del及YI144del)。其中,棘狀蛋白上和宿主細胞表面上接受體結合部位(RBD),第501個胺基酸的突變N501Y,使病毒的棘狀蛋白更和宿主細胞上的接受體結合力增加,增加56%感染率,是否還有其他點突變的參與,仍屬未知。目前為止B.1.1.7已在全球傳播。毒性比原型強。

南非B.1.351株,在RBD處有10個突變,包括E484K、N501Y及K417N突變,其中E484K突變使人類抗體難以附著在病毒上,無法有效消滅病毒,增加50%感染的機會。研究人員發現從施打過mRNA疫苗的體內取出的血清,也較難中和此株病毒。

巴西有P1及P2兩株,P1有12個突變,包括E484K、K417N/T及N501Y;P2則為E484K。加州B.1429含3個突變其中L452R令人矚目,目前沒有明顯增加感染力。

印度目前有兩株突變,相信和今年三月該國疫情急轉直下有關。B.1.617及B.1.618株,前者含13個突變,包括E484Q、L452R及P681R,其中E484Q已在南非株中發現,使病毒逃避免疫系統攻擊。L452R也在加州株中出現。另一株B.1.618,去年10月在西孟加拉省發現,含E484 K突變能削減人體對病毒的反應。

以上數種顯著突變使病毒更易傳播,並能逃避免疫系統的追殺;世衛更將英國B.1.1.7、南非B.1.351、巴西P1及印度B.1.617株列入最令人擔憂的病毒株。(延伸閱讀|美國疾管署改口:共處一室就可能感染!台灣「清零」最後機會 未來兩週全民「自主封城」

疫苗-變種病毒-新冠肺炎-Covid 19變種病毒傳染力強,各縣市公共場所積極清消、防堵病毒。圖片來源:新竹市政府

如何對抗變種病毒是病毒學家面對的最大挑戰。

目前已知,輝瑞及莫德納mRNA疫苗可對抗南非及印度變種病毒;相對之下,最新Novavax及嬌生的疫苗在美國有效率分別達90%及85%,但在南非則分別降至50%及57%。顯示突變株會降低疫苗的效力。

如何更新疫苗呢?科學家認為以含新型突變基因的版本為抗原,取代先前版本,或同時含有新舊兩種版本,製造多價疫苗。莫德納已更新其mRNA疫苗,以對抗南非B.1.351株。

第一代疫苗已逐一開花,第二代疫苗也開始展現成果,朝「簡單就是美」的方向開發新疫苗,讓人們有更多選擇更大心安。

第一,倫敦帝國理工學院開發能自我擴增的mRNA疫苗,在人體細胞內能不斷自行製造棘狀蛋白,代表只需單劑不需要加強注射,同時可大幅降低成本並大量生產。

第二,Novavax則以細胞培養病毒表面棘狀蛋白,以蛋白質當抗原,稱次單位或純化表面抗原疫苗。疫苗可保存在攝氏2到8度,比起輝瑞及莫德納疫苗,分別得儲存於-70℃及-20℃,在分配保存及施打上更方便。

第三,嬌生公司以一無毒的感冒病毒AD26為載體,將一段病毒基因送入體內,引發免疫反應。優點在於比起去活性及次單位疫苗,更能引發免疫反應,而且只需單劑,施打方便。

第四,華盛頓大學則以病毒表面上的受體結合區,黏附在奈米粒子上,以此為抗原引發免疫反應,和用完整的棘狀蛋白為抗原比較,前者產生的免疫反應約為後者的十倍。

疫苗-變種病毒-新冠肺炎-Covid 19與其他疫苗相比,Novavax疫苗在分配保存及施打上更方便。圖片來源:Shutterstock

總而言之,這是一場人類舆病毒的戰爭,未來也不會停止;唯有全民上下一心,方足以對抗疫情。全球一疫難求之際,如何取得安全有效的疫苗,也絕非易事,政府責無旁貸更應力挽狂瀾,以全民福祉為依歸。

新疫苗也已如雨後春筍般出現,帶給人類希望,此時此刻我們更需要耐心舆信仰,「這是黑暗的季節,也是光明的季節;這是絕望的冬天;也是希望的春天」,讓我們一起克服萬難,期盼雨水滋潤與陽光揮灑的到臨。(延伸閱讀|越洋專訪》「寧可先打1000萬人,別只打500萬人!」哈佛榮譽退休教授:有核准的疫苗就打,第二劑可考慮「混打」

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