武漢肺炎疫苗是怎麼研發的?中研院研究員揭秘辛

2020-03-22 09:30

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「我們當時真的竭盡腦汁,思考怎樣做出一個逼近病毒原樣的中空粒子?」最後胡哲銘想到一種技術:雙乳化法。

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製作原理簡單說:應用水、油互不相溶的特性,製作一顆顆中空奈米粒子,讓粒子內部充滿刺激免疫因子,表面薄殼黏上蛋白質抗原,模仿冠狀病毒的皇冠樣突起。

4(圖/研之有物)
(圖/研之有物)

雙乳化法不是新技術,人們常常用它製作必須中空、可包裹東西的微小粒子,例如藥物、食品或化妝品等等,但過去製作的粒子直徑大約 10 微米,比病毒粒子大上百倍。可別小看只是縮小 100 倍,難度將直線攀升!

試想,在正常的尺度下,拿一點水倒入一杯油裡,用力搖一搖,也可產生很多小水珠在油中懸浮。但水珠越小,表面張力越大,狀態不穩定,很快就會聚集成為更大的水珠。

「更別說這些 100 奈米的水珠,表面張力大到不可思議。一弄不好,讓水全部聚在一起,油也全部聚在一起,根本做不出東西。」他解釋。

他花很多精神仔細改良每個環節,不管是施加的能量、溶劑濃度和分子大小等。歷經三年奮戰,終於成功製造出足以模仿 MERS 病毒的「薄殼中空奈米粒子」,粒子內部裝入強效佐劑,並模仿冠狀病毒表面的「皇冠樣突起」,在粒子的表面覆上「蛋白質冠」,製成「MERS 奈米疫苗」。

MERS 疫苗成功誘導免疫系統攻擊病毒

他將製作成功的 MERS 奈米疫苗注入小鼠身上。結果發現,小鼠體內可產生抗體長達 300 天,也會強化殺手 T 細胞!當殺手 T 細胞將奈米疫苗視為病毒吞下,會被裡面的刺激免疫因子刺激,認得這些「病毒」,下次再受到感染,就能快速發動攻擊,有效毒殺病毒,達到百分之百的動物存活率。研究成果於 2019 年刊登在《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)期刊,並已申請多國專利。

5冠狀病毒奈米疫苗,便是比照病毒,將抗原做成奈米大小,並模仿冠狀病毒表面的皇冠樣突起,在薄殼奈米粒子的表面,覆上「蛋白質冠」,進而讓搭載於粒子內部的奈米級強效佐劑,得以一起傳遞予免疫細胞。
冠狀病毒奈米疫苗,便是比照病毒,將抗原做成奈米大小,並模仿冠狀病毒表面的皇冠樣突起,在薄殼奈米粒子的表面,覆上「蛋白質冠」,進而讓搭載於粒子內部的奈米級強效佐劑,得以一起傳遞予免疫細胞。經過實驗,MERS 奈米疫苗可在小鼠體內產生抗體長達 300 天,也能強化殺手 T 細胞,達到百分之百的動物存活率。(圖/研之有物)

運用相同的技術,胡哲銘和許多中研院內外單位合作研發流感、B 肝或癌症奈米疫苗,或是將藥物裝入奈米粒子裡,讓它幫忙送到癌細胞所在處並釋放。面對來勢洶洶的新冠病毒,這些寶貴經驗皆有助於破解當前難題。

從 SARS、 MERS 到新冠肺炎

新冠肺炎、SARS 和 MERS 源於不同的冠狀病毒,三者抗原不會完全一樣,疫苗當然必須按照新冠病毒的 RNA 序列重新設計,細胞檢測、小鼠實驗也要打掉重練。

但三者均是冠狀病毒,既然是「表親」,過去研發 MERS 或 SARS 疫苗的現象也可能出現在新冠疫苗上。例如:過去在動物模式的測試中發現,如果使用的抗原不夠精準,產生的抗體可能無法中和病毒,甚至可能讓病毒更快速的感染細胞,胡哲銘研發的奈米疫苗即在避免此種免疫不完全的情況。

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