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※ 本文為 MindOcean 轉寄自 ptt.cc 更新時間: 2020-03-18 15:23:56
看板 Gossiping
作者 kailayxiudo (肉毒桿菌)
標題 [新聞] 新冠肺炎疫苗研發大直擊!假扮冠狀病毒
時間 Mon Mar 16 12:22:54 2020



1.媒體來源:
DQ地球圖輯隊

2.記者署名
徽徽
經授權轉載自友站研之有物文/ 歐宇甜、黃曉君 美術編輯|林洵安

3.完整新聞標題:
新冠肺炎疫苗研發大直擊!假扮冠狀病毒的奈米疫苗–專訪胡哲銘

4.完整新聞內文:
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新冠肺炎(COVID-19) 自 2019 年底爆發,截至 2020 年 3 月 12 日,全球已有 12.7 萬
人感染,超過 4 千人死亡。因專家預測新冠肺炎即將流感化,疫苗研發刻不容緩!中研
院生物醫學科學研究所胡哲銘長聘副研究員,2019 年曾針對另一種冠狀病毒引起的

 MERS (中東呼吸道症候群),以奈米粒子模仿冠狀病毒,製成「MERS 奈米疫苗」。他將
過去經驗應用於當前危機,目前已找出「新冠肺炎奈米疫苗」的候選疫苗。

https://fpscdn.yam.com/world/202003/4b/1a/5e6c41a3a4b1a.jpg
[圖]
 
胡哲銘看著自己發明的冠狀病毒奈米疫苗,小小的容器裡充滿了 10000000000000 個薄殼
中空奈米粒子。

故事,要從 2015 年說起……

新冠肺炎、SARS、MERS,都是由冠狀病毒引發的疾病。2015 年,南韓爆發  MERS 疫情,
台灣政府也憂心忡忡。旅居美國多年的胡哲銘,正好回到台灣中研院,因緣際會下,他和
台大獸醫系、美國德州大學跨國合作,以奈米粒子模仿 MERS 冠狀病毒外型,共同研發

 MERS 疫苗。

但病毒、疫苗,怎麼會和奈米粒子扯上關係?

因為病毒,就是自然界最厲害的奈米粒子!

https://fpscdn.yam.com/world/202003/34/4a/5e6c41ff4344a.jpg
[圖]
 
冠狀病毒體型不但非常微小,只有幾百奈米,外表為薄殼,具有特殊皇冠樣突起,內部中
空,裝著密度高的蛋白質、基因等。病毒藉由宛如超迷你戰艦的構造,將蛋白質、核酸送
入人體並綁架細胞。


「想想看,人類的免疫系統經過漫長演化,已經非常發達,仍常常逃不過病毒的感染。」
胡哲銘說:「但從另一個角度來說,免疫系統被訓練了這麼久,對於病毒的構造很有反應
、很會辨識。」


因此,人類很早就把活病毒減毒,或是死病毒碎片製成疫苗,用來刺激免疫系統,產生抗
體與細胞免疫,訓練免疫系統「記住」病毒!

傳統疫苗的侷限
然而,傳統的疫苗有很多侷限,比如說:減毒的活病毒破壞少、免疫系統反應好,但畢竟
病毒是活的,仍有些許風險。

死病毒的碎片製成疫苗,雖然安全,但病毒已大大破壞,只能刺激產生抗體免疫,殺手
 T 細胞不太能辨識。但細胞免疫很重要,如果有人被病毒感染,體內有幾億隻病毒,靠
抗體雖然能消滅 99%,但只要有一、兩隻突變,變成漏網之魚,抗體就沒辦法辨識,必須
依靠殺手 T 細胞出面。


還有用病毒的蛋白質抗原,混合一些刺激免疫因子 (稱為佐劑) 製成的疫苗,進入體內後
,因為刺激免疫因子的分子太小,免疫系統都還沒認出抗原,分子已經先在全身亂跑,可
能引起發炎或發燒反應……


胡哲銘提出新構想:

如果用奈米粒子「模仿」病毒的外型,並做成中空,裡頭裝入強效佐劑,就有機會成為沒
有毒性、副作用,又比傳統疫苗更有效的奈米疫苗。

https://fpscdn.yam.com/world/202003/f5/a9/5e6c429b3f5a9.jpg
[圖]
 

奈米疫苗:模仿病毒大作戰
但理想很豐滿,現實卻很骨感……

以往奈米技術只能做成實心粒子,無法像病毒一樣中空。其實,光要做出頭髮直徑的萬分
之一、大約 100 奈米大小的實心粒子已經非常困難。

「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。

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。

https://fpscdn.yam.com/world/202003/37/91/5e6c4e5d73791.jpg
[圖]
 

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。

https://fpscdn.yam.com/world/202003/08/c9/5e6c4ed1108c9.jpg
[圖]
 
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。



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。


其次,T 細胞在對抗病毒的過程中,往往一分為二,分為 TH1 型與 TH2 型細胞,如果疫
苗傾向引發 TH2 型細胞產生抗體,當小鼠遇上病毒,可能產生過敏的反應。當前疫苗的
研究,必須想辦法讓兩種 T 細胞的反應處於平衡狀態。


憑藉冠狀病毒疫苗研究之經驗,2020 年初,新冠狀病毒疫情爆發時,胡哲銘便以「跨部
會疫苗合作平台」的召集人身份,積極投入疫苗的研發工作。在與台大獸醫系陳慧文老師
合作下,目前此合作團隊已製備多項候選疫苗,施打在老鼠身上也已確認可以有效產生抗
體。未來,在跨部會團隊的合作下,即將在可感染新冠病毒的小鼠模型中證明奈米疫苗的
保護力,進行下一階段的測試。


疫苗是打在健康人身上,研發需要充足時間確認效果與安全性,新冠肺炎的疫苗最快也要
明年才可能問世!但新冠肺炎極可能流感化,未來疫苗在防疫上將越來越重要。

全世界如胡哲銘的疫苗研究者皆已站上防疫最前線,努力與詭詐多變的病毒搶時間,為全
人類的未來做好萬全準備。

Q:為什麼會想到用奈米粒子模仿冠狀病毒?
A:其實,這是我之前在美國研究的延伸。我十三歲到美國念書,大學讀生物工程,開始
接觸生物醫學、奈米醫學。

許多人可能不了解奈米和醫學有什麼關係,其實在我們身體裡就有各式各樣的奈米粒子,
負責傳遞訊息或養分,像細胞與細胞之間是用約 100 奈米的粒子溝通,有些不溶於水的
分子,如油脂、膽固醇等等,在身體裡也是奈米粒子。


奈米醫學就是運用「極微小的載體」,幫助藥物傳導或作為其他醫療用途,過去常用的材
料有金、矽、玻璃或碳等等,現在主流是生物相容性材料,像質體、微質體或蛋白質、聚
合物等。


我在唸博士後時,開始研究一個特別的生技平台:用細胞膜包覆奈米粒子,使它產生類似
細胞的特性,像是在奈米粒子外面包覆紅血球細胞膜,好像穿上迷彩服,不容易被免疫細
胞發現與消滅,就能延長待在動物體內的時間。還有將血小板的細胞膜包覆在奈米粒子上
,再讓奈米粒子把藥物運到心臟損傷的部位。


Q:一開始怎麼想到用仿生的概念做奈米粒子?
A:其實是因為……沒錢!!(苦笑)

一般人想像中,美國實驗室應該經費充裕、設備新穎,但當時我們的實驗室經費不多,只
能用些便宜或老舊的機器。有一陣子,許多人嘗試在奈米粒子外層黏一些特殊材料,像是
抗體。當我打電話去詢價時,對方回說要三千美金,我們的實驗室根本買不起。


無法跟別人一樣進行最新的研究,我的壓力很大,被迫要找其他辦法,思考另找便宜的材
料,後來靈機一動,想到可以把動物細胞膜黏到奈米粒子上。於是我就跑去找隔壁的實驗
室商量,請他們把犧牲的死老鼠留給我,讓我抽取血液細胞。


後來,隔壁實驗室請我去拿老鼠,卻為時已晚,老鼠的血液已經凝固了,我只好拜託對方
下次早點通知。最後我終於取出老鼠血液細胞、取下細胞膜,黏在奈米粒子上,材料費幾
乎是零。


真是窮則變、變則通啊!雖然經費不足,反而激發創意。
可是我當初拿這個生技平台去發表論文時,卻曾有人笑:「怎麼會把細胞膜黏到奈米粒子
上?真是笨點子!」但我沒有理會這些批評,繼續前進,最終發現這個平台的應用性很強
,研究成果獲登《自然》 (Nature) 期刊。


總之,那時的研究給了我嶄新的思維,原來製作奈米粒子時,不需卡在要用什麼材質,而
是應該想辦法讓它變成更接近人體內的奈米粒子。回到台灣後,我才會想到模仿病毒製作
奈米疫苗。


Q:除了研發過程耗費心力,還有遇到其他印象深刻的事嗎?
A:說真的,這次的點子能夠實現,要歸功於中研院有先進的設備與儀器。

舉例來說,有種研究奈米粒子很重要的器材叫做「冷凍電子顯微鏡」(Cryo-electron
microscopy,簡稱冷凍電鏡),可用低溫觀察奈米粒子樣本並拍照。一般儀器只能看到粒
子外觀,粒子內是實心空心,根本分不出來,一定要使用冷凍電鏡。

我在美國讀博士、博士後時,七年間不斷向學校請求使用冷凍電鏡,一直不成功。好不容
易求到,不料負責的人操作錯誤,拍出模糊的照片,仍然向我收費一千美金,讓我十分傻
眼。


但在中研院,冷凍電鏡設施及服務皆非常完善周全,在專業的技師協助下,每次都能照到
高畫質的奈米粒子照片, 讓我們能把奈米粒子極細微的差異觀察得非常清楚,然後反覆進
行製程的優化,才能順利研發成功。


Q:您從小在美國受教育,對台灣的科學教育有哪些看法呢?
A:我確實有很多看法!(很認真) 台灣的學術硬體資源、環境,以及人才絕對是世界級
的,但在自我表達以及溝通上仍有進步的空間。

因為台灣教育重視儒家思想、尊師重道,習慣只講缺點、不談優點。雖然謙虛是美德,但
久了學生常缺乏自信,面對師長不太敢表達自己的想法,科學討論的風氣不盛。

在美國時,雖然我身邊的夥伴都是來自不同國家、背景和語系,但在這種多元的環境下反
而沒有階級的包袱,我們會花許多時間溝通,一起把事情做好。

反觀在台灣,雖然大家都講同樣語言, 也有相對類似的背景,但卻感覺很忌諱溝通。很
多時候大家怕講錯話,怕違逆師長想法, 或怕自己的想法被批評。這些顧慮是學習與科
學交流上最大的阻礙, 也很難激發對科研的熱情。


所以我蠻鼓勵學生要培養自信,不要怕表達、不要怕問問題,多討論才能激發創意,同時
也鼓勵老師們多給學生討論以及培養自信的機會。

在科學裡,平等的對話與討論是必要的,每個人的意見、點子都值得討論。就算不完整,
我也想聽你的想法,我們可以共同找出一個更好的答案!

5.完整新聞連結 (或短網址):
https://dq.yam.com/post.php?id=12264#photo1409020
新冠肺炎疫苗研發大直擊!假扮冠狀病毒的奈米疫苗–專訪胡哲銘 | DQ 地球圖輯隊 帶你看透全世界
[圖]
新冠肺炎(COVID-19)自2019年底爆發,截至2020年3月12日,全球已有12.7萬人感染,超過4千人死亡。因專家預測新冠肺炎即將流感化,疫苗研發刻不容緩!中研院生物醫學科學研究所胡哲銘長聘副研究員,2019年曾針對另一種冠狀病毒引起的MERS(中東呼吸道症候群),以奈米粒子模仿冠狀病毒,製 ...

 

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1樓 時間: 2020-03-16 13:20:34 (台灣)
  03-16 13:20 TW
那打進去的疫苗後來會變成怎樣??
2樓 時間: 2020-03-16 13:29:28 (台灣)
-1 03-16 13:29 TW
只知道衛生署的資料是沒有疫苗可用的
[圖]
3樓 時間: 2020-03-16 14:50:03 (台灣)
  03-16 14:50 TW
別做出只有商機缺不能上市或沒效果的拉基就好
4樓 時間: 2020-03-16 23:34:43 (台灣)
  03-16 23:34 TW
「疫苗是打在健康人身上,研發需要充足時間確認效果與安全性,新冠肺炎的疫苗最快也要
明年才可能問世!但新冠肺炎極可能流感化,未來疫苗在防疫上將越來越重要。」看內文啊~~~
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