植物基新冠疫苗 全球免疫關鍵

潘楠慕 |2021.07.04
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基改技術可快速生產抗體和疫苗等生物活性物質。圖/法新社
一些生技公司和醫學機構正在開發植物疫苗。圖/法新社
基改植物具有生產新型生物製劑的潛力。圖/法新社

編譯/潘楠慕

新冠疫情爆發,再次凸顯疫苗對全球公衛的重要性;然而,成本、儲存和運輸條件,讓一些較貧窮的國家難以獲取疫苗,不僅危及當地民眾的生命安全,也可能導致病毒變種甚至擴散至其他國家,拖累全球達成群體免疫的步調;研究人員指出,一些生技和醫學機構正在開發的植物疫苗,具有容易運輸、儲存及耐熱等優點,可能有助解決全球疫苗供給問題。

一些富裕國家的生活可能在今年第四季恢復至疫情前的狀態,前提是接種率達八成以上,且成功遏制變種病毒的傳播,例如Delta變種病毒。然而,貧窮國家難以期待這樣的前景;按照目前的接種進度,中低收入國家取得足夠的疫苗需要數年時間。印度目前每天施打約一百八十萬劑,但該國總人口數高達十四億,達到八成接種率需耗時三年多。非洲目前接種人數為二千四百萬人,不到總人口的百分之二。

專家指出,美國已有逾六成的成年人至少接種一劑疫苗,且已購足全體人口所需的疫苗,但美國可能會保留部分疫苗,以備今年秋季或明年初使用,且開始研發更新型的疫苗。這個趨勢可能使擴大生產疫苗的能力受限,導致疫苗分配不均的差距進一步擴大;在資源匱乏的中低收入地區,疫苗的獲取、配送、冷藏和費用都面臨挑戰,例如輝瑞BioNTech和莫德納疫苗都需冷鏈運送,很難提供給印度農村或非洲等地。

專家指出,某些疫苗不需低溫冷藏,過去的成功例子是天花疫苗的冷凍乾燥版本,這也是根除天花的關鍵之一。然而,生產冷凍乾燥版本的mRNA疫苗,如輝瑞和莫德納的疫苗,理論上可以實現,卻有成本過高的問題。如何快速生產大量安全、有效、廉價的疫苗,攸關對抗新冠肺炎的成敗,植物基(plant based)疫苗很可能是中低收入國家大規模疫苗接種的希望,也是全球免疫的關鍵。

植物不僅是食物、纖維和燃料的來源,也有醫療效果;從藥用植物中提取生物活性分子已有先例,例如阿斯匹林的活性成分水楊酸(salicylic acid)便來自柳樹,是止痛劑的成分之一。

研究人員指出,基改植物具有生產新型生物製劑的潛力,這些新藥物的生產成本低廉,且不須透過冷鏈運輸;此外,隨著分子生物學的技術發展,科學家針對病毒的基因體和蛋白質結構進行分析,發展出使用類流感病毒顆粒(VLP)製備疫苗的技術,也就是非雞蛋、非哺乳類細胞培養的疫苗,VLP的優點是沒有核酸,對動物或植物不具傳染性。

另外,植物疫苗的儲存更加便利,例如把採收的樹葉冷凍,或者把植物病毒當成抗原載體,加以分離並儲存。實驗顯示,許多植物病毒有助於產生更強的整體免疫反應,一些公司也正致力研發適用於印度、非洲和其他地區的疫苗。

公衛專家指出,鑑於變種病毒的出現,全球防疫作業不容輕忽,且需立即擴大疫苗接種計畫;植物疫苗的研發,可能是遏制甚至結束新冠疫情的重要一步,也能為未來疫苗相關創新技術奠基。

加國植物疫苗 邁入三期臨床

細菌、病毒等病原體入侵人體後,免疫系統會運用各種機制對抗感染,例如白血球的巨噬細胞(macrophages)、B淋巴球(B-lymphocytes)及T淋巴球(T-lymphocytes),能吞噬病原體及受感染的細胞,並留下入侵病原體部分結構,讓B淋巴球與其他免疫細胞辨識此次入侵的病原體,藉此產生抗體對抗病原體。免疫系統擁有記憶機制,疫苗就是透過模仿病原體感染的方式,讓免疫系統建立對抗該病原體的記憶。

疫苗生產方式是利用雞胚胎蛋培養病毒後再加以去活化或減毒製成,目前還有mRNA疫苗及病毒載體疫苗。除此之外,生技公司也正使用植物作為小型生物反應器來生產疫苗和治療性抗體,最快可在六到八周內完成基因定序,生產出臨床級的材料。

加拿大生物製藥公司Medicago的執行長克拉克(Bruce D. Clark)博士表示,使用雞蛋生產疫苗,在製造過程中存在病毒突變的風險,可能會降低疫苗的有效性。使用基改技術製造的疫苗是新興技術,但可能有成本和臨床結果與真實狀況出現落差的問題。然而,植物疫苗使用類流感病毒顆粒(VLP)技術,不需要恆溫的工廠和昂貴的液體,只需要陽光、土壤、肥料和水。

研究人員把經過編輯的人類病毒直接插入植物中,用包含人類病毒蛋白的基因替換掉細菌的DNA。由於植物無法分辨出人類和細菌DNA的區別,葉細胞會合成新的蛋白質,也就是病毒結構。

Medicago與英國藥廠葛蘭素史克(GlaxoSmithKline)合作研發的新冠疫苗已完成第二階段試驗,在所有受試者中誘導出強勁的中和抗體和細胞免疫反應,且未出現嚴重的不良反應。

克拉克表示,這款植物疫苗已進入第三階段臨床試驗,若能順利完成並獲得批准,預計每年可生產多達八千萬劑疫苗,有助中低收入國家遏制疫情。

另外,英美菸草集團旗下的肯塔基生物加工公司(KBP)也正使用類似Medicago的技術開發新冠疫苗。KBP之前曾使用植物生產抗體,有效遏制伊波拉病毒擴散;KBP表示,該公司的新冠植物疫苗已成功引發動物對該病毒的免疫反應,目前已展開臨床試驗。

總部位於德州的iBio公司,也正在研究幾款候選疫苗,包括VLP技術的植物疫苗;Medicago科學和醫療事務執行副總裁藍德瑞(Nathalie Landry)表示,「在交叉保護成為全球疫苗接種行動的一項重要考量之下,我們希望植物疫苗能成為全球對抗新冠疫情的另一項利器。」

接種疫苗救人救己 素不素都好

新冠疫情衝擊全球之際,疫苗成為關注焦點;除了分配問題,疫苗成分也引發討論,對於是否接種以及選擇哪款疫苗施打各有看法;澳洲國立大學的哲學講師布蘭波(Ben Bramble)以自身的經歷和見解,探討疫苗議題。

市面上多款新冠疫苗不含動物成分,儘管如此,布蘭波透露,他有些素食友人仍不願接種,原因是疫苗的研發和測試過程需使用老鼠、猴子等動物。

布蘭波表示,包括疫苗在內,人類生產許多產品的過程曾傳出動物遭受駭人聽聞的待遇;然而,他認為素食主義者仍可放心接種疫苗。

布蘭波提出的理由是,接種疫苗可防止對他人造成傷害;病毒具有感染力,代表每個人都對其他人構成潛在的致命風險。接種疫苗不僅能降低出現嚴重症狀的機會,也可大幅降低把病毒傳給他人的可能性。他表示,我們可以選擇不使用以動物做試驗的化妝品,但疫苗和這些產品不同,因為化妝品等產品不會把其他人置於危險之中,但不施打疫苗卻可能危及他人。

布蘭波認為,目前沒有其他可靠的方法能夠擺脫新冠病毒,在找到其他可行的替代選項之前,開發和測試疫苗所涉及的動物傷害是不可避免的。一些素食主義者對接種疫苗感到不自在,是可以理解和合理的,但如果拯救地球或人類的唯一方法是進行動物試驗,大家仍應接受。理想的做法,是持續探索和研發替代方案,並且盡可能以更人道的方式對待被用於試驗的動物。

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