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新冠疫苗知多少

2021/2/18 — 17:13

2020 年 12 月 16 日,美國維珍尼亞州一名前線醫護人員接種輝瑞疫苗。 (Photo by Win McNamee/Getty Images)

2020 年 12 月 16 日,美國維珍尼亞州一名前線醫護人員接種輝瑞疫苗。 (Photo by Win McNamee/Getty Images)

【文/香港科技大學生命科學部講師梁嘉華博士】

新冠病毒威脅世界各國超過一年,大家都希望疫情可以儘快受控,對疫苗的研發寄予厚望。政府 2020 年底公佈成功採購三款新冠病毒疫苗,包括科興控股(香港)有限公司的滅活疫苗、復星醫藥/ BioNTech 的信使核糖核酸疫苗,以及阿斯利康/牛津大學的病毒載體疫苗。巿民非常關注這些疫苗的作用原理及可能引起的副作用,究竟這些疫苗是怎樣為我們防禦病毒入侵呢?

我們的身體細胞一旦被病毒感染就會變成病毒工廠,並按其遺傳物質的指示複製更多病毒。與此同時,我們的免疫系統會被激活,引發免疫細胞分工合作﹕有的消滅受病毒感染的身體細胞,有的捉拿在細胞外到處遊走的病毒,有的則記錄病毒的蛋白質或其他組成特徵,幫助免疫系統製造出相應的針對性武器。當病毒再一次入侵時,免疫系統便能根據記錄在案的資料確認病毒身份,迅速拿出武器並組織強而有效的攻擊,在短時間內殺滅病毒。

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疫苗就是利用免疫系統的記錄功能去提供保護。疫苗將病毒特徵預先呈現給免疫系統去分析和作出準備,讓我們真的被相關病毒攻擊時可以隨時迎戰,在病發前將病毒殲滅。這些病毒特徵可從死去或弱化的病毒上得到,而新一代疫苗是以病毒的基因去令我們的身體細胞製造這些病毒特徵。疫苗本身基本上都是沒有致病性的。

以下將詳細解釋上述三款新冠病毒疫苗的作用原理及可能引起的副作用 。

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中國科興疫苗採用的滅活病毒技術是傳統的疫苗製作方法。研究員利用非洲綠猴腎細胞作為病毒工廠,把從病人身上分離出的新冠病毒株在實驗室大量繁殖,然後用有機化合物將病毒處理 ,保持其外層的棘蛋白(又稱 S 蛋白或刺突蛋白)和其他組成部分的完整性,但同時使它失去複製能力,這就是「滅活」的意思。可是,失去活性的病毒難以引起免疫系統的興趣,於是疫苗會混入含鋁質的免疫佐劑以刺激我們的免疫系統,令我們對目標病毒產生免疫能力。滅活技術是相對成熟和容易執行的疫苗製造技術,但由於過程中需要處理大量活性的新冠病毒,因此嚴謹的實驗室管理是非常重要的。滅活的效率也需要嚴格控制,以免有漏網之活性病毒令疫苗接種者不幸染疫。另外,雖然含鋁質的佐劑在合理使用的情況下一般不會對人體造成明顯傷害,但仍然有部分人對佐劑存有憂慮,擔心它可能引發的不良反應,尤其是對神經系統的副作用。

中國復星醫藥/德國BioNTech的信使核糖核酸 (mRNA) 疫苗屬於新一代疫苗。科學家先將新冠病毒棘蛋白的 RNA 逆轉錄 [1] 成去氧核糖核酸 (DNA),再用儀器按 DNA 的基因序列大量轉錄 [2] 成相應的 mRNA 。當 mRNA 疫苗進入我們的細胞,就會開始翻譯 [3] 成病毒棘蛋白。這些棘蛋白部分會出現在人體細胞的表面,或是在細胞凋亡時被釋放,外露的棘蛋白就會刺激我們的免疫反應。因為病毒棘蛋白是由疫苗接種者本身的細胞製造,所以免疫系統誤以為細胞真的被病毒感染而被激活,過程中毋須佐劑的協助。而且我們的身體有天然的酶去降解 mRNA ,最後 mRNA 疫苗會消失得不留痕跡。不過 mRNA 很脆弱,用作疫苗的 mRNA 會被保護在脂質納米粒中,並須以極低溫儲存  (–70°C) 。疫苗極低溫的保存要求增加了疫苗運送的難度,也令一些未能提供低溫儲存環境的發展中國家卻步。 mRNA 疫苗可能引起的副作用與其他疫苗相若,包括輕微的局部性皮膚紅腫和刺痛、發燒、肌肉疼痛,以及疲倦等症狀。而由於此疫苗不含病毒,因此不會造成太大的風險。

英國牛津/阿斯利康藥廠的病毒載體疫苗,亦屬新一代疫苗。病毒載體就像一個將貨物安全地送達目的地的貨櫃。這款疫苗所用的「貨櫃」是改良過的黑猩猩腺病毒,而內裡的「貨物」就是從新冠病毒棘蛋白的 RNA 逆轉錄而來的 DNA 。當病毒載體進入人體後,加載在裏面的病毒 DNA 會進入細胞核內,在那裡被轉錄成 mRNA ,再翻譯成新冠病毒的棘蛋白。跟復星醫藥/BioNTech的mRNA疫苗一樣,外露的棘蛋白會刺激我們的免疫反應,也不需要佐劑。不同的是,留在細胞核內的 DNA 不容易被降解。另外,以病毒為載體的 DNA 比較穩定,疫苗的儲存温度只需 2–8°C ,令運送和使用過程更容易處理。副作用也跟 mRNA 疫苗差不多,常見的包括注射部位觸痛、疲倦、頭痛、肌肉痛和發燒。

值得留意的是,三種疫苗都是靠收集到的病毒作基礎,令我們身體對其表面的棘蛋白產生免疫作用。當病毒表面的棘蛋白出現變異,現時的疫苗有機會未能全面保護我們。而以上述三類疫苗來說, mRNA 疫苗的製造過程最為直接和快捷,也是今次新冠疫苗競賽中最早進入臨床階段的一員。根據世界衛生組織直至 2021 年 1 月 26 日的資料顯示,目前進入臨床試驗的新冠疫苗有 63 種,另外有 173 種疫苗在進行臨床前開發,當中除了本文介紹的三類疫苗外,還有傳統的蛋白質亞基 (Protein subunit) 疫苗,以及加入抗原呈遞細胞的混合疫苗。相信未來疫苗的發展將越趨成熟,很快便可以製造更全面更有效的疫苗去保障我們的健康。

註:

  1. 逆轉錄:將 RNA 轉錄成 DNA 的過程 
  2. 轉錄:將 DNA 被抄寫成 RNA 的過程
  3. 翻譯:RNA 有三種,其中 mRNA 帶著蛋白質的基因序列。將 mRNA 的序列轉換成蛋白質的過程,稱為翻譯。

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