新冠肺炎疫情席卷全球,接种新冠疫苗是终结疫情的最佳解方,为了让民众了解新冠疫苗种类,台湾疫苗推动协会荣誉理事长李秉颖特别详解疫苗基本原理,一次搞懂 RNA 疫苗、腺病毒载体疫苗、蛋白次单位疫苗。
传统疫苗原理?
新冠治疗药物平均只有 5~10% 减少重症或死亡的效果,因此新冠疫苗被视为终结疫情的最佳解方,李秉颖首先谈到一般疫苗的原理,由于人体免疫系统辨识外来微生物构造的标的,被称为抗原(antigen)。免疫系统中,B 型淋巴球可以针对抗原产生抗体,藉以中和外来微生物;T 型淋巴球则可以协助 B 型淋巴球的反应,并形成免疫记忆,以维持长久的免疫保护反应。
李秉颖指出,一般疫苗含有微生物的全部或部分成分,没有或减弱微生物的致病性。当疫苗接触人体后,可让人体的免疫系统辨识出微生物的抗原,进而产生持续性的免疫反应与免疫记忆,使得人体免于或减轻微生物的侵袭。
新冠疫苗原理?
李秉颖指出,由于新冠病毒表面有许多棘蛋白(S protein),病毒借此蛋白来吸附细胞,然后进入细胞进行繁殖。人体针对棘蛋白的免疫反应,可以破坏新冠病毒以达到免疫的目的。以前对 SARS 病毒的疫苗研究,发现直接将 SARS 病毒去活化(inactivate,灭活),可能导致免疫增强现象(immune enhancement)。出现免疫增强现象时,不但无法有效预防感染,更可能促进病毒的感染力,使病情加重。
为了避免免疫增强现象,许多新冠疫苗做了特殊设计,以避免疫苗产生不利人体的反应,李秉颖表示,让新冠病毒的棘蛋白稳定保除在融合前(pre-fusion)型态,以避免棘蛋白变成融合后(post-fusion)型态,而后者与免疫增强现象有关。
这类特殊设计的疫苗,包括辉瑞(Pfizer)/ BioNTech 的 BNT-162b2 疫苗、莫德纳(Moderna)的 mRNA-1273 疫苗、娇生(Johnson & Johnson)的 Ad26.CoV2.S 疫苗、Novavax 的 NVX-CoV2373 疫苗、高端疫苗的 MVC-COV1901 疫苗。
疫苗只包含棘蛋白中与细胞接受器结合部位的小单位蛋白(receptor binding domain),以避开其他部位可能引起的不必要抗体,联亚生技的 UB-612 疫苗属之;牛津/阿斯特捷利康(AstraZeneca)的 ChAdOx1 nCov-19 疫苗没有特殊设计,但据称其疫苗都维持在融合前状态;中国大陆制造的灭活疫苗则是都没有预防性设计。
一、RNA 疫苗
原理主要是将可以制造新冠病毒主要抗原棘蛋白(S protein)的 mRNA,包裹成脂质奈米微粒后肌肉注射进入人体,mRNA 可进入注射部位的细胞,在细胞内转译制造棘蛋白后诱发对于新冠病毒的免疫力。
疫苗与研发厂商:
- BNT-162b2 疫苗:美国辉瑞与德国 BioNTech 合作制造。
- mRNA-1273 疫苗:美国莫德纳制造。
接种建议:台湾建议 2 种疫苗均可间隔 28 天以上肌肉注射 2 剂。
- BNT-162b2 疫苗仿单建议间隔 21 天以上肌肉注射 2 剂。
- mRNA-1273 疫苗仿单建议间隔 28 天以上肌肉注射 2 剂
保护效力:
- BNT-162b2 疫苗:第三期试验期中报告的保护效力为 95%。
- mRNA-1273 疫苗:第三期试验期中报告的保护效力为 94%。
不良反应:
- 轻微不良反应:常见反应有疼痛、注射部位发红与肿胀、发烧、畏寒、头痛、疲倦、肌肉疼痛、关节疼痛等,第二剂发生率高于第一剂,还有淋巴腺肿大、疼痛,通常位于注射同侧的腋下或颈部,以及延迟性皮肤过敏(delayed cutaneous hypersensitivity)反应,较少见,在接种部位发生红疹反应。
- 严重不良反应,主要有立即型过敏(anaphylaxis),以及心肌炎与心包膜炎:BNT-162b2 疫苗与 mRNA-1273 疫苗都被报告可以有关,发生率很低,而在以色列接种 BNT-162b2 疫苗的 500 万人中,有 275 例通报这种不良反应,大多发生于年轻男性,并在接种疫苗后一个月内发生,大多一周内,必须注意的相关症状,包括持续胸痛、呼吸急促、心悸(心跳不规则)、心跳过速、运动耐受性不良(例如走路或爬楼梯出现超乎寻常的呼吸急促)。
二、腺病毒载体(adenovirus-vectored)疫苗
原理是将可以制造新冠病毒主要抗原棘蛋白的基因,插入无法复制的腺病毒基因中。肌肉注射进入人体后,腺病毒载体无法复制,但是可以进入细胞,利用细胞的代谢机制产生棘蛋白以刺激人体对新冠病毒的免疫力。
疫苗与研发厂商:
- ChAdOx1 nCov-19 疫苗:英国牛津大学与美国阿斯特捷利康合作制造,使用黑猩猩(chimpanzee)腺病毒做为载体。
- Ad26.CoV2.S 疫苗:美国娇生制造,使用第 26 型人类腺病毒做为载体。
接种建议:
- ChAdOx1 nCov-19 疫苗:仿单建议间隔 4~12 周肌肉注射两剂,台湾建议间隔 8~12 周肌肉注射两剂。
- Ad26.CoV2.S 疫苗:肌肉注射一剂。
保护效力:
- ChAdOx1 nCov-19 疫苗:第三期试验期中报告的保护效力为 70%。
- Ad26.CoV2.S 疫苗:第三期试验期中报告的保护效力为 67%。
不良反应:
- 轻微不良反应:常见反应包括疼痛、注射部位发红与肿胀、发烧、畏寒、头痛、疲倦、肌肉疼痛、关节疼痛等,ChAdOx1 nCov-19 第二剂发生率低于第一剂,以及淋巴腺肿大、疼痛,通常位于注射同侧的腋下或颈部,发生率低于 1%。
- 严重不良反应:立即型过敏(anaphylaxis),以及血栓并血小板低下症候群(thrombosis with thrombocytopenia syndrome),大多发生在 60 岁以下女性,发作时间大多在接种第一剂后 2 周内,第 2 剂 ChAdOx1 nCov-19A 的发生率较低,必须注意的相关症状,包括持续性头痛、视力模糊、痉挛、持续性腹痛、持续性胸痛、呼吸急促或呼吸困难、下肢肿胀疼痛、皮肤出现自发性出血点、瘀青、紫斑。
三、蛋白次单位(protein subunit)疫苗
原理是利用基因重组技术,将可以制造新冠病毒主要抗原棘蛋白的基因插入细胞基因体之中,大量培养经过基因重组的细胞后,纯化细胞所制造的棘蛋白。
疫苗与研发厂商:
- NVX-CoV2373 疫苗:美国 Novavax 研发,含有 Matrix-M 佐剂。
- MVC-COV1901 疫苗:台湾高端疫苗研发,为棘蛋白三聚合体构造,含有 aluminum hydroxide 与 CpG 佐剂。
- UB-612 疫苗:台湾联亚生技研发,为棘蛋白的细胞结合区域(receptor binding domain)连结 IgG1 免疫球蛋白的 Fc 部位,含有 CpG、aluminium phosphate 佐剂、peptide UBITh 1a、与新冠病毒 S2、N、M 蛋白的肽胜(peptide)。
接种建议:
- NVX-CoV2373 疫苗:间隔 21 天肌肉注射两剂。
- MVC-COV1901 疫苗:间隔 28 天肌肉注射两剂。
- UB-612 疫苗:间隔 28 天肌肉注射两剂。
保护效力:
- NVX-CoV2373 疫苗:英国试验报告为 89.7%,南非试验报告为 60%。
- MVC-COV1901 疫苗与 UB-612 疫苗尚无数据。
不良反应:
- 轻微不良反应:常见反应包括疼痛、注射部位发红与肿胀、头痛、疲倦、肌肉疼痛等,发烧发生率大多低于 1~2%。
- 严重不良反应:立即型过敏(anaphylaxis):发生率未知。
高端、联亚两支国产疫苗都使用蛋白次单位,相继交出二期临床试验期中分析报告,虽然频遭质疑疫苗没有经过第三期人体试验就不能紧急授权使用,但台湾疫苗推动协会理事长黄玉成则认为,目前国外获得紧急授权使用的新冠疫苗皆没有完成第三期试验,都是根据期中报告紧急授权,未来可能会制定国际通用的保护性抗体标准,也会有越来越多新冠疫苗根据免疫桥接来获得认证。
台湾疫苗推动协会专家提醒,新冠肺炎属于全球性疫情,各国都需要打疫苗,现在全世界都面临疫苗供不应求的状态,而台湾获得的疫苗数量更是有限,建议民众无须挑选厂牌施打,尽速落实全民接种疫苗才能提高群体免疫,跟上全球解封脚步。
(首图来源:pixabay)
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