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2021/06/30
國產疫苗跟國際疫苗的技術差在哪?疫苗的成分、製程大比較!
在新型冠狀病毒(COVID-19,武漢肺炎)及其變種病毒的威脅下,全球急需疫苗也急於製作疫苗。國際疫苗如輝瑞(BNT)、莫德納(Moderna)、嬌生(Johnson & Johnson)、AZ(AstraZeneca)、諾瓦瓦克斯(Novavax),國產疫苗如高端、聯亞,儘管所採用的疫苗技術不同,但它們本質上都是生物學,都是利用科技來「培養」的。
許多疫苗都需要培養
疫苗是由完整的細菌或病毒、或它們的一部分組成,通常是蛋白質或醣;而疫苗的這些活性成分,稱為抗原,它們是在人體觸發免疫反應的原因。由於疫苗是生物製品,因此大多數常規病毒疫苗都需要在生物材料上生長,例如流感疫苗的雞蛋、甲型肝炎疫苗的哺乳動物細胞。這是一個相當費力且緩慢的過程,以流感疫苗為例,將活病毒注射到胚胎雞蛋中,一旦病毒進行複製,病毒材料就會被收集、純化和滅活,而較新的RNA疫苗,如輝瑞(BNT)、莫德納(Moderna)可以通過DNA模板生產,這比傳統的疫苗生產便宜得多、也快速得多。
疫苗中有什麼成分?
疫苗含有複雜的生物分子,如果任其自生自滅,本質上是不穩定的,容易發生降解,因此疫苗通常還含有一些添加劑,用來保持它的安全和有效性。這些添加劑包括「防腐劑」和「穩定劑」,前者可以阻止疫苗在開瓶後受污染,後者可以阻止任何化學反應的發生。接下來,是「表面活性劑」,可以阻止疫苗的成分結成一團;「稀釋劑」是用於將疫苗稀釋到正確濃度的液體。與此同時,「殘留物」雖然不是特意添加到疫苗中的,但它們是用於製造疫苗的成分殘留物,可能包括酵母或雞蛋蛋白。另外,一些疫苗需要「佐劑」,通過確保疫苗在注射部位停留更長時間或刺激局部的免疫細胞,來提高對疫苗的免疫反應。
疫苗的類型
疫苗的種類包括:全病毒(滅活和減活)疫苗、遺傳物質RNA (mRNA)疫苗、病毒載體疫苗、亞單位疫苗、重組疫苗、多醣和結合疫苗、類毒素疫苗。
全病毒疫苗(滅活和減活)——中國科興
許多傳統疫苗使用完整病毒來觸發免疫反應,麻疹、腮腺炎、風疹(MMR)疫苗等減毒活疫苗,所使用的是仍能複製的弱化病毒形式,但不太可能導致疾病。甲型肝炎等滅活疫苗使用的是遺傳物質已被破壞(有時被稱為「殺死」)的病毒,因此它們無法進行複製。
核酸疫苗(遺傳物質RNA (mRNA)疫苗)——輝瑞(BNT)、莫德納(Moderna)
核酸疫苗使用遺傳物質DNA或某些形式的RNA,為細胞提供製造抗原的指令,一些新的新冠疫苗便使用了信使RNA技術。
病毒載體疫苗——AZ(AstraZeneca)、嬌生(Johnson & Johnson)
病毒載體疫苗也包含遺傳物質,這些遺傳物質為我們的細胞提供產生抗原的指令,疫苗使用一種無害的病毒作為載體(這與疫苗所針對的病毒不同),再將這些指令傳遞到細胞中,rVSV-ZEBOV伊波拉疫苗就是一個例子。
亞單位、重組、多醣和結合疫苗——高端、聯亞、諾瓦瓦克斯(Novavax)
這些疫苗使用一個或多個抗原,例如蛋白質或醣,來觸發對病毒的免疫反應。例如結合疫苗將一個強抗原攜帶的弱抗原結合起來,以確保更強的免疫反應,含有表面抗原的重組乙型肝炎疫苗就是一個例子。
類毒素疫苗
類毒素疫苗使用由病毒製造的控制量毒素,例如破傷風疫苗。它們對病毒的致病部分產生免疫力,而不是病毒本身,這意味著免疫反應針對的是毒素,而不是整個病毒。
我們如何尋找潛在的疫苗?
科學家們可能首先通過研究對類似疾病有效的疫苗,再來尋找候選疫苗,又或者通過資料庫尋找可能引發強烈免疫反應的潛在致病蛋白。科學家必須平衡蛋白質激發免疫系統的能力,還得承受病毒變異的可能性。如果病原體進化形成新的毒株,曾經是疫苗目標的蛋白質可能不再存在,這可能會使疫苗失效,而尋找核心蛋白可以防範這種情況,但這個過程曾經需要花費幾個月或幾年的時間。
現在,通過超級電腦提供支持的先進生物信息學工具,可以在幾天內掃描和分析這些蛋白質,人工智慧(AI)技術也開始用於可能從根本上改變潛在疫苗研製速度的方式,這對於針對快速進化的細菌或病毒的疫苗而言,是極為重要的,因為這些細菌或病毒會使疫苗對它們的效力降低。
正在挖掘的全球數據庫已建立多年,世界各地的科學家也正在彙編和輸入有關各種病原體的信息,進一步建立疫苗的網絡系統,真正使用數位製造的技術幫助疫苗誕生。
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