疫苗是如何保護我們的?人體的免疫系統是如何抵禦外來的病毒入侵?(上)
這個系列有兩集唷:
看到這個標題,相信你們應該已經在各大「科普」網站上、群組內長輩們的轉發文章、甚至是一些中國用語農場文當中,都看到過不少。
那既然如此為何還會想要跟你們分享這個訊息呢?除了因為武漢肺炎病毒 (SARS-CoV-2) 持續肆虐的原因外,更重要的是,上述的那些文章們,很多的可信度都要打上一個問號。
就算都是真的,因為現在全世界各國,幾乎所有還在運轉中的實驗室,都全力地投入在武漢肺炎 (COVID-19) 的研究上面,所以關於武漢肺炎的各種不同面向的 target,都正在被極力地研究與討論當中。
也正是因為如此,那些「科普」網站們,與各種轉發文章們,可能會比較著重在介紹各種具有治療潛力的武漢肺炎療法。
但是我想除此之外,另外一個面向也很重要的是,關於對抗病毒的疫苗,big picture 是什麼?
也就是說,當一個科學家在思考如何對抗武漢肺炎病毒時,他/她腦袋中浮現的,對抗病毒的疫苗發展策略會有哪些?傳統上的方法(不是古老的意思,這邊的傳統是指,那些收錄在我們的教科書上,已經被視為研發疫苗的方法策略之一)有哪些呢?
Photo by CDC on Unsplash
武漢肺炎病毒 (SARS-CoV-2) 疫苗研發競賽的現況
幾個禮拜前,知名期刊 Nature 發表了這篇新聞*,針對目前的武漢肺炎病毒(SARS-CoV-2) 疫苗的研發,用許多精美的圖片,總結了目前疫苗研發競賽的狀況。
截至四月底,世界各地的藥廠、研究機構們,正在開發超過 90 種的武漢肺炎疫苗;其中有至少 6 個團隊的疫苗,已經開始進行 phase 1 safety trials 。而目前來說,科學家們主要是透過有 8 種不同的策略,來對抗武漢肺炎病毒。
要知道疫苗是如何對抗病毒,我想可能要先知道,一般而言,我們的人體是如何抵禦病毒的?
疫苗對抗病毒產生免疫力的原理
大家都知道,我們的免疫系統有所謂的記憶的效應。也就是說,當我們人體受到同樣或類似的病毒入侵時,第二次的反應,會比第一次的反應,來得更快、且更強。
你看下圖藍色部分的第二次反應 (secondary response) 就遠比第一次反應 (primary response),所產生的抗體 (antibody) 要來得更快、而且濃度更高。
簡單講這就是我們人體注射疫苗對抗病毒的原理。
也就是說,若先讓我們的免疫系統去認識一下這個病毒,或是這個病毒的某一部份構造,讓我們的免疫細胞先知道這個病毒是長得什麼樣子(這時候我們就對這個病毒產生了免疫力!),等到下一次這個病毒真正大軍壓境時,我們的免疫系統就可以迅速且大量地,產生抗體來對抗這個病毒。
那麼再更深入一點地說,第一次反應時,我們的免疫系統是怎麼樣去認識一下這個病毒呢?
Nature 新聞中有一幅精美的插圖,看起來好像很複雜但其實沒有。若以冠狀病毒 (Coronavirus) 為例,請搭配下方的圖片一起看,大致上的概念就是:
病毒在我們的人體當中,會被一類稱作 APC (antigen-presenting cells) 的細胞們所捕捉
APC 們會把病毒的一部份構造,呈現給助手 T 細胞 (T helper cells)
助手 T 細胞會去告訴 B 細胞 (B cells) 和 細胞毒性 T 細胞 (Cytotoxic T cells)
B 細胞會去生產,專門針對這個病毒的抗體;細胞毒性 T 細胞則會去殺死,受到這個病毒感染的其他細胞
最後,助手 T 細胞、B 細胞、細胞毒性 T 細胞,會變成長久記憶型態(持續數月甚至數年);等到下次如果又遇到這個類似的病毒時,這些記憶型態的細胞就會被活化,並且能夠迅速且大量地產生對抗這個病毒的抗體。
Graphics: Nik Spencer/Nature
如果你覺得這一切的一切好複雜的話,沒關係沒關係,take home message 就是:
對抗病毒的疫苗,作用的原理就是利用人體免疫系統的記憶能力— 也就是先讓我們的免疫系統先認識一下這個病毒,產生免疫力。然後等到下次真的遇到這個病毒時,我們的免疫系統就可以迅速且大量地產生抗體,來消滅這個病毒。
下一集我會繼續講關於,科學家們目前主要是透過哪 8 種不同的策略?來使我們的人體產生免疫力,進而去對抗武漢肺炎病毒?
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*Reference: Callaway, E. (2020). The race for coronavirus vaccines: a graphical guide. Nature 580, 576–577.
THE BIOLOGIST|紐約生
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