新型流感8段基因,至少重組3次
專家提出警告,H1N1新型流感尚未發威,今年秋冬才是進入對抗病毒的關鍵期。
現在,全球都在準備製造疫苗應戰,在世界衛生組織主導下,部分疫苗工廠已清出生產線製造H1N1新流感疫苗。
中研院生醫所研究員何美鄉解釋,病毒之不斷演進突變,原因在於當不同病毒感染同一細胞,不論是人或動物,不同病毒的基因會在同一宿主體內重組,在重組過程,不同病毒的基因會互換,最終仍是8個基因,但排序改變,部分基因甚至可能在重組時被換掉。
分析H1N1新流感病毒,有4種基因來源,分別是北美洲的豬、北美洲禽類、歐亞的豬與人類。
簡單的假設,若病毒的底基是北美的豬,透過不同感染途徑,至少歷經三次重組,取得其他三種不同的病毒,因此N1H1是一株「三重組」病毒。
在正常狀況下,當病毒感染細胞時,細胞會產生一種干擾素,第一型干擾素會使病毒含量降低,同時透過一系列訊息傳導,使受感染細胞的周遭會出現第二型干擾素,建立細胞讓病毒不容易侵入。
但流感病毒的8段基因中,最小的NS基因含兩種蛋白質NS1、NS2,其中NS1蛋白質在病毒繁殖過程完全用不上,它的作用就是干擾細胞產生干擾素,這會使病毒容易繁殖並侵入其他細胞,進而傳播擴散。
新型H1N1病毒為何如此演進、重組,目前並不清楚。何美鄉說,有一種可能性,是這株病毒的NS1蛋白質功能特別強,壓抑細胞產生干擾素,導致病毒容易入侵、傳播,並協助第二個病毒感染同一個細胞,增加各種病毒重組的機會。新型H1N1未來究竟會怎麼樣變下去?科學家非常關注。
製流感疫苗 偽造病毒又快又好
1930年代起,人類已開始使用雞胚胎培養病毒,
迄今絕大部分流感疫苗仍利用雞胚胎培養、製造。
中央研究院生物醫學研究所研究員何美鄉解釋,不同病毒在雞胚胎增殖速度不一,
科學家找到在雞胚胎裡長得最快、「適化」最好的病毒,做為製備疫苗株的基因母體。
1930年代,在波多黎各分離出來的PR8流感病毒,是目前醫學上製備流感疫苗最常使用的母體。這株流感病毒在雞胚胎適化後,利用其H與N以外的6段基因,做為所有疫苗株的基因母體,製造基因重組的各式疫苗株。
製造疫苗的程序,首先讓預期使疫苗對抗的病毒株與PR8一起感染細胞,其後在細胞外面加上抗PR8的抗體,因此任何含有PR8的H和N基因的病毒都會被剔除。
因PR8病毒增長速度快、數量龐大,發生突變導致病毒重組的機率亦高,此過程中只要有任何新的H或N基因出現,帶有此突變基因的病毒就可不受抗PR8的抗體影響而繼續增殖,譬如以此方法找到的H3N2就是新的疫苗株。
篩選出的疫苗株,需要先進行簡單的活體毒性試驗,試驗方法通常是將疫苗株打入雪貂活體觀察感染反應,若不會感染雪貂則證實其感染性很低,感染人類的機率亦不高,其後才可利用該病毒株製疫苗。
當疫苗製備廠拿到WHO釋出的疫苗株,會先進行「種株」(master)病毒培育,培養出一定濃度與標準化的病毒量後,才注入雞胚胎裡以製造疫苗。
專門培育用以生產雞胚胎蛋的雞,從小施打各種疫苗以確保個體健康;雞舍的空調、工作人員進出都受嚴格管制。雞蛋生下30分鐘內必須清洗消毒,然後挑出受精卵進行孵化至第11天,該卵即可發育成適用於培養病毒的雞胚胎。運送「胚胎蛋」到疫苗廠過程,因雞蛋已開始發育,卡車須要有空調並防震。
疫苗製造的程序,是先將培養出的特定病毒打到胚胎蛋中,令其繼續孵化兩天,再讓雞蛋冷卻,使雞胚胎死亡,以免稍後抽取蛋中的病毒時,裡面的活體胚胎扭動干擾作業。接著進行純化,將病毒以外的雜質完全去除只留下病毒顆粒,此程序約需5至7天,純化後將病毒殺死,固定病毒蛋白後放入針劑中,最後整批次製備的針劑必須通過無菌檢驗才算完成疫苗製備。
傳統疫苗株製造所需時間較長,目前科學家已可運用分子生物學技術,省略培養、繁殖病毒的冗長階段,直接篩選出擬對抗的病毒基因,偽裝成病毒用以製備疫苗,一樣可達目的,全程只需10到12周。