做好準備,因應不斷突變的病毒——《光速計畫》

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  • 作者/米勒(Joe Miller)、吳沙忻(Ugur Sahin)、圖雷西(Özlem Türeci)
  • 譯者/陸維濃

病毒必會突變

大家之所以這麼慌張,要從一個 12 月初就開始慢慢醞釀的故事說起。當時,每週開會的英國公衛部門官員發現了一組奇怪的數據:位於倫敦東南方的肯特郡,感染人數突然激增。經過簡短的調查,他們很快發現,在有英格蘭花園之稱的肯特郡出現了一種全新的新冠變種病毒。

一般而言,病毒每個月都會發生幾次隨機突變,但這個變種病毒帶有十七個突變,遠超過專家在病毒生命週期的這個階段所觀察到的突變次數。英國首相強生警告民眾,這個變種病毒的傳播力比原本的「野生型」新冠病毒高出七成,而且有些專家認為它的致命性也更高。

幾天內,英國成了一座國際棄島,各國政府紛紛禁止民眾往返英國。可惜,這樣的措施來得太晚,很快地,「肯特變種」就出現在十幾個國家,從奧地利到澳洲都未能倖免。

事實上,病毒發生突變是可以預見的。在全球各地造成數千萬人感染的新型冠狀病毒,跟武漢的新型冠狀病毒已經略有不同。我們的世界正在快速學習病毒學領域的一項基本原則,那就是只要病毒能複製,它就能發生演化。或者,換個說法,就像社群媒體上流傳的網路迷因所形容的:「殺不死你的,必會換個方式捲土重來。」

儘管如此,肯特變種還是嚇壞了科學家,其中一些還是跟吳沙忻夫婦同代的科學家。肯特變種表面突起的棘蛋白,也就是疫苗的作用目標,已經有了重大變化。不久後,在南非也發現了另一種變種,它的棘蛋白也發生了改變。

吳沙忻夫婦一個一個地安撫著他們的朋友和同事。「大家太激動了,」心情很放鬆的吳沙忻跟一位熟人這麼說:「每一天都會有事發生。」他還建議大家遠離臉書和推特。

在吳沙忻夫婦眼中,還沒確定變種病毒可以躲過人體因感染過病毒、或接種過疫苗所獲得的免疫力之前,緊張兮兮是一種魯莽的表現。「我們不可能超越突變的速度,」圖雷西說道:「我們需要從科學角度去瞭解,在面對新的變種病毒時,現有疫苗是否無法提供交互保護作用?然後才進一步地考慮是否需要製造新疫苗。」對吳沙忻夫婦來說,真正的問題是:如何區別哪些變種會對疫苗產生適應,而哪些不會?

吳沙忻夫婦之所以能好整以暇地等待明確的結果出現,都要歸功於吳沙忻在 6 月時堅持所做的改變。當時,疫苗的供應和製造團隊懇求 BioNTech 和輝瑞的管理階層以第一階段試驗中率先繳出亮眼成績的候選疫苗,即 BNT162b1,繼續進行後續的試驗,但吳沙忻夫婦為了等待 B2.9 的數據而堅持到最後一刻。

圖雷西表示,早在他們做出這個決定之前,大家已經知道棘蛋白很容易發生突變,尤其是其作用端(即受體結合區域)。隨著時間,它很有可能躲開中和抗體的攻擊。這也是一開始光速團隊想要利用免疫系統(即抗體和 T 細胞)聯手的力量的原因。

如果,接受過辨認病毒蛋白構型訓練的抗體無法正確地識別出變形的棘蛋白,那麼抗體將無法干擾新冠病毒附著肺細胞時所採用的對接機制。但是 T 細胞,也就是吳沙忻夫婦多年來用以鎖定腫瘤細胞的免疫狙擊手,會認得遭感染細胞的特徵,並且吞噬它們。

據吳沙忻夫婦的瞭解,遭同種病毒的不同變種所感染的細胞,都會保留這些特徵(他們在 2021 年進行的第一階段試驗證實了這個假設),儘管病毒的棘蛋白發生突變,但 T 細胞仍然認得這些特徵。因此,就算病毒穿越由抗體組成的第一道防線,也會被第二道防線——也就是前來支援的 T 細胞——所攔截。

做好準備,因應不斷突變的病毒——《光速計畫》
就算病毒穿越由抗體組成的第一道防線,也會被前來支援的 T 細胞攔截。圖/Pixabay

B1 攜帶較短的受體結合區序列,相較之下,攜帶棘蛋白完整序列的 B2.9 能引發更廣泛的 T 細胞反應。所謂更廣泛指的就是 T 細胞可以在棘蛋白上鎖定更多區域進行攻擊,因此有更大的機會在病毒入侵細胞後阻止病毒繼續肆虐。「回想起來,」圖雷西說道:「如果採用 B1,成效可能不會這麼好。」

此外,由於 BioNTech 的疫苗在面對原本的新冠病毒時效力極高,BioNTech 因此多了些彈性空間。即使新冠病毒發生突變導致疫苗效力下降 10%,這樣的效力仍足以在二十人中為十七人提供保護。很快地,試驗結果將證明即使疫苗效力確實下降了幾個百分點,但這樣的疫苗仍屬強效,保護作用遠超過許多常見的傳染病疫苗。

吳沙忻夫婦能夠如此有自信,還有另一個原因。接受記者採訪時,吳沙忻提到 BioNTech 有能力對疫苗進行調整,在六週內就可以生產預防變種病毒的疫苗。多年來為每個病人單獨開發個人化癌症藥物的經驗,又將再次派上用場。製造 mRNA 的專家庫恩和他的團隊已經歷過數百次由分析遺傳訊息、分離獨特抗原或疫苗作用目標、讓 mRNA 攜帶編碼,以及生產最終藥物所構成的製程週期。

另外還有獨立的「比利行動」小組(吳沙忻希望這個小組能像巴西足球明星比利一樣「白手起家」,所以用他的名字為小組命名),專門負責讓 BioNTech 快速地批次量產新冠疫苗,以及未來可能獲得授權的任何藥物。如今,這些準備就緒的流程運轉起來相當流暢。

為了因應新的變種病毒而調整疫苗並不是難事,因為基本的化學反應是一樣的,生產過程也一樣,除了用來製造 RNA 的 DNA——裝在塑膠瓶裡送來的黏稠液體——模板序列會稍有不同。構成棘蛋白的四千個基因編碼中,只有其中幾個需要改變。

在 2021 年初,懸而未決的問題是:監管機構是否允許序列稍有變更的候選疫苗直接進入生產製程,還是他們會要求進一步的臨床試驗數據?

光速計畫

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