【mRNA疫苗臨床試驗95%有效! mRNA疫苗會是COVID-19的救世主嗎?】:發表在新英格蘭醫學期刊(NEJM)上的兩篇論文提到【註1】,兩個mRNA疫苗臨床研究分別收案3萬多人與4萬多人,在打完疫苗之後的兩個月追蹤當中,施打疫苗讓COVID-19感染率減少了95%!【註3】
在本文開始前,在此先簡述說明一下「分子生物學的中心法則」,建立對DNA、RNA、mRNA的基礎認識。
■分子生物學的中心法則 (central dogma)(圖1)
用最簡單最直接的方式來描述的話,生物體的遺傳訊息是儲存在細胞核的DNA中,每次細胞分裂時,DNA可以複製自己 (replication),因而確保每一代的細胞都帶有同樣數量的DNA。
而當細胞需要表現某個基因時,會將DNA的訊息轉錄 (transcribe) 到RNA上頭,再由RNA轉譯 (translate) 到蛋白質,而由蛋白質執行身體所需要的功能。這也就是所謂的分子生物學的中心法則 (central dogma)。
對於最終會製造成蛋白質的基因來說,RNA是扮演了中繼的角色,也就是說遺傳訊息本來儲存在 DNA 上頭,然後經過信使 RNA (messenger RNA, mRNA) 的接棒,最後在把這個訊息傳下去,製造出蛋白質。【註4】
■冠狀病毒的基因組由RNA構成
RNA不如DNA穩定,複製過程容易出錯,因此一般RNA病毒的基因組都不大。但冠狀病毒鶴立雞群,基因組幾乎是其他RNA病毒的三倍長,是所有RNA病毒中最大、最複雜的種類。
冠狀病毒還能以重組RNA的方式,相當頻繁地產生變異,但是基因組中位在最前端的RNA序列相對穩定,因為其中有掌控病毒蛋白酶與RNA聚合酶的基因,一旦發生變異,冠狀病毒很可能無法繼續繁衍。
目前抗病毒藥物的研發策略之一,正是設法抑制病毒RNA複製酶(RdRp)。而最前端的RNA序列也是現階段以反轉錄聚合酶連鎖反應(RT-PCR)檢驗新冠病毒時鎖定的目標。中央研究院院士賴明詔表示,不同病毒的核酸序列當中還是有各自的獨特變異,正好用來區分是哪一種冠狀病毒。【註5】
■SARS-CoV-2是具有3萬個鹼基的RNA病毒
中國科學院的《國家科學評論》(National Science Review)期刊【註2】,2020年3月發表《關於SARS-CoV-2的起源和持續進化》論文指出,現已發生149個突變點,並演化出L、S亞型。
病毒會變異的原因可略分成兩種:
▶一是「自然演變」
冠狀病毒是RNA病毒,複製精準度不如DNA病毒精準度高,只要出現複製誤差,就是變異。
▶二是「演化壓力」
當病毒遇到抗體攻擊,就會想辦法朝有抗藥性的方向演變,找出生存之道。【註6】
■mRNA 疫苗是一種新型預防傳染病的疫苗
近期,美國莫德納生物技術公司(Moderna)與輝瑞公司(Pfizer),皆相繼宣布其COVID-19 mRNA疫苗的研究成果。
莫德納公司在2020年11月30日宣布他們的mRNA-1273疫苗在三期臨床試驗達到94.1%(p<0.0001)的超高保護力,受試者中約四成為高風險族群(患糖尿病或心臟病等),7000人為高齡族群(65歲以上),另也包含拉丁裔與非裔族群(報告中未提到亞洲裔)。
傳統大藥廠輝瑞公司,亦在美國時間11月18日發佈令人振奮的新聞稿:他們的RNA疫苗(BNT162b2)三期臨床試驗已達設定終點,保護力高達95%(p<0.0001)。該試驗包含了4萬名受試者,其中約有四成受試者為中高齡族群(56~85歲),而亞洲裔受試者約占5%。
■mRNA疫苗為什麼可以對抗病毒?
為什麼mRNA疫苗會有用?就讓我們先從疫苗的原理「讓白血球以為有外來入侵者談起」。
在過往,疫苗策略大致上可分為兩種:
● 將病毒的屍體直接送入人體,如最早的天花疫苗(牛痘,cowpox)、小兒麻痺疫苗(沙克疫苗,polio vaccines)、肺結核疫苗(卡介苗,Bacillus Calmette-Guérin, BCG)以及流感疫苗等。
✎補正
卡介苗 BCG(Bacillus Calmette-Guerin vaccine) :卡介苗是一種牛的分枝桿菌所製成的活性疫苗,經減毒後注入人體,可產生對結核病的抵抗力,一般對初期症候的預防效果約85%,主要可避免造成結核性腦膜炎等嚴重併發症。
▶以流感疫苗為例,科學家通常先讓病毒在雞胚胎大量繁殖後,再將其殺死,也有部分藥廠會再去除病毒屍體上的外套膜(envelope),進一步降低疫苗對人體可能產生的副作用後,再製成疫苗。
● 將病毒的蛋白質面具,裝在另一隻無害的病毒上再送入人體,如伊波拉病毒(Ebola virus disease, EVD)疫苗等。
▶以伊波拉病毒疫苗為例,科學家會剪下伊波拉病毒特定的醣蛋白(glycoproteins)基因,置換入砲彈病毒(Rhabdoviridae)的基因組中,使砲彈病毒長出伊波拉病毒的醣蛋白面具。
上述例子都是將致命病毒的部分殘肢送入人體,當病毒被樹突細胞(dendritic cells)或巨噬細胞(macrophages)等抗原呈現細胞(antigen-presenting cell, APC)吃掉後,再由細胞將病毒殘肢吐出給其他白血球,進而活化整個免疫系統,然而,mRNA疫苗採取了更奇詭的路數 - 「讓人體細胞自己生產病毒殘肢!」
■mRNA 疫苗設計原理(圖2)
將人工設計好可轉譯出病毒蛋白質片段的mRNA,包裹於奈米脂質顆粒中,送入淋巴結組織內,奈米脂質顆粒會在細胞中釋出RNA,使人體細胞能自行產出病毒蛋白質片段,呈現給其他白血球,活化整個免疫系統。
■mRNA疫苗設計流程(圖3)
1「科學家獲得病毒的全基因序列」
因社群媒體的發達、公衛專家、病毒研究者以及期刊編輯的努力,這次的COVID-19病毒序列很快的被發表;中國北京疾病管制局的研究團隊,挑選了九位患者,其中有八位,都有前往華南海鮮市場的病史,並從這些患者採取了呼吸道分泌物的檢體,運用次世代定序 (NGS,Next Generation Sequencing) 的方式,拼湊出新型冠狀病毒全部與部分的基因序列。並陸續將這些序列資料,提供給全世界的病毒研究者交互確認,修正序列的錯誤。
2「解析病毒基因群裡所有的功能,選定目標蛋白質(Covid-19病毒棘蛋白質)」
以冠狀病毒為例,通常會選病毒表面的棘狀蛋白(spike protein)。因為棘蛋白分布於病毒表面,可作為白血球的辨識目標,同時病毒需透過棘蛋白和人體細胞受體(receptor)結合,進而撬開人體細胞,因此以病毒繁殖的策略而言,此處的蛋白質結構較穩定。
3「製造要送入人體的mRNA,挑選出會製造棘蛋白的mRNA進行修飾」
挑選會轉譯(translation)出目標蛋白質的mRNA,並進行各項修飾,以提高該人工mRNA在細胞裡被轉譯成蛋白質的效率。如:輝瑞的mRNA疫苗(BNT162b1)選用甲基化(methylation)後的偽尿嘧啶(1-methyl-pseudouridine)取代mRNA裡的原始尿嘧啶(uracil, U),有助於提升mRNA的穩定性,並提高mRNA被轉譯成病毒棘蛋白的效率。
4「將人工mRNA裹入特殊載體,將mRNA包裹入特殊載體顆粒中」
因為mRNA相當脆弱且容易被分解,因此需要對載體進行包裹和保護。然而,有了載體後,接踵而來的問題是「該怎麼送到正確的位置(淋巴結)?」。而輝瑞和莫德納不約而同地都選用了奈米脂質顆粒(lipid nanoparticles)包裹mRNA載體,奈米脂質顆粒通常由帶電荷的脂質(lipid)、膽固醇(cholesterol)或聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)修飾過的脂質等組成,可以保護RNA,並將mRNA送到抗原呈現細胞豐富的淋巴結組織。
5「包覆mRNA的奈米脂質顆粒,注射在肌肉組織」
使其能循環到淋巴結,被淋巴結中的細胞吃掉。奈米脂質顆粒釋放出mRNA,使細胞產出病毒蛋白質片段,進而呈現給其他白血球並活化整個免疫系統。【註7】
mRNA可將特定蛋白質的製造指示送至細胞核糖體(ribosomes)進行生產。mRNA 疫苗會將能製造新冠病毒棘狀蛋白的 mRNA 送至人體內,並不斷製造棘狀蛋白,藉此驅動免疫系統攻擊與記憶此類病毒蛋白,增加人體對新冠病毒的免疫力,最終 mRNA 將被細胞捨棄。
值得注意的是,由於 mRNA 疫苗並無攜帶所有能製造新冠病毒的核酸(nucleic acid),且不會進入人體細胞核,所以施打疫苗無法使人感染新冠病毒。
Pfizer、BioNTech 研發的 BNT162b2 是美國第 1 個取得 EUA 的 mRNA 疫苗,施打對象除成年人,還包含 16 歲以上非成年人。且相比 Moderna 製造的 mRNA-1273 疫苗,患者施打第 2 劑 BNT162b2 的副作用較輕微。
Moderna 也不遑多讓,mRNA-1273 於 2020 年 12 月中取得 EUA,且具備在 -20°C 儲存超過 30 天的優勢。在臨床試驗中,使用 mRNA-1273 的 196 位受試者皆無演變成重度 COVID-19,相較安慰劑組中卻有 30 人最終被標為重度 COVID-19 患者。【註8】
為了觸發免疫反應,許多疫苗會將一種減弱或滅活的細菌注入我們體內。mRNA疫苗並非如此。相反,該疫苗教會我們的細胞如何製造出一種蛋白質,甚至一種蛋白質片段,從而觸發我們體內的免疫反應。如果真正的病毒進入我們的身體,這種產生抗體的免疫反應可以保護我們免受感染。【註9】
【Reference】
▶DNA的英文全名是Deoxyribonucleic acid,中文翻譯為【去氧核糖核酸】
▶RNA 的英文全名是 Ribonucleic acid,中文翻譯為【核糖核酸】。
1.來源
➤➤資料
∎【註1】
Baden LR, El Sahly HM, Essink B, et al. Efficacy and Safety of the mRNA-1273 SARS-CoV-2 Vaccine. N Engl J Med. 2020 Dec 30:NEJMoa2035389. doi: 10.1056/NEJMoa2035389. Epub ahead of print. PMID: 33378609; PMCID: PMC7787219.
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2035389
Polack FP, Thomas SJ, Kitchin N, et al. Safety and Efficacy of the BNT162b2 mRNA Covid-19 Vaccine. N Engl J Med. 2020 Dec 31;383(27):2603-2615. doi: 10.1056/NEJMoa2034577. Epub 2020 Dec 10. PMID: 33301246; PMCID: PMC7745181.
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2034577
∎【註2】
Xiaoman Wei, Xiang Li, Jie Cui, Evolutionary perspectives on novel coronaviruses identified in pneumonia cases in China, National Science Review, Volume 7, Issue 2, February 2020, Pages 239–242, https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa009
∎【註3】
▶蘇一峰 醫師:https://www.facebook.com/bsbipoke
▶中時新聞網 「mRNA疫苗臨床試驗95%有效 醫:哪國搶到就能結束比賽」:
https://www.chinatimes.com/realtimenews/20210104004141-260405?chdtv
∎【註4】
( 台大醫院 National Taiwan University Hospital-基因分子診斷實驗室)「DNA、RNA 以及蛋白質」:https://www.ntuh.gov.tw/gene-lab-mollab/Fpage.action?muid=4034&fid=3852
∎【註5】
《科學人》粉絲團 - 「新冠病毒知多少?」:https://sa.ylib.com/MagArticle.aspx?id=4665
∎【註6】
(報導者 The Reporter)【肺炎疫情關鍵問答】科學解惑 - 10個「為什麼」,看懂COVID-19病毒特性與防疫策略:https://www.twreporter.org/a/covid-19-ten-facts-ver-2
∎【註7】
科學月刊 Science Monthly - 「讓免疫系統再次偉大!mRNA疫苗會是COVID-19的救世主嗎?」:https://www.scimonth.com.tw/tw/article/show.aspx?num=4823&page=1
∎【註8】
GeneOnline 基因線上 「4 大 COVID-19 疫苗大解密!」 :https://geneonline.news/index.php/2021/01/04/4-covid-vaccine/
∎【註9】
(CDC)了解mRNA COVID-19疫苗
https://chinese.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/vaccines/different-vaccines/mrna.html
➤➤照片
∎【註4】:
圖1、分子生物學中心法則
∎【註7】:
圖2:mRNA 疫苗設計原理
圖3:mRNA 疫苗設計流程圖
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分子生物學pdf 在 Tiffany Chen T妹 粉絲團 Facebook 的精選貼文
很多人覺得酒精、消毒劑難買還要排隊,誰會喜歡刺鼻的化學消毒劑,長期使用確實對身體或家裡有幼兒是一種傷害。
酒精不管濃度多高,都無法殺死許多病毒,建議精油與酒精搭配加強防護。
10ml精油+100ml 75%酒精
如果家中沒有酒精,建議精油比例再加高,量以自己舒適為主,對抗病菌等 比例不要過低即可。
T妹列出三樣精油,幫助殺菌、及對抗病毒,並教導你如何使用。
當然 當你生病時,還是要看醫生並乖乖吃藥,但可以與精油合併。
T妹講任何話都不是空穴來風,精油有許多科學研究報告,與功效列入多國的教科書。
精油並不是仙丹 部份精油只是幫助預防、對抗、幫助縮短感冒症狀與舒緩,當然自體免疫力很重要,才會說精油是輔助,但他的功效已經被許多先進國家,科學研究證實有一定的功效與輔助。
在此我要特別聲明,怕智能障礙的人看不懂⋯ 不能保證精油100%對抗、或治癒任何病,好比西藥也是無法100%保證,我也從沒有說可以100%對抗冠狀病毒,因為這超級病毒且致死率極高,不是一般病毒,但精油可以用來當作最佳輔助品,且有一定的功效,當然任何病痛還是要找醫生。
而在西方國家,許多醫生發現是小感冒,都不會開藥,要你回家休息用自體免疫戰勝,我本身也是認為 如果是小感冒,真的能不吃西藥就不要。
但反而大病一定要吃藥,在台灣反而相反,蠻多人大病不想吃藥,寧願相信來路不明神仙水,或莫名的藥膏塗塗抹抹。
也就是國人普遍對醫療知識非常匱乏,而我從不會誇大、亂猜測推理,我會多方面證實,即使是天然療法⋯ 也必須要有國際上的公信力。
在國外甚至研究發現水果萃取可以讓癌細胞腫瘤減小,藥房都可以買到天然水果萃取治感冒的藥(縮短與減緩感冒症狀),更可以標示療效,不是只有普拿疼西藥才有功效,在台灣政府反而認為只有西藥有效,認為食物只能吃沒有療效,所以很多人對天然的東西,認為天方夜譚⋯ 反正全部都是誇大不實,無法跟上國際觀。
精油如同中醫,最溫和及最天然的方式,如果家中有小孩⋯ 更建議用最天然的防護。
精油表現最好的是它的抑菌效果,科學家分別對常見度比較高的100種細菌和100種真菌進行分析,發現在100種精油中有87種精油在不同程度上對於不同的菌種都有一定的抑菌效果。
又從臨床試驗進一步證實,多種精油對呼吸道炎症有效,對關節炎、腮腺炎、牙齦炎、陰道炎、胸膜炎、褥瘡等多種炎症;比如茴香、綠花白千層、神香草、生薑、沒藥等;也有不少精油對抗病毒有效,比如:薰衣草、澳洲茶樹、桉葉油、酸檸檬、蠟菊、百里香等等。
德國精油化學家Kurt Schnaubelt認為,95%的精油種類都有抗炎症抗感染作用,75%的精油具有調節情緒性精神障礙作用,以及調節神經系統和平衡激素水平的作用。
50%的精油具有治療慢性炎症和抗過敏作用,25%的精油種類有輔助治療代謝性障礙的作用。
2013年,澳洲格理菲斯大學工程學院Evgeny V. Usachev研究發現,茶樹油、桉樹(尤加利樹)油,具有可以抵抗A型流感病毒,以及寄生在細菌中「噬菌體M13」的作用;只要5~15分鐘,就能讓95%的病毒失去活性,等於只要嗅聞15分鐘,鼻腔內的病毒幾乎可以清除乾淨。
還有太多精油相關文獻,我就不一ㄧ列出,精油功效並不是天方夜譚。
尤其值得欣慰的是,2004年諾貝爾獎歷史上第一次授予兩位從事氣味研究的科學家,美國科學家理察·阿克塞爾和琳達·巴克,表彰兩人在分子生物學水平上,解釋了氣味受體和嗅覺系統組織方式,從此氣味對人類的影響絕不是迷信而是科學。
🔬從科學看精油
https://media.doterra.com/tw/zh/documents/science-oil-201901.pdf
🔬精油科學
https://m.xuite.net/blog/aromamedicine/twblog/138200227
分子生物學pdf 在 國家衛生研究院-論壇 Facebook 的精選貼文
【鑒往知來】:從過去SARS經驗看「不明肺炎」
2003年,嚴重急性呼吸道症候群(SARS)在3個月內,造成全台674人染病,其中48人死亡,17萬人接受居家隔離。17年過去了,SARS彷彿銷聲匿跡,直到2019年末中國大陸武漢再傳疑似病例。
在2003年1月,臺灣爆發了嚴重急性呼吸道症候群(SARS)疫情,而引發這種病症的元兇是一種冠狀病毒。SARS對臺灣社會、經濟的影響相當巨大,幸運的是,SARS在一年之間就完全被控制住。但是,幾年後又開始出現禽流感、各種流感,後來還有中東呼吸症候群冠狀病毒感染症(MERS)、伊波拉病毒、茲卡病毒等等,這些我們通稱為「新興感染症」的病原。(資料來源: 註1)
《中研院生醫所前研究員-何美鄉為大家喚起記憶》
二○○二年底在中國大陸廣東率先爆發的SARS,就是透過活禽市場,導致禽畜與人類循環感染,使病毒在人體演化,演變成原不存在自然界、甚至足以人傳人的兇悍病毒。
何美鄉表示,直到關掉活禽市場,截斷感染源頭,再加上醫院積極感染管控,才讓這株變異的病毒遠離社區,封存於實驗室。
何美鄉不諱言表示,至今仍可在蝙蝠身上採到SARS病毒,但不是那株變異成為可以人傳人的病毒株。她建議,若這次武漢不明肺炎的確是SARS病毒所引起,應及早找出第一批遭動物感染的人類,避免病毒演化。
《SARS到底去哪裡了?》
「中研院生醫所前研究員」何美鄉指出,SARS沒有消失,始終寄宿在蝙蝠身上,若人類與宿主再次直接接觸,還是可能重現江湖。
「長庚大學-新興病毒感染研究中心」施信如 教授也表示,病毒是古老、持續演化的微生物,當人們以為某些病毒消失,其實只是因為防疫策略奏效,感覺不到它的存在。
何美鄉指出,對人類而言,引發「嚴重急性呼吸道症候群」的SARS病毒屬於新型傳染病,但對動物來說,SARS是非常古老的病毒,自然宿主是不太有機會與人類接觸的蝙蝠,當果子狸、獾等哺乳類動物感染SARS,作為奇特食材進入活禽市場買賣,便增加病毒與人類接觸機會。
《當疑似非典型肺炎的案例出現,大約多久才能檢驗確定?》
「長庚大學-新興病毒感染研究中心」施信如教授說,實驗室分子生物學測試一天內就可以完成,但病人身上可能同時存在有多種病原體,到底哪一種造成了非典型肺炎,還要再檢驗病人身上的抗體對應哪一種病原體才能確定,因此至少要一到兩周,而且要有兩間實驗室都得到同樣結果,才能完全確認。(資料來源:註2)
《新興傳染病-SARS》
SARS感染特點為發生瀰漫性肺炎及呼吸衰竭,比非典型肺炎嚴重,因此取名為嚴重急性呼吸道症候群(Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS)
「SARS病毒」
–是新發現的冠狀病毒
–原冠狀病毒為
•導致感冒的致病原之一
•引起症狀較輕微
–2003年4月16日WHO正式命名
「流行季節」
–依2002-2003年疫情流行之經驗,SARS流行期可能與其他呼吸道傳染病相似
–主要發生於11月至隔年4月
「可傳染期」
–在尚未發燒時不會傳染給他人
–發病後7至10天內是最危險的傳染期
–發燒消退後10天即不具感染力
「傳染方式(SARS是近距離飛沫傳染)」
•吸入病人的飛沫或體液而傳染
•接觸到病患分泌物或帶菌的體液
「潛伏期」
•2至7天,最長可達10天以上
「感受性及抵抗力」
–SARS病毒為新型變種病毒,眾人皆無抗體
「疾病概述~ 臨床表現」
-主要症狀
•發高燒(>38°C)
•呼吸急促或呼吸困難
•咳嗽
•胸部X光發現肺部病變
-其他症狀
•頭痛、肌肉僵直、食慾不振、倦怠、腹瀉、意識紊亂等
「併發症」
–最嚴重會出現瀰漫性肺炎,氧氣交換下降,導致肺部缺氧
–病人會呼吸困難、缺氧,甚至導致死亡
(資料來源:註3)
「SARS的預防」
–勤洗手(未洗手前請勿觸摸口鼻)。
–保持環境衛生及空氣流通。
–避免前往人潮擁擠的公共場所,必要時戴口罩預防感染。
–避免不必要的探病。
–均衡飲食。
–定時運動,睡眠足夠,保持健康的身體。
(資料來源:註4)
【Reference】
1. 來源:
➤➤資料
∎(註1) (科學月刊 Science Monthly)【冠狀病毒之父如何對抗新興傳染病賴明詔院士專訪】 : http://scimonth.blogspot.com/2017/02/blog-post_7.html
∎(註2)(udn.com 聯合新聞網)【SARS消失17年 抗煞專家分析重現江湖的可能性】:
https://udn.com/news/story/7266/4260613
∎(註3) (疾病管制署 - 1922防疫達人)「嚴重急性呼吸道症候群(SARS)核心教材」:https://www.cdc.gov.tw/File/Get/InG8jagjxffXBDW1UexnrA
∎(註4) 新北市立碧華國民小學 New Taipei Municipal BiHua Elementary School 、新北市立碧華國中 -「SARS防疫資訊」:http://web.bhes.ntpc.edu.tw/www/sars/
➤➤照片
∎(衛生福利部-疾病管制署 - 1922防疫達人)嚴重急性呼吸道症候群: http://bit.ly/2SLvb5e
2. 【國衛院論壇出版品 免費閱覽】
∎國家衛生研究院論壇出版品-電子書(PDF)-線上閱覽: http://forum.nhri.org.tw/forum/book/
3. 【國衛院論壇2019年度議題】簡介
➤http://bit.ly/2MtCqgA
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劉佩芬老師. 高雄醫學大學. 生物醫學暨環境生物學系 ... 檢測分子產生的螢光,隨著反應的進行,該分子增加。 ... 每個Q-PCR 都包含一個螢光報告分子(例如TAQMAN® 探. ... <看更多>