SARS-CoV-2的疫苗研發製造的策略:
1.去活化病毒疫苗(inactivated virus vaccines):
病毒已經是被用物理的或化學的去活化(Viruses are physically or chemically inactivated),但是仍然保存病毒顆粒的完整性(preserve the integrity of the virus paticle),它們充當免疫抗原(immunogen)。
2.病毒類似的顆粒或奈米顆粒的疫苗(Virus -like particle or nanoparticle vaccines):
結構性的病毒的蛋白質已經被共同表現(structural viral proteins are co-expressed),,形成沒有感染性的顆粒(form non-infectious particles),來當作疫苗的免疫抗原(vaccine immunogen),它們類似真實的類病毒(real virions)但是缺乏病毒的基因體(lack the virus genome)。
3.蛋白質次單元的疫苗(Protein subunit vaccines):
這種策略只有包括關鍵性的病毒的蛋白質或胜太(only key proteins or peptides),它們能夠在細菌(bacteria)酵母菌(yeast)昆蟲或脯乳類細胞(insect or mammalian cells)中在人體外被製造(manufactured in vitro),目前最大多數的在臨床期和臨床前期階段登錄在案候選的SARS-CoV-2疫苗,都是根據這種策略研發製造的。
4.病毒引導導航導向的疫苗(virus-vectored vaccines):
編碼致病原抗原的基因(genes encoding pathogen antigen),是被導入非複製的或複製的病毒載體(cloned into non-replicating or replicating virus vectors)例如腺病毒(adenvirus),這些抗原在免疫化作用後,由被轉換的宿主細胞產生(the antigens are produced by transduced host cells after immunization)。
5.DNA和mRNA疫苗(DNA and mRNA vaccines):
DNA和mRNA疫苗(DNA and mRNA vaccines),有可以快速製造用來抵抗突現性的致病原的優勢(DNA and mRNA vaccines have the advantage of rapid manufacturing against pathogens),DNA 疫苗(DNA vaccines),藉由再重組的DNA 質體所編碼的病毒的抗原(viral antigens encoded by a recombinant DNA plasmid),在宿主細胞中經由次序性的轉錄到轉譯的過程產生(produced in host cells via sequential transcription-to translation process)。相反地,mRNA 疫苗(mRNA vaccines)是藉由在人體外的轉錄過程被合成(synthesized by in vitro transcription),它們經由在人體內的直接的蛋白質轉譯,在細胞質中產生病毒的抗原(they produce viral antigens in the cytoplasm through direct protein trsnslation in vivo)。
6.活的減毒的病毒疫苗(Live-attenuated virus vaccines):
在這種策略中,病毒是藉由在人體外或人體內的過程或反向的遺傳的突變的產生作用而被減毒(virus is attenuated by in vitro or in vivo passage or reverse genetic mutagenesis),這個結果病毒變成沒有致病性或變成弱的致病性(the resulting virus becomes non-pathogenic or weakly pathogenic),但是仍然維持保持類似活的病毒感染的免疫抗原性(retains immunogenecity by mimicking live virus infection)。
資料來源:
Viral targets for vaccines against COVID-19
Nature Reviews Immunology(2020)18 DEC 2020)
感謝 #Cheng_Sheng_Tai 醫師提供資料
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從《惡靈古堡》、《World War Z》、《屍速列車》到《屍戰朝鮮》,不少影劇都會把殭屍當成故事題材。
而真實世界中,生物變成殭屍的例子也不少見,像是熱帶雨林中一種名為「偏側蛇蟲草菌」的真菌,便會侵入螞蟻的肌肉神經,控制螞蟻的行動,命令螞蟻爬至樹上緊咬住葉子,這個動作被稱為「死亡嚙咬」。
死後的螞蟻成為真菌繁殖的溫床,接著菌絲會從後腦穿出,釋放孢子。這些孢子隨著地心引力落於樹下,哪個倒楣的螞蟻經過,就會變成下一個「喪屍」。
_
聽起來已經夠噁心了嗎?放心,還有更噁的XD
最近丹麥的科學家發現兩種新的喪屍真菌,不同於前面提到的偏側蛇蟲草菌,這兩種真菌的主要宿主,分別是兩種丹麥的「蒼蠅」。
更特別的是,大多數的真菌得等到寄主死亡後才能釋出孢子;但被這兩種真菌感染的宿主,則能繼續生活個好幾天,同時和其他健康的蒼蠅持續來往、互動。
這些真菌會安安分分(?!)的待在宿主身體裡面,悄悄地、一點一點地,以蒼蠅的脂肪、肌肉、生殖器作為養分,不斷生成孢子。
不僅如此,這些真菌還會在蒼蠅的腹部開出一個或多個孔,透過孔洞散播孢子、散播愛(誤);還會趁著春季、蒼蠅繁衍後代的好時節,進行大規模的感染行動!
而完全不知道自己已經感染的蒼蠅,持續在找另一伴的路上前行。就這樣飛啊飛,於是整個飛行路線,都成為真菌的繁殖場(邪笑)
寫到這裡,腦中不禁想起「我不馬上殺了你、因為我需要你」的灑狗血劇情......
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這些真菌孢子,形狀像魚雷,長長的、細細的,兩端略尖,會長成這個樣子就是為了能快速前行。當孢子降落在蒼蠅身上,便會快速擺動進入牠們的腹部,在蒼蠅肚子裡頭開 party,據說一隻感染的蒼蠅可以釋出成千上萬的孢子!(嘔嘔嘔)
那真菌與蒼蠅間的奇妙關係,什麼時候才會結束呢?答案是:當真菌完全掏空蒼蠅腹部,只剩下滿肚的真菌後,蒼蠅才會徹底死亡。
真是一段淒美的故事(完全不對)
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而這種特殊的生存策略稱為「主動宿主傳播」(active host transmission, AHT),透過這個方式,能更有效地和其它健康宿主接觸。
科學家們認為,這類真菌可能會產生一種「麻醉」物質,自己繁衍的同時又能保全宿主的性命。更重要的是,搞懂 AHT 的機制和釐清這些麻醉物質,未來或許能進一步利用在醫學上。
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參考資料:泛科學《可能性調查署 布袋戲 EP8》、環境資訊中心《丹麥科學家發現兩新種真菌 可把蒼蠅「喪屍化」》、LiveScience《Newly discovered fungi turn flies into zombies and devour them from the inside out》
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延伸閱讀:
【行屍走肉】真實版喪屍電影!令人發毛的寄生獸!我們,會是下一個受害者嗎?|可能性調查署 布袋戲 EP8
https://youtu.be/DvQU9vtOxvk
你能在喪屍末日存活嗎?絕沒想過的求生指南!美軍早有對策?|可能性調查署第二季 實拍 EP9
https://youtu.be/NzhcVcLKbUw
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《臍帶血到底有沒有用?》
在產科門診,很多媽媽都會問臍帶血的功用和臍帶血到底值不值得投資。今日就讓我們一起從醫學角度探討臍帶血移植(Cord Blood Transplant, CBT)
臍帶可說是腹中胎兒的命脈,一般來說臍帶由兩條動脈和一條靜脈組成,讓媽媽能透過臍帶把養份傳給胎兒發育成長。
從前醫學界認為臍帶只是懷孕期間提供養份之用,嬰兒出生後便無作用,多被視作醫療廢物處理。不過,近年研究發現臍帶並非垃圾,當中的臍帶血在嬰兒出生後還能在未來為小Baby發揮重大作用。
目前臍帶血的臨床應用或臨床實驗性應用包括
1. 造血幹細胞移植(Hematopoietic stems cell transplantation, HSCT)
2. 再生性細胞治療(Regenerative cell therapy)
3. 免疫調節(Immune regulation)
世界第一宗的臍帶血移植是在1988年由研究員Gluckman及其團隊進行,用作治療范可尼氏貧血 (Faconi Anemia),病人移植臍帶血後能夠正常穩定地製造紅白血球和血少板而且沒有復發的問題[1]。其後,臍帶血被研究用於其他血液科的疾病,當中以治療血癌和骨髓癌最多研究證據支持,例如急性白血病(Acute Leukemia,為血癌的一種)和多發性骨髓瘤(Multiple Myeloma,為骨髓癌的一種)。
研究更發現臍帶血移植有以下好處 [2]
1. 允許免疫系統不完全吻合(HLA disparity)的病人接受移植
2. 較低的排斥風險,如移植物對抗宿主疾病(Graft vs Host Disease, GVHD),令整體安全性較高
這些特性令到臍帶血成為新世代再生醫學研究的對象。然而,由於初生嬰兒的臍帶血並不多,大約為50毫升,一般只夠移植於兒童,而且帶有更高的延遲植入(Delayed Engraftment)的風險。
近年較新的研究發現移植時使用以下方法可提高移植成功率和用於成人治療 [2]
1. 兩倍臍帶血的劑量(Double Cord Blood Transplantation)
2. 臍帶血擴展(Cord Blood Expansion)技術
3. 臍帶血細胞導航強化(Cord Blood Homing Enhancement)技術
在過去的30年來,臍帶血移植的發展有不少的突破,目前在血液癌症治療方面的成效相當不錯。雖然現時臍帶血庫令價錢變得相對親民,但長期儲存亦需一定的費用。
更加重要的是,研究發現臍帶血庫的儲存質素直接影響臍帶血裡幹細胞的數量和質素和移植的成功率。由於臍帶血近30年才開始發展,很多臍帶血庫並沒有完善的儲存系統和本地移植紀錄。參差的臍帶血庫儲存可減少可用的幹細胞數量(Viable CD34+ cells),令移植成功率降低[3][4]
事實上,臍帶血的運送、儲存和處理有著嚴謹的要求,有研究對比於24小時、48小時和72小時後臍帶血內含的幹細胞數量(Nucleated Cells, Viable Cells & CD34+ Cells),發現臍帶血內含的幹細胞數量隨著時間下降,影響移植效果[5]。因此近年國際間便開始制定處理臍帶血的標準,目前主要的國際標準為NetCord-FACT(Foundation for the Accreditation of Cellular Therapy),不過坊間的臍帶血庫並非全部都擁有此認證。
孕婦生產後獲得的臍帶血會被運送到臍帶血庫裡進行冷凍儲存(Cryopreservation),這個程序利用冷凍保護劑(Cryoprotectant)以持續平均的速度(Controlled rate freezing, CRF)把臍帶血冷凍至零下196度[7]。
有趣的是,研究發現移動臍帶血時如接觸外界的室溫,超過200度的溫差會令臍帶血的細胞的viability降低。我們不得不配服科學家的頭腦,為解決這個問題,新型的電腦系統將冷凍單位(Freezing Unit)加入CRF中以達至恆溫,減少因運送的溫差導致viability減低的問題。紐約捐血中心的研究對比1,400多名白血病病人的臍帶血幹細胞移植紀錄,發現使用新型全自動儲存系統如BioArchive®的臍帶血進行移植,比起使用傳統儲存方法,除了有更高的幹細胞viability外,移植後能更快回復造血功能,包括總嗜中性白血球數(Total Neutrophil Counts)、絕對嗜中性白血球數(Absolute Neutrophil Count)、血小版等,更快的植入(Engraftment)令使用新型技術儲存臍帶血的病人移植後一年的存活率提高10%(從40%提升至50%)[8]。
總括而言,臍帶血移植雖然只有30年的歷史,但近年愈來愈多研究顯示有不少的發展潛力。
然而,目前臍帶血的研究亦屬相對早期的階段,所以並非醫療系統會資助的常見項目。儲存臍帶血的費用近年變得較為親民,但仍屬一筆大開支。除了確保儲存合乎國際標準外,更重要的是要確保所選的臍帶血庫財政穩健,不會突然倒閉,否則當你真正需要用到臍帶血時才發現不見了便慾哭無淚了。
臍帶血其實有點像保險的概念,健康的情況下並不會用到,但當你剛好患上一些臍帶血可治療的疾病時,便能發揮其作用。
到底要不要儲存臍帶血,讀者宜自行根據財政狀況作informed decision。如果決定儲存的話,記得選擇帶有FACT認證、有適合的儲存和運送技術、有成功移植個案、財政穩健且大型和可信的臍帶血庫,同時諮詢專家或醫生意見選擇最適合的臍帶血血庫。
如果讀者有興趣的話,我會考慮於Patreon進行臍帶血庫review
#臍帶血 #臍帶血儲存 #臍帶血研究
Reference
[1] Umbilical Cord Blood Transplantation. From https://www.hematologyandoncology.net/files/2013/10/ho1110_Shpall1.pdf
[2] The Role of HLA in Cord Blood Transplantation From https://www.hindawi.com/journals/bmr/2012/485160/
[3] Quality rather than quantity: the cord blood bank dilemma. Bone Marrow Transplantation. Nature. From https://www.nature.com/articles/bmt20107
[4] Cord Blood Units with Low CD34+ Cell Viability Have a Low Probability of Engraftment after Double Unit Transplantation. Biology of Blood and Bone Marrow Transplantation. From https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1083879109005308?via%3Dihub
[5] Does the Time Between Collecting and Processing Umbilical Cord Blood Samples Affect the Quality of the Sample? From https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26760817/
[6] Foundation for the Accreditation of Cellular Therapy. From http://www.factwebsite.org/cbstandards/
[7]Cord blood banking for clinical transplantation. Bone Marrow Transplantation. From https://www.nature.com/articles/bmt2009281
[8] Clinical Outcome of Unrelated Cord Blood Transplants: An Analysis of Processing Method and Freezer Storage on Transplants from New York Blood Center National Cord Blood Program
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