慈濟大學大彭士奕老師投入寄生蟲疫苗佐劑開發

隨著2019冠狀病毒病的alpha變異株(俗稱的英國變異株)在五月入侵台灣,打疫苗已經成為全民運動。最近新加入疫苗陣營的高端疫苗,更讓疫苗成為全民熱議的項目。但不知道大家聽過「佐劑」嗎?

佐劑(adjuvant)是用來幫助我們的身體對目標抗原誘發、增強或延長免疫反應的物質。一般來說,如果是傳統的減毒疫苗,因為已經具有類似佐劑的成分在裡面,並不需要佐劑的加入;但如高端疫苗這種蛋白質次單元疫苗,就需要有佐劑的幫助了。

慈濟大學醫學系生物化學碩士班的彭士奕老師,他的研究主要是針對曼森血吸蟲(Schistosoma mansoni)。血吸蟲病屬於WHO所宣布的六大熱帶醫學疾病之一,每年受感染的人數超過兩億人,主要在亞洲、非洲、中南美洲地區。曼森血吸蟲感染會引發人體肝纖維化甚至肝硬化(蟲卵堆積於肝臟引發),臨床上雖然已有藥物–吡喹酮(Praziquantel)可治療,但目前已開始出現抗藥性。而且,感染過的人並不能終生免疫,可重複受感染。故彭老師實驗室進行曼森血吸蟲的疫苗開發。

要開發一個疫苗當然不是容易的事情!世界衛生組織(WHO)已選定曼森血吸蟲的數個蛋白質訂為候選疫苗,其中一個是蟲體上的谷胱甘肽-S-轉移酶(GST,glutathione S-transferase)。雖然人類也有GST,但人類的這個基因與曼森血吸蟲的相似性低,所以可以用來做為曼森血吸蟲疫苗的抗原。

過去的研究已知,單獨使用曼森血吸蟲的GST,所做出來的疫苗大概有30%-50%的保護力。這樣的疫苗當然不令人滿意,所以加入佐劑來提升宿主免疫反應是勢在必行的。

彭老師的研究團隊選擇了痤瘡丙酸桿菌(Propionibacterium acnes)。為什麼會選擇這隻細菌來製作疫苗的佐劑呢?因為它對人引發的傷害並不大,算是一種相當安全的選擇。而且,過去的研究也發現,曼森血吸蟲的GST主要提升宿主體內TH2免疫反應,主要是對抗感染後期–成蟲成熟產出的蟲卵,但痤瘡丙酸桿菌可以提升宿主的TH1免疫反應,來促進感染前期的殺蟲作用。因此,彭老師的研究團隊決定要使用痤瘡丙酸桿菌做為佐劑。他們把痤瘡丙酸桿菌在攝氏120度下加熱20分鐘,然後將它加入曼森血吸蟲的GST製備,觀察實驗動物(Balb/c小鼠)在接種單只有GST或GST加上佐劑(熱殺死痤瘡丙酸桿菌)的免疫反應。

結果發現,相對於只注射GST組的動物,同時注射GST與痤瘡丙酸桿菌的動物,引發的免疫反應所產生的保護力提高了百分之十幾到二十,也就是說,同時注射GST與痤瘡丙酸桿菌的動物,有大約50%-70%的保護力。也就是說,利用加熱殺死的痤瘡丙酸桿菌做為佐劑,的確可以有效提升宿主免疫反應,讓疫苗的保護力提升。

除了研究疫苗的佐劑,彭老師研究室最主要的研究課題還是在尋找可以抗血吸蟲所造成的肝纖維化的中藥,希望能幫助世界上更多罹患血吸蟲病的病人。