第 187 期 2007-01-31

研究發展
抗結核病疫苗研發之新進展

肺結核是歷史悠久的傳染病,在經過醫藥科學輝煌的奮戰經驗下,一度被認為已銷聲匿跡的結核病,沈寂多年之後,又捲土重來,再度威脅人類的健康。近年來又因為愛滋病的流行和多重抗藥性的問題,使得肺結核控制面臨更嚴峻的考驗。根據世界衛生組織的報導,結核病已成為全球性危機,估計全球已有約三分之一人口感染肺結核,其中三百萬人更可能會因結核病及其併發症死亡。如何研發出有效的抗結核病疫苗,已是全球醫界全力追求的重要課題。

大部分受到結核菌感染的人由於身體有足夠的抵抗力,會自然痊癒而一生都不發病,但有少部分受到結核菌感染的人,在身體健康情況欠佳,抵抗力較差時,潛伏在體內的結核菌會活動繁殖起來而發病,或是經由二次感染而發病。目前世上唯一對抗肺結核的疫苗卡介苗(BCG, Bacillus Calmette Guerin),是一種牛型結核桿菌,經過人工繼代培養而成的弱毒活性疫苗,目前依然是世界上使用最廣泛、但也最有爭議性的一種疫苗。它的保護效果(protective efficacy),在世界各地的報告中有極顯著的差異;成效最好的有高達百分之八十的保護效果,成效不佳的地區則完全無效。憑藉分子生物學科技的發展,針對未感染和已感染的人已有許多新疫苗被研發出來以對抗結核病的蔓延。

目前醫界正沿著以下幾個方向研發新的結核疫苗:
一、基因重組卡介苗(recombinant BCG)
rBCG係以基因工程將肺結核分枝桿菌之特定具有誘發免疫保護力之抗原表現於卡介苗,例如rBCG30即是利用BCG的生長繁殖,在體內表現Ag85B保護性抗原,因而更有效地激發人體免疫力。另一種方法是放置李斯特菌溶素(Hly)的基因改變吞噬细胞phagosome通透膜,例如rBCG△Ure:Chly+利用rBCG表現Hly素,溶解phagosome體膜,改變其通透性,應而使BCG及其抗原在吞噬體(phagosome)中釋放,經由MHC classⅠ分子呈現抗原,激發CD8+T细胞活化。

二、次單位疫苗(subunit vaccine)
次單位疫苗是由蛋白質組成,此類疫苗大多需要使用免疫輔助劑(immunological adjuvants)來促進免疫反應能力的誘導,例如葛蘭素史克藥廠(GSK)研發Mtb72F即是利用表現Mtb39和Mtb32融合蛋白質配合免疫輔助劑(AS02A,As01B);Chiron公司則是研發AG85-ESAT6次單位疫苗配合免疫輔助劑(IC-31)誘導強烈的細胞性免疫反應。次單位疫苗的優點為它們是由已知分子成份組成,較少引起有害反應,且容易再生製造;缺點則為此種疫苗成分純化過程花費昂貴且其免疫期也較短,因此有可能需要二度注射以提高其免疫效果。

三、活性減毒疫苗(live attenuated vaccine)
早期有W. Jacobs等人利用以轉位子插入(transposon insertion)的技術得出二種針對leucine及一種針對methionine的營養缺陷型疫苗。近期則以轉位子突變作用(transposon mutagenesis)或對偶基因交換作用(allelic exchange)來破壞特定基因使結核分枝桿菌減毒所產生的活性減毒疫苗,例如M.tuberculosis phoP(pho P deletion)、M.tuberculosis mc26030(panCD, RD1 locus deletion)、M.tuberculosis mc 26020( panCD, lysA deletion)。活性減毒疫苗的優點為能引發長時間持續的記憶性免疫反應、能引發黏膜表面的免疫反應,且價格便宜。缺點是對免疫能力缺陷的病人仍有引發感染的危險性,因此還是有使用上的限制。

四、DNA、Viral vectored疫苗 (DNA,Viral vectored vaccines)
DNA疫苗是由含DNA遺傳訊息的保護性抗原組成,可以藉由大腸桿菌來產生及純化。其作用原理是將特定保護性基因放置於質體(plasmid)內,將此質體打入免疫宿主肌肉,使宿主細胞針對特定保護性蛋白質抗原刺激的免疫反應,出現強烈的細胞性及體液性免疫反應。目前已有利用結核分枝桿菌蛋白Ag85、ESAT6、TB10.4、或Hsp65等分子之DNA疫苗研發,並於老鼠實驗證明具有保護成效。Viral vectored疫苗則是以腺病毒或牛豆病毒為載體為用於表現特定基因的一種系統,這些病毒由於發展的時間較久,它們的基因、致病機轉、及在人體的使用性上,都較易被使用與掌控,其優點是會引起體液免疫以及細胞免疫反應,其缺點是對於免疫不全的人,例如愛滋病患者可能會有危險而不適用。目前已有MVA85A疫苗係以牛豆病毒為載體並表現Ag85B抗原,Areas 402疫苗則是以腺病毒為載體並表現多重結核分枝桿菌蛋白抗原包括Ag85A、Ag85B、和TB10.4抗原,已完成臨床測試證明具有保護成效。

綜合前述,目前rBCG30、MAV-85B、結核分枝桿菌次單元基因重組融合蛋白MTb72f、及MVA-85A,等新疫苗已完成或進入第一期臨床測試。此外,根據Skeiky 等人於Nature Review Microbiology發表的統計資料顯示,仍有數十種新的疫苗正在進行研究中。疫苗研發的過程極為耗時費資,要成功發展出新的結核疫苗,首先動物實驗中之前臨床試驗必須審慎地評估其免疫能力,以便使用於預估人類測試族群對疫苗的保護性反應。除了評估新疫苗的免疫力及確效性外,最重要的還是其安全性。因此一旦前臨床試驗完成,疫苗製造必須以GMP(good manufacturing practices)來產生疫苗,以確保疫苗的品質。隨著科技的進步以及對於結核病的了解,研究者期望並相信很快就能研發新一代更為有效的結核病疫苗,以維人類健康。
《文/圖:臨床研究組杜鴻運助研究員》