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2020-04-01為什麼冠狀病毒疫苗難以研發?從病毒詭變特性與免疫機制談起 604 期

Author 作者 陳怡寧/臺大獸醫系學、碩士,普渡大學比較病理學博士,現為中原大學生物科技系副教授。
今(2020)年的年夜飯很不平靜,一株新型的冠狀病毒從中國武漢逐漸蔓延到全世界,截至3月,全球上百個國家累積超過30萬件2019冠狀病毒疾病(Coronavirus disease 2019, COVID-19)確診案例,造成1萬多人死亡,死亡率達4.3%。而17年前引發SARS的冠狀病毒(SARS-CoV)則是從中國廣東擴散到全球其他27個國家,共有8096個確診案例,造成774個人死亡,死亡率達9.56%。
 
儘管病毒來勢洶洶,不過從當初SARS爆發以來所累積的科學知識及技術讓科學家在極短時間內就將此新型冠狀病毒的全基因序列解出,啟動全球性治療藥品及疫苗的研發及測試。比較資料庫所有冠狀病毒的基因序列後發現與SARS-CoV有79%的相似度,因此,國際病毒分類委員會(International Committee on Taxonomy of Viruses,ICTV)將此新型冠狀病毒正式命名為SARS-CoV-2。
 
SARS-CoV-2是第七種感染人類冠狀病毒,其他六種包括死亡率高達36%的中東呼吸道症候群(middle East respiratory syndrome, MERS)冠狀病毒、SARS-CoV及其他四種會造成普通感冒且常合併發生呼吸道及胃腸道症狀的病毒,分別為人類冠狀病毒229E、NL63、OC43和HKU1。

感染動物的冠狀病毒

冠狀病毒是一群感染不同動物及引起各種不同疾病的病毒。最早被發現的冠狀病毒是在1930年代造成雞隻呼吸道發炎及腎臟疾病的傳染性支氣管炎病毒(avian infectious bronchitis virus,IBV),之後陸續發現造成小鼠肝炎及去髓鞘性腦炎的小鼠肝炎病毒(murine hepatitis virus)、狗急性腸道炎的犬冠狀病毒(canine coronavirus)及貓傳染性腹膜炎的貓冠狀病毒(feline infectious peritonitis virus, FIPV)。
 
另外,目前有五種冠狀病毒會造成豬隻生病,包括1960年代在歐洲發現的豬隻傳染性胃腸炎病毒(transmissible gastroenteritis virus,TGV)及豬血凝性腦脊隨炎病毒(hemagglutinating encephalomyelitis virus,HEV)、1970年代在歐洲發現的豬流行性下痢病毒(porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)、2014年在美國發現的豬丁型冠狀病毒(porcine coronavirus HKU15)及2016年在中國廣東發現的新型豬腸道甲型冠狀病毒(swine enteric alphacoronavirus,SeACoV)。
 
其實,獸醫們面對冠狀病毒威脅動物們的健康已有近90年的歷史,一直以來,隔離、清除被病毒感染的動物,徹底消毒、清空的動物房舍,嚴密的生物安全措施都是唯一對抗冠狀病毒疾病最有效的方式。雖然至今沒有治療的藥物,但有針對犬、貓、雞跟豬的冠狀病毒疫苗可以保護動物不被感染或降低疾病的嚴重程度。
 
其實,獸醫們面對冠狀病毒威脅動物們的健康已有近90年的歷史,一直以來,隔離、清除被病毒感染的動物,徹底消毒、清空的動物房舍,嚴密的生物安全措施都是唯一對抗冠狀病毒疾病最有效的方式。雖然至今沒有治療的藥物,但有針對犬、貓、雞跟豬的冠狀病毒疫苗可以保護動物不被感染或降低疾病的嚴重程度。

冠狀病毒可感染人類及多種動物

冠狀病毒的進化

病毒是介於生命及非生命之間的族群,一般只由蛋白質及核酸所構成,感染細胞後才能靠細胞複製病毒的核酸及產生病毒的蛋白質,然後新產生的病毒蛋白及核酸再重新組合成新的病毒顆粒,離開感染的舊細胞,感染更多新的細胞。人類及其他動物細胞內會有保存遺傳訊息的去氧核醣核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)在細胞核中,且會在細胞分裂時利用DNA聚合酶(DNA polymerase)進行複製新的一組DNA到新的細胞中,為了確保遺傳訊息的正確性,DNA聚合酶跟其他細胞酵素有非常嚴謹的品質確認及矯正機制。……【更多內容請閱讀科學月刊第604期】