传统疫苗往往只能针对个别病原体提供保护，而且由于病原体快速突变，不仅恐让疫苗保护力日渐下降，药厂也要更新疫苗配方来因应，令民众要不时接种追加剂来维持保护力。美国加州大学河滨分校（University of California, Riverside，UCR）的科学家团队近日公布了一套以 RNA 为本的疫苗研发新策略，不但适用于为婴儿免或疫力低下者提供注射，也有望针对多种病毒提供持久防护，民众日后或许只需接种一次就能一劳永逸，免除反复接种追加剂的烦恼。
港科学家研发创新筛选技术，快 39 倍追踪新冠病毒突变（基因线上国际版）病毒突变迅速削弱疫苗防护力，调整配方接种追加剂已成常态
常见抗病毒疫苗主要针对特定的病毒株，因此研究人员和疫苗开发商要密切监测病毒演化趋势，不时预测潜在流行株并调整疫苗配方以作因应。以流感为例，每年疫苗厂会依照世界卫生组织的预测，针对下一次流感季节最有可能流行的 3 至 4 种流感病毒株（2 种 A 型加上 1 至 2 种 B 型）生产三价或四价疫苗。于是民众需要每年到医疗机构接受注射，期望所接种的疫苗果真能够提供保护。COVID-19 的情况也类似，因应新的变种病毒株持续涌现，研究人员需要重新配制疫苗，民众如要得到更好的防护，也难以避免要每隔一段时间接种新冠疫苗追加剂。
传统疫苗主要依靠宿主的免疫系统辨识病毒蛋白，继而引起细胞及抗体免疫反应，然而这种方式往往容易受病毒突变影响而令保护力被削弱。这次 UCR 团队另辟新路，针对所有病毒株的基因组共有的部分，尝试探索对不同种类病毒均适用的防御机制。研究成果早前于《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences，PNAS）中发表，论文其中一位通讯作者，UCR 的病毒学副教授荣海博士（Rong Hai）表示，以这种新技术开发的疫苗可应用于多种病毒（包括其变异株），在广泛人群中也能安全使用，甚至有机会成为科学界期盼已久的“通用疫苗”（Universal vaccine）。
利用 RNA 干扰现象 ，实现广效抗病毒免疫反应
UCR 团队在这项研究中利用了 RNA 干扰作用（RNA interference，RNAi）来开发新疫苗，借助小分子干扰 RNA（Small interfering RNA，siRNA）来激发抗病毒免疫反应。siRNA 的长度通常为 20-25 个核苷酸，可以借由妨碍特定基因的转录或转译来抑制基因表现，诱发一种名为基因沉默的（Gene silencing）现象。考虑到生物体的细胞在遭到病毒感染后会自然产生 siRNA，这种小型双股 RNA 分子可以作用于病毒基因，阻止病毒复制和传播。
论文另一位通讯作者，UCR 的微生物学及植物病理学特聘教授丁守伟（Ding Shou-Wei）博士指出，病毒会透过产生一种名为 RNAi 抑制因子（Viral RNAi suppressor，VSR）的蛋白，阻断宿主的 RNAi 免疫反应，继而在受感染的宿主中引起疾病。如果能制造出无法产生 VSR 的突变病毒，其毒性会显著减低。丁教授说：“虽然病毒仍能自我复制到一定程度，但随后就会不敌于宿主的 RNAi 反应。以这种方式减弱的病毒可以用来制作疫苗，经由增强我们的 RNAi 免疫反应来抵抗病毒。”
在实验小鼠中达致长效保护，年幼或免疫力缺陷者也适用
在此次研究中，UCR 的研究人员利用前段所述的方法制造出活性减毒疫苗（Live-attenuated virus vaccine），然后在实验小鼠中测试其抗病毒免疫力。团队采用的病原体名为野田村病毒（Nodamura virus，NoV），这种由蚊子传播的病毒对幼年期小鼠具高度致病力，会导致受感染小鼠四肢瘫痪，最终死亡。值得留意的是，研究人员选用的成年和幼年小鼠都经过突变处理，缺乏对组成后天免疫系统极为关键的成熟 B 细胞和 T 细胞。他们发现只需对小鼠施打一次疫苗，不论是成年还是初生小鼠，疫苗都足以对致死剂量的 NoV 提供保护，效果能持续至少 90 天。这意味着新型疫苗可以长时间保护初出生或者免疫力有缺陷的个体免受病毒侵害。考虑到过往有研究估计，小鼠存活 9 天就大概相当于人类的 1 年，未来或有望利用新技术开发适用于免疫力低下病人和新生婴儿的人用疫苗。
一劳永逸的通用疫苗？
UCR 的创新技术已获得美国专利，研究人员对新疫苗未来的发展潜力表示乐观。他们期待日后疫苗开发商可以将这种以 RNA 为基础的新策略应用于小鼠模型以外的多种病原体，包括流感、登革热、SARS、新冠等病毒。由于新疫苗是借助 RNA 作用于整个病毒基因组，因此团队有信心病毒将难以胜过这款 RNAi 疫苗的防护。
除了研发可针对多种病毒提供长效保护力的单剂量通用疫苗，研究人员也正积极探索针剂注射以外的其他给药方法，例如采用鼻喷剂，以切合惧怕针筒注射者的需要。总括而言，UCR 团队这项突破性研究有机会为疫苗注射带来革新，厂商既不需再苦于追赶病毒变种的趋势、忙于每年生产新配方疫苗，而民众日后也可能得以一劳永逸，只需单剂疫苗就可以确保长效防护，免除需要反复注射追加剂的麻烦。
延伸阅读：美国牛只禽流感爆发，为何专家如此担忧？参考资料：
1. https://news.ucr.edu/articles/2024/04/15/vaccine-breakthrough-means-no-more-chasing-strains
2. https://www.who.int/news/item/23-02-2024-recommendations-announced-for-influenza-vaccine-composition-for-the-2024-2025-northern-hemisphere-influenza-season
3. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2321170121
4. https://profiles.ucr.edu/app/home/profile/ronghai
5. https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/small-interfering-rna
6. https://profiles.ucr.edu/app/home/profile/dingsw
7. https://www.sciencedirect.com/topics/immunology-and-microbiology/nodamura-virus
8. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0024320515300527?via%3Dihub
9. https://patents.google.com/patent/US20170028051A1/en
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