【檢測、治療、疫苗】
長期專注流感病毒疫苗研究的「中研院基因體研究中心」研究員馬徹表示，SARS出現之前，就有4種冠狀病毒經常感染人類，但都是些小感冒，流個鼻水、打打噴嚏或是咳嗽、喉嚨痛、發燒，根本不用吃藥，熬個幾天自然就好了，不會有生命危險。很多動物身上也都有冠狀病毒，牛、豬、貓和鳥類也常被感染生病，豬、雞雖然已有疫苗，但效果不好，而寵物貓尚未有疫苗，容易死亡。
■新型冠狀病毒的凶狠，跌破科學家的眼鏡
冠狀病毒從2003年SARS（嚴重急性呼吸道症候群）、2012年MERS（中東呼吸症候群）到2019年COVID-19，每次突變再經過跨物種傳播，總是引發致命危機。新冠肺炎在地球村全境擴散，上百個國家傳出疫情，延燒速度超越SARS和MERS，國內外科學家預測，冠狀病毒還會持續演變侵襲人類，成為人類與病毒週而復始的戰役，而且會越來越慘烈。
「它已經跟我們共存很久，沒想到變得這麼凶！」SARS、MERS和COVID-19都跟蝙蝠的冠狀病毒有關，馬徹直言：「我覺得自己有必要重新學習，到底什麼叫做冠狀病毒？」1月11日，看到中國公開發表第1例新冠肺炎病毒基因組序列，馬徹隨即訂購依病毒表面刺突蛋白（spike protein）基因序列合成之DNA。
刺突蛋白是研發抗病毒疫苗最重要的抗原，冠狀病毒透過它接觸並感染宿主細胞。而B細胞是人類免疫系統負責分析並辨識不同病原體抗原特徵、再製造釋放特定抗體殲滅病毒的總指揮，馬徹強調，研究團隊拿到DNA，就可以生產刺突蛋白，用來從已康復病人身上眾多的白血球中，找到能釋放專一性辨認刺突蛋白抗體的B細胞。此B細胞可進一步生產單株抗體，作為重症病人的救急藥物。(資料來源:【註1】)
■病毒與先天免疫系統的攻防
病毒與人類之間的互動關係從以往至今持續地演化。歷史上，世界各地曾發生多次瘟疫，造成大規模的死亡。在台灣，近年來由腸病毒七十一型、登革熱、SARS 等病毒感染所造成的疫情，都曾危及國人的健康。因此，如何對抗病毒感染在全球都成為刻不容緩的議題，而疫苗的發展成為拯救人類免受病毒感染的救星。
過去的研究主要著重在人類的後天免疫系統如何對抗病毒，但近年來由於科學家對先天免疫系統的了解，開始探討病毒如何感染細胞，而人類的先天免疫系統在感染初期又是如何參與對抗病毒的感染。這些研究有助於未來抗病毒藥物以及更有效的疫苗設計。
■病毒的生活史
病毒必須寄生在宿主細胞中，並利用宿主細胞內的成分幫助它複製本身的核酸才得以大量增殖。病毒一般可以經由外皮的傷口或消化、呼吸系統的內皮細胞入侵人體。不同的病毒主要感染的細胞有所不同，譬如流行性感冒（流感）病毒主要感染呼吸道的細胞，腸病毒則感染腸道的細胞。
這些主要被感染的細胞表面有病毒的特異性受體，可以讓病毒進入特定的細胞內開始複製核酸物質，接著組裝完整的病毒顆粒，進而離開細胞繼續感染下一個細胞，甚至經由人類分泌物或排泄物感染其他人。
■近世紀最著名的傳染性疾病，便是1918 年由流感病毒所造成的大規模流感。這病毒感染呼吸道黏膜上皮細胞，它在宿主細胞內的生活史分為以下幾個步驟：
一、病毒顆粒表面的血凝集素與宿主的唾液酸受體結合，進而啟動宿主細胞進行胞噬作用，使病毒與宿主細胞內的核內體融合。
二、病毒的 RNA 從核內體釋出至細胞質，再進入細胞核，大量進行病毒的RNA 複製和轉錄。
三、轉錄後的病毒 RNA會在細胞質轉譯出病毒蛋白。
四、病毒的RNA 與蛋白在細胞質進行組裝。
五、組裝好的病毒顆粒會以出芽方式離開細胞。
病毒入侵及繁殖都會引起宿主的免疫反應，而出現流行性感冒的症狀。
■先天免疫如何對抗病毒
先天免疫是對抗病毒的最前線防護，反應的時間在幾分鐘到幾小時之內，包含物理性、化學性及細胞性屏障，其中最重要的是細胞性屏障。
參與先天免疫的有巨噬細胞、樹突細胞等免疫細胞，和內皮細胞或上皮細胞等非免疫細胞，當受到病毒感染時，這些細胞可以利用模式辨認受體偵測入侵的病毒，例如類鐸受體 7 主要辨識病毒的單股RNA，RIG-I 則辨識病毒 5’端帶有三個磷酸根的單股 RNA 或短片段的雙股 RNA。
當模式辨認受體辨識病毒成分後，對抗病毒最重要的第一型干擾素會被表現，同時會表現發炎相關的細胞激素，產生發炎反應，以吸引更多的免疫細胞來清除病原菌。
第一型干擾素的表現會促使鄰近的細胞活化對抗病毒的基因，如具有分解病毒的 RNA 或抑制蛋白質合成的基因，最後阻斷病毒的複製。此外，藉由偵測到病毒而活化的成熟樹突細胞，可把抗原呈獻給 T淋巴細胞，以啟動專一性的後天免疫反應，反應時間約數天至一個禮拜。
當未來再遇到相同致病原時，可以透過免疫細胞的記憶性，快速產生免疫反應對抗致病菌。以先天免疫反應對抗流感病毒為例，當流感病毒感染呼吸道黏膜上皮細胞或免疫細胞，在這些細胞內進行核酸複製時，上皮細胞的細胞質的 RIG-I 可以辨識流感病毒帶有 5’端三個磷酸根的 RNA，而由類漿細胞衍生的樹突細胞則透過 TLR7 辨識病毒單股 RNA。
病毒一旦被模式辨認受體所辨識，則會經由訊號傳導的方式活化基因，促使這些細胞產生第一型干擾素，以及發炎相關的細胞激素來對抗流感病毒，同時促使樹突細胞成熟，並把病毒的抗原呈獻給 T 及B 細胞。接受到抗原的 T 及 B 細胞就被活化，活化的 B 細胞會產生抗體，T 毒殺細胞則能毒殺被感染的細胞，引導後天免疫系統對流感病毒進行有效的清除反應。(資料來源:【註2】)
■檢測、治療和疫苗
科學家面對新興傳染病爆發，思維方向與策略卻是萬法歸宗。「不管爆發什麼傳染病，就是檢測、治療和疫苗！能不能測到誰被感染，有沒有藥物可以治療，用什麼方法設計疫苗？」
馬徹指出，中研院院長廖俊智在農曆春節期間召集院內專家共同研商對抗COVID-19，「大家雖然各有專長，這個時候都不分彼此。我們拿到刺突蛋白的DNA，馬上合成製備，其他研究團隊若有需要，我統統都給。它可以研製疫苗，也可以挑選檢測試劑。」(資料來源:【註1】)
■後記
響應中研院院長廖俊智提倡開放式科學，馬徹研究員實驗室無償分享人類細胞純化之 SARS-CoV-2 刺突蛋白，提供全台灣研究單位研發檢測、治療和預防 SARS-CoV-2（2019-nCoV 或武漢病毒: COVID-19的病原體），申請網址為 https://www.malabtw.org/sars-cov-2。
【Reference】
1.來源
➤➤資料
∎【註1】: (科技大觀園)「檢測、治療、疫苗——科學家抗疫總動員」: https://bit.ly/2ycaPKw
∎【註2】: (國家實驗研究院 @narlabs.org.tw)-科技政策與資訊中心-【科學發展(2013年-490期)】-病毒與先天免疫系統的攻防: https://bit.ly/2YehluW
➤➤照片
∎ (科技大觀園)「檢測、治療、疫苗——科學家抗疫總動員」: https://bit.ly/2ycaPKw
∎ (CASE 臺大科教中心)「冠狀病毒的認識及相關藥物、疫苗的研發」: https://bit.ly/3bO944U
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