【卡介苗會是COVID-19「現成疫苗」嗎?】
COVID-19(又稱武漢肺炎、新冠肺炎)重創全球,義大利是重災區之一,但同樣是南歐國家,葡萄牙感染率不到義大利的20%、也只有西班牙的28%;每百萬人口死亡率,台灣、韓國也明顯低於其他國家。雖然目前各國篩檢率及確診工具差異大,致感染率與死亡率基準不一;但是,許多科學家發現,初步看來,低感染率與死亡率的國家,多為卡介苗強制接種的國家;反之,感染率與死亡率偏高的國家,多數無強制施打卡介苗。(資料來源: 【註1】)
武漢肺炎疫情已成全球共同難題,各國紛紛研發新冠病毒的快篩試劑、疫苗等,但近期多國研究指出,用於預防結核病的卡介苗疫苗也能對抗武漢肺炎。
【國家衛生研究院 副院長】司徒惠康今(4/9)表示,依澳洲等國家從流行病學角度研究發現,若採施打卡介苗為國家政策的國家,在這波武漢肺炎疫情是較減緩的,目前已有多國想與台灣於卡介苗疫苗進行合作計畫。
司徒惠康說,近兩周回顧以往卡介苗相關研究,包括動物實驗,或是日本對年長者於卡介苗的中型研究等,證據均支持施打卡介苗對肺炎有交叉保護作用,但證據力還不夠強;如日本研究,篩選體內已無卡介苗效價的長者予以補打,經追蹤1年以上時間,此類長者罹患肺炎的風險比沒有補打的人下降。
司徒惠康指出,卡介苗對武漢肺炎有無預防效果仍須研究證實,但利用卡介苗對抗武漢肺炎已成全球另一個趨勢;國內也有自製卡介苗的能力,目前已有國外機構想與台灣合作,國衛院也在思考此議題,主要是該疫苗十分安全,只是不知其保護效果,而現在也無強烈科學證據,但若有3至5成保護力,有些人說不定還是會願意接種。(資料來源:【註2】)
武漢肺炎蔓延全球、美國、日本最近都有研究發現,預防結核病的卡介苗,似乎可在一定程度上協助人體對抗武漢肺炎病毒,包括台灣、東歐等接種卡介苗國家疫情也較受控制。【台大醫院感染科】黃立民醫師解釋,卡介苗能訓練人體免疫反應,打過卡介苗的人對付武漢肺炎等冠狀病毒,或許免疫效果也會比較好。
為了預防肺結核,在台灣出生不久的小孩都要接種卡介苗,現在美日新研究發現,強制施打卡介苗的國家,罹患武漢肺炎死亡率比較低,疫情控制似乎也較成功。
【台灣感染症醫學會理事長】黃立民說,「這是一個觀察,不過這還沒完全被證實,可是卡介苗本身它有一個訓練,第一線免疫反應很強的功能,打了卡介苗後我們的第一線免疫反應會變得比較反應好,現在看起來很可能因為免疫訓練的關係,使得打過卡介苗的人應付冠狀病毒的時候效率也比較好。」
醫師證實打過卡介苗的人,面對病毒入侵的免疫反應,效果的確較好,但認為還得等更多臨床實驗結果出爐。如今疫情延燒,各界都在期盼快篩、疫苗或藥物能盡快上市。(資料來源: 【註3】)
■ 數據分析:強制接種卡介苗國家,COVID-19感染率和死亡率都較低
為什麼針對肺結核設計、研發的卡介苗,會被認為對引發COVID-19的新冠病毒SARS-CoV-2可能有保護力?
近來國際上陸續有多篇文章指出,有強制接種卡介苗的國家,在COVID-19疫情中相對受傷較輕;有些醫療體系較脆弱的國家,也在這次疫情當中躲過一劫,引發不少科學家好奇。
4月6日刊登在《醫學假設》(Medical Hypothesis)的文章就探討全球卡介苗接種率與COVID-19大流行間的關係。研究者從統計上發現,無論是COVID-19的感染率或死亡率,有持續強制接種卡介苗的國家,都顯著低於沒有或停止強制接種的國家。
根據該研究數據,在截至3月23日、COVID-19案例數至少500名的40個國家中,無強制施打卡介苗的國家如冰島、盧森堡、義大利,每百萬人確診個案數均在1,000人以上;反觀有強制施打的國家中,感染率最高的伊朗,每百萬人個案數僅為274人。
■卡介苗為什麼可能有效?
儘管疫情數字存在多種變因,各國檢測能力和方式都是可能因素,仍須在臨床上驗證因果關係,但相關的推測也為對抗疫情帶來另一道曙光:人類或許可以透過這支「現成疫苗」防護高風險人員,在新型冠狀病毒疫苗問世前的空窗期,發揮潛在保護作用。
多篇文章所指向的學理,卡介苗可能有強化「非特異性免疫」效果,所以對於不同入侵人體的病原體,也可有一定防護效果。
【國家衛生研究院-感染症與疫苗研究所】杜鴻運 副研究員指出,科學家最近10年從流行病學角度發現,打了卡介苗的小孩子,感染呼吸道疾病而死亡的比例特別低,科學家因此開始推測,卡介苗存在交叉保護效果;過去這5年,美國已有研究發現卡介苗存在「訓練先天性免疫(非特異性免疫)」的功能,因此這波疫情中,很多科學家都懷疑卡介苗發揮類似功效。
【國衛院感染症與疫苗研究所台南院區】吳綺容 主治醫師解釋,人體免疫可以分為第一線的「先天性免疫」(innate immunity,非特異性免疫)及第二線的「後天性免疫」(adaptive immunity),過去研究發現卡介苗可以誘發自然殺手細胞、單核球、巨噬細胞等先天免疫細胞的免疫反應,提升他們對付病原體的能力。
■疫情下,台灣改良計畫有新目標
卡介苗改良,是國衛院原訂的任務,在COVID-19疫情中,也同時有了新目標。
杜鴻運表示,過去調查發現,台灣年輕人很多感染的結核桿菌是「北京株」,東南亞有打卡介苗的國家也發現,北京株感染率比較高。國衛院正研發「重組卡介苗」,放入北京株特有的基因,也加入可增強免疫反應的細胞激素,希望在結核病上達到較好保護力,目前也已完成動物實驗,研究結果即將發表。
杜鴻運也補充道,針對COVID-19疫情,國衛院也規劃以卡介苗為平台載體,加入新冠病毒抗原基因片段,作為此次疫苗研發上的「備案」,如此作法有潛力兼顧先天性免疫、後天性免疫兩個層面。
想要證明卡介苗對SARS-CoV-2的防護力,須透過更嚴謹的動物實驗、人體試驗加以證實。國衛院團隊已開始爬梳相關文獻,也為設計相關研究進行前期準備。
「國衛院研究團隊成員-吳綺容 醫師」表示,有研究指出先接種卡介苗,再接種流感疫苗,可提高、加快人體對H1N1病毒的抗體產生。不過由於流感疫苗為三價,對於其他兩種疫苗株沒有特別反應。不過她也指出,對於此次新冠病毒,接種卡介苗是否會導致「細胞激素風暴(cytokine storm)」引發重症,目前仍是未知,因此須釐清接種卡介苗後的細胞激素分泌趨勢。
【台大公衛學院】陳秀熙 副院長則認為,卡介苗通常25歲之後效價就消失,通常有真的保護是在25歲以前,卡介苗的證據可能還要再確認。他也認為,台灣其實可以把400多病例叫出來,跟流感病例、其他非確診(COVID-19)病例來做比對,藉此評估卡介苗的角色。
其實除了卡介苗,陳秀熙認為,台灣2019年公費流感疫苗首度改為4價的流感疫苗,以及肺炎鏈球菌疫苗也很重要,讓患者不容易產生重症,這些都可能是保護台灣度過這一劫的解釋,值得進一步研究。(資料來源: 【註1】)
【Reference】
1. 來源
➤➤資料
∎【註1】: (報導者 The Reporter)【卡介苗會是COVID-19「現成疫苗」嗎?台灣、哈佛將展開跨國研究解密】: https://bit.ly/3bTfsaQ
∎【註2】: (蘋果新聞網)【多國想找台灣合作卡介苗抗疫 國衛院:已成全球趨勢但尚無有力證據】: https://bit.ly/2KK5yMK
∎【註3】: (Yahoo 新聞)【接種卡介苗的國家較能控制疫情?黃立民:免疫訓練的關係】: https://bit.ly/35g4eL4
➤➤照片
∎【註1】: (報導者 The Reporter)【卡介苗會是COVID-19「現成疫苗」嗎?台灣、哈佛將展開跨國研究解密】: https://bit.ly/3bTfsaQ
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【分子醫學研究所徐立中團隊論文成果發表《Nature Communications》】
醫學院分子醫學研究所徐立中副教授的研究團隊日前發表創新論文,首度揭開ZNRF1泛素連接酶(Ubiquitin ligase)透過細胞中小窩蛋白-1(caveolin-1)調控第四型類鐸受器(TLR4)所引發的發炎反應,此新發現對研發發炎相關疾病的治療提供了新方向。該論文於2017年6月8日刊登於國際知名期刊「自然通訊」(Nature Communications)。
先天性免疫系統(innate immunity)是生物體內抵禦外來病原體入侵的第一道防禦機制,且在活化適應性免疫(adaptive immunity)亦扮演必要功能。TLR4是先天性免疫系統的主要成員之一,一旦免疫細胞的TLR4辨識到病原體上特異結構,會引起強烈發炎反應並分泌多種細胞激素,幫助人體對抗入侵的病原體。當宿主清除病原體,TLR4訊息傳導需轉換此促發炎(pro-inflammatory)狀態成抗發炎(anti-inflammatory)狀態,以緩解發炎反應(resolution)及促進組織修復,進而恢復生物體生理恆定。然而,如何循序調控TLR4引發免疫反應目前仍然不是十分清楚。
徐老師實驗室長期研究先天性免疫細胞中訊息傳導以及發炎反應調控。實驗室博士生李志元醫師及賴亭諭利用系統性分析TLR4活化基因,發現泛素酵素蛋白ZNRF1參與調控TLR4引發免疫反應,李醫師及賴博士接著設計一連串實驗發現ZNRF1是藉由直接調控caveolin-1蛋白的量而影響TLR4下游Akt-GSK3β訊息傳導的活性,進而調控不同細胞激素的生合成,使宿主在病原體感染初期能調整為促發炎(pro-inflammatory)狀態,以抵禦病原體感染。而在小鼠的敗血症動物模式也證實ZNRF1在調節發炎反應的生理功能。本篇論文揭示了一個新的調控TLR4所引發的發炎反應的機制,並揭露caveolin-1如何負調控TLR4訊息傳遞的詳細機轉。
徐老師表示,發炎反應的失調會引發很多疾病,例如感染症及敗血症,而許多文明病如糖尿病、發炎性腸道疾病及自體免疫等,也都與慢性發炎有高度關連。因此,此研究成果在未來研發治療敗血症和發炎相關疾病可提供一些新的方向和策略。除此之外,caveolin-1已被報導在癌症和很多生理功能扮演重要的角色,而泛素化(ubiqutination)是調控其蛋白質表現量的一個重要機制,但一直不清楚其調控的泛素連接酶。此論文是第一篇報導泛素酵素蛋白ZNRF1可以直接泛素化及降解caveolin-1,未來也可繼續驗證ZNRF1在癌症和其他相關疾病所扮演的角色。除兩位共同第一作者外,其他作者包括蔡孟昆教授、周志璋博士、游益興博士、碩士生何育信、博士生張詠淇及林祐聖。本研究由行政院科技部、國家衛生研究院及台大共同支持。
參考網站: https://www.nature.com/articles/ncomms15502
The ubiquitin ligase ZNRF1 promotes caveolin-1 ubiquitination and degradation to modulate inflammation.
Lee CY, Lai TY, Tsai MK, Chang YC, Ho YH, Yu IS, Yeh TW, Chou CC, Lin YS, Lawrence T, Hsu LC.
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該科學院指出,美籍科學家比尤特勒(Bruce A. Beutler)與法籍科學家霍夫曼(Jules A. Hoffmann),以其在活化先天性免疫(innate immunity)上的發現獲獎,兩人平分獎金的一半,另一名美籍科學家史坦曼(Ralph M. Steinman)因發現樹突細胞(dendritic cell)和其在後天性免疫(adaptive immunity)上扮演的角色獲獎,獨得獎金的另一半。