為什麼流感疫苗無法一針下去一勞永逸？

2019/01/25 |

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文/陳志今劍橋醫學院病毒免疫學博士

圖／pixabay

每年政府都大肆宣傳要施打流感疫苗時，你是否有疑惑過：

為什麼流感疫苗要每年施打？不像小時候打的天花、麻疹、百日咳等，挨過一次針就可以一勞永逸？

要理解這點，就要暸解流感病毒這可怕的魔鬼。

善變的細節藏在名字裡

流感的症狀和一般感冒一樣：發燒、流鼻涕、暈眩等。流感有季節性，而且病毒株本身不像感冒病毒隨處可見。當它盛行時，多數民眾不具有免疫力，因此感染後具有偏高的致死率，尤其是老人與兒童。近年來大家對許多流感，如 H5N1禽流感、H1N1豬流感等都不陌生。但這個英文和數字的名字是怎麼來的？跟流感疫苗又有什麼關係？

要回答這個問題，首先要先從病毒開始了解。

圖／pexels

病毒最基本的結構是一個蛋白質的殼，內部有遺傳物質 DNA或 RNA，流感病毒帶有的是RNA。病毒在侵入後，會進入細胞中成為「細胞內的寄生蟲」——運用細胞的養分成長並製造更多病毒，最終導致細胞死亡。也因此病毒被形容成「裝有壞消息的蛋白禮物盒 (A virus is a piece of bad news wrapped in protein)」（1960年諾貝爾醫學獎得主梅達沃爵士）4。

當許多細胞死亡時，接踵而來的是身體的免疫反應，或者身體器官無法正常發揮功能。身體免疫後的反應如發燒、發熱、浮腫、疼痛等等、器官無法發揮作用（比方說狂犬病毒侵入神經系統導致腦部死亡）、或者是病毒毒素（百日咳毒素）等等。

流感病毒示意。圖/Sakurambo at English Wikipedia , from Wikimedia Commons

所有流感都是由流感病毒（Influenza Virus）所引起的。就如前面的形容，病毒就像是個禮物盒，一般來說禮物盒上總會有一些標記，像是緞帶或包裝紙等等。而只有在流感病毒（1）的禮物盒上，佈滿兩種特別的蛋白質：流感血凝素 （Haemagglutinin）和 神經氨酸酶（Neuraminidase）。

所有的流感病毒表面都有這兩種蛋白，但每個病毒株上的這兩個蛋白會有些許不同，好似不同的包裝紙可以搭配顏色不一的緞帶。科學家在命名流感病毒時，就用 H 和 N 這兩個蛋白質來做為流感的身分證，數字則代表在歷史上它們初次被登記在文獻中的時間順序。

流感病毒的流感血凝素（H蛋白）和神經氨酸酶（N蛋白）可不只是兩個好看的裝飾品。它倆一搭一唱主導了流感病毒是否能侵入人體（有些只能感染豬隻或鳥類，也因此有豬流感、禽流感的稱號）的關鍵。一個以前只感染鳥類的病毒株，有可能再突變獲得感染人類的能力（比方說雞農或賽鴿人士），而這種跨種族感染的病毒株容易因為以前沒有在人類社會流行過，導致全球大流行與數百萬兒童與老人喪生。

變化多端的Ｈ和Ｎ蛋白，與疫苗的極限

病毒入侵細胞示意圖：H蛋白為綠色 N蛋白為紅色

病毒要感染一個人，首先要先侵入到人體細胞裡。但人體細胞有自己的防衛系統，不可能讓病毒說來就來。

H蛋白就像是一個假的身分證：讓細胞接收到流感病毒並讓它闖關成功，如上圖步驟(1)。當病毒進入細胞內大肆破壞並製造自己的分身後如上圖步驟(2)，它會用第二個假的許可證：N蛋白來通關離開細胞如上圖步驟(3)。也就是說：H蛋白讓病毒入侵、N蛋白讓病毒離開。

到這裡，你可能會問：人體不是有免疫系統嗎？它們認不出這兩個可惡的蛋白嗎？答案是可以的。

一般來說免疫系統最常認出流感病毒的方式就是他們帶有的 H 和 N 蛋白。但是，H 和 N 蛋白是流感病毒家族裡最常突變的蛋白質──就像禮物盒和緞帶可以有多種顏色、圖案等等。當 H 或者 N 其中一個改變樣貌時，之前免疫系統的免疫記憶就會大打折扣。

這跟流感疫苗一年一劑可謂息息相關。原因無他：一般疫苗是使用經過加熱、已經失去活化（沒辦法傷害人體）的死亡流感病毒株來製成。也就是說，這些禮物和和緞帶的組合是固定的（但會每一年根據各國專家建議而修改，比方說台灣由科技部主導決定國光疫苗的病毒株）。

可是流感病毒每年每季可以變變變（因為流感病毒為 RNA病毒，突變速度比 DNA 病毒更加快速），再加上現代國際旅遊發達的交通網路，不同國家的流感病毒可以在一天之內傳遍各地。也因此無論每一年科學家用哪一個病毒株來製作疫苗，這些疫苗都有極大機率跟今年流行的流感病毒長相完全不同。

有其他方法遏止 H 和 N 蛋白嗎？

克流感時常被稱為對付流感的最後一道防線。圖／wikipedia

好消息，有的！因為對這兩個蛋白的了解，科學家早已用它們的結構來製造出相應的藥物：針對 H蛋白的鹽酸阿比朵爾（Umifenovir）和針對 N蛋白的奧司他韋（Oseltamivir），奧司他韋就是大家耳熟能詳的口服藥物克流感（Tamiflu）。

克流感時常被稱為對付流感的最後一道防線，因為當人感染到流感，病毒已經入侵細胞、這時才使用鹽酸阿比朵爾就太遲了；但病毒要花上幾天時間才能增值到一定數量，若儘早投入克流感，還有機會降低病毒感染擴散程度（因為 N蛋白的失效會讓病毒無法從細胞內離開）並避免更嚴重的感染症狀。

但克流感的濫用有可能會導致病毒產生抗藥性，所以應該要謹慎為之。

打了疫苗又得流感？

因為前述疫苗製造上的極限，由個人的角度來說，的確有可能在打了疫苗後，因為遇到了不同的病毒株而得到流感。但這並不表示疫苗缺乏效益；有進行施打疫苗的國家，近年因流感死亡人數的確出現降低的趨勢。

雖然要界定疫苗在這方面的效益有實際上的困難（因為難以確定不施打疫苗的狀況，只知道施打疫苗後真正的死亡人數），但是根據美國疾病防治局 CDC （Centers for Disease Control and Prevention)）的報告，流感疫苗的施打約減少了四成需要進醫院的流感病患，而 2018 年中的統計更指稱，疫苗讓需要進入加護病房流感患者減少了八成（3）。