Vaccination, health care concept. Medical injection syringe and vaccine vials on blue background. Syringe and vials, liquid medicine. 3d illustration
此時此刻，全球最大的頭號公敵，非COVID-19（俗名：武漢肺炎）莫屬。臨床上除了找出可治療的藥物來緊急救援，另一個真正一勞永逸的解決方案是研發疫苗。因此，各國科學機構都紛紛加緊腳步，各種疫苗研發的方法在此刻也可稱得上是百花齊放。
一大堆的研發方法是否讓你暈頭轉向呢？接下來我們就要來介紹近期各種疫苗研發的技術。而首先，就要從人體的免疫系統開始講起。
還記得《聖鬥士星矢》的故事中，有這樣的設定：同樣的招數對聖鬥士是無效的！
人體的免疫系統，就如同聖鬥士般，當第二次面臨相同或相似的病原體時，免疫系統能夠發揮其記憶特性，快速產生強大的免疫反應以消滅病原體，欲侵略身體的外敵則沒了可趁之機。所以，疫苗的首要作用就是讓免疫系統，在面對真正的敵人之前，可以事先預演一番。
那麼，以疫苗作為免疫系統的假想敵，從技術層面上，可以運用很多種類型。就像是拳擊比賽之前，你可以練習跟師傅打或是跟沙袋打，學習成果當然也會隨之產生差距。
下文接著就來分別介紹，目前世界各國的生技或製藥公司，重點開發中的 COVID-19 疫苗，以及採取了什麼樣的策略或技術？又有那些優劣之處？
疫苗最傳統的策略是使用「整個病原體 （whole-organism）」，又可分為兩大類，活的減毒疫苗 （attenuated） 與死的去活化疫苗 （inactivated），簡單來說就是將被打殘或被打死的病原體，用來作為免疫系統的假想敵。
使用傳統減毒疫苗的優點在於，可以模仿「自然感染」的免疫反應，當刺激免疫系統後，所產生的保護力較為持久。目前市面上的疫苗如流感疫苗、小兒麻痺疫苗等均是由這類傳統方法製備而來。
然而，無論是減毒或去活化疫苗，這兩類在製備時都需要培養大量的病原體，操作人員可能因病原體去活化不完全，而被意外感染的風險較高，再加上傳統疫苗的開發時程漫長 （約 10-15 年），又需依經驗證明其療效。
所以對於需求急迫、傳染性極高的 2019 新型冠狀病毒 （2019-nCoV），各國研發團隊都未採取傳統疫苗的策略。
mRNA 意思為「訊息核糖核甘酸 (messenger Ribonucleic acid, mRNA)」，其在細胞中的功能是在基因 (DNA) 到產生蛋白質的中間過程提供所需訊息，也就是 mRNA 承接上級 DNA 的指令再引導蛋白質的合成（DNA→RNA→蛋白質）。
mRNA 疫苗的原理是將病毒某些遺傳物質片段製作成 mRNA 送入人體。人體細胞可以直接將其轉譯出病毒的蛋白質，這些能夠引起免疫反應的蛋白質就是疫苗很重要的抗原（Antigen，縮寫 Ag）。這些抗原進而可以引發後續的免疫反應，讓人體的免疫系統可以有效辨認出病毒。
mRNA 疫苗的優點是能縮短開發時間，只要擁有病毒的序列，可以立即把其中的序列片段製成 mRNA 疫苗，並以人體作為直接合成病毒抗原的代工廠，而無需體外的抗原製備過程。但缺點是 mRNA 分子並不穩定且保存不易，mRNA 對熱敏感，很容易被普遍存在於環境或皮膚上的 RNA 酶 （RNase） 降解。因此，mRNA 疫苗的有效性仍待進一步證實。
DNA 疫苗與 mRNA 疫苗的原理相似，也是只需擁有病毒序列就能製備，兩者差異在於進入體内表現病毒抗原的載體從 mRNA 變成 DNA。另一個差異則是，DNA 疫苗必須送進細胞最裡層的細胞核才能發揮作用，而 mRNA 只需進入細胞質即可。
DNA 疫苗的優點也是開發時程較短，同樣為利用人體細胞作為病毒抗原的代工廠。但缺點是需要特殊的傳輸方式才能進入細胞核，像是利用基因槍 （gene gun）、電脈衝穿孔術 （electroporation）、顯微注射 （microinjection） 等方式，此外 DNA 疫苗有可能會嵌入到人體基因組，而產生突變的風險變高，所以安全性方面有所疑慮。所以相對來說，不用進入細胞核又容易被降解的 mRNA 疫苗，其安全性高於 DNA 疫苗。
上述的核酸疫苗 （DNA 及 mRNA疫苗），一般開發時程也還仍需 4-7 年，是否這次會因為武漢肺炎的疫情緊急而加速通過，仍屬未知之數。
前面提到的核酸疫苗是利用「人體細胞」作為病毒抗原的代工廠；接下來要介紹的疫苗技術則都是在「人體外」製備病毒抗原，而不同策略的差異只在於運用的載體有所不同而已。
先來談談重組病毒疫苗與類病毒顆粒疫苗，重組病毒疫苗是利用活的「弱病毒」作為載體，並加入能表現出病原體抗原的基因；而類病毒顆粒疫苗則是利用不具病毒遺傳物質的「病毒空殼」作為載體，並加入病原體抗原的蛋白質。
這類體外製備病毒抗原的缺點是，技術門檻較為複雜，要耗費的時程也比較久；但好處是利用弱病毒作為疫苗，弱病毒能在被感染的人體內複製，通常可引發較佳的免疫刺激能力；而不具感染力的類病毒顆粒疫苗，其安全性較高，但免疫刺激效果稍差。
不僅僅是上述介紹的公司，投入 COVID-19 疫苗研發行列的，還有不少大型藥廠，例如﹕英國葛蘭素史克藥廠 （GlaxoSmithKline, GSK）、法國賽諾菲藥廠 （Sanofi） 等等，各有各的獨門疫苗技術。
台灣這次也不落人後，疫苗國家隊在 2020 年 2 月 7 日啟動後，國家衛生研究院宣布同時投入四種疫苗的研發，包括 DNA、重組病毒、胜肽、次單位疫苗。後兩者尚未介紹到的胜肽、次單位疫苗，其原理是以病原體部分結構作為疫苗，也屬於在「人體外」製備病毒抗原。優點為不具感染性，安全性高，但缺點是必須深入了解病毒特性後，才可找出真正有效的抗原，以利產生正確的免疫記憶力。
台灣產業界方面，高端疫苗公司已與美國國家衛生研究所 （NIH） 簽約，合作開發 COVID-19 疫苗，成為 NIH 目前唯二授權合作的公司。國光生技公司也成立了專案研發團隊，正透過基因重組等方式開發 COVID-19 疫苗。
除此之外，台灣中央研究院還有兩項極具潛力的疫苗技術，可以應用於開發 COVID-19 疫苗，也都屬於在「人體外」製備病毒抗原。其一是「奈米疫苗」，原理是以生物材料製成中空的奈米粒子來模仿病毒結構，在表面附著病毒抗原，內部裝有可加強免疫反應的佐劑 （adjuvant）。其二是「醣蛋白疫苗」，原理是將病毒蛋白質表面的醣分子修飾並保留重要的核心結構來引發免疫反應，由於被醣分子蓋住的蛋白質序列不太會改變，因此醣蛋白疫苗具備應付病毒變異，並有成為廣效性疫苗的優勢。
| 病毒抗原 | 疫苗技術 | 研發團隊 | 優缺點 |
|---|---|---|---|
| 體內製備 | mRNA 疫苗 | 美國 NIAID 與美國 Moderna 合作
美國 Pfizer 與德國 BioNTech 合作 | 優點﹕有病毒序列即可開發，開發時程短，無需體外抗原製備過程。
缺點﹕mRNA 分子不穩定，很容易降解，有效性仍待證實。 |
| DNA 疫苗 | 美國 Inovio Pharmaceuticals
義大利 Takis Biotech 印度 Zydus Cadila 台灣國衛院 | 優點﹕有病毒序列即可開發，開發時程短，無需體外抗原製備過程。
缺點﹕需特殊方式送進細胞核，可能嵌入到人體基因組而產生突變。 | |
| 體外製備 | 重組病毒疫苗
類病毒顆粒疫苗 | 美國 GeoVax 與中國 BravoVax 合作
中國 CanSino Biologics 台灣國衛院 | 優點﹕弱病毒作為疫苗，可引發較佳的免疫刺激能力。
缺點﹕技術門檻複雜，耗時久。 |
| 胜肽疫苗
次單位疫苗 | 台灣國衛院 | 優點﹕不具感染性，安全性高。
缺點﹕須深入了解病毒特性，找出真正有效的抗原，才能產生正確的免疫記憶力。 | |
| 奈米疫苗 | 台灣中研院 | 優點﹕不具感染性，安全性高。
缺點﹕須深入了解病毒特性，找出真正有效的抗原，才能產生正確的免疫記憶力。 | |
| 醣蛋白疫苗 | 台灣中研院 | 優點﹕不具感染性，安全性高，有機會應付病毒變異，成為廣效性疫苗。
缺點﹕須深入了解病毒特性，找出真正有效的抗原，才能產生正確的免疫記憶力。 |
不管是哪種疫苗技術，重點是在疫情的陰影底下， COVID-19 疫苗盡早核准上市才是最要緊的關鍵，千萬別像當年 SARS 疫苗研發那般無果而終！衷心期盼安全有效的 COVID-19 疫苗能夠即時問世，讓全球疫情得以緩解。
