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侵蝕民主的「陰謀論」,到底該不該管?法律允許嗎?

法律白話文運動_96
・2021/05/19 ・5536字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 604 ・九年級

A 編按:班奈狄克.康柏拜區主演的《脫歐之戰》,主角透過散布假消息製造群眾恐慌,進而操弄選情。從古至今,民主政體在選舉期間,多少都會出現不實的抹黑謠言或陰謀論,企圖影響選情,而在網路發達的現代,情況又更加嚴峻。

《一切都是泛科學的陰謀》專題與你一同挖掘各種陰謀論的脈絡!這回我們邀請 #法科地史 好夥伴法律白話文,一起聊聊陰謀論對現代民主的影響!

  • 作者 / 王鼎棫,喜歡微醺下的寫作與閱讀。法律白話文運動網站主編、東吳、靜宜與國防大學法律學系兼任講師。

自從 COVID-19 疫情爆發,並隨著社群平台成為傳遞資訊的主要媒介,全球各處出現了各式各樣的陰謀論,像是病毒是某國的生化武器,抑或疫情只是政府擴權的騙局。一不小心,就會變成有心人士點燃群眾仇恨的火種。

這樣的遍地開花,如同〈為什麼會有人相信「病毒是生化武器」?——從台灣政治地景談起〉提及:

當人們面臨過去從未見過的問題,同時感到極大的不確定性時,即使缺乏實際的證據,陰謀論卻提供了一個在常識上言之成理的解釋,自然也給予人們心理上的寬慰。

而網路時代,人們一天接收的訊息量非常龐大,已超越個人所能負荷的程度。往往只能用破碎的直覺與情感,來挑選放在眼前的資訊。這個趨勢顯示,人們辨識「何為客觀真相」的能力已被嚴重削弱,也讓無處不在的陰謀論開始顛覆我們所熟知的安穩環境。

現代人每天都需要接收大量的資訊,卻沒有足夠的時間和心力判斷資訊的品質。圖/Pixabay

陰謀論對民主運作的侵蝕

回顧人類歷史發展,可發現每次當有重大新科技問世,都會造成社會的變遷。像是蒸汽機之於工業革命與資本主義的大躍進,而當代的社群平台也改變了人們彼此溝通與串聯的方式,還有認知並處理資訊之後對社會所帶來的影響。

比方說,人們因為購物,會在搜尋引擎中主動留下關鍵字,查找心儀的商品,而這樣的情形如果反覆多次,平台業者也就可以趁勢蒐集,並搭配該等使用者的性別、年齡、地域等參數,綜合研判不同族群會對特定事物有何種更多的喜愛;如此,之後也就能更精準對不同族群提供投放,形成一個生產與銷售更有效率的體系。

而這樣的行銷自然也可以用在某種說法之上,於是陰謀論等不實在的資訊,不再是業餘人士抒發時間的無聊嗜好,而進化成可以兌現資金的商業模式,甚至左右政局的終極武器。如同〈當陰謀論成為產業,民主社會將向專制傾斜〉一文所言:

一旦散佈不實資訊有利可圖,自然吸引更多人炮製各種聳人聽聞的故事;陰謀論就像是永遠不死的陰魂,在資訊市場裡四處流竄,淹沒了真實資訊的音量。

如此一來,接收資訊的向下沈淪模式也就正式開啟。換句話說,平台使用者所接收到的資訊,也就隨著「自我喜好」愈來愈封閉;我們總以為自己是自由地摘取各種資訊,但慢慢地可能都變成是在他人偷偷塞進來的陰謀論中作出選擇。

當陰謀論介入當代的民主政治後,將會造成什麼可怕的後果?圖/Pixabay

於是當民主制度的初心,是採取「1 人 1 票」還有「多數決」的作法,讓取得贊同意見較多者,站上啟動國策的制高點。並在審議民主的預設下,一個完善的選舉制度,應思考如何讓「人選與政策」都能在充分資訊的培力之間,經過各界好好審議,方作出決定。

這些美好的想像,碰到了陰謀論充斥的現代政治運作,猶如高速撞上山壁的火車,只能支離破碎。就像臺灣 2018 年的公投,由於某些倡議者不斷製造虛偽與誤導,也讓許多選民在極短暫的時間內,在連題目都弄不清楚或不知其利弊得失的前提下,一次性地對數量眾多的提案作出重大的政治決定。

而當這樣廉價且無深謀遠慮的選擇反覆幾次之後,不可否認地將對民主社會的發展造成難以回復的損害。除了社會各部門之間的信任蕩然無存,政策是否達標也將不再能有期待;陰謀論會是未來選舉經費的支出大宗,更主宰了之後選舉的每次結果——我們將看到更多擅長嘴上功夫的候選人登上大位

這樣的結局,是否是現代民主社會不可避免的宿命?而如果我們同意這樣的趨勢卻不採取防衛行動,是否也是一種對民主衰敗的冷眼旁觀?

是否該對陰謀論進行管制?

前面說到,社群平台是傳遞陰謀論的主要管道。因此,即有聲音認為應以法律規範要求網路中介業者,負責將相關虛假訊息從其平台移除,是最直接有效的手段之一。好比德國《網路執行法》的立法先例,就是交由平台業者負責移除不實言論。

這樣起身防衛民主的行動,即「防衛性民主」的理念,剛好也源自於德國。這是因為德國過去並無類似防衛機制,導致希特勒等極端分子透過民主程序奪取政權,進而自我毀滅於民主之手。因此,二戰之後,德國制憲者就著手為全新的共和國建構一套具有自我防衛能力的民主制度,以免重蹈覆轍。

因此政府如果為了捍衛民主機制的健全,擬具草案要求社群平台在一定條件下移除某些言論內容、刪除其帳號等其他處置,即命業者代替政府——從事篩選過濾特定內容或資訊的工作,以防止不當或煽動言論內容的擴散,回到我國法秩序的脈絡之下,就必須考量言論自由與公共利益間的權衡。

如同司法院釋字第 613 號中,大法官即從民主政治的運作原理,闡述傳播媒體之「公共功能」,強調立法者有妥善管制媒體的義務。

該號解釋指出:通訊傳播媒體是形成公共意見之媒介與平台,在自由民主憲政國家,具有監督包括總統、行政、立法、司法、考試與監察等所有行使公權力的機關,及監督贏取執政權,意欲影響國家的政黨等功能。

所以為了維護這樣的「公共功能」,政府即有在合乎比例原則的權衡前提下,進行合理管制的權限。

由社群平台移除不實言論,會是一個好做法嗎?圖/Pixabay

而針對政治性言論內容所做的管制;在台灣,一般認為應該出於具體迫切的需求。最著名的爭論,就是過往用「集會遊行法」禁止「主張共產主義或分裂國土」的行徑。

負責該案的司法院釋字445號明白指出:在一開始申請集會、遊行的時候,主管機關若只是因為申請人有推動此一主張的想法,卻對社會秩序、公共利益毫無「明顯而立即危害」的事實,即不予許可或逕行撤銷許可,則無異僅因主張共產主義或分裂國土,即禁止集會、遊行,乃過度干預集會、遊行參與者表達政治意見的自由,進而違反了憲法第 23 條所定的比例原則

這樣的觀點,也如美國 Holmes 前大法官所說:當人們堅信自己所說的是正確的,想要鎮壓不同的意見是很合於邏輯的;而不同危機狀態下所衍生的集體恐慌,不免放大了人民對安全受到威脅的想像。因此對言論內容的管制審查,是不可輕言放棄檢驗「目的是否足夠正當」。

社群平台上的陰謀論是否能造成明顯而立即的危害?

林子儀前大法官曾在《言論自由與內亂罪——「明顯而立即危險原則」之闡釋》這篇經典論文指出:「急迫性之內容是具有彈性的,是要衡量客觀環境之各種因素以確定個案所面臨之急迫性之內涵。當所面對之危害是越嚴重之時,急迫性所要求之緊急危難也就在時間上越早呈現,吾人即可適時地防止其發生。」換言之,危害的嚴重程度,可能會影響到政府限制特定言論的時間點。

而在平台上對政治事件,散布不實或煽動性的陰謀論,影響民主法治的嚴重程度是否迫切與具體,可自媒體影響力來輔助觀察

第一,根據數據(註):2018 年 4 月的統計,Facebook 的積極使用者帳戶已達22億3千4百萬,居全球之冠(其後為 YouTube 與 WhatsApp 的15億,Facebook Messenger 的 13 億,WeChat 的 9 億 8 千萬及 Instagram 的 8 億1千3百萬餘)。

Facebook 是現代人最主要使用的社群平台。圖/Pixabay

2019年,德國聯邦憲法法院也在相關裁判中提到:「Facebook 是以言論相互交換為目的的開放論壇,又憑藉其遙遙領先的使用者人數成為最為重要的社群網站,對於意圖傳播政治議程和政治理念的聲請人而言,Facebook 的利用就深具價值且不可替代,而其排除也會明顯影響聲請人與其他使用者主動開啟討論的機會(註一)。」

第二,網路具備同時性(synchronicity),而有大規模資訊傳布的功能,可以在同一時間,廣泛迅速地對多個傳輸對象,傳輸不同資訊——尤其是不實或煽動性的政治言論,進而創造輿論、話題,乃至意識型態的植入,以刺激公眾討論,操縱議題風向,影響力可謂無遠弗屆。

第三,平台演算法的變遷,都是為了極大化使用者的注意力,再依據個人偏好主動推送給個別使用者,讓不同使用者容易置身於同質資訊所共築而成的回音室(echo chamber)之中

特別是攸關公共議題的政治資訊,若是來自熟識的社群成員,更容易引發閱聽者對相關內容的信賴,進一步改變閱聽者對政治人物的認同,逐漸改變政局的走向,所以當資訊的信賴基礎有所動搖,此種散佈方式對民主政治的正常運作,不免有所衝擊。

綜合前述,不實甚或煽動的陰謀論,若在網路上散佈,將視其言論的內容、傳播速度、衍生規模與所帶來的急迫性,不排除在個案中被認定有「明顯立即危害」的可能。

但是,若不考慮下架,只要求國家「事後」追究違法內容的民、刑事責任,一方面會因為網路跨國性和匿名性的現實條件,產生執法的困難,二方面上也不可能消化因許多不實言論所帶來的爆炸性案件量。

所以,鑑於公權力處理案件的客觀能力,除非國家完全放棄管制公共秩序的任務,否則基於社群平台掌控資訊流動的關鍵隘口地位,即有要求網路中介者發動適度管制的餘地。

管制之外,不忘用對話形成共善

美國哥倫比亞法學院吳修銘教授曾著有《注意力商人》(The Attention Merchants)。書中強調:現代有心人士,若要控制或影響言論,將透過「注意力稀缺」的現象;也就是重心會放在資訊接收者,並以「更多的言論」作為手段,以言論來限制言論。

換句話說,由於言論市場上的閱聽者注意力有限,所以有心人士只要讓資訊大量泛濫,本來好好論述議題的言論,就會瞬間變得很難被人注意,也就順勢達到混淆視聽的效果。

當有心人士傳播大量、錯誤充滿煽動意味的資訊,將會降低重要議題被討論的機會。圖/Pixabay

因此,我們也找到了管制社群媒體的正當性。但所謂兩權相害取其輕,一方面我們不允許社群媒體上有惡意放出的錯誤或煽動資訊,使市民無法接近正確並完整的資訊,進而破壞政策的充分討論,讓公共監督的機制形同虛設,二方面我們也不該允許用漫無邊際的公務順行或國家安全,輕易地封殺言論自由,戕害民眾的知的權利,逐漸蠶食民主的運作基礎。

像是比較法上,社群平台若不移除違法內容,就會面臨罰鍰風險,就很容易讓網站在無法明辨內容違法與否的前提下,就先移除內容。且當用戶因為社群規模,而難以切換平台之際,網站甚至可能根本欠缺好好判定內容是否妥適的動機,就逕自採取自動且系統化的方式,讓資訊眼不見為淨。

在這些情況下,都將導致平台做出過度的管制,成為另類的言論壓迫者。

對此,如學者倡議,可以考慮的因應手段像是:規範社群平台讓用戶陳述意見,並說明決定理由的義務,並保障用戶言論的重新上架權,或對於社群網站過度阻擋的情況,設計一定罰鍰因應等等(註三)。

然而,管制之外,民主的政治過程之所以可貴,正因為人民有機會面對不同立場的人們,透過真誠的對話與溝通,超越自己侷限的眼界與立場,面對共同體的未來,思考「共善」的所在;若一味取向管制,最終只會帶來寒蟬效應,而適度在各種取向之間,動態保持平衡,是不可或缺的。

近幾年不是流行所謂「亡國感」一詞嗎?所謂的「亡國感」,並不是針對任何一個國號,而是擔心以民為主的生活方式,在無力之中消逝。

千萬忘記民主制度中「溝通與對話」的可貴。圖/Pixabay

這是因為當我們選擇了法治社會,也就選擇了定期改選、權力分立、基本權利保障、照顧少數族群等基本價值觀。因此所謂的「亡國感」,正是設想前述民主要素會因為政治情勢消失,而對這樣的生活方式感到憂慮。

2019 年的香港反送中事件,多少喚起了台灣人對於民主的珍惜,啟發了對未來政治的投入,毋寧是這座島嶼環繞在國際陰影下,一道可貴的天光。也願大家共同用這道天光,照向陰謀論對政局那深不可測的影響

備註

  1. 相關數據援引自胡元輝,商營社群媒體的自律與問責:政治經濟學取徑的批判,傳播、文化與政治,第8期,頁58。
  2. 翻譯引自蘇慧婕,正當平台程序作為網路中介者的免責要件:德國網路執行法的合憲性評析,臺大法學論叢,第49卷第4期,2020年,頁1960。
  3. 同前註,頁1962。

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為何新冠病毒突變之後傳染力更強?——關鍵在於變異株的棘蛋白結構

研之有物│中央研究院_96
・2022/01/25 ・5088字 ・閱讀時間約 10 分鐘

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文/寒波
  • 美術設計/林洵安

為何新冠病毒突變之後傳染力更強?

COVID-19 至今仍深深影響全人類,新冠病毒持續演化,例如曾經造成臺灣大規模社區感染的 Alpha 變異株、傳染力更強的 Delta 變異株,近期出現的 Omicron 變異株等,它們逃避免疫系統的能力都不一樣,關鍵就在不同的棘蛋白(spike protein)結構。「研之有物」專訪中央研究院生物化學研究所徐尚德副研究員,他的團隊陸續解析各種新冠病毒變異株的棘蛋白結構,不但能釐清新的突變帶來的威脅,後續也可作為研發人造抗體的指引。

徐尚德手上拿著新冠病毒的棘蛋白模型,顯示棘蛋白與兩種不同抗體結合的情況。圖/研之有物

解析新型冠狀病毒棘蛋白

COVID-19 的病原體是一種冠狀病毒,和 SARS 病毒是近親,正式命名為 SARS-CoV-2,中文常稱作新型冠狀病毒。為了知道病毒如何感染人體細胞,以及如何逃避免疫系統的辨識,我們需要進一步瞭解冠狀病毒表面的棘蛋白結構。

結構為什麼重要?因為結構會影響蛋白質功能。蛋白質是由不同的氨基酸所組成的長鏈,實際作用時會摺疊形成特別立體結構,而冠狀病毒的蛋白質中,又以棘蛋白最為關鍵。

徐尚德強調,棘蛋白是冠狀病毒暴露在表面的蛋白質之一,絕大多數被感染者的免疫系統所產生的抗體都是辨識棘蛋白。因此現今臨床使用的蛋白質次單元疫苗、腺病毒疫苗以及 mRNA 疫苗,都是以棘蛋白為基礎來研發。

Cryo-EM 讓蛋白質結構無所遁形

工欲善其事,必先利其器。解析蛋白質結構的方法很多,早期的 X 光晶體繞射(X-ray diffraction),就像將影片定格截圖,但不一定為蛋白質實際作用的狀態。

再來是核磁共振(Nuclear Magnetic Resonanc,簡稱 NMR),這是徐尚德留學深造時的專業,可以重現蛋白質在水溶液中的結構及動態,更接近實際作用的形態,可惜不適合分子量較大的分子。

目前結構生物學最具潛力的新技術是:冷凍電子顯微鏡(Cryogenic Electron Microscopy,簡稱 Cryo-EM),Cryo-EM 可以拍出原子尺度下高解析度的三維結構,此技術於 2017 年獲得諾貝爾化學獎。中研院則於 2018 年開始添購 Cryo-EM 設備,而 Cryo-EM 正是徐尚德用來解析棘蛋白結構的主要利器!

在 COVID-19 疫情爆發初期(2020 年 1 月),徐尚德就率先啟動新冠病毒的結構分析,當時他的研究團隊剛好已分析過感染貓科動物的冠狀病毒,對於解析棘蛋白結構有一定經驗,可說是贏得先機。

具體來說,如何用 Cryo-EM 解析新冠病毒的棘蛋白結構?

首先要大量培養新冠病毒、再分離、純化得到棘蛋白。接下來,將大量蛋白質樣本鋪成薄薄一層液體,之後以 -190℃ 急速冷凍,讓蛋白質分子保持凍結前的形態,最後用程式重建棘蛋白的三維影像。徐尚德譬喻,就像一匹馬在高速移動時,連續拍攝許多照片,再將照片疊加起來,重建馬的形狀。

棘蛋白的體積已經算大,假如又與其他蛋白質結合,體積將會更大。能解析如此龐大結構為 Cryo-EM 一大優點,但是也會創造很大的資料量。徐尚德強調,用 Cryo-EM 分析蛋白質結構不只做實驗,也要協調資料處理等疑難雜症。

冷凍電子顯微鏡可以紀錄同一時間下、不同狀態的蛋白質三維立體結構。圖/研之有物

關鍵 D614G 突變,讓新冠病毒棘蛋白穩定性大增

儘管已有貓冠狀病毒的經驗,徐尚德研究團隊初期仍經歷一陣摸索,一大困難在於,做實驗時發現不少棘蛋白壞掉,不再保持原本的結構。

這是因為一般取得蛋白質樣本後會置於 4°C 冷藏,但 4°C 其實不適合保存棘蛋白。接著徐尚德細心觀察到,具備 D614G 突變的棘蛋白,保存期限竟然比沒突變的棘蛋白要長,可以從 1 天增加到至少 1 週。

什麼是 D614G 突變呢?武漢爆發 COVID-19 疫情的初版新冠病毒,其棘蛋白全長超過 1200 個胺基酸,D614G 突變的意思就是:第 614 號氨基酸由天門冬胺酸(aspartic acid,縮寫為 D)變成甘胺酸(glycine,縮寫為 G)。

D614G 突變誕生後,存在感持續上升,2020 年 6 月時已經成為全世界的主流,隨後新冠病毒 Alpha、Delta 等變異株,皆建立於 D614G 的基礎上。

儘管序列僅有微小差異,許多證據指出 D614G 突變會增加新冠病毒的傳染力。有趣的是,它也能大幅增加棘蛋白在體外的穩定性。因此在研究用途上,變種病毒的棘蛋白反而容易保存,徐尚德更指出,對抗變種病毒的蛋白質次單元疫苗(subunit vaccine)穩定性也會增加。

圖片為徐尚德實驗室提供的新冠病毒模型與三種不同的棘蛋白模型,棘蛋白的主體為白色,棘蛋白的受器結合區域(receptor binding domain,RBD)為藍綠色。圖/研之有物

新冠病毒棘蛋白的「三隻爪子」:受器結合區域

徐尚德參與的一系列新冠病毒結構研究,除了棘蛋白本身,還包含棘蛋白與細胞受器 ACE2 的結合、棘蛋白和人造抗體的結合。

既然要解析結構,儀器「解析度」能看清楚多小的尺度就很重要!蛋白質結構學的常見單位是 Å(10-10 公尺),原子與原子間的距離約為 2 Å,Cryo-EM 的極限將近 1 Å,不過棘蛋白大約到 3 Å 便足以重建立體結構。

冠狀病毒如何感染宿主細胞,和結構又有什麼關係?棘蛋白位於冠狀病毒的表面,直接接觸宿主細胞受器 ACE2 的部分,稱為受器結合區域(receptor binding domain,簡稱 RBD),結構可能展現「向上」(RBD-up)或是「向下」(RBD-down)的狀態。向下,RBD 便不會接觸宿主細胞的受器,缺乏感染能力,;向上,RBD 方能結合受器,引發後續入侵。

徐尚德團隊透過冷凍電子顯微鏡,拍攝新冠病毒 Alpha 株的棘蛋白結構,其中有三類棘蛋白的 RBD 為 1 個向上(佔 73%),有一類(類別3)的棘蛋白 RBD 則是 2 個向上(佔 27%)。圖/Nature Structural & Molecular Biology

新冠病毒表面的棘蛋白有「三隻爪子」(3 RBD),RBD 有可能同時向上(3 RBD-up),也可能只有 1~2 個向上,結構會影響病毒的感染能力。更詳細地說,棘蛋白某些胺基酸位置的差異,會影響結構的開放與封閉程度。

棘蛋白向上或向下是動態的,假如能保持穩定性,延長向上的時間,也有助於新冠病毒的感染。這正是徐尚德一系列研究下來,實際觀察到不同品系的變化。

截至 2022 年 01 月 18 日的新冠病毒品系發展歷史,其中 Delta 變異株擁有最多品系,而 Omicron 變異株則開始興起。雖然 Omicron 的品系並不多,但已逐漸成為主流。圖/Nextstrain; GISAID

一網打盡所有高關注變異株的結構變化

和武漢最初的新冠病毒相比,D614G 突變帶來什麼改變呢?簡單說:棘蛋白向上的比例增加了,導致整個結構變得更加開放,增加新冠病毒對宿主受器的親合力(affinity)。

以 D614G 為基礎,接下來又獨立衍生出數款品系,皆具備多個突變,傳染力、抵抗力更強 。影響最大的是首先於英國現身的 Alpha(B.1.1.7)、南非的 Beta(B.1.351)、巴西的 Gamma(P.1),以及更晚幾個月後,於印度誕生的 Kappa(B.167.1)與 Delta(B.167.2)。Alpha 一度於世界廣傳,導致包括臺灣在內的嚴重疫情,不過隨後不敵優勢更大的 Delta。

對於上述品系,徐尚德率隊一網打盡。 Alpha 的棘蛋白結構解析已經發表於 《自然-結構與分子生物學》(Nature Structural & Molecular Biology)期刊,其餘新冠病毒變異株的論文仍在等待審查,目前能在預印網站 bioRxiv 看到,該研究一次報告 38 個 Cryo-EM 結構,刷新紀錄。

圖 a 顯示新冠病毒 Alpha 變異株棘蛋白的突變氨基酸序列,一共有 9 處突變, D614G 突變以紫色表示。
圖 b 顯示突變的氨基酸在立體結構中的位置。
圖/Nature Structural & Molecular Biology

Alpha 變異株的 RBD 向上結構穩定

一度入侵台灣造成社區大規模感染的 Alpha 株有何優勢?其棘蛋白除了 D614G,還多出 8 處胺基酸突變,徐尚德發現 N501Y(天門冬酰胺變成酪胺酸)、A570D(丙胺酸變成天門冬胺酸)的影響相當關鍵。

直覺地想,棘蛋白的外層結構才會與受器接觸影響傳染力,立體結構中第 570 號胺基酸的位置比較裡面,乍看並不要緊。但是徐尚德敏銳地捕捉到,A570D 突變會改變局部的空間關係,令「RBD 向上」的結構更加穩定。徐尚德形容為「腳踏板」(pedal-bin)── A570D 突變的效果就像踩著垃圾桶的腳踏板,讓桶蓋(也就是 RBD)穩定保持開啟。

事實上,棘蛋白總體向上的比例,Alpha 還比單純的 D614G 突變株更少,不過 A570D 增進的穩定性似乎優勢更大。研究團隊製作缺乏 A570D 突變的人造模擬病毒,嘗試體外感染人類細胞,發現感染力明顯減少,證實 A570D 突變頗有貢獻。

新冠病毒 Alpha 株棘蛋白的「A570D 突變」,會改變棘蛋白內部的空間,讓「RBD 向上」的結構更加穩定,就像踩著垃圾桶的腳踏板,讓桶蓋保持開啟。圖/研之有物(資料來源/徐尚德、Nature Structural & Molecular Biology

Alpha 變異株的棘蛋白親近宿主細胞,干擾抗體作用

另一個重要突變是 N501Y,不只 Alpha 有,Beta 等許多品系也有,Delta 則無。N501Y 在眾多品系獨立誕生,似乎為趨同演化所致。N501Y 能為病毒帶來哪些優勢?

第 501 號胺基酸位於棘蛋白表面,會直接與宿主受器 ACE2 結合。此一位置變成酪胺酸(tyrosine,縮寫為 Y)後,和受器的 Y41 兩個酪胺酸之間,容易形成苯環和苯環的「π–π stacking」鍵結,從而大幅提升棘蛋白對細胞的親合力。

新冠病毒 Alpha 株棘蛋白的「N501Y 突變」,讓 RBD 的胺基酸與宿主細胞受器 ACE2 形成「π–π stacking」鍵結,大幅提升棘蛋白對宿主細胞的親合力。圖/Nature Structural & Molecular Biology

另一方面,N501Y 突變也會干擾抗體的作用。中研院細胞與個體生物學研究所的吳漢忠特聘研究員,率隊研發一批針對棘蛋白的人造抗體,測試發現有一款抗體 chAb25 對 D614G 突變株相當有效,但是對 Alpha 株無能為力。徐尚德由結構分析發現:N501Y 改變了棘蛋白表面的形狀,讓抗體 chAb25 無法附著。

好消息是,另外有兩款抗體 chAb15、chAb45,依然能有效對抗 Alpha 病毒,不受 N501Y 影響。這兩款抗體會附著在棘蛋白 RBD 的邊緣,避免棘蛋白和宿主細胞接觸。而且抗體 chAb15、chAb45 會各占一方,可以同時使用,多面協同打擊病毒。

雖然新冠病毒 Alpha 株的棘蛋白表面讓某些抗體難以附著,還好仍有兩款抗體 chAb15(綠色)、chAb45(黃色)能有效「卡住」棘蛋白,干擾棘蛋白與宿主細胞結合。抗體 chAb15、chAb45 附著的位置,正好就是棘蛋白與宿主細胞結合的地方。圖/Nature Structural & Molecular Biology

棘蛋白結構不只胺基酸,還要注意表面的醣

有了 Alpha 的經驗,接下來分析 Beta、Gamma、Kappa、Delta 便順手很多。這批新冠病毒的棘蛋白變化多端,但是「RBD 向上」的整體比例皆超過 Alpha 和 D614G 突變株,可見適應上各有巧妙。徐尚德也發現,要釐清棘蛋白的結構,不能只關心蛋白質,還要考慮棘蛋白表面的醣基化(glycosylation)修飾。

蛋白質在完工後,某些胺基酸還能加上各種醣基。病毒蛋白質表面的醣基可以作為防護罩,干擾抗體和免疫系統的辨識。醣基化修飾就像替病毒訂作一套迷彩外衣,不同變異株的情況都不一樣,假如醣基化的位置和數量,由於突變而改變,便有可能影響立體結構,有助於它們閃躲抗體。例如和武漢原版新冠病毒相比,Delta 株棘蛋白少了一個醣化修飾,Gamma 株棘蛋白則多了兩處醣化。

還好從結構看來,並沒有任何突變組合能完美逃避抗體。例如由美國的雷傑納榮製藥公司(Regeneron)製作並通過緊急使用授權的抗體;以及中研院吳漢忠率隊研發,有望投入實用的多款人造抗體,對變異品系依然有效。這場人類與病毒的長期抗戰中,同時使用多款抗體的「雞尾酒」療法,仍然是可行的醫療方案。

回顧將近兩年來的研究之路,徐尚德表示:時間壓力真的非常大!COVID-19 疫情爆發後,全世界投入相關研究的專家眾多,只要稍有遲疑,便會落在競爭者後頭。但是即使跑在最前端的研究者,也只能苦苦追趕病毒演化的速度,一篇論文還在審查時,現實世界的疫情已經邁向全新局面。

人類要贏得勝利,必需全方面認識病毒,而結構無疑是相當重要的一環。


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