科學終會勝利。Science will win.
人工蛋白質疫苗是疫苗科學的第四個里程碑。上世紀的八零年代,臺灣的政治家和科學家合作,讓小孩子們遠離了癌症,B 型肝炎疫苗的開發,不僅是疫苗科學的重大里程碑,更挽救了世世代代台灣人的健康。當年一群台灣科學家、政治家的堅持,讓 1986 年後出生的台灣囝仔,遠離肝癌。
自 18 世紀起,牛痘、狂犬病、小兒麻痺病毒等,各種病毒一個個地被做成疫苗。然而,這些疫苗的抗原,都必須「養出整顆病毒」。對於難以培養,或僅在人體內存活的病毒,要開發疫苗,仍無法可解。
而科學家也從卡特事件的悲劇了解到,面對高毒性的病毒,若使用整顆病毒做為抗原,仍有相當的風險。然而,抗體並非辨認整顆病毒,而是辨認其表面蛋白質的部分結構。換言之,若能找到可激發抗體的蛋白質,就可做為疫苗抗原,進而避免使用整顆病毒;而這項突破,發生在上世紀 80 年代的 B 型肝炎疫苗。
讓我們把時間拉回到 1965 年,那時美國科學家巴魯克·布隆伯格(Baruch Blumberg)發現有種蛋白質十分獨特,僅在肝炎患者體內被發現,而不存在健康人體內 [1]。之後它被證實為 B 型肝炎病毒的表面蛋白,也就是 B 型肝炎表面抗原(HBsAg)。
B 型肝炎病毒感染細胞後,被劫持的細胞不只產生病毒顆粒(直徑約 42 nm)外,也會產出僅由 B 型肝炎表面抗原組成、直徑約 22 nm 的蛋白質顆粒。而 B 型肝炎表面抗原不僅在分佈在病毒表面,更是病毒結合、入侵肝細胞的關鍵蛋白 [2]。換言之,若能用 B 型肝炎表面抗原作為疫苗,訓練白血球產生辨認抗原的抗體;不僅能咬住病毒,更能黏在抗原身上,阻止病毒侵入細胞;因此 B 型肝炎表面抗原可能是肝炎疫苗的最佳設計。
1968 年,布隆伯格和歐文·米爾曼(Irving Millman)為了開發 B 型肝炎疫苗,開始著手研究生產純化 HBsAg 的方法 [1],並於七零年代逐步進入臨床試驗。然而,當時生產 HBsAg 的方式,是收集 B 肝患者的血清,經過分離、加熱、化學藥劑消毒後再製成疫苗。而在耗費大量財力、人力的臨床試驗階段,大型藥廠開始接手;法國巴斯德、美國默克藥廠分別在 1975 和 1978 年,針對成人進行臨床試驗。此時飽受 B 肝病毒摧殘的台灣,也正在關注著藥廠的試驗。
試驗的隔年,兩藥廠的疫苗都誘發出驚人的保護力(超過 80%)[3, 4],並在 1981 年,巴斯德和默克藥廠皆獲得母國發出銷售許可,B 型肝炎疫苗成為人類史上第一支蛋白質類型疫苗 [5]。但可惜的是,儘管該技術的 B 肝疫苗在 1981 年上市,但高昂的成本(原料為病患血液,採集、純化、消毒等需大量成本,且血液來源不穩定),加上同時間爆發的愛滋病引起大眾對血液製品的恐慌,已注定此疫苗無法有良好的商業模式。
有鑑於此,構思一種全新技術,讓細胞生產出純粹、乾淨的人工蛋白,是突破的必要手段。此時,逐漸興起的重組 DNA 技術成了希望。
1973 年,人類開始學會組合兩種生物的 DNA、塞進細胞,叫它做出人工蛋白。1979 年,威廉·拉特(William Rutter)等成功地將 HBsAg 的雙股 DNA 基因,轉殖塞進大腸桿菌。三年後的 1982 年,同個團隊將 HBsAg 剪輯入酵母菌的質體,並成功地讓酵母菌分泌 HBsAg(選擇酵母菌的原因,可能是酵母菌的生產效率較大腸桿菌高,也可能是酵母菌更接近人體細胞,可進行更複雜的蛋白質修飾)。酵母菌可高產能地分泌出 HBsAg,更重要的是,從電子顯微鏡底下觀察到 HBsAg 自然地形成直徑 22 nm 的蛋白質顆粒,可誘發人體高效的免疫反應 [2]。1986 年是人類疫苗史上重要的里程碑,基因工程製造的 B 型肝炎疫苗正式上市。此類不含 DNA 或 RNA 的蛋白質類型疫苗,是疫苗發展的巨大突破。它幫助人類征服無法培養出病毒的疾病,並且不含 DNA 或 RNA 的特性,更減輕了民眾的接種疑慮。酵母菌製程的 B 型肝炎疫苗可工業化生產的特性,保護了無數的人類,讓他們免於肝炎、肝硬化,甚至肝癌的命運。
上個世紀,B 型肝炎在台灣狂妄地肆虐,幾乎所有人都曾被病毒感染、約 20% 終身帶有病毒。台灣的 B 肝傳染有家族群聚性,父母極易傳染給子女 [6],一代傳給一代,B 肝→肝硬化→肝癌的詛咒纏繞家族、仿彿永無止境。
B 型肝炎是獨特的傳染病,僅在東亞、非洲諸國擁有高盛行率,主要是由帶病毒的父母傳染給嬰兒;因此若要募集高風險的嬰幼兒,進行 B 型肝炎疫苗的臨床試驗,不可能在低盛行率的歐美地區執行,僅能在台灣等國尋找願意合作的家庭。
因此當藥廠尚在進行成人的臨床試驗時(1980年),在台研究 B 型肝炎的畢思理博士(R. Palmer Beasley)團隊和默克藥廠接觸,準備在台灣進行嬰幼兒的 B 肝疫苗試驗。然而,卻遭到輿論和媒體莫大的阻礙。
當年台灣的醫藥法規不成熟,並沒有訂立臨床試驗法規,因此畢思理團隊只能在幼稚園向父母諮詢,尋求同意後對兒童施打。未料消息曝光後,媒體開始指責研究團隊拿台灣小孩當天竺鼠、為何讓洋人在台灣做試驗等,甚至衛生署也扛不住輿論、擋下了試驗用的疫苗,畢思理團隊只得暫停了計畫 [5]。
當時畢思理博士在台深耕已久、對台灣 B 肝有卓越貢獻(陳建仁、涂醒哲博士皆曾加入其團隊)。透過牽線,他向當時李國鼎政務委員介紹 B 肝疫苗;李國鼎認定此疫苗對台灣未來極為重要,即安排團隊再向最高決策者-孫運璿行政院院長說明。簡報之後,孫運璿大受震撼,認同對台灣之重要性。
而李國鼎亦將當時仍在 WHO(世界衛生組織)任職的許子秋挖角回來,在 1981 年接任衛生署長。許子秋熟稔疫苗政策,早在 1965 年就透過私人情誼,從日本募得 50 萬份的小兒麻痺疫苗捐贈給台灣民眾(另一趣聞:傳聞許子秋聽到女兒正在彈《給愛麗絲》與《少女的祈禱》,因此用此兩曲做為垃圾車的音樂)。就此,B 肝疫苗在台灣政治面的障礙漸被移除 [5]。1983 年,台灣的嬰兒 B 肝疫苗臨床結果發佈在頂級醫學期刊《柳葉刀(The Lancet)》,疫苗保護效果超過九成,而無疫苗的嬰兒,幾乎全都被病毒感染 [5]。有了本土兒童的臨床結果,全面接種的政策價值更漸鮮明。
在李國鼎支持下,衛生署長許子秋等官員策劃、推動全國性新生兒的保護計畫。時任防疫處科長的許須美,和地方衛生局的科長、承辦員合作,解決在地的問題(如:發現最前線的冰箱內儲存多種藥品。為避免多次開啟、影響冷藏溫度,直接購置 B 肝疫苗專用冰箱),完成徹底的衛教和施行 [5]。時任中研院研究員周成功、榮總內科蘇益仁醫師等,透過本土科學雜誌-《科學月刊》撰寫科普文章,正反並陳、簡潔地說明 B 肝疫苗的利弊、國際標準等 [7]。鑽研肝炎多年的學者-宋瑞樓、陳定信醫師,也走出研究室,上遍臺灣大小廣播、電視節目,甚至用台語介紹 B 肝疫苗,透過淺顯易懂的語言,告訴廣大民眾為什麼新生兒要施打 B 型肝炎疫苗 [8]。
1984 年,計畫先向高風險孕婦的新生兒接種,在 1986 年,新生兒全面施打;1990 年起,國小一年級以前的兒童,都可以免費施打 B 型肝炎疫苗 [5, 6]。台灣兒童們逐年、計畫地接種 B 肝疫苗,冀望此世代的孩子們長大、成年後,肝癌不再威脅他們。
這場肝炎聖戰,立基於本土學者扎實的研究、歐美科學家的牽線、政治家的遠見、前線官員的落地執行力,再加上無數人的宣導,B 肝疫苗的抗癌威力,終於在十多年後的這群台灣小孩們身上,被證實了。
1997 年,推動新生兒公費接種政策後第 13 年,至高學術地位的《新英格蘭醫學期刊(The New England Journal of Medicine)》,向全球公開了台灣 B 肝疫苗的卓越成效 [9]。如下圖,歸功於宣導和第一線公衛醫療的徹底執行,1986 年的全面施打後,幾乎所有的新生兒都接種疫苗;而 1990 年後開始讓國小一年級以下幼兒免費施打的政策,也讓六歲兒童的疫苗覆蓋率快速拉高到九成以上。而 1990 年以後的六歲兒童(1984 年首批接種疫苗嬰兒,長到六歲)病毒帶原比例,也巨幅地下降。
徹底執行疫苗政策、幾近完美的覆蓋率,所帶來的首項成果,是讓台灣兒童遠離了兒童肝癌。如下圖,在 1984 年後出生的小孩,兒童肝癌幾乎被消除殆盡,因幼兒肝癌而心碎的台灣家庭也逐漸不再 [9]。
政策推動的二十多年後,成人族群也逐漸看到成效。肝癌發生率在近年開始看到下降的趨勢,而慢性肝炎、肝硬化,也漸漸地退出國人十大死因 [10](註:各項數據下降之因,包含新療法、健康意識提升等,無法完全歸因於單一策略)。
到了今天,當年站在 B 肝疫苗風口的台灣學者、政治家們,已陸續離世。他們著眼於台灣未來,即使早知道不可能活著看見堅持的成果,依然秉持著科學和對台灣未來的熱愛,推動 B 肝疫苗。因為他們對科學的堅持,纏繞台灣家庭的 B 肝詛咒已經解開;在可見的未來裡,肝癌也許真的會因為他們的貢獻、變成罕見疾病。
View Comments
突然才覺得,所以如果同時感染了不同都會感染呼吸道的病毒,其實可能會在接近的區域,出現好幾種不同的非人體蛋白之類的?
#1
有可能。但個人還沒看過多重感染的研究,若您有看到,可以分享給大家喔,謝謝
各國慢性B型肝炎的盛行率,圖中英文字為病毒的亞型
這句的附圖錯誤,圖中是個男人而已
#3
圖片已修正,感謝提醒~