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為何在高風險環境卻沒有感染COVID-19?陰性血清的特殊T細胞研究

台灣科技媒體中心_96
・2021/11/17 ・1489字 ・閱讀時間約 3 分鐘
圖/envato elements

在疫情期間,理論上來說,醫護人員屬於感染的高危險族群,但為什麼有些人卻不會感染 COVID-19 呢?

最近,國際期刊《自然》(Nature)發表了一篇研究,藉由研究被檢測新冠病毒陰性的人血清中的免疫反應,探討暴露在新冠病毒風險下的人沒有感染病毒的可能原因。

被忽略的重要角色:T細胞

研究團隊假設,既有的記憶性T細胞會對新冠病毒產生反應,有保護效果的潛力,可快速的控制病毒與中斷感染。因此運用 PCR 檢測陰性的醫護人員血清,針對病毒感染宿主後複製過程的一個複合體(轉錄複製複合體,簡稱 RTC)的T細胞,量測其免疫反應。

研究中提到,結果顯示出針對 RTC 的T細胞(RTC-specific T-cells),是設計新興冠狀病毒疫苗時可納入考量的目標。

也就是說,此研究指出,這些醫護人員雖然屬於感染的高危險族群,但是沒有感染的一個重要的因素,就是受到上述T細胞的保護。

長庚大學臨床醫學研究所副教授 顧正崙 說明,在抗感染的免疫能力上,抗體不是唯一的機制,T細胞免疫的效果可能更重要,但是在抗 SARS-CoV-2 上的重要性還沒有被證明。

這個開創性的研究,除了解釋每個人在遇到 SARS-CoV-2 上的差異反應,可能是來自於之前接觸到其他冠狀病毒誘發的T細胞免疫反應造成的之外,更發現針對病毒高度相似的功能蛋白上的T細胞,可以在接觸到 SARS-CoV-2 時起到很有效保護的作用。

這個發現,讓我們需要重新審視T細胞、抗體或是整體免疫系統對抗 SARS-CoV-2 的角色。

記憶T細胞!圖/萌娘百科

未來研發疫苗的新方向?

高雄醫學大學醫學檢驗生物技術學系教授 王聖帆 表示,目前 COVID-19 疫苗策略,主要是誘導免疫系統產生對抗病毒上棘蛋白的抗體來阻斷病毒結合人類的 ACE2 受體,進而達到保護作用。因此目前大多數 FDA 授權的疫苗,都是選擇以 SARS-CoV-2 的棘蛋白為目標,但問題是,SARS-CoV-2 在人群裡廣泛的感染,也導致棘蛋白出現突變,進而演化出不同的 SARS-CoV-2 變異株,而這些變異株的出現,便也隨之降低了疫苗的保護功效。

從這個角度來看,此研究對於 COVID-19 的疫苗發展策略,提供了另一項選擇,尤其是T細胞的免疫反應在 SARS-CoV-2 的保護作用以及扮演的角色與重要性,這是多數人容易忽略的。

另外,此篇論文指出,可利用冠狀病毒具有較高保留性的「複製-轉錄複合體(RTC)」來做為目標,引發專一性的T細胞來對抗不同型別的冠狀病毒,產生廣效性的保護作用;加上 RTC 是病毒進行複製時所需,不太容易產生突變,確實是一個能讓疫苗引發廣效性保護力的抗原。而類似的概念與策略,過去也已在其他病毒上證實過,例如:愛滋病毒、B 型與 C 型肝炎病毒等等⋯⋯。

顧正崙副教授 也補充,舉例來說,可以思考以致病性較弱的冠狀病毒作為減毒疫苗,誘發T細胞免疫,或許會是一個更有效可行的方式。

研究文獻

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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》