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2011諾貝爾生物醫學獎得主與樹突細胞! Immune pioneers share Nobel prize for medicine

Scimage
・2011/10/04 ・897字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

今年的諾貝爾生物醫學獎由三位免疫學家獲得,分別是美國的包特勒 (Bruce Beutler),盧森堡出生的科學家霍夫曼(Jules Hoffmann)與加拿大的史坦曼(Ralph Steinman )。

截圖取自諾貝爾獎正式網站

其中包特勒與霍夫曼因為研究先天免疫系統,發現了先天免疫系統的啟動的基因,合得一半的獎金(七十萬美金)。史坦曼因為研究樹突細胞在免疫系統上的功能而得到另一半獎金。

霍夫曼在1996年發現了在果蠅身上一種稱為Toll的基因 ,這種基因是啟動先天免疫系統(innate immune system)反應的重要基因,沒有這個基因,果蠅無法測知入侵的細菌感染,而無法與其對抗。而包特勒則在1998年在老鼠身上發現了類Toll 的受體 (Toll-like receptor)。在目前超過10種以上的類Toll 的受體在人類的身上被發現。 他們的研究說明了先天免疫系統如何被啟動。

先天免疫系統是一種較早產生的機體防禦機制。它在植物、真菌、昆蟲和比較原始的多細胞生物中佔有主要的地位。脊椎動物的先天免疫系統的主要功能包括:

  1. 產生包括細胞因子等多種化學因子將免疫細胞召集到感染或炎症區域。
  2. 通過激活補體系統來促進清除死亡細胞或抗體-抗原複合物。
  3. 利用特化的白細胞來識別和消除在器官、組織、血液和淋巴中出現的外來物質。
  4. 通過抗原呈遞過程激活後天免疫系統。

史坦曼的貢獻是在1973年發現樹突細胞(dendritic cell),並說明了這種系統是如何扮演溝通先天免疫跟後天免疫這兩個免疫系統的角色。樹突細胞是一種存在於哺乳動物的一種白血球。它存在於血液和暴露於環境中的組織中,如皮膚和鼻子、肺、胃和小腸的上皮組織。作用是調節對當前環境刺激的先天和後天免疫反應,能將抗原處理後展示給免疫系統的其他白細胞,故是一種抗原提示細胞。他們被活化時,會移至淋巴組織中與T細胞與B細胞互相作用,以刺激與控制適當的免疫反應。

下面的影片中的運動細胞即為樹突細胞(dendritic cell),正吞食黑色素瘤細胞(標定紅色)。

諾貝爾委員會說,這三位得獎人的研究不但讓大家知道了,人體遭到病菌或微生物入侵以後,免疫系統是怎麼啟動的,同時也讓大家瞭解了疾病的機制。由於他們的研究,人類在預防和治療「感染、癌症和發炎」上才有了長足的進步。

本文原發表於科學影像Scimage

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被 Covid-19 感染後,病毒進入人體後去了哪裡?嗜好你哪一個細胞?——《從一個沒有名字的病開始》
商周出版_96
・2022/11/14 ・3757字 ・閱讀時間約 7 分鐘

我們的生命被機緣所定義,即使是那些我們錯過的。
——《班傑明的奇幻旅程》

「有症狀的人,請戴口罩。」

這是長久以來,預防呼吸道感染的策略。我們一貫以呼吸道症狀,來辨識誰是那個可能散播病毒的「行動病毒複製機」。但隨著新冠病毒的出現,呼吸道症狀不再適用於辨識感染性與否;於是在疫情蔓延期間,防疫策略是無論有沒有症狀都得戴上口罩,甚至激進一點的作法,直接規定大眾關在家中、減少移動。

疫情蔓延期間,無論是否有症狀都得戴上口罩。圖/Pixabay

但是病毒真的這麼安分,就只待在呼吸道嗎?透過不同研究,我們可以一窺在 Omicron 出現前,新冠病毒在人體內到底「去了哪裡」。

最受新冠病毒青睞的人體細胞

新冠病毒透過棘蛋白與人類細胞表面的 ACE2 蛋白質受體結合。與特定細胞受體結合,是病毒「可能」入侵人體的第一個步驟。

那麼人體中哪些地方有最多 ACE2 呢?不管是口腔或鼻腔黏膜的上皮細胞,都有非常高量的 ACE2。

值得注意的是,與 SARS 病毒相比,新冠病毒棘蛋白與人體 ACE2 分子的親和力,增加了 10~20 倍[1]

也就是說,當你吸入含有病毒的空氣(機率較低),這些新冠病毒在路過上呼吸道之際,附著在上皮細胞的機率可能是 SARS 病毒的 10~20 倍,或者更有可能是透過你沾染病毒的手,觸摸鼻腔、口腔、眼睛的黏膜表皮(機率較高),而給了病毒機會感染上皮細胞。這足以解釋,為何新冠病毒最初感染階段,都是先在上呼吸道複製,且被感染的人甚至在沒有症狀的情況下,就具有傳播病毒的能力。這一點與 SARS 病毒非常不一樣,SARS 主要感染下呼吸道,且病人要在肺炎重症發病後 3~4 天才具有效感染性。

2020 年新冠疫情剛爆發時,穿梭在東亞各國的鑽石公主號遊輪[2],因為一位被感染的乘客在香港上了船,造成全遊輪被隔離在日本橫濱港。最終咽喉試子呈 PCR 陽性的有 712 人(占 19.2%),其中超過 50% 的人自始至終都沒有覺察到病毒的存在,這就是無症狀感染的比例。另外,約有 20% 的感染者出現下呼吸道肺炎症狀,以及 30% 屬於輕症的上呼吸道感染。整體來看,最大宗的感染者(80%)呈現輕微或無症狀。

而根據研究,24% 的確診者,眼睛結膜試子也會呈 PCR 陽性,陽性率約可維持五天左右。

現在就很清楚,為什麼防疫宣導一直告訴大家不要用手摸眼睛、嘴巴、鼻子,這是絕對有科學根據的。這些黏膜表皮,就是病毒入侵人體的要害,同時是人體系統受到影響的元凶,值得持續探討。

免疫機制控制病毒不亂竄

病毒在口腔或鼻腔黏膜上皮細胞的複製過程中,我們的身體也不是閒著沒事等病毒大軍進攻。當病毒嘗試與 ACE2 結合時,人體有足夠的時間,透過自身的先天性免疫反應對付病毒。

當免疫系統開始作用,我們可能會出現發燒、流鼻水、咳嗽等症狀。因為鼻腔與口腔是貫通的,病毒可以緩慢移到口咽、鼻咽、喉咽和整個上呼吸道,附著在黏膜上與 ACE2 結合進行複製。所以當我們使用快篩劑,無論是鼻咽或是唾液快篩,很容易從這些部位檢測到病毒。

鼻咽或是唾液快篩容易檢測到病毒。圖/Envato Elements

如果身體的先天免疫機制和肺部防禦能力夠強,透過上呼吸道局部的免疫反應,將病毒圍堵並控制,就可以預防病毒侵入下呼吸道和其他器官。病毒感染上呼吸道的表皮,並沒有影響到關鍵的人體功能(嬰幼兒除外,因為他們的呼吸通道較窄小,若有任何發炎腫脹,就可能造成呼吸困難的緊急狀況),因此新冠感染者多數呈現無症狀,或者可能只有輕微的上呼吸道症狀。最終新冠患者在完全無症狀或症狀輕微的情況下,有效地抵抗了病毒的入侵;大多數健康的年輕感染者都是這樣的情況。

但若是入侵的病毒量過高,或個人先天性的免疫力不足,病毒會在體內持續擴散。嚴重呼吸道感染症狀,甚至呼吸衰竭,可能發生在 1~3% 的人身上,而且經由解剖的結果已證實呼吸衰竭是最主要的死因。

德國解剖註冊中心在 2021 年10 月之前就已收集 1,129 名新冠疫歿者的解剖資料[3],認定 86% 的死因為新冠病毒感染,14% 為其他共病。研究發現,肺部的病變,以及病毒侵襲肺細胞,以至於大量發炎細胞浸潤,從而得出「嚴重發炎反應造成肺功能衰竭」是最主要的死因這個結論。

新冠病毒讓我們再度正視,肺臟這個重要器官,因其功能所需而座落在如此易受傷害的人體部位。台灣每年的十大死因,肺炎都有上榜,可見不論健康與否,一不小心,肺炎都可能成為終結生命的最後一根稻草。

病毒與你的「表面關係」可以很長久

我們已經知道新冠病毒嗜好人體的呼吸道,除此之外,它還有其他落腳處嗎?

回答這個問題之前,得先釐清一個重點:不同變異株喜歡去的人體部位不一樣。Delta 嗜好感染肺部,Omicron 的感染位置大多止於上呼吸道的咽喉部位。(參見第三章)

為什麼要知道病毒在我們體內去了哪裡?根據觀察,新冠確診者癒後可能出現各式與呼吸道功能無明顯關係的症狀,也就是現在俗稱的「長新冠」(Long Covid)。病毒學家因此懷疑,病毒是否透過不同機制持續存活在人體內,造成更深層的器官感染,才會導致多元症狀的長新冠出現。這是非常值得探討的問題。

事實證明,的確如此。

病毒透過不同機制持續存活在人體內。圖/Envato Elements

除了呼吸道的分泌物及口水(咽喉感染相關)等新冠診斷的主要檢體外,糞便也經常被檢測到病毒存在的跡象,頻繁到可以用下水道的病毒監測系統瞭解疫情的起伏,甚至可以監測變異株的多寡[4]

腸胃道:病毒長存的溫床

病毒不只頻繁出現在糞便中,還會長期存在某些人的腸胃道內。史丹佛大學團隊進行的長期研究[5],針對 113 名新冠輕症與中症的病人(重症已被排除),追蹤研究十個月,收集並分析他們糞便中是否仍有病毒 RNA。

結果發現,在確診後的第一週內,49.2% 的患者糞便中可檢測到新冠病毒 RNA; 四個月後仍有 12.7% 的人糞便中檢測得到病毒 RNA,但此時這些人的口咽試子的病毒 RNA 都已呈陰性,而在七個月後, 還有 3.8% 的人糞便中仍能檢測到病毒 RNA。仔細分析後,發現胃腸道症狀(腹痛、噁心、嘔吐)與病毒 RNA 是否持續存在於糞便中具有關聯性。

作者同時提醒,以上研究是在變異株 Omicron、Delta 出現之前進行的。不同變異株可能對呼吸道與胃腸道有不同嗜好或親和力,可能也會表現出清除率(每單位時間去除某種物質)的差異,這是病毒變異株固有的生物學特點,可能影響潛在疾病的特性。同時病毒如何存在於體內,也會受到自然感染生成的免疫反應,或疫苗接種引起的宿主免疫狀態的影響而有所差異。

病毒如何存在於體內會受疫苗接種引起的宿主免疫狀態而有所差異。圖/Envato Elements

另一項多中心的合作研究[6],長期追蹤 87 位新冠確診患者六個月,發現他們的 RBD 特異性記憶型 B 細胞數量維持不變(沒有減少),還出現單株抗體細胞有更新的現象,表達的抗體具有更多抗原差異,但病人血清對原始病毒株的中和抗體效價則持續下降。這表示六個月後,這些確診病人體內的 B 細胞仍持續對新冠病毒製造的分子作出反應,而這些病毒分子的來源就是腸胃道。研究指出,14 位確診者當中有一半可以在他們的小腸中檢測到新冠病毒 RNA,同時呈現陽性免疫反應。

病毒不只長存於腸胃,而且還是活跳跳的病毒。另一項研究[7]提供了充分證據。該研究追蹤免疫功能下降的病患,在確診一年之後,還可以從他們的盲腸組織細胞及乳房細胞直接培養出活病毒。研究者的結論是,免疫功能低下的患者,同時經歷了長新冠症狀和持續的病毒複製。整體而言,這些研究結果以及新興的長新冠研究,提高了胃腸道做為病毒長期藏匿之處,且可以長期影響症狀的可能性。

最後我們要問,除了上述提及的部位,還有其他人類的分泌物可以檢測到病毒嗎?我們必須釐清病毒會在哪些分泌物出現,以便在執行防疫措施時,可依重點需求區分輕重緩急的必備資訊,否則防疫很容易落入草木皆兵,造成不必要的恐慌與浪費資源。

* 本文內容所引用的文獻均發表在 Omicron 出現之前。基於 Omicron 與其他變異株在細胞嗜性的差異,本文部分內容不適用於 Omicron 感染。

——本文摘自《從一個沒有名字的病開始》,2022 年 11 月,商周出版,未經同意請勿轉載。

參考資料

  1. Wrapp et al. Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science. 2020 Mar 13;367(6483):-1263.
  2. Sakurai et al. Natural History of Asymptomatic SARS-CoV-2 Infection. N Engl J Med. 2020 Aug 27;383(9):885-886.
  3. von Stillfried et al., First report from the German COVID-19 autopsy registry. Lancet Reg Health Eur. 2022 Feb 18;15:100330.
  4. Amman, et al. Viral variant-resolved wastewater surveillance of SARS-CoV-2 at national scale. Nat Biotechnol (2022). https://doi.org/10.1038/s41587-022-01387-y
  5. Natarajan, et al. Gastrointestinal symptoms and fecal shedding of SARS-CoV-2 RNA suggest prolonged gastrointestinal infection. Med (N Y). 2022 Jun 10;3(6):371-387.e9.
  6. Gaebler, et al. Evolution of antibody immunity to SARS-CoV-2. Nature. 2021 Mar;591(7851):639-644.
  7. RNAhttps://www.researchsquare.com/article/rs-1379777/v2
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【2022 年諾貝爾生理或醫學奬】復現尼安德塔人消逝的 DNA,也映襯我們何以為人
寒波_96
・2022/10/06 ・8169字 ・閱讀時間約 17 分鐘

人對自身歷史的好奇歷久彌新。最近十年古代 DNA 研究大行其道,光是發表於 Cell、Nature、Science 的論文就多到要辛苦讀完,加上其他期刊更是眼花撩亂。「古代遺傳學」的衝擊毋庸置疑,開創者帕波(Svante Pääbo)足以名列歷史偉人;然而,得知 2022 年諾貝爾生理或醫學獎由他一人獨得 ,還是令人吃驚——諾貝爾獎竟然會頒給人類演化學家?

諾貝爾獎有物理獎、有化學獎,但是沒有生物學獎,而是「生理或醫學獎」。帕波獲獎的理由是:「發現滅絕人類的基因組以及研究人類演化」。乍看和生理或醫學沒有關係,深入思考……好像還真的沒有什麼關係。

偷用強者我朋友的感想:「應該就是選厲害的。第一個和生理或醫學無關的生理或醫學獎得主,聽起來滿屌的」。

帕波直接的貢獻非常明確,在他的努力下,重現消失數萬年的尼安德塔人(Neanderthal)基因組。他為什麼想要這樣做,過程中經歷什麼困難,發現又有什麼意義呢?

喜愛古埃及的演化遺傳學家

帕波公元 1955 年在瑞典出生,獲獎時 67 歲。他從小對古埃及有興趣,大學時選擇醫學仍不忘古埃及,但是一生都在追求新奇的帕波,嫌埃及研究的步調太慢,後來走上科學研究之路。1980 年代初博士班時期,他使用當時最高端的分子生物學手段探討免疫學,成果發表於 Cell 等頂尖期刊,可謂免疫學界的頂級新秀。

然而,他始終無法忘情逝去的世界。1984 年美國的科學家獲得斑驢的 DNA 片段,轟動一時。斑驢已經滅絕一百年,能夠由其遺骸取得古代 DNA,令博士生帕波大為震撼。他很快決定結合自己的專業與興趣,嘗試由古埃及木乃伊取得 DNA,並且獨立將結果發表於 Nature 期刊。

古代 DNA。圖/取自 參考資料 1

博士畢業後,帕波義無反顧地轉換領域,遠渡美國追隨加州柏克萊大學的威爾森(Allan Wilson)。威爾森在 1970 年代便開始探討分子演化,後來又根據不同人類族群間粒線體 DNA 的差異,估計非洲以外的人群,分家只有幾萬年,支持智人出非洲說。

帕波正式投入相關研究後意識到,從古代樣本取樣 DNA 的汙染問題相當嚴重。這邊「汙染」的意思是,並非抓到樣本內真正的古代 DNA 目標,而是周圍環境、實驗操作者等來源的 DNA;包括他自己之前的木乃伊 DNA,很可能也不是真正的古代 DNA。另一大問題是,生物去世後 DNA 便會開始崩潰,經歷成千上萬年後,樣本中即使仍有少量遺傳物質殘存,含量也相當有限。

帕波投入不少心血改善問題。例如那時新發明的 PCR 能精確並大量複製 DNA,他馬上用於自己的題目(更早前是利用細菌,細菌繁殖時順便生產 DNA)。多年嘗試後,他決定放棄埃及木乃伊(埃及木乃伊的基因組在 2017 年成功),改以遺傳與智人差異較大的尼安德塔人為研究對象。

取得數萬年前尼安德塔人的 DNA

根據現有的證據,尼安德塔人是距今約 4 萬到 40 多萬年前的古人類。確認為尼安德塔人的第一件化石,於 1856 年在德國的尼安德谷發現,並以此得名(之前 2 次更早出土化石卻都沒有意識到)。這是我們所知第一種,不是智人的古代人類(hominin)。

對於古人類化石,一百多年來都是由考古與型態分析。帕波帶著遺傳學工具投入,不但增進考古和古人類學的知識,也拓展了遺傳學的領域。他後來前往德國的慕尼黑大學,幾年後又被挖角到馬克斯普朗克研究所,領導萊比錫新成立的人類演化部門,多年來培養出整個世代的科學家,也改變我們對人類演化的認知。

不同個體的粒線體 DNA 之間差異,智人與黑猩猩最多,智人與智人最少,智人與尼安德塔人介於期間。圖/取自 參考資料 2

帕波在 1996 年首度取得尼安德塔人的 DNA 片段,來自粒線體。他為了確認結果,邀請一位美國小女生重複實驗,驗證無誤,她就是後來也成為一方之霸的史東(Anne Stone)。比較這段長度 105 個核苷酸的片段,尼安德塔人與智人間的差異,明顯超過智人與智人。

然而,粒線體只有 16500 個核苷酸,絕大部分遺傳訊息其實藏在細胞核的染色體中。想認識尼安德塔人的遺傳全貌,非得重現細胞核的基因組。

可是一個細胞內有數百套粒線體,只有 2 套基因組,因此粒線體 DNA 的含量為細胞核數百倍;而且染色體合計超過 30 億個核苷酸,數量無比龐大。可以說,細胞核基因組可供取材的 DNA 量少,需要復原的訊息又多,比粒線體更難好幾個次元。

方法學與時俱進:從 PCR 到次世代定序

一開始,帕波與合作者使用 PCR,但是帕波知道這是死路一條。取樣 DNA 會破壞材料,尼安德塔人的化石有限;PCR 一次又只能復原幾百核苷酸,要完成 30 億的目標遙遙無期。

帕波持續努力克服難關。2000 年人類基因組首度問世,採取「霰彈槍」定序法,大幅提升效率;也就是將 DNA 序列都打碎,一次定序一大堆片段,再由電腦程式拼湊。帕波因此和 454 生命科學公司合作,改用新的次世代定序法,偵測化石中的古代 DNA。2006 年發表的論文可謂里程碑,報告次世代定序得知的 100 萬個尼安德塔人核苷酸,足以進行一些基因體學的分析。

帕波當時在美國的合作者魯賓(Edward Rubin)持續使用 PCR,雙方分歧愈來愈大,終於分道揚鑣。所以很可惜地,2010 年尼安德塔人基因組論文發表時,魯賓沒有參與到最後。這是人類史上第一次,取得滅絕生物大致完整的基因組,也是帕波獲頒諾貝爾獎的直接理由。

帕波戰隊。圖/取自 The Neandertal Genome Project

鐵證:尼安德塔人與智人有過遺傳交流

這份拼湊多位尼安德塔人的基因組,儘管品質不佳,卻足以解答一個問題:尼安德塔人與智人有過混血嗎?答案是有,卻和本來想的不一樣。尼安德塔人沒有長居非洲,主要住在歐洲、西南亞、中亞,也就是歐亞大陸的西部。假如與智人有過混血,歐洲人應該最明顯。結果並非如此。

帕波的組隊能力無與倫比,他廣邀各領域的菁英參與計畫,不只取得 DNA 資料,也陸續研發許多分析資料的手法,其中以哈佛大學的瑞克(David Reich)最出名。

分析得知,非洲以外,歐洲、東亞、大洋洲的人,基因組都有 1% 到 4% 能追溯到尼安德塔人(後來修正為 2% 左右)。所以雙方傳承至今的混血,發生在智人離開非洲以後,又向各地分家以前;並非尼安德塔人主要活動的歐洲。

首度由 DNA 定義古代新人類:丹尼索瓦人

復原古代基因組的工作相當困難,不過引進次世代定序後,從不可能的任務降級為難題,尼安德塔人重出江湖變成時間問題。出乎意料,同樣在 2010 年,帕波戰隊又發表另外 2 篇論文,描述一種前所未知的古人類:丹尼索瓦人(Denisovan)。不是藉由化石,而是首度由 DNA 得知新的古代人種。

根據細胞核基因組,尼安德塔人、丹尼索瓦人的親戚關係最近,智人比較遠,三群人類間有過多次遺傳交流。圖/取自 參考資料 1

丹尼索瓦人得名於出土化石的遺址(地名來自古時候當地隱士的名字),位於西伯利亞南部的阿爾泰地區,算是中亞。帕波對這兒並不陌生,之前俄羅斯科學家在這裡發現過尼安德塔人化石,而且由於乾燥與寒冷,預計化石中的古代 DNA 保存狀況應該不錯。

帕波戰隊對丹尼索瓦洞穴中的一件小指碎骨定序,首先拼裝出粒線體,驚訝地察覺到這不是智人,卻也不是尼安德塔人,接下來的細胞核基因組重複證實此事。它們變成前後 2 篇論文,帕波出名的不喜歡物種爭論,不使用學名,所以直稱其為「丹尼索瓦人」。

還有幾顆丹尼索瓦洞穴出土的牙齒也尋獲粒線體,而且這些臼齒特別大,型態前所未見。奇妙的是,丹尼索瓦人粒線體、基因組的遺傳史不一樣;和智人、尼安德塔人相比,尼安德塔人的粒線體比較接近智人,細胞核基因組卻比較接近丹尼索瓦人。

這反映古代人類群體間的遺傳交流相當複雜,不只是智人、尼安德塔人,也不只有過一次。後來又在丹尼索瓦洞穴發現一位爸爸是丹尼索瓦人、媽媽是尼安德塔人的混血少女,更是支持不同人群遺傳交流的直接證據。

遠觀丹尼索瓦洞穴。圖/取自論文〈Age estimates for hominin fossils and the onset of the Upper Palaeolithic at Denisova Cave〉的 Supplementary information

回溯分歧又交織的人類演化史

重現第一個尼安德塔人基因組後,帕波戰隊持續改進定序與分析的技術,也獲得更多樣本,深入不同族群的分家年代、彼此間的混血比例等問題,新知識不斷推陳出新。

丹尼索瓦人方面,如今仍無法確認他們的活動範圍,不過很可能是歐亞大陸偏東部的廣大地區。一如尼安德塔人,丹尼索瓦人也與智人有過遺傳交流。

最初估計某些大洋洲人配備 4% 到 6% 的丹尼索瓦人血緣,後來修正為 2% 左右(不同方法估計的結果不一樣,總之和尼安德塔血緣差不多)。不同智人具備丹尼索瓦 DNA 的比例差異頗大,某些大洋洲人之外,東亞族群也具備些許,歐亞大陸西部的人卻幾乎沒有。

到帕波獲得諾貝爾獎為止,古代 DNA 最早的紀錄是超過一百萬年的西伯利亞古代象。圖/最早古代 DNA,超過一百萬年的西伯利亞象

至今年代最古早的人類 DNA,來自西班牙的胡瑟裂谷(Sima de los Huesos),距今 43 萬年左右(最早的是超過一百萬年的古代象,由受到帕波啟發的其餘團隊發表)。根據 DNA 特徵,胡瑟裂谷人的細胞核基因組更接近尼安德塔人,可以視作初期的尼安德塔人族群。然而,他們的粒線體卻更像丹尼索瓦人。

帕波開發的研究方法,不只針對消逝的智人近親,也能用於古代智人與其他生物,累積一批數萬年前智人的基因組。釐清近期的混血事件外,還能探討不同人群當初分家的時期。估計尼安德塔人、丹尼索瓦人約在 40 多萬年前分家,他們和智人的共同祖先,又能追溯到距今 50 到 80 萬年的範圍。

智人何以為智人?遠古血脈的傳承,磨合,新適應

消逝幾萬年的尼安德塔人、丹尼索瓦人,皆為智人的極近親。由於數萬年前的遺傳交流,仍有一部分近親血脈流傳於智人的體內。這些血脈經過數萬年,早已融入成為我們的一部分。

人,人,人,人呀。圖/取自 參考資料 2

智人的某些基因與基因調控,受到遠古混血影響。最出名的案例,莫過於青藏高原族群(圖博人或藏人)的 EPAS1 基因繼承自丹尼索瓦人,比智人版本的基因更有利於適應缺氧。另外也觀察到許多案例,與免疫、代謝等功能有關。

近年 COVID-19(武漢肺炎、新冠肺炎)席捲世界,觀察到感染者的症狀輕重受到遺傳差異影響;其中至少兩處 DNA 片段,一處會增加、另一處降低住院的機率,都可以追溯到尼安德塔人的遠古混血。

非洲外每個人都有 1% 到 2% 血緣來自尼安德塔人,不同人遺傳到的片段不一樣。將不同智人個體的片段拼起來,大概能湊出 40% 尼安德塔人基因組(不同算法有不同結果),也就是說,當初進入智人族群的尼安德塔 DNA 變異,不少已經失傳。

失傳可能是機率問題,某一段 DNA 剛好沒有智人繼承。但是也可能是由於尼安德塔 DNA 變異,對智人有害或是遺傳不相容,而被天擇淘汰。遺傳重組之故,智人基因組上每個位置,繼承到尼安德塔變異的機率應該差不多;可是相比於體染色體,X 染色體的比例卻明顯偏低;這意謂智人的 X 染色體,不適合換上尼安德塔版本。

例如 2022 年發表的論文,比較 TKTL1 基因上的差異對智人、尼安德塔人神經發育的影響。圖/取自〈Human TKTL1 implies greater neurogenesis in frontal neocortex of modern humans than Neanderthals

智人之所以異於非人者幾希?藉由比較智人的極近親尼安德塔人,能深入思考這個大哉問。是哪些遺傳改變讓智人誕生,後來又衍生出什麼不可取代的遺傳特色?另一方面也能反思,某些我們以為專屬智人的特色,其實並非智人的專利。

分析遺傳序列,畢竟只是鍵盤辦案,一向雄心壯志的帕波,當然想要更進一步解答疑惑。比方說,尼安德塔人、智人間某處 DNA 差異對神經發育有什麼影響?體外培養細胞、模擬器官發育的新穎技術,如今也被帕波引進人類演化學的領域。

瑞典與愛沙尼亞之子,德國製造,替人類做出卓越貢獻的人

回顧完帕波到得獎時的精彩成就,他的工作與生理或醫學有哪些關係,各位讀者可以自行判斷。我還是覺得沒什麼直接關係,如遠古混血影響病毒感染的重症機率這種事,那些 DNA 變異最初是否源自尼安德塔人,其實無關緊要。不過多少還是有些影響,像是為了研究古代基因組而研發出的基因體學分析方法,應該也能用於生醫領域。

《尋找失落的基因組》台灣翻譯本。

帕波 2014 年時發表回憶錄《尋找失落的基因組》,自爆許多內幕。台灣的翻譯出過兩版,可惜目前絕版了。我在 2015 年、2019 年各寫過一篇介紹。書中有許多值得玩味之處,不同讀者會看到不同重點,有興趣可以找來閱讀,看看有什麼啟發。

主題是諾貝爾獎就不能不提,帕波得獎也讓諾貝爾新添一組父子檔,他的爸爸伯格斯特龍(Sune Karl Bergström)是 1982 年生理或醫學獎得主。為什麼父子不同姓?因為他是隨母姓的私生子,父子間非常不熟。

他的媽媽卡琳.帕波(Karin Pääbo)是愛沙尼亞移民瑞典的化學家,2007 年去世前曾在訪問提及,她兒子在 13、14 歲時從埃及旅遊回來,對科學產生興趣。帕波獲頒諾貝爾獎後受訪提到,可惜媽媽已經去世,無法與她分享榮耀。移民異國討生活的單親媽媽,能夠養育出得到諾貝爾獎的兒子,也可謂偉大成就。

人類演化的議題弘大淵博,但是究其根本,依然要回歸到一代一代的傳承。每個人都無比渺小,卻也是全人類中的一份子,親身參與其中。諾貝爾生理或醫學獎 2022 年的頒獎選擇,乍看突兀,仔細思索卻頗有深意。帕波的研究也許很不生理或醫學,卻再度強化諾貝爾奬設立的精神:「獎勵替人類做出卓越貢獻的人」。

  • 帕波得獎後接受電話訪問:

延伸閱讀

參考資料

  1. Press release: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2022. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2022. Wed. 5 Oct 2022.
  2. Advanced information. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2022. Wed. 5 Oct 2022.
  3. Geneticist who unmasked lives of ancient humans wins medicine Nobel
  4. Ancient DNA pioneer Svante Pääbo wins Nobel Prize in Physiology or Medicine
  5. Nature 論文蒐集「Nobel Prize in Physiology or Medicine 2022
  6. Estonian descendant Svante Pääbo awarded Nobel prize

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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【闢謠科普兩不誤】「mRNA 疫苗爭議浮現,MIT:自然免疫系統失靈」這篇文到底有多少錯?下篇:文章內容有哪些資訊有誤或需要補充?文獻海洋在這裡!
Jamie Lin_96
・2022/09/18 ・13083字 ・閱讀時間約 27 分鐘

在這篇文章中我會針對該科技新報文章所提及的內容進行闢謠科普,關於關於其引用的研究的闢謠科普詳見本文上篇:【闢謠科普兩不誤】「mRNA 疫苗爭議浮現,MIT:自然免疫系統失靈」這篇文到底有多少錯?上篇:破解有疑慮的引用文獻及判斷文獻可信度小技巧分享

筆者目前研究領域跟工作狀態:免疫學博士候選人,預計於 2023 年 2 月正式取得博士學位,研究主題為愛滋疫苗與功能性抗體,具備在生物安全等級三級實驗室工作的資格與能力,最近在發表地獄中載浮載沉。

針對原始文章內錯誤的句子我會寫出是哪部分錯誤,並逐一科普,各段文字來自原始文章截圖;而跟那兩篇引用文獻有關的句子我用紅色底線標注,考量到文獻品質不佳在本篇中不多加討論(詳情請見本系列文上篇),在這篇中我也會分享一些跟疫苗副作用相關的發表,[]內的數字代表下方引用文獻reference列表對應到哪些學術發表,這篇文章很長,推薦抱持著輕鬆的心情慢慢看。

原文第一段。圖/科技新報
錯誤點:
  • 疫苗研發量產需要時間,跟不上病毒突變速度是正常的;已有完成臨床試驗的疫苗的病毒如HBV其實也還持續在開發效果更好的疫苗,總有天選之人打了疫苗沒效,有些疫苗則是要根據施打者過往病史來做選擇。
  • 疫苗的功效不只有防止感染,能降低感染後重症率、住院率、死亡率等也算是疫苗的功效。
  • 現在流行的病毒株跟當初開發疫苗時的病毒株差異極大,整體效果下降非常正常,並不是因為疫苗讓免疫系統變爛,而是病毒變厲害。
  • 號稱麻省理工的研究偏向文獻綜述,把一堆文獻抓在一起加上一些分析錯誤的數據,通篇沒有文獻或正確數據可以佐證其論點
  • 該荷蘭研究數據量與分析方式有疑慮,不應用其下定論

疫苗為什麼會跟不上病毒變種速度?為什麼疫苗防止感染能力變差?

要回答這些問題答案必須分為兩個面向:

1.哪些因素會影響病毒出現新變種的速度

  • 病毒本身特性[1–3]
  • 感染人數人口密度[4]
  • 受感染者的免疫狀態[5–7]
  • 病毒突變後增強的能力[8][9]

新冠病毒的突變速度不是全部病毒中最快的,但也不慢,再加上其能夠在物品表面上存活時間長又有無症狀之帶原者[1][10],使其能快速傳播讓總感染人數上升,在人口密度較高的國家/區域確診病例數上升更為顯著,感染人數越多病毒傳遞越遠,在這過程中出現新變種的可能性就會跟著上升[4]

而病毒不會只感染特定族群,有些免疫力低下或是一些因為疾病免疫系統受到影響的人也會被感染,跟免疫力健全者相比這些人的免疫系統難以清除病毒[5–7],之前在南非就有一個案例是一位 HIV 感染的 22 歲女性持續被 beta 病毒株感染 9 個月,接受 HIV 治療約兩個月並從 covid 感染恢復後,其研究團隊發現該女子身上的病毒株已有超過 20 個新突變[6]

隨著病毒不斷傳播、突變、傳播、突變,目前主流病毒株 Omicron 家族其實具有比過往病毒株更好的免疫逃避性,能夠躲過免疫系統與感染/疫苗誘導出的抗體的追殺[8][9],同時也因為其免疫原性低,儘管確診後也無法產生足量有效的抗體對抗反覆感染,而病毒的免疫逃避性變好也代表可以逃過疫苗誘導出的抗體,疫苗保護力隨之下降[8][9]][11][12]

上述因素層層疊加,使我們三不五時就會聽到有新變種的消息,同樣這些因素也影響了疫苗開發與效果。

2.疫苗開發與臨床試驗流程

疫苗開發到進入臨床試驗跑完整個流程其實非常曠日費時,近幾年順利通過三期臨床實驗的伊波拉疫苗(有獲歐盟批准)從研發到走完臨床實驗到正式上市也已經過了 20 多年[13][14]

臨床試驗相關細節與名詞解釋在科學月刊 2018 年 7 月的文章 — 臨床試驗「盲不盲」與台灣藥物臨床試驗資訊網中有詳細解釋[15][16],而臨床試驗相關資訊可以在 ClinicalTrials.gov 上查詢,那是一個國際級臨床實驗資訊的資料庫[17],但這邊需要特別解釋一個臨床實驗的特性:臨床實驗一定會有報告如期中報告等,絕對會提交給監督審核的機構,但其報告是否向大眾公開、最後是否整理發表至期刊上等則不一定!所以如果一般大眾查不到某臨床實驗的公開的報告跟發表是在合理範圍內,其臨床試驗過程中的數據並沒有強制一定要公開,而最後失敗與否則會公開。

我自己的研究範圍就包含愛滋病疫苗,從過往已經宣告失敗的臨床試驗中找出失敗原因去改進或是檢測正在進行中的臨床試驗效果如何都在我的工作範圍之內,我們在做研究分析的同時病毒仍在外造成疫情,研究人員這端能做的主要是設計並篩選出可能成為疫苗候選的成分,通過細胞、動物實驗等去分析毒性、效力及可能可以用在人類身上的劑量,這些主要是在臨床前階段就會完成。

進入到第一階段臨床試驗時除了檢測疫苗在人類身上的安全性之外,我們也會測試不同疫苗濃度及施打方式等會不會效果更好,這時候會分非常多組,每組大概 10 幾人且有安慰劑組,將檢體寄送給不同專業的研究機構進行分析後最終會知道哪個配方跟施打方式是這些中最好的,如果安全性過關且在實驗室的實驗中有看到初步效果,在監督機關審核通過許可後會進到第二期臨床試驗,招募更多志願者並進一步分析疫苗有效性跟是否有潛在的不良反應(每個人身體狀況不同所以施打者越多就有機會觀察到更多不良反應),如果在此時發現效果不好、有過多嚴重不良反應等負面結果臨床試驗就會終止於此難以繼續進入第三期。

新藥研發的整個過程大致分為 4 大項。圖/科學月刊

許多臨床實驗都有非常長的追蹤期,一年三年五年七年不等,但誰都沒預料到 Covid-19 疫情的爆發,倘若針對突然爆發的全球性疫情的疫苗仍要有原先那樣長得追蹤期,對全球民眾健康所帶來的傷害會超出預期,但儘管因為特殊狀況縮短 Covid-19 臨床試驗時間,開發出來也需要極佳的運氣與一定的時間,要生產足夠的疫苗同樣需要時間,這些都不是馬上完成的。

在疫情爆發之初有不少人提倡透過感染獲得群體免疫這個論點,這也使不少質疑為何要施打疫苗甚至選擇讓自己被感染。但其實已有免疫學領域大佬明確指出:傳統群體免疫的觀念可能不適用於 COVID-19 [18] 。下方的簡報是我針對該發表做簡單的科普,有興趣可以看一看。

最初群體免疫這個術語是從獸醫界開始使用[18],非常多學者想要知道那在人類流行病上同樣的理論是否適用,但在 20 世紀初期許多學者便已得知因爲疾病差異、免疫力持續時間、人口流動、所接受醫療資源差異等,人類想要單純通過感染獲得針對 Covid-19 的群體免疫基本上是不可能,需要透過適當公衛手段與有效的預防措施來控制感染數,爭取研發更有效的疫苗的時間等多管齊下才可能達成[19]

看完上述資訊後讓我們回到:疫苗為什麼會跟不上病毒變種速度?為什麼疫苗防止感染能力變差?這兩個問題上,答案便會好懂些:

  • 疫苗開發與產量都需要時間,但感染數量居高不下給病毒有出現新變種的機會,等疫苗上市時病毒已經突變無數次有新變種,自然追不上。
  • 病毒的免疫逃避性逃過疫苗誘導出的抗體,疫苗保護力隨之下降。

控制疫情還是需要以適當公衛手段與有效的預防措施來控制感染數,爭取研發更有效的疫苗的時間並讓能夠施打的族群施打,多管齊下才可能達成。

原文第二段。圖/科技新報
錯誤點:
  • 是先天性免疫“系統”,而非先天免疫細胞,他們成員很多
  • 先天性免疫系統不會活化後就變成適應性免疫系統,先天性免疫系統中的細胞不會活化後就變成適應性免疫系統的細胞(樹突細胞另提),吞噬細胞再怎麼被刺激也不會瞬間變身變成B細胞
  • T細胞與B細胞會不會產生記憶性、產生的記憶性多久跟病原體/抗原有關,不一定會在接受病原體/抗原刺激後出現。

人體的免疫系統分為先天性免疫系統與適應性免疫系統[20][21],而這兩者的區別為

先天性免疫系統:

  • 非特異性反應,會對所有病源有反應
  • 一接觸到病原馬上開始動工
  • 不是所有先天性免疫系統的成員都有記憶性
  • 包含發炎反應、補體系統與部分白血球(如吞噬細胞),部分成員會協助活化適應性免疫系統

適應性免疫系統:

  • 對特定病原與抗原起反應
  • 需要一點時間才會有強烈反應
  • 有記憶性(會記得敵人一段時間)
  • 淋巴球,T 細胞與 B 細胞屬於這裡!

先天免疫系統不會因為接觸到病原體就變成適應性免疫系統他們同時存在有時互相幫忙,並以不同的機制保護人體

而常常聽到人提到的 B 細胞與 T 細胞他們的保護身體的機制簡單來說是

B 細胞:

  • 認識抗原(可能來自病原體或是疫苗)後大量製造能夠識別目標物的抗體
  • 有些抗體如中和性抗體需要特殊的B細胞製造且成熟時間長

T 細胞:

  • 識別受感染的細胞
  • 協助 B 細胞更好的認識病原體的抗原
  • 引導能夠清除的T細胞過來
  • 清除受感染的細胞
  • 殺死癌細胞[22]
抗體與 Fc 受體以及其可能誘導出的免疫反應。圖/參考資料 23

抗體、補體、抗體加上 T 細胞等組合產生多種機制,都是免疫中的一環缺一不可[23],但這些機轉中也有可能對身體造成危害的如抗體依賴增強作用Antibody-dependent enhancement (ADE),ADE能讓感染變嚴重[23][58]。倘若疫苗誘導出來的抗體做臨床前試驗或是第一期臨床試驗時發現有ADE,那該疫苗不會進到後續臨床試驗;而要觀察上市後的疫苗有沒有ADE可以從重症率死亡率是否激增來判斷,目前真實世界數據尚未看到Covid-19疫苗有ADE的問題,但有分析其可能機轉 [58][59],而在細胞實驗中感染Covid後部分誘導出的抗體有觀察到ADE [60]

在癌症治療方面T細胞十分重要,其機轉非常複雜且需要不同細胞因子與受體協同合作[22]。B細胞與T細胞被活化後有些後代成員可能會成為具有免疫記憶的記憶B細胞與記憶T細胞等,未來如果碰到類似的抗原時可以有所反應,而能夠有多長的記憶時間則要看病源體/抗原特性來定,但這些被活化的免疫細胞不一定都能在未來提供有效的免疫反應。

在今年八月底發布於 medRxiv 上一篇尚未經通行審查但內容十分嚴謹(高機率已經投稿期刊正在進行審核)的論文指出:Covid 確診者(兩個月內)體內針對病毒抗原的特異性 B 細胞會使疫苗施打效果變差 [24],一分析確診者與未確診者施打 CoronaVac 疫苗後的免疫反應之研究指出過去有確診過的人施打疫苗後產生的中和抗體廣度較未確診者窄[25],這些研究其實揭示了因感染活化的免疫細胞甚至是記憶性免疫細胞並非在未來能成為我們對抗病源的好幫手,可能會成為讓疫苗效果變差的壞人[26]

今年六月刊登於頂級期刊 Nature 的一篇發表更是指出 Covid 病毒進化非常多並且能夠抑制針對自己的免疫反應,這有利於反覆感染外,過往感染所產生的免疫銘印(immune imprinting)對未來再次面對不同 covid 病毒時的免疫反應產生負面影響,讓你的免疫系統(尤其是 T 細胞)對於新變種的抵抗力大幅下降[12],但在沒確診只有施打疫苗的族群上,尚未看到上述這些負面影響。

原文第三段與第四段。圖/科技新報
錯誤點:
  • 訊號傳遞的關鍵不是只有干擾素,細胞激素非常重要
  • 細胞被感染後不一會分泌干擾素,要先識別出來是敵人
  • 三種類型的干擾素都很重要不分軒輊,在癌症治療的運用上不是只有第一型,第三型也有。
  • 那篇號稱MIT但不是MIT的發表中沒有研究數據可以證實他所說的mRNA疫苗會破壞第一型干擾素的訊號傳遞。

能夠刺激觸發免疫系統活動的關鍵除了抗原外,宿主所產生的各種細胞激素(cytokine),其中包含文中所提到的干擾素(Interferon),能給予免疫系統進行各種不同的免疫反應[27][28],而 Covid-19 確診導致的細胞激素風暴(cytokine storm)同樣有細胞激素跟干擾素的參與[29]

下方圖片中的內容是一篇探討 Covid 確診後的細胞激素風暴相關路徑與參與的細胞激素、干擾素成員圖,非常精美可以當作參考,或是看一看漂亮的圖表心情好。

細胞激素風暴的機轉與參與成員其實非常繁雜。圖/參考資料 29

細胞激素參與身體中非常多的功能如:細胞訊息傳遞與調節免疫功能等,細胞激素家族非常龐大,而文中所提及的干擾素也是成員之一[27]。干擾素能夠影響病毒複製進而保護細胞不被感染與調節刺激一些免疫細胞,但病毒也不是毫無招架的餘地,有些病毒其實有拮抗干擾素的能力[28][30]。此外感染後的發燒、疼痛、發炎等症狀並非單純由干擾素引起,細胞激素也扮演了非常重要的角色[28]

而干擾素分成三型,功能不完全相同但都很重要:

  • 第一型:具影響病毒複製等功能,其成員有些被運用在治療肝炎,有些被用在治療多發性硬化症。[27][31]
  • 第二型:誘導刺激免疫反應。[32]
  • 第三型:較晚發現的成員,可能能夠影響病毒與真菌的感染。[33][34]

干擾素的確有跟其他療法如化療等一起運用在癌症治療上[35],其機轉與在治療上的運用也一直有在深入研究[36][37]

原文第五段。圖/科技新報
錯誤點:
  • 是細胞激素加上干擾素與其他被啟動的免疫機轉引起Covid-19確診後的最初症狀,不能說是由干擾素引起的
  • 免疫觀念是流動的,疫苗也不是只有預防感染的功能,降低住院率、死亡率、重症率、緩解症狀等都是疫苗會具有的功能,更別提還有治療性疫苗這個類別
  • 畫紅線的科學家表示的內容是錯的,疫苗接種對身體健康狀態有所要求,能接種疫苗者本身身體健康有一定水準,體內的免疫系統能夠清除病毒,打疫苗是讓免疫系統受到訓練後能更好的清除病毒,而施打疫苗後症狀輕微不代表身體沒抵抗
  • 就現有研究來說(免疫系統正常的成人)不論接種疫苗與否,病毒在人體停留的時間沒有統計上的顯著差異
  • 免疫系統功能低下者(如化療患者、愛滋病患者、特殊疾病患者等)被病毒感染後病毒可能揮之不去,但如果換作是普通人不論有沒有打疫苗免疫系統都有能力清除病毒,但能不能活到病毒被清除完又是另一回事。

Covid-19 確診後的症狀並非單純由干擾素引起,細胞激素也扮演了非常重要的角色[28],而疫苗功能其實不單純只有預防感染,減輕症狀與預防重症等也算是疫苗的功能[18]

據目前現有研究來看,確診 Omicron 的人施打疫苗者與未施打疫苗者其實病毒量沒有太大的差距[38][39],但施打疫苗者可能因為體內的抗體與有記憶性的免疫細胞辨識出敵人並開始清除病毒所以症狀出現的較早(可見下方引用推文中的圖片)。

倘若是身體健康的成年人,施打疫苗者確診後體內病毒不會停留更長的時間[39],免疫系統會有能力將病毒清除;但倘若為免疫功能低下的人,如:特殊疾病患者、化療病人、愛滋病患等,比起健康的成年人他們體內的免疫系統較虛弱難以將病毒清除且確診後演化為重症的可能性較高,所以我們必須要小心不要讓他們被感染[5–7]

而在這篇文章刊出不久候我收到一封信,信中說“ 如果長時間不清除疾病,可能會導致嚴重的疾病 ” 這段話可以用澳大利亞2022/06/11到2022/08/27的12週的感染新冠而住院(非加護病房)的確診案例數據去作佐證,之後我又收到一封信說我選用的數據錯誤,他給的數據只有New South Wales,不是澳洲全國。其實這兩封信中都犯了非常常見的數據分析錯誤,這樣的資訊也是假消息的愛用品,該如何破解呢?

筆者收到的信件。圖/作者
錯誤點:
  • 數據分析錯誤,分母取錯
  • 要討論像是疫苗會不會影響確診率這樣的現象或假說不能只用一個地區的數據,這不是在討論不同地區因為醫療資源、人口密度等帶來的影響或案例報告。先撇開最後統計結果不提,這樣要 “只用一個地區的數據來應證一個可能會發生在全世界各地的假設” 的行為恰恰就是學術領域中會被人詬病甚至退稿的 “挑數據說故事”
  1. 時間:數據是2022年6~8月的數據,已能獲得充沛疫苗資源的國家來說該國國民絕大多數都有接種疫苗,澳洲公布的數據來看16歲以上的澳洲人98%有接種一劑疫苗,兩劑為96.3%,三劑為71.7%,而New South Wales的人口數根據Population Australia這個網站上顯示在2022年6月底可能會達到 826萬人,而該地區16歲以上居民97%有接種一劑疫苗,兩劑為95.4%,三劑為69.6%(數據來源
澳洲全國疫苗接種狀態。圖/Australian Government Department of Health and Aged Care
New South Wales疫苗接種狀態。圖/NSW Health

2. 分母要選對:在做如該信提到的感染機率比較時,我們必須要有施打疫苗者跟有施打疫苗者比,沒施打疫苗者跟沒施打疫苗者比,為什麼?因為你要比的是施打疫苗者跟沒施打疫苗者各自的感染機率,而以澳洲數據來看16歲以上施打至少一劑疫苗者有98%(20,209,451人,換而言之沒施打疫苗者大約是2%(412,428人);而在New South Wales16歲以上施打至少一劑疫苗者有97%(約8,017,050人),未施打疫苗者大約3%(大約247,950人)如果沒選對分母,算出來的數據會大錯特錯。

3. 小心分子裡有詐:做數據分析前我們必須要看數據有沒有妥善處理,儘管現在資訊較為發達,還是有可能有些數據會被標記或應該表記為unknown,因為其實際狀況如何以現有資訊來說未知,舉例來說

  • 疫苗施打紀錄存疑需要額外查證
  • 有在其他地方打過疫苗但沒有證明文件
  • 在該系統中沒有出現有施打疫苗紀錄(可能其他地方有)等等

這些都會影響數據處理方式跟最終數據計算方式,這些unknown數據必須標示好並另外處理,不能跟其他數據混為一談更不能直接裁切掉忽視不理,更不能說為了讓數據量夠多我剔除unknown後多用幾週數據讓樣本數夠大,這已經能算惡意扭曲數據。

對於專業人士來說unknown這樣的數據的確是棘手,但相較於一般大眾我們有更多的權限去調取資料與做進一步數據清理分析,倘若真的處理不來我們也會如實告知,許多資訊因為涉及病人隱私絕對不會對外公開,所以問我們怎麼處理分類清理這些數據也沒用,更別提根據分析數據不同我們會用不同的統計方式,不是一般的加減乘除就可以理得清。

此外,在信中我有收到對方用來參考做計算的數據來源,而這張表一看問題就很大連拿來算的價值都沒有,爲什麼呢?

筆者收到的信件中所附的數據圖表。圖/作者

一位相關領域的博士去看原始數據後作出以下點評:

“ Unknown這群不管有沒有打疫苗也不能不理,而且光是8/20號的數據中unknown居然佔了27%(173/638住院數)的統計數,然後說當然不能分析? 他在開什麼玩笑? unknown只有幾種情形:

  • 沒打
  • 有打,沒有證明
  • 打了不是澳洲認為OK的疫苗(台灣人最愛講高端不能出國)
  • 有打的證明但不被認證

不把這些數據好好分類就直接當missing data處理,甚至在他提供的聯結中直接裁切不說明,就是惡意的扭曲數據的意義!”

對我來說他所用的數據還有另一個問題:年齡層資訊去哪了?病人是否有其他疾病呢?

讓我們再繼續使用2022年8月20日New South Wales的數據,住院者數量上升的年齡段集中在60歲以上的族群,詳情請見下圖:

2022年8月20日New South Wales的數據。圖/NSW Health

人類的免疫系統隨著年齡增長會有所影響,儘管都是16歲以上成年人,25歲的年輕人跟90歲的老人狀況不一樣,這就是為何在其他疫苗效力分析的文獻中會以10歲為一個年齡層區分開來分析,甚至連性別、種族等都是我們要考慮的因素,還要再考慮到施打了什麼疫苗;倘若取樣方式、思維邏輯錯誤,再怎麼計算最終結果也是錯的。

而且…儘管沒有權限去獲取所有數據細節,澳洲其實有數據庫已把寄件者想要知道的資訊算好了,New South Wales的數據與分析結果可點擊超連結查詢,在CovidBaseAU的網站上還有其他州與澳洲整體的數據相關分析可以查閱。

總而言之言而總之:

數據資訊充足沒有惡意處理、病人資訊明確並且數據量夠並且挑選適當的統計方式才可以進行數據分析,不是隨便加減乘除就會馬上得到真理

  • (選配)複習一下國中與高中數學在機率統計方面的內容:可能對於有些人來說國高中所學的內容有點模糊了,所以在看到數據時做分析時會搞混應該用哪些數據當分子,哪些數據當分母,可以稍微複習一下。

而在原始文章中那個號稱MIT但根本不是MIT的發表在數據統計上犯的一個極大錯誤也是分母選擇錯誤,如果要算該疫苗的不良事件比例分母應該為“總施打人數”,而不是拿別的疫苗的施打人數來做加減乘除;同理在計算施打疫苗後的突破性感染比例其母數應該是施打疫苗者的人數,而沒施打疫苗者的感染比例則應適用沒有施打疫苗者的人數,別搞混嘍!

原文第六段。圖/科技新報

錯誤點:

  • Covid-19 mRNA疫苗減弱適應性免疫反應方面沒看到有扎實實驗數據的發表,原文提到的根本不是MIT發表的發表也沒有相關數據可以佐證。
  • B細胞在癌症治療中如何發揮功用還在研究中,而且B細胞能分泌的抗體種類很多,不是只有中和病原體的功能。

在本文撰寫的當下我以 google scholar 與 pubmed 查關鍵字 covid-19、mRNA vaccine、T cell、B cell 看到的主要是探討疫苗如何誘導 T 細胞與 B 細胞免疫反應,而細胞受損方面文獻主要在討論 covid 透過哪些路徑感染免疫細胞,確診對於免疫系統的影響(如 T 細胞多樣性降低,B 細胞失調等)等[40 – 44]

在癌症治療方面 T 細胞的確有其一席之地,與不同細胞激素與細胞協調清除癌細胞[22][45][46],而近幾年的研究顯示 B 細胞與癌症治療與預後評估有所關聯,相關機制仍在研究[47][48]

原文第七段。圖/科技新報

錯誤點:

  • 先天免疫與適應性免疫缺一不可
  • 被誘導出來的適應性免疫不一定有益
  • 該荷蘭研究數據量與分析方式有疑慮,不應用其下定論

參與先天性免疫與適應性免疫的成員眾多且都很重要[27][28],但不一定所有機轉誘導出來的免疫反應都是你的好朋友[12][26]。而該荷蘭研究是否真的有顯著差異能夠證明疫苗施打後真的會影響 IFN-α 以其文章中的數據來看仍有疑慮,詳細討論在上篇中在此不多贅述。

原文第八段。圖/科技新報

錯誤點:

  • 中和性抗體不會在一次疫苗接種後幾週就出來
  • 有實際數據的研究與論文綜述指出疫苗可效刺激誘導T細胞而非活性下降

中和性抗體需要不短的成熟期,不可能在疫苗接種後幾週內產生[49][50],除非你已經是接種超過一劑疫苗,接著在第二或是第三劑疫苗施打後幾週內產生中和性抗體那可能還說得過去。而 mRNA 疫苗可以有效刺激與誘導 T 細胞與 B 細胞已在過往實驗中獲得證實[51],對於其導致心肌炎、心包炎與過敏等的可能機制也有不少研究團隊分析討論[52][53],並針對其安全性與哪些族群可能施打有較高的風險有所研究[52–54]

mRNA 疫苗研究多年但實際大量運用在人體上也是第一次[55][56],比起其他傳統疫苗技術來說他有一定的優點如可以快速製備,同樣也有缺點如存放難度高、目前已知副作用不少以及缺乏傳統疫苗臨床試驗的長期追蹤,這些都是需要更多研究與更多時間才能知道答案。

整體來說「mRNA 疫苗爭議浮現,MIT:自然免疫系統失靈」文中部分內容正確,但更多的是似是而非跟描述方式不當,而構成這篇文章的兩篇引用文獻品質不佳甚至拿來當主打點的發表早已有國外文章分析其內容有多少問題[57],有興趣的人可以在 Reference 中找到連結查看。

引用文獻有誤、關於免疫學敘述有誤且偏頗,這是我對於「mRNA 疫苗爭議浮現,MIT:自然免疫系統失靈」這篇文章的評價;而針對該文的兩篇闢謠文 Reference 超過 60 個,遠超過原始文章中的引用文獻的數量,從此也可以看出要澄清假消息需要付出的心力有多驚人。

結語

會將這系列文拆成上下篇主要是因為「mRNA 疫苗爭議浮現,MIT:自然免疫系統失靈」是基於兩篇引用文獻再加上其他資料寫出來的,如果不將有標紅色底線的兩篇引用文獻相關內容先做闢謠科普這篇文章會很混亂很長。

沒有任何技術是完美的,隨著技術的發展、更多的研究與臨床觀察我們才能找到更適合的改進方向,進而讓不論是疫苗研發技術還是藥物療法開發等變得越來越好。但這世界上不會有任何事情是大家都接受的,總有攻擊的聲浪甚至有虛假資訊流竄,有些人儘管有高學歷,但那絕對不代表他們說的寫的是正確的,多的是這樣的人散播似是而非的資訊。

這系列文章的最後我想感謝在寫文章的過程中提供不同專業建議與見解的博士們(為了寫這篇文章我詢問了好幾位相關專業的博士),還有願意看到這行話的讀者,願這兩篇文章能夠讓沒有相關背景的大眾對於疫情相關的資訊判讀有些幫助,祝一切安好。

參考資料

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Jamie Lin_96
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正在論文與發表地獄中載浮載沈的免疫學博士後選人 熱愛攝影、做手工藝且永遠管不住好動的手,不是在寫論文、部落格文章就是在推特上筆戰科普