英国变种株克星！中研院研发「单糖化蛋白疫苗」 比现有疫苗强2.7倍
新冠肺炎爆发以来，已经造成全球上亿人确诊，其变种能力超强，让不少已施打过疫苗的民众再度染疫。中研院研究团队近期研发单糖化棘突蛋白(monoglycosylated spike)疫苗，完整地针对棘突蛋白质序列中所有可能的抗原表位，引发更强的免疫反应，并提供更好的保护，以防止感染相关变异株。团队实验证实，该疫苗对于英国变种株，产生中和抗体的浓度比现行疫苗多了2.7倍。
中研院前院长翁启惠及研究员马彻研究团队近期发现，目前所施打的疫苗，大多是借由棘突蛋白驱动免疫反应，产生与记忆能抵抗新冠病毒的抗体，增加人体对新冠病毒的免疫力。
根据全球共享流感数据倡议组织所收集超过一百万组的SARS-CoV-2 病毒基因序列分析显示，在棘突蛋白1,273个氨基酸中有1,000多个位点容易发生突变，具有高度传播力的英国变种和南非变种也带有多个突变点位。
马彻说明，病毒棘突蛋白基因位点的累积变异，不但有机会增强病毒的传染力，还有可能大大影响现行疫苗效力。在施打疫苗后所产生的抗体，必须能够和病毒紧密结合才有效力，如果病毒发生突变，抗体辨识和中和病毒的能力下降甚至消失，都有可能降低疫苗所能提供的保护力。这也是目前每年流感疫苗必须重制的最大原因，而开发广效疫苗抗棘突蛋白病毒也是科学研究的终极目标。
为应付变种病毒，研究团队从发展广效流感疫苗所累积的经验着手，他们发现棘突蛋白表面糖化的多寡对病毒和抗体的结合力有重大的影响。因为聚糖下面所覆盖的部分较不容易突变，可以用做抗体辨识变种病毒的特征；只要把表面多余的糖剃除，露出更多可供辨认的特征，能够让疫苗产生数量更多且更多样化的抗体，更有效地对抗新冠病毒及其变种株，达到以不变应万变的目标。
▲原本的棘突蛋白（左）充满干扰辨识的糖，马彻团队透过专有的糖蛋白工程，可移除疫苗棘突蛋白表面会干扰辨识的糖。（图／中央研究院提供）
马彻表示，「移除棘突蛋白上多余的糖，就像是让病毒脱去伪装，是发展对抗新冠病毒广效疫苗最有效的策略。」依据这样的理念，马彻团队运用专有的糖蛋白工程，移除疫苗棘突蛋白表面会干扰辨识的糖，开发出单糖化棘突蛋白疫苗Smg，并以两种动物模型验证这个广效疫苗的效用，一是以仓鼠模型模拟轻症的患病情境；另一个则是使用替换成人类ACE2受体的基因转殖鼠，模拟人类受到病毒感染引发成重症的状态。
研究团队也提到，在P3实验室，两个动物模型实验结果都显示，比起一般的全糖抗原(Sfg), 单糖棘突蛋白疫苗(Smg)在对抗新冠病毒(非变异株)具有更加好的保护效果。即使感染致死量的SARS-CoV-2病毒，注射了Smg疫苗的hACE2基因转殖鼠仍具有百分之百的存活率。另外，实验结果亦发现，相较于一般疫苗，接种Smg广效疫苗的小鼠，体内所产生的抗体对于病毒亲和力较高，中和性抗体浓度也较高，包括原始病毒株、英国株及南非株病毒都有效。其中更值得注意的是，单糖疫苗对抗英国株的表现特别亮眼，所产生的中和抗体浓度是现有疫苗的2.7倍。
该研究论文第一作者为在基因体中心从事研究工作的廖心瑜、黄菡颐、陈晓蕊，参与实验室包括基因体中心的翁启惠、马彻，郑婷仁、研究员林国仪、研究技师詹家琮团队，以及中研院分生所特聘研究员薛一苹、研究副技师蔡青宴、生医所研究副技师陈燕辉，以及台大医院检验医学部副主任张淑媛。
此研究成果已申请美国临时案专利，并于5月25日于汇集报导SARS-CoV-2最新研究的Preprint线上期刊网站BioRxiv公布。