2020年9月29/台湾大学、台大医院/Frontiers in Immunology
文/吴亭瑶
正当全人类的情绪随着「新冠疫苗vs. 新冠疫情」起起伏伏之际,以五岁以下幼童为主要感染族群的肠病毒(enterovirus,简称EV)也即将进入流行高锋期,其中又以肠病毒71型( 简称EV-A71)最受关注,因为它除了会引起手足口病(手脚、口咽起疹?疡)之外,还可能导致脑膜炎、脊髓炎、急性无力肢体麻痹等神经系统相关的严重并发症,甚至有致死之虞。
就如同防范新冠病毒需要新冠疫苗一样,接种疫苗无疑也是预防肠病毒感染最好的方法。不过就如同大家所知,没有一种疫苗的保护力可以达到百分之百,也没有一种病毒会乖乖的坐以待毙。该如何提高疫苗的保护力?加上灵芝一起给吧!
由台湾大学免疫学研究所江伯伦教授、台大医院医学研究部林郁里副研究员共同领军发表在2020年9月国际免疫学会联合会官方杂志《Frontiers in Immunology》(免疫学前沿)的研究报告证实:
添加灵芝多醣当佐剂的肠病毒71型疫苗,更能促进中和抗体生成,更能诱发抗病毒相关的免疫反应,更能抑制动物体内的病毒量,同时也更能预防重症(侵犯中枢神经系统导致肢体麻痹)的发生,并降低死亡的机会。
灭活疫苗+灵芝多醣
实验使用的肠病毒71型疫苗,是以去活性(死掉)的病毒做成的灭活疫苗。不同於传统的针剂注射,此疫苗设计成鼻腔滴剂型式,直接滴在鼻孔里,透过黏膜吸收诱发抗体生成。
至於添加在疫苗里作为佐剂用来「增强疫苗诱发免疫反应」的灵芝多醣,则是来自灵芝子实体热水萃取物,其结构中含有5%的蛋白,分子量约15万,在本研究中简称为PS-G(polysaccharide purified from Ganoderma lucidum)。
可诱发更多IgA、IgG抗体
研究者先给健康小鼠接种疫苗(从鼻孔滴入),每隔三周接种一次,完成三剂接种之後两周,检测小鼠体内对肠病毒71型具有长期效力的抗体含量──包括主要存在於血清和体液的IgG,以及血清里含量居次、主要驻守在黏膜组织(口腔黏膜、鼻腔黏膜、呼吸道黏膜、肠道黏膜)的IgA。
结果发现,「疫苗+灵芝多醣」可以促进较多专一性IgG和IgA抗体的生成(图1),而且这些抗体对於多种基因变异的肠病毒71型亚型,包括曾在亚洲造成严重疫情的C2、C4、B4、B5基因型等,都有较好的中和作用,对病毒感染细胞的能力有较好的抑制效果(图2)。
图1 肠病毒71型疫苗+灵芝多醣,可提高抗体生成的数量
图2 肠病毒71型疫苗+灵芝多醣,可提高抗体的中和效价
图1、图2的疫苗接种方式是从鼻孔滴入12 μL的疫苗滴剂。
「空疫苗组」接种的疫苗是安慰剂,里面没有病毒和灵芝,可视为未接种疫苗的代表;
「疫苗组」接种的疫苗里含有2.5 μg的灭活病毒;
「疫苗+灵芝多醣组」接种的疫苗有2.5 μg灭活病毒和20 μg灵芝多醣。
增强免疫细胞对病毒的记忆力
一个好的疫苗,除了要能催生有效的抗体,还要能诱发「记忆性B细胞」产生,如此才能在病毒一入侵就马上开机分泌抗体为前线补充生力军,不用花时间等T细胞指令。
与此同时,一个好的疫苗也能要帮助T细胞牢记病毒的模样,这样T细胞才能在第一时间迅速反应,带领整个免疫军团更有效率的抗病毒。
关於这部分,「疫苗+灵芝多醣组」的确表现得比「疫苗组」更为有力,不仅可使小鼠脾脏里的记忆性B细胞高出一倍(图3),在与病毒短兵相接时,也能促使脾脏和肠道淋巴组织分泌更多有利抗病毒的T细胞和相关的细胞激素──干扰素(IFN-γ)和介白素17(IL-17)。
图3 肠病毒71型疫苗+灵芝多醣,可催生更多记忆性B细胞
(实验各组说明同图1、图2说明)
提高抗体抑制病毒的能力
为了更加了解疫苗的保护效果,研究者又做了两个动物实验,其中一个实验是把上述接种过疫苗的小鼠血清,连同肠病毒71型一起注射到B细胞有缺陷(无法自行生成抗体)的幼鼠体内,进行为期20天的观察。
这个动物实验的重点主要在了解,疫苗诱发的抗体,是否真的具有抗病毒作用。
结果发现,不管幼鼠接受的血清是来「疫苗组」或「疫苗+灵芝多醣组」,都能避免肢体麻痹无力的症状出现,但在抑制病毒繁殖扩散和降低死亡风险方面,来自「疫苗+灵芝多醣组」的血清,更能提供免疫缺陷幼鼠有效的保护(图4、图5),再次说明灵芝多醣扮演疫苗佐剂的意义。
图4 肠病毒71型疫苗+灵芝多醣诱发的抗体,提高抗体保护力
图5 肠病毒71型疫苗+灵芝多醣,提高抗体抑制病毒的能力
图4、图5实验各组的意义:
正常对照组:不做任何处理。
空疫苗组:腹腔注射「接种空疫苗的小鼠的血清+肠病毒71型」;
疫苗组:腹腔注射「接种灭活病毒疫苗的小鼠的血清+肠病毒71型」;
疫苗+灵芝多醣组:腹腔注射「接种含灵芝多醣疫苗的小鼠的血清+肠病毒71型」。
提高免疫系统的整体保护力
降低发病率和死亡风险
而在另一个动物实验里,研究者则是采用免疫功能正常但容易感染肠病毒71型的幼鼠,在其出生第7天和第14天各接种一剂疫苗,并於第21天经由口腔把肠病毒71型送进幼鼠的胃里诱发感染,看看疫苗诱发自身的免疫反应,能产生多少保护作用。
不同於上一个动物实验只在观察抗体(免疫系统一环)的抗病毒效力,这个动物实验要观察的是,整个免疫系统经过疫苗训练後,真正在面对病毒挑战时,所能提供的保护力--基本上就是模拟人类接种疫苗的方式。
经过两周之後,接种「疫苗+灵芝多醣」的幼鼠,存活率是89%;单纯接种「疫苗」的幼鼠,存活率则是56%,而且前者整体的健康状况也明显优於後者(图6),灵芝多醣对於疫苗保护效力的提升,显然有无可忽视的意义。
图6 灵芝多醣辅佐肠病毒71型疫苗诱发的免疫力,保护效果更佳
接种方式是从鼻孔滴入疫苗:
「空疫苗组」接种的是安慰剂;
「疫苗组」接种的疫苗里含有1 μg的灭活病毒;
「疫苗+灵芝多醣组」接种的疫苗则1 μg灭活病毒和10 μg灵芝多醣。临床评分从1到5分别代表:(1)健康,(2)虚弱,(3)只有一只脚麻痹无力,(4)有2~4只脚麻痹无力,(5)死亡。临床评分愈低,代表健康状况与存活状况愈好。
灵芝可以让疫苗更好
就如同新冠病毒疫苗,在注射剂型之後,鼻滴剂型、口服剂型的开发也已被列为下一阶段的重点项目。这是因为比起注射剂型「需要特定条件保存」和「需要特定跑去医疗单位打针」的不便性,鼻滴剂型和口服剂型的保存和使用将更容易执行和普及。
不论是鼻滴剂型或口服剂型的疫苗都具有强化黏膜屏障的优点,也就是可以守住病毒入侵的第一线,但问题是,它们对於免疫力的诱发效果始终不如注射剂型的疫苗,因此佐剂的选择就显得格外重要。
疫苗佐剂的作用就在启动免疫反应,促使免疫系统能精准辨识疫苗里的抗原(例如病毒),产生更好的保护力,而安全是选择佐剂的最大前提。
从上述研究结果可知,鼻滴剂型疫苗可在灵芝多醣的帮助下,发挥比原先好上一倍的免疫效果,这不仅为肠病毒71型疫苗的开发提供另一种选择,也为如何提高疫苗保护力,提供了宝贵的参考。
来自灵芝子实体的活性多醣过去就已被证实,可以透过巨噬细胞、树突细胞、T细胞、B细胞……全面提升免疫系统对入侵者的辨识与清除,这是它能称职扮演疫苗佐剂的原因。
也许我们未必遇得到含有灵芝多醣的疫苗,但在接种疫苗之前,用灵芝为自己的免疫力加把劲,却是我们自己可以决定和做到的事。
〔资料来源〕Yu-Li Lin, et al. A Polysaccharide Purified From Ganoderma lucidum Acts as a Potent Mucosal Adjuvant That Promotes Protective Immunity Against the Lethal Challenge With Enterovirus A71. Front Immunol. 2020 Sep 29;11:561758.