台灣:靈芝多醣提高疫苗保護力──以腸病毒71型疫苗為例

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2020年9月29/臺灣大學、臺大醫院/Frontiers in Immunology

文/吳亭瑤 

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正當全人類的情緒隨著「新冠疫苗vs. 新冠疫情」起起伏伏之際,以五歲以下幼童為主要感染族群的腸病毒enterovirus,簡稱EV)也即將進入流行高鋒期,其中又以腸病毒71型( 簡稱EV-A71)最受關注,因為它除了會引起手足口病(手腳、口咽起疹㿉瘍)之外,還可能導致腦膜炎、脊髓炎、急性無力肢體麻痺等神經系統相關的嚴重併發症,甚至有致死之虞。

就如同防範新冠病毒需要新冠疫苗一樣,接種疫苗無疑也是預防腸病毒感染最好的方法。不過就如同大家所知,沒有一種疫苗的保護力可以達到百分之百,也沒有一種病毒會乖乖的坐以待斃。該如何提高疫苗的保護力?加上靈芝一起給吧!

由臺灣大學免疫學研究所江伯倫教授、臺大醫院醫學研究部林郁里副研究員共同領軍發表在2020年9月國際免疫學會聯合會官方雜誌《Frontiers in Immunology》(免疫學前沿)的研究報告證實:

添加靈芝多醣當佐劑的腸病毒71型疫苗,更能促進中和抗體生成,更能誘發抗病毒相關的免疫反應,更能抑制動物體內的病毒量,同時也更能預防重症(侵犯中樞神經系統導致肢體麻痹)的發生,並降低死亡的機會。

 

滅活疫苗+靈芝多醣

實驗使用的腸病毒71型疫苗,是以去活性(死掉)的病毒做成的滅活疫苗。不同於傳統的針劑注射,此疫苗設計成鼻腔滴劑型式,直接滴在鼻孔裡,透過黏膜吸收誘發抗體生成。

至於添加在疫苗裡作為佐劑用來「增強疫苗誘發免疫反應」的靈芝多醣,則是來自靈芝子實體熱水萃取物,其結構中含有5%的蛋白,分子量約15萬,在本研究中簡稱為PS-G(polysaccharide purified from Ganoderma lucidum)。

  

可誘發更多IgA、IgG抗體

研究者先給健康小鼠接種疫苗(從鼻孔滴入),每隔三週接種一次,完成三劑接種之後兩週,檢測小鼠體內對腸病毒71型具有長期效力的抗體含量──包括主要存在於血清和體液的IgG,以及血清裡含量居次、主要駐守在黏膜組織(口腔黏膜、鼻腔黏膜、呼吸道黏膜、腸道黏膜)的IgA。

結果發現,「疫苗+靈芝多醣」可以促進較多專一性IgG和IgA抗體的生成(圖1),而且這些抗體對於多種基因變異的腸病毒71型亞型,包括曾在亞洲造成嚴重疫情的C2、C4、B4、B5基因型等,都有較好的中和作用,對病毒感染細胞的能力有較好的抑制效果(圖2)。

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圖1  腸病毒71型疫苗+靈芝多醣,可提高抗體生成的數量

 

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圖2  腸病毒71型疫苗+靈芝多醣,可提高抗體的中和效價

圖1、圖2的疫苗接種方式是從鼻孔滴入12 μL的疫苗滴劑。
「空疫苗組」接種的疫苗是安慰劑,裡面沒有病毒和靈芝,可視為未接種疫苗的代表;
「疫苗組」接種的疫苗裡含有2.5 μg的滅活病毒;
「疫苗+靈芝多醣組」接種的疫苗有2.5 μg滅活病毒和20 μg靈芝多醣。

 

增強免疫細胞對病毒的記憶力

一個好的疫苗,除了要能催生有效的抗體,還要能誘發「記憶性B細胞」產生,如此才能在病毒一入侵就馬上開機分泌抗體為前線補充生力軍,不用花時間等T細胞指令。

與此同時,一個好的疫苗也能要幫助T細胞牢記病毒的模樣,這樣T細胞才能在第一時間迅速反應,帶領整個免疫軍團更有效率的抗病毒。

關於這部分,「疫苗+靈芝多醣組」的確表現得比「疫苗組」更為有力,不僅可使小鼠脾臟裡的記憶性B細胞高出一倍(圖3),在與病毒短兵相接時,也能促使脾臟和腸道淋巴組織分泌更多有利抗病毒的T細胞和相關的細胞激素──干擾素(IFN-γ)和介白素17(IL-17)。

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圖3  腸病毒71型疫苗+靈芝多醣,可催生更多記憶性B細胞

(實驗各組說明同圖1、圖2說明)

 

提高抗體抑制病毒的能力

為了更加瞭解疫苗的保護效果,研究者又做了兩個動物實驗,其中一個實驗是把上述接種過疫苗的小鼠血清,連同腸病毒71型一起注射到B細胞有缺陷(無法自行生成抗體)的幼鼠體內,進行為期20天的觀察。

這個動物實驗的重點主要在了解,疫苗誘發的抗體,是否真的具有抗病毒作用。

結果發現,不管幼鼠接受的血清是來「疫苗組」或「疫苗+靈芝多醣組」,都能避免肢體麻痺無力的症狀出現,但在抑制病毒繁殖擴散和降低死亡風險方面,來自「疫苗+靈芝多醣組」的血清,更能提供免疫缺陷幼鼠有效的保護(圖4、圖5),再次說明靈芝多醣扮演疫苗佐劑的意義。

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圖4  腸病毒71型疫苗+靈芝多醣誘發的抗體,提高抗體保護力

 

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圖5  腸病毒71型疫苗+靈芝多醣,提高抗體抑制病毒的能力

圖4、圖5實驗各組的意義:
正常對照組:不做任何處理。
空疫苗組:腹腔注射「接種空疫苗的小鼠的血清+腸病毒71型」;
疫苗組:腹腔注射「接種滅活病毒疫苗的小鼠的血清+腸病毒71型」;
疫苗+靈芝多醣組:腹腔注射「接種含靈芝多醣疫苗的小鼠的血清+腸病毒71型」。

 

提高免疫系統的整體保護力
降低發病率和死亡風險

而在另一個動物實驗裡,研究者則是採用免疫功能正常但容易感染腸病毒71型的幼鼠,在其出生第7天和第14天各接種一劑疫苗,並於第21天經由口腔把腸病毒71型送進幼鼠的胃裡誘發感染,看看疫苗誘發自身的免疫反應,能產生多少保護作用。

不同於上一個動物實驗只在觀察抗體(免疫系統一環)的抗病毒效力,這個動物實驗要觀察的是,整個免疫系統經過疫苗訓練後,真正在面對病毒挑戰時,所能提供的保護力--基本上就是模擬人類接種疫苗的方式。

經過兩週之後,接種「疫苗+靈芝多醣」的幼鼠,存活率是89%;單純接種「疫苗」的幼鼠,存活率則是56%,而且前者整體的健康狀況也明顯優於後者(圖6),靈芝多醣對於疫苗保護效力的提升,顯然有無可忽視的意義。

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圖6  靈芝多醣輔佐腸病毒71型疫苗誘發的免疫力,保護效果更佳

接種方式是從鼻孔滴入疫苗:
「空疫苗組」接種的是安慰劑;
「疫苗組」接種的疫苗裡含有1 μg的滅活病毒;
「疫苗+靈芝多醣組」接種的疫苗則1 μg滅活病毒和10 μg靈芝多醣。

臨床評分從1到5分別代表:(1)健康,(2)虛弱,(3)只有一隻腳麻痺無力,(4)有2~4隻腳麻痺無力,(5)死亡。臨床評分愈低,代表健康狀況與存活狀況愈好。

 

靈芝可以讓疫苗更好

就如同新冠病毒疫苗,在注射劑型之後,鼻滴劑型、口服劑型的開發也已被列為下一階段的重點項目。這是因為比起注射劑型「需要特定條件保存」和「需要特定跑去醫療單位打針」的不便性,鼻滴劑型和口服劑型的保存和使用將更容易執行和普及。

不論是鼻滴劑型或口服劑型的疫苗都具有強化黏膜屏障的優點,也就是可以守住病毒入侵的第一線,但問題是,它們對於免疫力的誘發效果始終不如注射劑型的疫苗,因此佐劑的選擇就顯得格外重要。

疫苗佐劑的作用就在啟動免疫反應,促使免疫系統能精準辨識疫苗裡的抗原(例如病毒),產生更好的保護力,而安全是選擇佐劑的最大前提。

從上述研究結果可知,鼻滴劑型疫苗可在靈芝多醣的幫助下,發揮比原先好上一倍的免疫效果,這不僅為腸病毒71型疫苗的開發提供另一種選擇,也為如何提高疫苗保護力,提供了寶貴的參考。

來自靈芝子實體的活性多醣過去就已被證實,可以透過巨噬細胞、樹突細胞、T細胞、B細胞……全面提升免疫系統對入侵者的辨識與清除,這是它能稱職扮演疫苗佐劑的原因。

也許我們未必遇得到含有靈芝多醣的疫苗,但在接種疫苗之前,用靈芝為自己的免疫力加把勁,卻是我們自己可以決定和做到的事。

〔資料來源〕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.