關於解藥,你知道多少?淺談人類的疫苗

疫情當前,各國開始製造大家引頸期盼的疫苗,唯一只有疫苗,能拯救這個無一不淪陷的世界。但在接受這個解藥之前,你真的了解疫苗保護人體的機制與打入人體後可能會發生的事嗎?想要打得安心,你就必須先把疫苗的出生與對人體的影響弄個清楚,這篇文章將帶領你進入疫苗的初步認識,打疫苗其實一點也不可怕,只要你了解它的故事,疫苗就能不需擔憂地在身體裡順利地作用!

●人體的免疫防線:

人體的免疫系統有三道防線,第一道防線是我們的皮膚和黏膜(非專一性防禦),皮膚和黏膜具有直接抵禦外來物的功能,能分泌胃酸、乳酸、酶等化學分泌物來殺死病原體,如果皮膚或黏膜受到穿透,便會分泌組織胺使血管通透性改變,進而引來白血球吞噬或清除病菌。

第一道防線像是城堡最外層的士兵,當病菌突破到第二道防線(非專一性防禦),便可引來其他更多免疫細胞、免疫分子或補體系統進一步的來消滅病菌,不過某些特定的病菌仍無法透過第二道防線的免疫系統來消除病原,此時它們便很有可能入侵到第三道防線。

當突破了第三道防線(專一性防禦),免疫系統便會需要透過專一性的辨識病原來產生相對應的抗體以對抗病菌,而這些抗體可以透過被動(由外界給予)和主動(由自己被病原誘導而生成)兩種免疫方式來獲得,而我們今天要講的疫苗接種就是屬於主動免疫。

●取得免疫力的方式:

被動免疫是由外界提供免疫力(抗體)到病患或人體裡,如我們一般施打的免疫球蛋白或從實驗動物身上製造出抗體用來解毒的血清,或者像是胎中免疫系統還未完整的嬰兒,他們的免疫分子如抗體就是母體經過胎盤輸送到嬰兒體內來幫助抵禦病菌,並非由自己生成。出生後的嬰兒也可透過吸取母乳來獲得母體提供的抗體。

主動免疫是由自己主動生成免疫力(抗體)來抵抗外來物的入侵接種疫苗就是一種進行主動免疫的方式,藉由在身體裡打入病菌的結構片段或抗原,經過免疫系統的辨識後生成對應的抗體來抵抗病菌,疫苗是一種預防,藉由打入經過減毒或解構的病毒,進而讓身體的免疫細胞記住病原長相並學會自己生成抗體來對抗病菌。疫苗打的是病毒或病菌抗原,而非抗體。

主動免疫被動免疫
疫苗類型抗原(疫苗)抗體(免疫血清)
抗體來源自體產生實驗動物製造
免疫力產生時間緩慢(7~10日)快速(注射後立即產生)
免疫力的維持長期(數年或終身)短期(數週後抗體被分解)
接種後的反應注射部位紅腫或有發燒嘔吐現象通常無反應
功能預防治療
例子白喉疫苗
小兒麻痺疫苗
破傷風血清
蛇毒免疫血清
主動免疫與被動免疫比較

●疫苗的起源:

史上最早使用的疫苗出現在18世紀,1796年,一位英國醫師Edward Jenner 對民間傳說接種牛痘可以預防人類天花感到好奇,便找了一位兒童,先將一位感染牛痘的農婦身上取出牛痘的膿汁,接種在兒童身上作為疫苗,數個月後,他把天花接種到兒童身上,然而女孩卻無法因此感染天花,因此她證明此女孩對天花免疫,牛痘(膿汁)疫苗可以用來預防天花。經過其他科學家對疫苗接種的定義解釋與技術改良後,1881年研發出綿羊的霍亂疫苗,1885年對一位女孩進行狂犬病疫苗注射,史上第一劑疫苗便就此誕生。

●疫苗的作用機制:

第一步:抗原的製造

抗原可以是化學合成、病原解構或者是活體培養來獲得,化學合成為透過製造能與已知抗體結合的抗原蛋白片段,來激活白血球進行一連串的免疫反應;病病原解構則是將病原的結構破壞後取一小塊做為抗原;活體培養則是在小動物上注入已經減少毒性的病原,使其在動物體內大量複製後,能萃取出來作為疫苗。

(疫苗可根據抗原的製造方式來分類,請閱讀步驟後的下一個段落)

第二步:疫苗注入體內,抗原辨識與抗體生成

將抗原疫苗注入人體內後,受B細胞(免疫細胞)產生的抗體辨識並與外型具有專一性結合的抗體結合後,進一步引發吞噬細胞來消滅具有相同抗原部位的病原,或者誘導記憶型免疫細胞來記憶這段抗原。

※抗體為一種大型的Y型蛋白質,具有兩條長的重鏈與兩條短的輕鏈,抗體分為恆定區與可變區,可變區(也就是抗原結合位)位於Y字的兩個尾端,儘管Y字的抗體都長得很像,但抗體的抗原結合位卻是隨抗原有各種豐富的型態,因為抗體必須像個鎖一樣,與唯一能開鎖的鑰匙也就是病菌抗原結合,才能進一步的產生吞噬細胞的誘導效應。

第三步:身體產生記憶性,預防下次疾病的發生。

抗體傳送訊息給記憶型免疫細胞如記憶型T、B細胞後,它們便會記住這個抗原,以便下次遇到相同病菌的時候,誘導胞殺細胞或吞噬細胞去消滅或誘導漿細胞產生更多抗體,去辨識更多地方的病菌。

●疫苗的種類:

不活化疫苗

以熱源或化學藥劑殺死病菌後,部分仍完整的結構作為抗原(免疫細胞主要只辨識病原的外觀),經由免疫細胞的辨識達成疫苗的免疫反應。屬於此類的疫苗有:流感、霍亂、A型肝炎等疫苗。此類疫苗由於病原已被殺死,是無致病力的,但也因為無活性、毒性較低,不活化疫苗往往不夠持久,需要定期補打。

活性減毒疫苗

原始病原株在經過接觸化學藥劑、基因改良技術與多代的繁殖後,培養出的大量減少毒性或去除毒性的複製病原,作為抗原的複製病原,由於我們的免疫細胞辨識的是病原的外部構造,因此減去毒性或病原的代謝物仍可有效對接種者產生免疫力(免疫反應)屬於此類的疫苗有黃熱病、麻疹、卡介苗(結核病疫苗)、水痘疫苗、麻疹-腮腺炎-德國麻疹(measles-mumps-rubella , MMR)疫苗、口服小兒麻痺疫苗、口服輪狀病毒疫苗及流感活性減毒疫苗等。

此類疫苗與我們自然感染疾病的路徑最相似,因此有效力也最為持久,不過缺點是仍有微量的毒性,對自身免疫力較低下者可能會有致病的風險

類毒素疫苗

某些微生物本身無害處,但其釋放出的毒素卻對人體有致病力,因此將此毒素破壞取部分結構(類毒素)作為疫苗,可避免接種者染上疾病並使免疫系統達到辨識及誘發免疫反應。此類疫苗有破傷風、白喉疫苗等。

次單位疫苗

有些毒素或病原只需要部份的外殼結構就能被身體的免疫系統辨識,此塊結構就稱為次單位(subunit),既無致病力又能引起身體產生免疫反應。類毒素疫苗便是次單位疫苗的一種。此類疫苗有B肝炎疫苗,僅含有此肝炎病毒的表面蛋白質而已。

結合疫苗

某些細菌外殼上的多醣結構不易於被免疫細胞或抗體辨識,因此便在此多醣結構上加上特殊的蛋白質、毒素或醣類,來增加免疫系統偵測病原的判斷力。這種方式已經成功使用在B型流感嗜血桿菌的疫苗。

DNA疫苗

為新式疫苗的一種,透過剪出病原的致病基因並轉殖到載體的技術,當載體進入體內後,便可大量製造出具有能被免疫系統辨識的致病抗原,讓身體自己產生抗原及對抗病原的免疫作用。此種疫苗雖然尚未成熟,但卻很有可能是未來治療癌症、遺傳疾病的療法之一。

疫苗種類及優缺點

優缺點不活化疫苗活性滅毒疫苗
優點√ 製備容易
√ 安全性高
√ 提供較好的抗原反應
√ 免疫效果較持久
缺點免疫效力較低安全性顧慮較大
舉例B型肝炎疫苗
A型肝炎疫苗
卡介苗
水痘疫苗
疫苗種類及優缺點比較

●疫苗的免疫效果:

致免力

疫苗在施打後,在體內引起免疫反應的程度高低。主要是透過體內抗原量與產生免疫反應的抗體量來測得疫苗的致免力。活性減毒疫苗由於仍會在體內繁殖而抗原含量高,致免力也較高。大分子的蛋白質抗原也較小分子蛋白質來的容易被人體辨識。不過有某些人,即使給予再多的抗原,都無法有效引起免疫反應,例如有5~10%的人施打B型肝炎疫苗不會產生保護性的抗體,這種現象的原因仍不清楚。免疫力低下的人也可能無法從活性減毒疫苗獲得有效的致免力,因為可能會受未完全減毒的病原感染。

保護效力

於施打疫苗後接觸病原時,能減少罹患疾病的機會。不同的疫苗有不同的保護效力,現在施打的疫苗大部分都有90%的保護效力。活性減毒疫苗的保護效力較高,因為未完全減毒的病原可以在體內複製與繁殖,進而持續的刺激免疫系統,而不活化疫苗因為接種的病原已去除活性,往往需要追加劑量才能維持一定的保護效力。

群體免疫

接踵疫苗後,除了接種者本人可產生免疫,周遭的人也能獲得保護的效果。這個現象有幾種原因,第一個是因為活性減毒疫苗,接受此類疫苗的人,體內的減毒病原進行複製繁殖,並透過口沫或接觸傳染給周遭的人,因此其他的人也能獲得與施打疫苗相同的免疫效果。第二個原因是,接受疫苗的人越多,越能阻斷疾病的傳播,當社區內有保護力的人越多,疾病就越無法繼續傳播下去。

●疫苗的價數:

疫苗可以根據防範的病毒數分成單價與多價疫苗,單價疫苗指的是只含有單一一種抗原成分的疫苗,主要針對一種疾病或一種型別的病原,多價疫苗指的是含有兩種以上抗原成份依照適當的混合比例來製作的疫苗,可以用來預防多種型別的病原,刺激更多種抗體前來對抗病原。多價疫苗為現今疫苗的發展趨勢,已發展出的多價疫苗有例如輪狀病毒疫苗(三劑型具有5價)、結合型肺炎鏈球菌疫苗(10&13價)、HPV人類乳突疫苗(2、4、9價,2價可預防高致癌型的HPV16&18型;4價則多加了能預防菜花的HPV6&11型;9價則多了能預防HPV31、33、45、52、58型,對子宮頸癌與菜花的保護效力可達9成)。

疫苗施打的價數越多越好?目前的自費疫苗都經過臨床的試驗證明,可被衛生署許可使用或推薦,但若是不同的自費疫苗種類,則建議到診間詢問醫師各自的價數、保護效力及安全性等基本資訊再做判斷是否可以施打

●疫苗的不良反應(副作用):

接受或施打疫苗後的不良後果可分為不良反應不良事件不良反應(副作用)指的是確定接受苗後身體的不適與疫苗的成分具有因果上的關係,而不良事件指的是接受疫苗後出現的不適反應,與疫苗具有時間上的相關性,並沒有因果關係,是否有關係需要經過專家鑑定,不良事件不等於副作用。

施打疫苗後可能出現的不良事件有:發燒(最常見)、過敏反應、皮疹、注射部位水腫及局部血管擴張。

施打疫苗後的副作用通常輕微,維持數天便能自行緩解。而不良事件的發生率極低,根據研究與計算,十萬個接種疫苗的人約只有11.4個人會出現不良事件,而這些人之中又只有14.2%的人會出現嚴重不良事件,其中包含了疾病、殘疾與住院,不過這些案例在經過調查後,真正被歸咎於由疫苗所引起是極為少數的

曾經接種過而會有強烈不良反應如立即性的過敏反應、氣喘、皮膚紅疹或其他副作用的人,要避免再接種相同疫苗。先天性免疫缺乏者、接受免疫抑制劑治療者、愛滋病患者或孕婦則需在接種疫苗(特別是活性減毒疫苗)之前,應要小心評估自身狀況,以免增加胎兒或自身患病的風險。

●Covid-19疫苗現今的發展階段:

Covid-19疫苗在經過全球新冠疫苗“COVAX計畫”下研發後,目前許多國家已經來到了疫苗研發與檢驗的後段程序,Covid-19疫苗為美國大藥廠輝瑞(Pfizer)與德國生技公司(BioNTech)合作研發的疫苗,為一種新式的mRNA疫苗透過注入mRNA來轉錄製造出類病毒蛋白的抗原,進一步刺激身體免疫系統辨識與記憶病毒,mRNA疫苗為不入侵人體細胞之細胞核的疫苗,不會嵌入DNA或遺傳給下一代部分國家如英國與美國,已有已通過檢驗與安全性試驗的Covid-19疫苗被應用在民眾身上,這些人包括了在第一線的醫護人員、重要政府官員,也優先給醫護療養院的年長者使用,未來相信會有更多的人可接種疫苗。

台灣也已經與數個大藥廠合作,衛服部陳時中部長透露:目前我們透過藥廠已直接獲得1500萬支疫苗。而這一千多劑疫苗多久能在台接種,他不願多談,因為目前疫苗多仍在研發階段,不過相信透過大家的合作,明年應該就能準備施打第一劑了。

新冠肺炎疫苗比較

兩疫苗
比較
輝瑞/BioNTechModerna
防護力90%94.5%
副作用手臂痠痛或發燒注射部位疼痛、疲勞感、
肌肉痛和關節痛
價格注射兩針療程約1130台幣注射兩針療程約1430~1695台幣
儲存條件2°C~8°C冷藏:可保存5日
-70°C冷藏:可保存6個月
2°C~8°C冷藏:可保存30日
-20°C冷藏:可保存6個月
最快供應日期1. 預期今年底前生產5000萬劑和推出
2. 明年可生產13億劑
1. 今年底前將有2000萬劑於美國付運
2. 明年可供應美國以外地區,期望全球生產5~10億劑
新冠肺炎疫苗比較

看完這麼多字,不曉得有沒有讓你搞清楚疫苗的身分與長相呢?疫苗是人類偉大的發明,它保護著人類一代又一代的健康,防止我們被看不見的對手攻擊,雖然我們研發疫苗的速度不及病毒或細菌變異或複製的速度,但它的出現仍是為人類創造了許多福祉,拯救了老弱婦孺與為生活奔波的成人們,如果沒有疫苗,人類這些科技與文明的發展不會像現今如此進步,最後,要感謝那些在前線的研發與醫護人員,是他們不遺餘力、無私的奉獻,我們才能毫無憂慮地繼續自己精采的生活,你們辛苦了!

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