去毒大腸桿菌熱不穩定類腸毒素蛋白LTS61K佐劑之應用與平台技術
每年，全世界死亡人口的三分之一，起因於傳染病，幸而醫學發達，有了疫苗來對抗傳染病。疫苗內有疾病的抗原或抗體，小量注入人體內，藉以培養人體的免疫能力或者直接對抗抗原。然而，因為抗藥性和新病原體興起，現有的疫苗常常不敷使用。因此，科學家開發新藥、新的疫苗，或者增強現有疫苗的能力，來對抗疾病。「佐劑」(adjuvant)的功能，就是用來增強現有疫苗的能力。
佐劑是什麼?
「佐劑」，顧名思義，是可以增加生物體對某種抗原免疫反應的物質，如果將這種物質與抗原一起製成疫苗，注射到人體內，可增強免疫原性或者改變免疫反應。其作用原理，可以是因為「佐劑」吸附抗原，使得抗原作用時間延長，或者因為「佐劑」增加抗原面積，增強刺激訊息，也可能是刺激淋巴球增生。而在各種化學形式的「佐劑」中，有一種就是由微生物製成的，大腸桿菌分泌的蛋白就是其中一種。「佐劑」的開發，主要鎖定現有疫苗的市場，希望藉由「佐劑」搭配既有的疫苗，可以改善疫苗傳輸方式和增強免疫力反應，而其平台技術，發揮同一種技術多項產品開發的效能。講到這裡，有什麼樣的「佐劑」可以開發呢?
開發佐劑，目標現有疫苗市場
台灣的財團法人生物技術中心(Development Center for Biotechnology, DCB)，生物製藥研究所的徐悠深博士領導的團隊就是基於這樣「佐劑」開發的發想，將大腸桿菌分泌的LT蛋白(E.coli heat-labile enterotoxin, 大腸桿菌熱不穩定腸毒素蛋白)去除毒性後製成「佐劑」，其可以促進鼻腔接種或口服接種疫苗的黏膜組織免疫反應，亦可以刺激非經黏膜組織接種(parenteral)疫苗的免疫反應。
腸毒素蛋白的去毒技術
原來，大腸桿菌分泌的腸毒素蛋白，可以分為「熱不穩定毒素」(LT)和「熱穩定毒素」(ST)兩種。LT蛋白為一個蛋白複合體，由一個有酵素活性的LTA次單元蛋白和五個LTB次單元蛋白組合而成(AB5)。當LTB次單元蛋白與真核細胞表面的GM1接收器鍵結後，整個蛋白複合體可進入細胞，LTA次單元蛋白會被分解成兩段蛋白，分別是有酵素活性的A1和較小的A2胜肽鏈，A1會造成細胞內cAMP的累積，因而導致細胞內電解質和水分的釋放，此為大腸桿菌引起下痢的來源。所以，大腸桿菌分泌的LT蛋白必須要去除導致下痢的因素後，才能和人類藥物使用。
為此，生技中心技術團隊利用基因工程的方法創造出一個在LT的A次單位蛋白上胺基酸點突變的「去毒LT」(LTS61K)，經多種實驗證明，LTS61K可用來做為疫苗的「佐劑」，以增強疫苗抗原的免疫反應。此技術利用基因重組技術的單點突變，將LTS61K去毒，在動物實驗上也呈現去毒狀態，安全性高。
發展佐劑技術平台，多樣產品開發
這樣的技術發展成為平台，可應用在各種產品開發上。目前已經有兩項具體開發成果，皆開發至人體實驗臨床一期階段，分別是「噴鼻劑型」的「鼻腔接種流感疫苗」和「肌肉注射劑型」的「B型流行性感冒嗜血桿菌疫苗」。此外，也接續開發B肝治療用疫苗、呼吸道過敏氣喘治療疫苗等。目前生技中心開發的去毒LT已取得美國、中國、俄羅斯和台灣的物質專利，其他國家陸續審查中，而應用專利也已陸續申請，其中應用在呼吸道過敏與氣喘已取得美國和台灣的專利。專利佈局包含病毒疫苗、細菌疫苗、過敏疫苗、多醣類疫苗。
成功技術轉移，帶動生醫產業
目前，生技中心已於2012年，將B型流行性感冒嗜血桿菌疫苗技術轉移給桐核麥生技科技股份有限公司；其他的LTS61K的相關技術、專利及細胞株，已於2013年技術移轉給展峻誼股份有限公司(已更名為昱厚生技(股)公司)。
此項科技專案計畫投入疫苗產業領域，可帶動生醫產業發展，讓民間廠商資金投入，並增強與國際大廠技術合作的實力，逐步建立台灣的公衛和防疫地位。
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文章參考：財團法人生物技術開發中心/解密科技寶藏
影片來源：DTT 解密科技寶藏
圖片來源：財團法人生物技術開發中心/解密科技寶藏
原文參考：PLOS ONE
