四類新冠病毒疫苗的特點、優缺點及副作用

真相網2021.7.10】新冠病毒疫苗成為全球最關注的話題,因疫情持續延燒,變種病毒不斷出現,很多人比以前更加關注疫苗。本文就當前疫苗的種類、技術特點、所含成分,特別是優缺點和技術要點,及注意事項整理成文,以便網友了解。

一·、疫苗類型

目前流行的疫苗從技術類型可分為:

1、傳統技術疫苗:以死病毒、減毒病毒與重組病毒蛋白製作的疫苗
2、新技術基因疫苗:以mRNA、DNA製作的疫苗

根據具體技術類型可分為四類:

屬於傳統技術疫苗的有:

1、滅活疫苗
2、重組蛋白疫苗

屬於新技術的核酸疫苗有:

3、核酸疫苗,此次新冠病毒疫苗是mRNA疫苗
4、腺病毒載體DNA疫苗

四類新冠病毒疫苗的特點、優缺點及副作用
摘取自網路(點圖看大圖)

二、疫苗不是治病的葯!誘發免疫反應、抗原、棘蛋白是什麼?

很多人是不了解疫苗原理的,好些人誤以為疫苗是治病的「葯」,以為是象治病一樣,頭痛就吃頭痛葯,就可以減輕或消除頭痛,其實疫苗不是葯,疫苗本身就是病毒的一部分,它並不是治癒病毒的葯,而是人為的將病毒注射進入人體,誘發人體產生免疫反應來對抗、消除病毒,這是很多民眾不了解的原理。

也就是說,新冠病毒疫苗,就是新冠病毒的整個病毒株(滅活)或其一部分(如致病的棘蛋白)打入人體,那麼,多數人自身的免疫反應會產生抗體來對抗、殺死新冠病毒,但少數體質有這樣那樣問題的人,在這種外來病毒引入的情況下,自身不能產生足夠的免疫力來抵抗外來病毒,就出現了問題。

製作疫苗,必須要有能夠誘發體內產生免疫反應的抗原,這個抗原就是新冠病毒本身或其中的一部分。

棘蛋白,又叫做刺突蛋白、棘突蛋白,是冠狀病毒表面的突刺。新冠病毒的棘蛋白在人體感染武漢肺炎中其重要作用,棘蛋白一旦附著在人體細胞膜上,就可以為病毒打開一條通路直攻細胞核,讓病毒綁架人體細胞,透過自我複製製造出更多病毒。

理論上,只要把跟新冠病毒表面棘蛋白結構一樣的蛋白送入人體,免疫系統識別記憶後,當遇到真病毒時,就會啟動免疫防衛機制來消滅病毒。但棘蛋白形狀不定,還沒結合上細胞時和黏上細胞,結構會變,給製作添加難度。

目前幾種主要疫苗都是透過新冠病毒的棘蛋白作為抗原。

輝瑞與BNT合作的mRNA疫苗,和莫德納疫苗的機制一樣,利用mRNA下指令給人體細胞,製造棘蛋白;而嬌生的腺病毒疫苗則是改造腺病毒,讓腺病毒帶著棘蛋白的DNA;Novavax的重組蛋白疫苗,則是在體外合成純化棘蛋白。

三、四大類疫苗各自的優缺點及技術要點

(一) 滅活疫苗

這是最經典的疫苗類型。中國科興(CoronaVac)疫苗,中國國葯集團疫苗,印度Covaxin疫苗屬於此類。

1、原理:

滅活疫苗是透過人工在實驗室或工廠,將人工大量培養的病毒,進行弱化、殺死成無致病力的病毒,常藉由化學藥劑(如福爾馬林)、加熱或放射線處理,使病毒失去活性;然後將這些死病毒,添加必要的穩定成分,製成疫苗。打入人體後,實際上是模擬自然感染病毒的過程,藉此完整的是病毒誘發人體免疫反應產生抗體。

滅活疫苗很常見,常見的乙肝疫苗、脊灰滅活疫苗、乙腦滅活疫苗、百白破疫苗等都是滅活疫苗。

2、優點:

1)技術成熟
2)進入體內的是死病毒,正常情況下安全性比較高
3)誘發免疫反應高,不需要佐劑

3、缺點:

1)相比其他疫苗難以快速生產
2)可能有未失活、或未完全失活的病毒,這與製作技術、工廠環境和操作人員有關係
3)製作過程高風險:需要大量培養病毒,若是傳染力強或毒性高的病毒,生產工廠在培養、純化、製作的過程必須達到最高防護等級,才能保護生產者的安全,並嚴防程病毒外泄。
4)接種劑量大
5)免疫期短、免疫途徑單一等
6)可能造成抗體依賴增強效應(ADE),即一些次優的抗體與病毒結合後,反而使病毒感染加重,這是一種會導致疫苗研發失敗的嚴重不良反應。

4、技術關鍵點:

致病病毒的大量培養、殺死、純化技術是關鍵。若有病毒未殺死、或混有其它病毒,可能有意想不到的危險出現。

5、疫苗在人體內、外的製程及作用:

人體外:培養病毒、讓病毒失活、純化、製作疫苗
人體內:完整的死病毒誘發免疫反應

(二) 重組蛋白疫苗

美國大廠諾瓦瓦克斯(Novavax)、台灣的高端疫苗、聯亞疫苗。

高端疫苗的抗原S-2P技轉自美國國家衛生研究院(NIH),NIH也將此序列的mRNA疫苗技術(mRNA-1273)授權給莫德納(Moderna)。

Novavax疫苗(NVX CoV2373 )已經進入三期臨床,台灣的高端疫苗、聯亞疫苗處於二期,目前重組蛋白疫苗還未上市。

1、原理:

重組蛋白疫苗,也叫次單位蛋白疫苗,首先是從病毒外殼的蛋白中,篩選出所需的病原蛋白質,此次為新冠病毒的棘蛋白的一部分作為抗原,利用蛋白質工程技術,將病毒棘蛋白的基因片段DNA植入細菌或其它生物細胞內使其合成病毒蛋白質,然後再收集該病毒棘蛋白,加以純化,再添加佐劑,製成疫苗,之後就可打入人體,讓免疫系統識別到病毒棘蛋白,進而產生免疫反應。

許多細胞都能用來生產抗原蛋白,如大腸桿菌、酵母菌或是動植物細胞;但以真核細胞(酵母菌、動植物細胞)為佳。因為原核細胞(例如大腸桿菌)缺乏修飾蛋白的機制,可能導致抗原蛋白的分子立體結構與自然狀態不同,這樣會讓疫苗施打後產生出來抗體沒有正確的保護力。

目前此法中的Novavax疫苗(NVX CoV2373 )技術最透明:它是以新冠病毒棘蛋白為抗原,利用Matrix-M佐劑(成分為皂素),形成大小為40納米微粒;其抗原,是以攜帶修飾後棘蛋白基因的桿狀病毒(baculovirus)感染Sf9昆蟲細胞來生產重組棘蛋白。

台灣高端疫苗(MVC-COV1901),其抗原是由帶有前棘蛋白(S-2P)基因的質粒DNA送入ExpiCHO-S中國倉鼠卵巢上皮細胞中進行生產,並添加Dynavax開發之CpG1018佐劑。根據高端疫苗公司的論文,在其臨床前試驗中分析了CpG 1018以及CpG 1018加上鋁鹽(氫氧化鋁)作為佐劑配方對小鼠誘發抗體反應的影響,發現CpG 1018加上鋁鹽效果較佳。

此S-2P抗原技術技轉自美國國衛院。S是指新冠病毒棘蛋白部位;2P是指對棘蛋白的兩個脯氨酸(proline)進行基因修飾,使S-2P疫苗抗原能以「融合前構型 (prefusion)」、以及「三聚體結構 (trimer)」穩定呈現。目前歐美已上市的mRNA疫苗或腺病毒疫苗的抗原構型,亦大都有與S-2P相似的基因修飾。

CpG 1018 疫苗佐劑:組成成分是寡核苷酸,是HEPLISAV-B(重組B型肝炎疫苗)所使用的佐劑,是美國食品和藥物管理局(FDA)批准的成人乙型肝炎疫苗。 Dynavax開發CpG 1018,以提供增強的疫苗免疫反應,CpG 1018在HEPLISAV-B的臨床試驗中已證實具有完善的安全性,利於加速COVID-19疫苗的開發和量產

鋁鹽,也是FDA核准的常用佐劑。

佐劑(adjuvant),可幫助抗原吸附以維持疫苗穩定,增強免疫反應,以及誘導免疫偏向。高端新冠肺炎疫苗選用鋁鹽與Dynavax CpG1018作為搭配,此佐劑組合已驗証具備良好的Th1免疫偏向,且經美國FDA核可,並有多年使用經驗,使疫苗開發過程有更多安全性評估數據,加速新冠肺炎疫苗開發速度。

2、優點:

1)技術成熟:是近幾十年發展的成熟疫苗製造技術,與滅活疫苗同屬於傳統技術疫苗。此前成功的重組疫苗是乙型肝炎表面抗原疫苗。
2)相對安全、高效:因是「次單位」,只拿病毒一部分蛋白製成疫苗,這是其一;其二是,沒有在人體內進行病毒蛋白的合成,是在人體外藉由其它生物體合成病毒蛋白質,所以安全性較高。
3)存放溫度:於2°C至8°C的冷藏空間即可。
4)從二、三期臨床看,保護力高,但全球至今沒有大量正式接種,實際效果未知。
5)規模化生產有難度,但可以。

3、缺點:

1)需要找到一個好的基因表達系統在人體外合成抗原蛋白,抗原性受到所選用表達系統的影響,添加何種佐劑等都需要前端研究的綜合設計,有技術難度。
2)製程慢、量產不易,有點緩不濟急
3)純化難度大,若純化不夠,或棘蛋白片段大小不一,有不可預期的副作用
4)必須保持棘蛋白質的立體結構,若製作或保存過程中立體結構破壞,將不起作用
5)因只拿病毒一部分蛋白(次單位)製成疫苗,免疫反應比較低,需要加強免疫注射。
6)需要佐劑:需要添加免疫佐劑增強免疫反應,佐劑需要進行毒性試驗,而且在開發前期就要測試其與抗原的搭配。
佐劑是用於增加某些藥物的功效或效力的藥物或其他物質或物質的組合。
7)因取病毒部分棘蛋白,若變種病毒的棘蛋白變異,效果可能不如預期,應付變種病毒的實際效果有待觀察。

4、技術關鍵點:

基因表達系統、純化技術、佐劑都是關鍵。若是純化不夠,混雜有其它蛋白、或抗原蛋白片段的大小不一、或混有其它生物分子,或立體結構不穩定,可能效果打折扣或有意想不到的副作用出現。

5、疫苗在人體內、外的製程及作用:

人體外:實驗室或工廠利用生化工程製造、純化病毒棘蛋白片段,添加佐劑,製作疫苗
人體內:人工體外合成的棘蛋白片段+免疫佐劑,誘發免疫反應

(三) 核酸疫苗:DNA或mRNA疫苗

核酸疫苗包括:mRNA疫苗和DNA疫苗。此次新冠病毒疫苗只有mRNA疫苗。

廠牌:美國的莫德納(Moderna)、德國/美國的輝瑞(Pfizer-BNT)

目前全球新冠疫苗跑最快的是輝瑞/BNT與Moderna疫苗,已經宣布要申請正式常規疫苗葯證。

1、原理:

在生物細胞中蛋白質的合成線路是:(細胞核)DNA(基因) → 轉錄 (Transcription)→ mRNA → (細胞質)翻譯 (Translation)→ 蛋白質

將編碼棘蛋白(S蛋白)的基因,mRNA或者DNA直接注入人體,利用人體細胞合成系統產生S蛋白,該S蛋白再刺激人體產生抗體。

mRNA疫苗:

在人體外先讓新冠病毒DNA轉錄成mRNA,這次選用的是新冠病毒棘蛋白的DNA轉錄成棘蛋白的mRNA,然後提取純化該mRNA,再接加上一個納米微脂膜,將它包覆起來後,製成疫苗。這是有活性的mRNA,打入人體細胞後,這段棘蛋白的mRNA,利用人體細胞的蛋白質合成系統,按照該mRNA的信息指令合成棘蛋白片段,再藉此棘蛋白刺激免疫系統形成抗體。

2、優點:

1)體外製作mRNA疫苗生產速度快
2)在人體內mRNA指導合成的棘蛋白相對比較純、精準
3)病毒基因轉錄部分在體外完成,未進入人體內,在人體細胞質中僅完成棘蛋白的翻譯過程
4)不需要佐劑
5)製作時不需要合成蛋白質或病毒,流程較簡單,安全性相對比較高。

3、缺點:

1)技術太新了,mRNA疫苗此前從未在醫學研究領域之外得到應用,此次新冠病毒mRNA疫苗是第一次應用於人體,未知的可能問題,仍待時間來累積
2)運送和儲存要求高,因mRNA在室溫下穩定度較低、分解較快,需要超低溫保存,輝瑞BNT疫苗要求-70°C、莫德納要求-20°C。
3)仍然是活的病毒蛋白mRNA植入人體細胞,是否有不可預見的問題,還有待驗証

4、技術關鍵點:

體外mRNA合成,及活性mRNA保存。

5、疫苗在人體內、外的製程及作用:

人體外:實驗室或工廠利用基因工程轉錄成mRNA,製作疫苗
人體內:mRNA在體內細胞質中合成棘蛋白,誘發免疫反應

6、輝瑞疫苗成分

1. 主成分: 
每劑含有30mcg新型冠狀病毒
(SARS- CoV-2) mRNA 
2. 其他成分 
 脂類{(4-羥丁基)氮雜二基)
雙(己烷-6,1-二基)雙(2-己基
癸酸酯)、2 [(聚乙二醇)-2000] 
N,N-二十四烷基乙醯胺、1,
2-二硬脂基-sn-甘油-3-磷酸膽
鹼}和膽固醇 
 氯化鉀 
 磷酸二氫鉀 
 氯化鈉 
 磷酸氫二鈉二水合物 
 蔗糖 

莫德納疫苗成分

1. 主成分: 
每劑含有100 mcg 之新型冠狀
病毒(SARS- CoV-2) mRNA 
2. 其他成分 
 脂類{SM-102、聚乙二醇[PEG] 
2000 二肉豆蔻醯基甘油 
[DMG]、膽固醇、1,2-二硬脂
醯基-sn-甘油-3-磷酸膽鹼 
(DSPC)} 
 氨丁三醇 
 鹽酸氨丁三醇 
 乙酸 
 乙酸鈉 
 蔗糖

(四) 腺病毒載體疫苗

廠牌:英國/瑞典的AZ(AstraZeneca)疫苗、美國/比利時的嬌生(Johnson&Johnson)疫苗,印度Covishield疫苗(AZ/牛津研發,印度血清研究所生產),俄國衛星五號(Sputnik V)

1、原理:

腺病毒載體疫苗,是將一段製造病毒表面棘蛋白的DNA放入腺病毒中來製作的疫苗。

首先將作為載體的腺病毒的自我複製能力消除,再將一段製造病毒棘狀蛋白的 DNA整合入腺病毒基因序列中,然後製作成疫苗。這種帶有病毒活性DNA進入細胞後,利用人體細胞的蛋白質合成系統,先轉錄成mRNA,再翻譯成棘蛋白,誘發人體的免疫反應。

2、優點:

1)利用基因工程技術,在體外製作腺病毒載體疫苗,合成快、製程短,可以應急。
2)不需要佐劑
3)疫苗的安全性高,合成在體內細胞完成。棘蛋白合成的完整性最好。
4)運送保存不需要超低溫,只需要2~8°C低溫保存。

3、缺點:

1)活的病毒蛋白DNA植入人體細胞,在人體細胞中進行整個蛋白質合成,是否有不可預見的問題,還有待驗証
2)腺病毒載體疫苗因以腺病毒為載體,人體會對病毒載體產生免疫力,重複施打效果會降低;
3)因「預存免疫」可能導致某些人打此疫苗後不起作用,有效性可能不足。因腺病毒作載體,絕大多數人在成長過程中曾感染過腺病毒,體內可能存在能中和腺病毒載體的抗體,從而在腺病毒進入體內時就被自身免疫系統攻擊這個腺病毒載體、降低疫苗效果。

4、技術關鍵點:

體外基因合成

5、疫苗在人體內、外的製程及作用:

人體外:實驗室或工廠利用基因工程製作棘蛋白DNA
人體內:棘蛋白基因導入體內後,在體內細胞進行轉錄和翻譯全過程,最後得到病毒棘蛋白,誘發免疫反應

6、AZ疫苗成分

1. 主成分: 
每劑含有 ChAdOx1-S* 
recombinant(腺病毒重組 DNA
載體) 5*1010 viral particle 
2. 其他成分 
 L-Histidine 
 L-Histidine hydrochloride 
monohydrate 
 氯化鎂 
 聚山梨醇酯 80 (Polysorbate 80) 
 乙醇 
 蔗糖 
 氯化鈉 
 乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na) 

四、新冠病毒疫苗的副作用

1、不應施打疫苗的對像:

對疫苗所含成分過敏者
施打第一劑疫苗後出現急性嚴重過敏反應者
18歲以下青少年
發燒或正患有急性中、重度疾病者,也應於病情穩定後再進行接種。

2、新冠病毒疫苗副作用

不論是AZ疫苗(AstraZeneca疫苗)、BNT疫苗(Pfizer-BioNTech疫苗)還是莫德納(Moderna疫苗),依據第三期臨床試驗結果,目前已知常見的新冠病毒疫苗副作用主要有7項:

注射部位反應,如:手臂酸痛;
全身癥狀,如:「流感狀」疾病、頭痛、頭暈、發燒、發冷(畏寒)、疲勞(疲倦)、惡心(感覺不舒服)、虛弱、肌肉酸痛、關節痛、心跳加快、發燒(≧38℃) 等。

六月十日,英國公布近半年輝瑞/BioNTech(以下簡稱輝瑞)、AZ與莫德納(Moderna)三種疫苗的施打副作用報告。這份「黃牌報告」(Yellow Card Report)發現,三款疫苗比較的副作用大同小異,主要為注射部位反應(如手臂酸痛),以及與全身癥狀有關,如「流感狀」疾病、頭痛、發冷、疲勞(疲倦)、惡心(感覺不舒服)、發燒、頭暈、虛弱、肌肉酸痛和心跳加快等。

報告認為,這些都是人體對疫苗的正常免疫反應,會在一、兩天內消退;值得注意的是,副作用在年輕人身上較為明顯,對55歲以上長者反而輕微。年輕人的免疫系統反應比較快,所以對疫苗產生較多副作用。

此外,根據台灣疾管署及美國CDC所公布的資料,AZ、BNT、莫德納及嬌生疫苗,分別還可能出現的其他副作用癥狀如下:

AZ疫苗 副作用
較常見 嘔吐、接種部位產生硬塊
較少見 淋巴結腫大、食慾下降、頭暈、腹痛

BNT疫苗 副作用
較常見 接種部位腫脹、泛紅、惡心
較少見 淋巴結腫大、臉部單側麻痺

莫德納 副作用
較常見 接種部位紅斑、蕁麻疹、泛紅
較少見 臉部麻痺、腫脹

嬌生疫苗 副作用
較常見 接種部位腫痛、頭痛、疲倦、發燒、肌肉酸痛
較少見 接種部位劇烈疼痛、罕見血栓與血小板低下

特別的副作用

除了以上常見副作用之外,個別疫苗會額外產生較少見的特別副作用。

腺病毒載體疫苗,引發血栓

目前得知,AZ疫苗獨特的副作用是「血栓性的血小板低下症」,即有血栓的副作用。
嬌生疫苗(Johnson & Johnson)也有提高年輕女性罹患血栓的風險,因此傳染病專家 Paul Sax建議年輕女性可改成接種mRNA 疫苗。

莫德納和輝瑞的mRNA疫苗,引發心肌炎、心包膜炎

根據美國研究指出,這種mRNA疫苗也有獨有的副作用,那就是「心肌炎、心包膜炎 」,且發生的年齡層,多半在16歲以上和年輕的成年人身上。
單單只出現在這種mRNA的疫苗上,而且出現的年齡層,多半為16歲以上的青少年,或者是年輕的成人,比較會出現這樣的副作用。

心肌炎、心包膜炎癥狀則有:包含胸痛、呼吸急促、心悸、心抖動...等;但只要休息用藥治療,多半都會痊癒。

歐盟藥品主管機關「歐盟藥品管理局」(EMA)9日建議,心肌炎和心包膜炎必須被列為現有兩款「mRNA疫苗可能副作用;

EMA同時建議,有毛細血管滲漏症候群(CLS,即血栓)病史的人,不要接種「嬌生」(Johnson & Johnson)的單劑型武肺疫苗。

EMA另外建議,毛細血管滲漏症候群列入「嬌生」(Johnson & Johnson)疫苗副作用,有該疾病史的人不要打嬌生疫苗;EMA上個月要求將血栓列入「阿斯特捷利康」(AstraZeneca)疫苗的副作用。這兩款疫苗都是腺病毒載體類疫苗。

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有關疫苗的一些思考,請參考:
新冠疫苗的利弊,眾多專家的警告

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