問題與目標
登革熱一直是熱帶及亞熱帶地區棘手的公衛問題。在氣候變遷下,未來氣候將更利於病媒蚊生存,可能使臺灣登革熱疫情規模與嚴重度增加。
登革熱主要是由登革病毒(DENV)入侵宿主所招致的疾病。目前防治手段大多為針對傳染源的病媒蚊下手,原因是尚未找到足夠有效及方便配合政策實施的疫苗進行登革熱防治,目前針對DENV免疫方面的研究還在著手進行中。
該研討會提供登革熱最新防疫資訊交流,可視為因應未來氣候變遷下間接加強公衛防疫系統的調適策略。
採取的改善作為
- NS1C端胺基酸序列影響治療性登革熱抗體作用
DENV的非結構蛋白NS1(nonstructural protein 1)抗體與血小板和血管內皮細胞有交叉反應,會引起血小板功能障礙、內皮細胞損傷並抑制凝血功能。團隊過去的實驗結果顯示,NS1的C端部分序列是與宿主細胞產生交互作用的抗原決定位所在。將NS1的C端胺基酸序列(a.a.1-270)剔除後,發現此修飾後的NS1抗體與血小板結合的能力較低,且抑制血小板凝集的能力也比NS1全長抗體差,顯示避開NS1的C端設計特異性的單株抗體,可能是登革熱治療的潛在候選者。
考量以NS1為疫苗發展的安全性,團隊進一步將具有交互作用的C端抗原決定位去除,將DENV NS1的C端置換成JEV的NS1 C端序列,設計出DJ NS1嵌合蛋白,並使用高分子奈米複合物為佐劑包覆DJ NS1,相較於以鋁鹽為佐劑,其在小鼠的體內或體外試驗中皆可引起較好、也較持久的Th1及Th2免疫反應,並能引起NS1-specific CD8+毒殺T細胞作用,但此效果的詳細機制仍有待進一步探討。
- 國衛院研發脂蛋白疫苗通過概念驗證
利用大腸桿菌系統與基因重組技術,結合脂質蛋白(lipoprotein) 與登革熱病毒封套蛋白EDⅢ基因,做出重組脂質EDⅢ蛋白(LEDⅢ),可誘發有效免疫反應。
LEDⅢ加強了共激分子(costimulatory molecules)如CD40、CD80、CD86、MHCⅡ以及在抗原呈現細胞中分泌的細胞因子(TNF-α、IL6、IL12、IL23以及IL27)。
團隊發現,和登革病毒相較,候選的脂化疫苗激發中和抗體(neutralizing antibody)的活化速度及數量表現更優。另外,LEDⅢ也可以降低登革熱感染引發的抗體依靠性增強作用(antibody-dependent enhancement, ADE ) 之潛在風險,避免二次感染不同血清型病毒,而引發的出血性登革熱或登革休克症。
- 高通量篩選平台抗登革熱病毒藥物候選推手
DENV抑製劑的研發是控制登革熱病毒流行的一種方式,目前已有幾種新型技術能輔助對DENV抑製劑的高通量篩選,例如感染性cDNA克隆(infectious cDNA clone)、攜帶報導(螢光酶或螢光蛋白)基因之複製子細胞(reporter replicon cell)及以酵素為基礎的NS2B/3蛋白酶試驗。
團隊利用新開發的技術平台分析抗藥性帶有的突變,進而探討抑制劑之作用模式與機轉。並利用高通量篩選平台,找到2種小分子抑製劑BP13944和BP13944,發現2種化合物皆能抑制4種血清型的DENV,並分別以DENV的NS3蛋白酶結構及其輔因子NS2B為標的。
另外,也在無細胞毒性的濃度下,選定了能抑制種血清型DENV和,JEV複製的「DVI-1蛋白」。又進一步定序幾個對DVI-1具抗藥性的獨立植株時,發現在外殼蛋白中有幾個胺基酸被置換,顯示外殼蛋白應該是DVI-1的標的。
成效
研究已經證明DJ NS1抗體對於被DENV感染的細胞提供了保護力,也為登革熱的治療抗體和高功效疫苗的發展提供了一個新的策略。
目前,該脂化次單位登革熱疫苗已通過概念驗證階段,正在製程發展。未來該疫苗的發展重點將著重於檢視LEDⅢ的臨床使用適用性。
研究還發現到有一種DVI-1衍生物的側鏈會影響DVI-1的抗病毒效用,所以未來需要建立更好的方法來合成DVI-1類似物。此研究是全球首次發現作用於NS2B輔因子之黃病毒抑制劑,也是第一個利用高通量藥物篩選平台,篩選出登革熱蛋白酶抑制劑,並藉由分析抗藥性突變,來探討此抑制劑之作用模式與機轉。
名詞解釋
氣候變遷風險評估: 使用有效的評估工具來了解氣候變遷對各個領域的中長期衝擊,並提出相對應的調適策略與行動,以減低氣候變遷帶來的風險。
案例類型:
結構和物理性選項- 工程技術或是現有構造物的強化、綜合技術研發
社會性選項- 社區災害知識的學習與交流、警戒資訊的研發與運用
制度性選項- 經濟、政策與法律層面的制度建立
參考文獻
陳欣儀、吳靜芳。全球登革熱專家及團隊齊聚台灣探討疫情控制及藥物開發最新進展與趨勢。環球生技月刊 2016:Jan.-Feb.:18-23。