【數碼疫苗】數碼疫苗時代將來臨 有助更快預防及治療疾病

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接種疫苗的目的是為了獲得抵抗病原的免疫力,透過免疫系統識別外來物,進行抗體的篩選和製造,以產生對抗該病原或相似病原的抗體。最近,有專家回顧了疫苗的研發歷史,認為未來可以使用機器學習(Machine Learning)、人工智能(Artificial Intelligence)和神經網絡(Neural Network)研發疫苗,將能取替大量繁複的實驗工作。

於2021年12月15日刊登在美國學術期刊《科學》(Science)旗下雜誌《科學轉化醫學期刊》(Science Translational Medicine),由英國製藥公司葛蘭素史克(GlaxoSmithKline,GSK)的數位專家(digital specialist)撰寫的文章指,疫苗的研發是一個漫長而複雜的過程,一般需要10到15年的時間。到20世紀90年代初,科學家發現疫苗能以DNA(deoxyribonucleic acid,脱氧核醣核酸)或RNA核糖核酸(ribonucleic acid,核糖核酸)的形式製成,但由於DNA疫苗在人體中的效力不夠,因此科學家開始將注意力轉向了RNA技術,並取得了成功性的進展,在動物測試中,mRNA疫苗效力比DNA的疫苗更高。

禽流感H1N1

2009年,世界上部分地區出現禽流感H1N1,但疫苗病毒株需要在雞卵中等待生長,才能開始大規模生產疫苗。該次疫苗以創紀錄10個月時間就生產出來,但仍然趕不上病毒的快速傳播。

2013年,世界各地再次出現禽流感H7N9,今次GSK和其他團體決定採取不同的行動。通過互聯網傳送病毒遺傳信息(genetic information),而不是跨越國界運送危險病毒,令疫苗不需要在雞卵中生產和操縱病毒。過往的實體疫苗需要分離病原體或生成重組細胞,通過發酵和純化產生蛋白抗原。數位疫苗(digital vaccine)則需要編碼抗原的遺傳信息,而不是本身蛋白抗原。這種遺傳信息可以通過互聯網共享,並由世界各地的多個實驗室和生產設施使用。

實體疫苗(左)需要分離病原體或生成重組細胞。 數碼疫苗(右)只需要編碼抗原的遺傳信息。 圖片來源:Science Translational Medicine

Covid-19

2020年,中國疾控中心在網上分享了SARS-CoV-2的基因組序列,促使全球幾百間實驗室能即時下載該基因序列,製造COVID-19疫苗,而無需運送病毒。僅通過66天,莫德納(Moderna)mRNA疫苗就可進入臨床試驗。經10個月後,莫德納和輝瑞BioNTech的mRNA疫苗獲得美國FDA緊急使用授權。

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  • 未來

    文章作者預計到2030年,科技將會取代現時大部份的實驗工作,透過數據預測疫苗配方、劑量、安全性、時間表和功效。數位疫苗代表了一種具有巨大預防和治療潛力的新疫苗類別,將快速研發與簡單製造互相結合,縮短研發和製造的時間和成本。

    資料來源:Science Translational Medicine

    Text by Medical Inspire 醫·思維

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