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出身中下階層、家裡第一個大學生…這通電話讓他12年研究心血,成為新冠肺炎疫苗誕生關鍵!

出身中下階層、家裡第一個大學生…這通電話讓他12年研究心血,成為新冠肺炎疫苗誕生關鍵!
德州大學奧斯汀分校結構病毒學家麥克萊倫(Jason McLellan)。

林信男

全台防疫報導

翻攝自德州大學奧斯汀分校(UT Austin)官網

2021-06-15 16:16

時間是2020年1月6日,德州大學奧斯汀分校(UT Austin)結構病毒學家、分子生物學系副教授麥克萊倫(Jason McLellan),正和家人在猶他州帕克市(Park City),享受滑雪假期。

此時,他的手機突然響起,來電者是美國過敏暨傳染病研究所疫苗研究中心副主任葛拉漢(Barney Graham​);當時,麥克萊倫滿腹疑惑,因為,葛拉漢不常打電話給他,兩人的聯絡,多半是透過電子郵件,「我還以為是遲來的聖誕節問候」。

 

從葛拉漢口中,麥克萊倫得知,中國出現一種疑似冠狀病毒的新病毒,「目前還沒有基因序列,若我們取得,你能否回到崗位、組織團隊,一起嘗試研發疫苗?」

 

面對這項挑戰,麥克萊倫立刻表示同意,並連絡研究生沃普(Daniel Wrapp)、博士後研究員王念雙(Nianshuang Wang),組成研究團隊。1月11日,中國科學家公布新冠病毒基因序列,等同宣告,麥克萊倫和葛拉漢研究團隊的任務,正式起跑

 

▲麥克萊倫(左)和研究團隊主要成員沃普(Daniel Wrapp)。

 

博士後研究期間結識葛拉漢 一起對付「變形金剛」蛋白質

 

曾表示自己出身中下階層,在底特律郊區度過童年的麥克萊倫,是家中第1個獲得大學學歷的人。在韋恩州立大學主修生物化學的他,畢業後,決定繼續深造,並於約翰霍普金斯大學醫學院取得博士學位。

 

2008年,他前往美國國衛院(NIH)疫苗研究中心,在那裡結識了葛拉漢,且一同從事博士後研究。當時,他們所鑽研的課題,是如何將「呼吸道融合病毒」(RSV)的「第1類融合蛋白」(class 1 fusion protein或稱「F蛋白」F protein),「鎖定」(lock)在融合前的狀態。

 

葛拉漢形容,這種蛋白質猶如「變形金剛」,它在病毒感染人體前,所呈現的樣貌,和感染後截然不同,也就是具有「融合前」和「融合後」兩種狀態;過去RSV疫苗研發之所以屢傳挫折,似乎與研究焦點集中於「融合後」狀態有關。

 

因此,葛拉漢和麥克萊倫的研究重心,就是嘗試捕捉「第1類融合蛋白」的「融合前」狀態,藉以開發出更成功的RSV疫苗;最後,麥克萊倫終於透過「X光結晶學」(x-ray crystallography)技術,成功鎖定了高度不穩定的「融合前」F蛋白。

 

上述研究成果,不僅為RSV疫苗研發,帶來新方向,更入選國際頂尖期刊《科學》(Science)的2013「年度10大突破」(Top 10 Breakthroughs of 2013)。

 

▲葛拉漢(中)和麥克萊倫(左),當年一同在美國國衛院從事研究工作。(圖:翻攝自Barney Graham推特

 

新冠肺炎疫苗研發速度「超快」?相關研究成果已累積逾12

 

獲得上述成功經驗後,葛拉漢和麥克萊倫,又陸續針對「中東呼吸症候群」(MERS)、「嚴重急性呼吸道症候群」(SARS)冠狀病毒的「棘蛋白」(spike protein),進行相關研究。

 

對於新冠肺炎疫苗的研發速度之「快」,外界有不少質疑(例如:最快完成研發的腮腺炎疫苗,就花了4年,新冠肺炎疫苗竟不到1年?),甚至認為該疫苗,是「急就章」的產物。不過,葛拉漢和麥克萊倫累積超過12年的研究成果,猶如在新冠肺炎疫情爆發前,就為疫苗研發,默默鋪出一條明確道路。

 

▲新冠病毒「棘蛋白」3D分子結構圖。(圖:翻攝自《科學》期刊

 

2020年2月,在麥克萊倫、葛拉漢各自帶領研究團隊通力合作下,開發出把新冠病毒「棘蛋白」,鎖定在「融合前」狀態的方法,並將之轉化為疫苗候選物質,還建構出這種「棘蛋白」的3D分子結構圖,成為新冠肺炎疫苗研發的關鍵突破點,整個研究過程,大約只花了1個月,其成果已發表於《科學》期刊

 

在新冠病毒「棘蛋白」3D分子結構圖出爐後,葛拉漢的實驗室,便與莫德納(Moderna)藥廠合作,運用這項研究結果,開發新冠肺炎疫苗,並於同年3月4日,獲美國食品暨藥物管理局(FDA),核准進行人體試驗。

 

▲沃普和博士後研究員王念雙(Nianshuang Wang)。

 

持續研發「通用式冠狀病毒疫苗」 避免疫情大流行重演

 

在接受媒體採訪時,麥克萊倫笑稱,去年初,他根本不知道,自己從事的工作,竟足以改變世界。

 

今年3月,麥克萊倫接種首劑新冠肺炎疫苗,有趣的是,雖然身為疫苗問世關鍵研究的領導人之一,但他似乎沒打算太快「體驗」自己的研究成果,「(在我之前)我太太、爸媽、姊姊,都接種了疫苗。」

 

麥克萊倫說,當初研究MERS(2013年爆發疫情)冠狀病毒時,原本是打算為「(可能)10年後的下一次爆發」做準備;未料,不到10年,冠狀病毒就再次來襲。

 

「我們不太可能徹底消滅它(冠狀病毒)」,麥克萊倫強調,他的實驗室正在研究「通用式冠狀病毒疫苗」(universal coronavirus vaccine),一旦成功,無論病毒如何變種,人類都有辦法透過疫苗與之抗衡,避免疫情大流行再度重演。

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