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獨步全球的雙價黴漿菌疫苗

99/12/03 24805

吳美枝｜《科學發展》特約文字編輯

近年來，豬呼吸道疾病發生的成因日趨複雜，流行規模也越見擴大，造成不少經濟損失。其中，豬黴漿菌肺炎的感染率極高，是不容忽視的豬呼吸道傳染性疾病。過去，一般認定豬黴漿菌性肺炎單純是由豬肺炎黴漿菌所引起的，施打豬肺炎黴漿菌疫苗也是唯一的預防方法。

但是，1998 年起，陸續有豬隻在接種豬肺炎黴漿菌疫苗後，依然出現感染現象。財團法人臺灣動物科技研究所的林俊宏副研究員於是投入研究，並成為全球第1位證實豬鼻黴漿菌也會引發豬黴漿菌肺炎的人，更進一步研發出豬鼻黴漿菌合併豬肺炎黴漿菌雙價疫苗，因此獲頒行政院 2009 年傑出科技貢獻獎。

為什麼要打疫苗

疫苗是用細菌、病毒製成，並使身體產生免疫力的生物製劑。概括來說，單價疫苗意指內含 1 種菌，雙價疫苗則包含兩種菌，有 3 種菌的疫苗就稱為三價疫苗，俗稱的三合一疫苗。另外，疫苗又分成活毒疫苗和死毒疫苗。活毒疫苗是經過基因改變，讓它毒力降低，不至於引發疾病的疫苗；死毒疫苗是先用化學或物理的方式把病毒殺死，再注射到人體內的疫苗。

疫苗接種就是把疫苗製劑接種到人或動物體內的技術，使其因此而獲得免疫力。其實，施打疫苗就像是訓練體內免疫系統的軍隊。先把引發疾病的活毒或死毒打入體內，讓身體認識這個敵人；當微生物入侵時，身體才能派出免疫軍隊去殺死入侵的微生物。就像國家需要軍人的保衛，而非平民，因為軍人受過特別訓練，有戰鬥技能及武器裝備。而平民手無寸鐵，一如沒施打疫苗的身體。

難纏的黴漿菌

黴漿菌沒有細胞壁，是目前所知能在細胞外自行複製的最小細菌，主要寄生在生物的呼吸道、泌尿生殖道等。一般細菌的培養，只要買回商品化的培養基，直接加水、再加熱，就可開始培養細菌。但是，要製造黴漿菌的培養基，並不是件簡單的事，要準備 7、8 種成分，歷時兩個星期的運作，才能製成培養基。由於黴漿菌的培養條件非常困難，在臺灣研究黴漿菌的人並不多。

呼吸道的免疫系統其實很薄弱，主要仰賴上皮細胞纖毛的擺動來清除灰塵及細菌。黴漿菌的可怕之處在於會附著在氣管與支氣管的上皮細胞纖毛上，並造成纖毛脫落。一旦少了纖毛的保護，豬隻就容易受到其他病原的侵襲及感染。目前世上已發現 4 種豬黴漿菌，但是林副研究員剛踏入豬黴漿菌研究時，臺灣僅有 1 種，即豬肺炎黴漿菌。

豬黴漿菌性肺炎

一般而言，豬黴漿菌性肺炎主要是由豬肺炎黴漿菌所引起的。這種病菌的主要感染源是攜帶病原的豬隻，透過與鼻分泌物的直接接觸散播病原。儘管豬黴漿菌肺炎的死亡率不高，卻有高傳染率。除了會降低豬隻的飼料換肉率，導致生長遲緩，造成豬隻的發炎性反應，產生免疫抑制作用之外，更經常併發如胸膜肺炎放線桿菌、巴氏桿菌，或豬鏈球菌等的二次性感染。而且，一旦發生二次感染，死亡率便相當高。

根據統計，美國每年豬肺炎黴漿菌導致的養豬產業損失逾20億元。臺灣屬亞熱帶季風氣候，溫度與溼度都很適合豬肺炎黴漿菌的生長與繁殖，而豬黴漿菌肺炎在臺灣豬場中的感染範圍可達 30～93％。由此可見，豬黴漿菌肺炎實在是不容小覷的豬隻呼吸道傳染性疾病。

豬鼻黴漿菌入侵臺灣

過去，豬隻一旦施打黴漿菌疫苗，就不易感染豬黴漿菌肺炎。但是從 1998 年開始，陸續有農民和疫苗大廠發現，儘管豬隻已接種黴漿菌疫苗，卻仍有感染現象，紛紛懷疑是疫苗出了問題，以致失去效用。當時，林副研究員試圖找出答案，卻受限於黴漿菌的分離方法，不僅不能分離混合感染的細菌，分離時間還長達 4～21 天，因此始終無法證實是不是疫苗出了問題。

2000 年，隨著新技術的誕生，黴漿菌的分離效率因而獲得改良，分離時間也縮短為 2～5 天，即使是和其他細菌混合感染，也可把黴漿菌分離出來，且分離率高達 70％以上。這是世界獨創的技術，這個技術讓林副研究員能夠針對所有可能因為黴漿菌感染的豬隻，進行黴漿菌的分離，同時分離出其他病原。這時，林副研究員才發現，臺灣在 1998 年開始，就有豬鼻黴漿菌的入侵。

過去普遍認為豬鼻黴漿菌不會引發豬黴漿菌肺炎，但是林副研究員在感染豬黴漿菌肺炎的豬隻身上，發現單一的豬鼻黴漿菌，證實豬鼻黴漿菌會引發豬黴漿菌肺炎。雖然早在 1970 年代，就有豬鼻黴漿菌可能誘發豬黴漿菌肺炎病變的假設，但始終乏人驗證。

之後，林副研究員嘗試把研究成果投稿到全球排名前 5 名的《獸醫微生物雜誌》。由於這項研究成果顛覆國外幾十年來的看法，該雜誌主編因此要求林副研究員必須提出非常強而有力的佐證，才能刊登這份論文。林副研究員於是反覆驗證，進行多次的攻毒試驗，並研發豬鼻黴漿菌疫苗。經歷 18 個月的審核，論文終在 2006 年發表，並於 2008、2009 年獲日、韓、英等國引用。國外的研究人員也開始進行研究，並證實豬鼻黴漿菌確實會引發豬黴漿菌肺炎，顯示這個現象並非臺灣獨有。

新型豬黴漿菌疫苗的開發

除了證實豬鼻黴漿菌會引發豬黴漿菌肺炎外，林副研究員也開發出內含兩種黴漿菌，即豬肺炎黴漿菌及豬鼻黴漿菌的雙價疫苗。這兩種黴漿菌沒有彼此的保護力，也就是只打豬肺炎黴漿菌疫苗，無法抵抗豬鼻黴漿菌；只打豬鼻黴漿菌疫苗，也無法抵抗豬肺炎黴漿菌。現存的疫苗只針對豬肺炎黴漿菌，它對豬鼻黴漿菌的侵襲毫無抵抗力。因此林副研究員所開發的雙價疫苗，不僅是全球獨一無二，將來在市場上也非常有取代原來單價疫苗的潛力。

林副研究員表示，根據他們在 8 家養豬場進行實驗的結果，在豬隻育成率原有 58％的養豬場，使用豬黴漿菌雙價疫苗後，育成率可提升到 80％；若在育成率已有 9 成的養豬場，則可再提升 2％到 3％。對養豬場來說，即使是 2％到 3％的小幅成長，也相當有意義。目前，豬黴漿菌雙價疫苗還是寡占市場，未來可望循單價疫苗的模式上市，且由於豬隻育成率提高，對廠商的吸引力也會更大。

除了經濟效益與商業價值外，在豬黴漿菌雙價疫苗開發過程中所衍生的各項技術，也可供政府利用於屠宰場的微生物監控，協助肉品衛生改善。目前，豬黴漿菌雙價疫苗已取得 3 項專利，待上市後，林副研究員也會發表更多論文，以協助他國加入研發行列。未來，林副研究員會持續在生技這條道路上耕耘，努力找到更多重要抗原去開發疫苗，朝向研發三價、四價的黴漿菌疫苗，其成果勢必再度讓世人刮目相看。

【行政院2009年傑出科技貢獻獎得獎人專訪】

資料來源

《科學發展》2010年12月，456期，58 ~ 61頁

疫苗(74) 免疫(49) 黴漿菌(3) 科發月刊(5210)

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