過去十多年來，伊波拉病毒、SARS或禽流感等這些傳染病之所以令人聞之色變，是因為缺乏有效的治療方法。然而對付疾病除了治療，還有預防一途，這時如何開發一個有效的疫苗就十分重要。林俊宏介紹目前疫苗學的最新進展與實例，未來疫苗的開發不僅快速，也會更加精準有效。

疫苗開發新技術

 
疫苗的開發包含幾個關鍵：「抗原」、「佐劑」及施予疫苗的「途徑」，三者各有不同選擇，組合多樣。傳統疫苗的開發時間約需5~15年；而2006年的研究指出，利用反向疫苗學（Reverse vaccinology）來發展疫苗只需2年就可完成；2020年由於結構疫苗學（Structural vaccinology）技術的成熟，疫苗的開發將更為快速精準。

 

開發疫苗時，要找出會引起有效保護效果的蛋白質，也就是有效抗原，它們大都突出於病毒或細菌表面，讓人或動物的免疫系統可以辨識。反向疫苗學找出有效抗原的方法，是先用電腦分析整個基因體序列，然後預測有多少蛋白質、再篩選表面蛋白質，再測試那些表面蛋白質可以引起細胞或抗體的免疫反應，之後再回頭找出基因，選殖蛋白質。如此找到的蛋白質通常未被發現過，也少有專利問題。

 

新型佐劑也是開發疫苗的一大重點。例如纖維素加水質的佐劑，疫苗打進肌肉後，水質的抗原會立即吸收，但纖維素中的抗原卻過1~2兩週才釋放，所以只打一針卻有打兩針的效果，這可以大幅降低動物緊迫。以國際大廠Boehringer為例，在動物疫苗做了佐劑的改變後，從2004~2011年，產值就增加了2~3倍。

 

 
以人的腦脊髓膜炎為例，該病由腦膜炎雙球菌感染造成，透過反向疫苗學，首先分析腦膜炎雙球菌的整個基因體，發現有2158個蛋白質，用電腦分析發現屬於表面蛋白質的有600個，經過各種方法測試最後找出共通的蛋白質有5個，將這些蛋白質組合在一起，保護效果可達100%。

林俊宏實驗室約於2005年引進反向疫苗學使用於豬肺炎黴漿菌的疫苗開發，挑出5個蛋白質進行組合，在免疫的效果上和市面上已有的6家國際疫苗比較，和效果最高的那家不相上下。由於發展過程中沒有使用血清培養，製程加速一倍以上，成本降低80%，使疫苗技轉的價值也大為提高。

 

反向疫苗學也可用於傳統的不活化疫苗開發。林俊宏團隊選擇了豬胸膜肺炎放線桿菌，它有15個重要血清型分佈於世界各地，但每個國家流行的血清型不同，每個國家都必須使用各自的血清型生產疫苗。林俊宏團隊找出20個蛋白質可以涵蓋所有的血清型，再找到3個菌株涵蓋這20個蛋白質，意即這3個菌株本身就可以針對所有血清型。所開發的疫苗免疫效果很好，且可同時在每個國家使用。

疫苗具有多種優勢

 
新興疾病剛出現時，很難有治療方式，卻可以很快探討疫苗的開發。反向疫苗學的一大特色是不需要抗原就可以開發疫苗，例如針對危險性高的病毒，不需要取得病毒本身，只要用基因序列進行分析，就可以開發疫苗。

 

疫苗開發的新技術推陳出新，在過程中也可以運用AI來尋找蛋白質組合， 生產時間和風險都大為降低。動物疫苗使用可避免動物使用過多抗生素，降低食安疑慮、避免影響人類抗生素的使用，可以預見疫苗新技術在未來將扮演更重要的角色。