【產業】吳弘毅:基礎研究不可斷鏈,動物模型助抗疫!

2021/02/06
【產業】吳弘毅:基礎研究不可斷鏈,動物模型助抗疫!
新冠肺炎疫情下,國衛院緊急聚集各界專家,探討如何加速國內疫苗、藥物等相關研發。其中,中興大學吳弘毅教授擁有20年動物冠狀病毒基礎研究經驗,他是如何透過動物相關研究助力抗疫?又如何看待本次疫情?

Industry | 產業 2021年 Vol. 74

20年動物冠狀病毒研究基礎

吳弘毅:基礎研究不可斷鏈,動物模型助抗疫!

撰文、攝影/巫芝岳

新冠肺炎疫情下,國衛院在1月底緊急聚集各界專家,探討如何加速國內疫苗、藥物等相關研發。其中,中興大學吳弘毅教授擁有20年動物冠狀病毒基礎研究經驗,他是如何透過動物相關研究助力抗疫?又如何看待本次疫情?


撰文、攝影/巫芝岳

至今仍在全球延燒的新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情,已造成全球近6百萬人確診、30多萬人死亡。

臺灣「超前部署」造就的防疫成績備受世界肯定。事實上,早在農曆年假一結束,國家衛生研究院就召集各界專家,開會探討該如何加速我國研發,促進檢測、藥物與疫苗的發展,以讓疫情提前趨緩。

這場會議中,除了與藥物、疫苗研發相關的研究員外,也不乏專精於「動物病毒」基礎研究專家的身影,中興大學獸醫病理生物學研究所吳弘毅教授,正是其中一員。

從動物研究了解冠狀病毒致病機轉

吳弘毅從博士班起,就開始研究動物冠狀病毒,至今已有約20年研究經驗,並專注於研究冠狀病毒的基因表現與致病機轉。

他表示:「要了解像是新冠病毒這種新興病原體時,動物病毒相關的基礎科學研究,扮演非常重要的角色。」。

冠狀病毒是一群有外套膜的 RNA病毒,表面有許多類似皇冠突起的棘狀蛋白(Spike Protein),因而得名。

吳弘毅指出,冠狀病毒是個龐大的家族,感染不同物種的冠狀病毒,其實相似度都高達70~80%。而棘狀蛋白與宿主細胞上的受體接觸,是病毒感染宿主的第一步;不同的冠狀病毒最大的差異,在於其表面的棘狀蛋白不同,這點也會導致冠狀病毒感染、傳播情況的不同,但病毒進入細胞後的複製、繁殖機轉則都非常相近。

目前,已知共有7種冠狀病毒會感染人類,而包括:牛、老鼠、豬、家禽等,也都有特定種類冠狀病毒在同物種內傳播,有些病毒則會在人畜之間共通,像是造成急性嚴重呼吸道症候群(SARS)的病毒,就是從果子狸傳至人類所致。

此外,引發普通感冒(即非流行性感冒)的許多病毒中,也包括冠狀病毒在內,不過,由於直到2003年SARS出現前,冠狀病毒在人類身上並未造成嚴重疫情,所以,科學界投入人類冠狀病毒的研究也相對非常少。

獸醫研究提供人畜共通疾病堅實基礎

正因為如此,吳弘毅強調,過去在動物身上所做的基礎研究,對於人類如何對付這些新興疫情而言相當重要。

獸醫和人醫專長不同,人醫需要大量專注在如何治療、選擇療法的部分,但對於病原體的基礎研究,尤其像是這類人畜共通疾病,獸醫的研究可提供非常堅實的基礎。

像是SARS爆發後的冠狀病毒研究,都是以大量過去在動物冠狀病毒上的研究為基礎。

今年4月中,由中央研究院生化所研究員梁博煌等人帶領的團隊,從上百種化合物中,篩出能夠抑制新冠病毒3C-樣蛋白酶(3C-Like Protease)的抑制劑,中興大學獸醫系副教授郭致榮就參與其中。

3C-樣蛋白酶是冠狀病毒複製時不可或缺的蛋白酶,而該團隊所發現的此種抑制劑,效果比現有的相似抑制劑效果再強十倍,相當有潛力開發為抗病毒藥物。

本次疫情中,也發現病毒會在人體內與抗體共存,或是發現除了呼吸道外,病毒還會感染其他器官等。

「這些在動物的研究上其實都已有所發現,因此,透過這些過去的動物研究,預測出部分新冠病毒的感染情況或症狀,其實是相對容易的。」吳弘毅說。

僅需P2實驗室 動物病毒成加速研發利器

除了病毒感染、複製等機制相關的基礎研究外,吳弘毅也表示,動物實驗是新興傳染病研究中不可或缺的一塊。在進行抗病毒藥物或疫苗等相關研究中,科學家首先會以細胞作為實驗工具,再使用動物進行實驗階段,經過充分的活體驗證後,才能進入人體試驗階段。

此外,由於動物冠狀病毒僅需在P2等級實驗室進行操作,不像人類新冠病毒需在P3實驗室進行,因此,若有藥物、疫苗研發出來,先透過動物冠狀病毒進行試驗,就是一項能加快研發的方法。「藥物或疫苗若能對動物冠狀病毒有效,對新冠病毒有效的機率也會很高。」吳弘毅說。

吳弘毅表示,若要直接進行新型冠狀病毒對老鼠的實驗,就必須透過例如:ACE2基因轉殖老鼠等基因改造動物來進行,才能模仿人類被新冠病毒感染的途徑,而這些基改動物通常成本較高,且可能供不應求,因此,前期經常先以一般實驗動物測試。

呼籲基礎研究不可斷鏈

吳弘毅也表示,不論疫情是否結束,相關的基礎研究都需要持續進行,像是美國至今也都仍有經費投入SARS的相關研究,但國內這部分則較為缺乏。

吳弘毅分享,他在申請研究計畫時,就曾遇過「因為SARS疫情已經過去,冠狀病毒研究被認為非當務之急。」,因而碰壁的狀況。然而,當年儘管美國只有8例SARS確診病例、無人死亡,美國政府與民間單位仍大力投入研究。

本次新冠疫情出現後,國外亦有科學家疾呼,若SARS疫情後仍能持續投入研究經費,那麼如今可能已有能對抗新冠肺炎的藥物出現。因此,基礎研究經費的不斷鏈,或許正是支持全人類對抗新興疫情時,舉足輕重的後援英雄之一。

>>本文刊登於《環球生技月刊》Vol. 74

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