蛋白質在100℃下還能保持活性，「疫苗之殤」或有終極解決辦法

接種疫苗是預防和控制傳染病最經濟、有效的公共衛生干預措施，對於家庭來說也是減少成員疾病發生、減少醫療費用的有效手段。然而，疫苗的不當使用，甚至問題疫苗的流通已成為非常嚴重的全球公共衛生問題。

2016年，山東省爆出的「毒疫苗」事件曾讓所有國人震驚，其涉案金額之巨、波及範圍之廣前所未見，嚴重衝擊了公眾對國內疫苗及相關監管工作的信任。案件涉及的問題就是不法分子未對疫苗按規定執行冷鏈儲運，導致疫苗在高溫下出現變質失效。

這些疫苗在注射後不但不能起到應有的作用，嚴重的可能致人死亡。例如狂犬病這類致命性傳染病，接種者會因免疫無效而感染髮病死亡。

從分類上講，疫苗屬於一種特殊的藥品，它們含有經過人工處理的病原體成分，可供免疫系統識別的特徵（抗原性）被保留，同時又解除了它們的殺傷力。

作為生物製劑，疫苗中包含的蛋白質對溫度非常敏感，溫度過高或過低都會對它們產生影響。現實中，疫苗失效多數由高溫引起。高溫會使蛋白質結構發生改變或遭到破壞，最終發生變性並失去活性。

圖 | 冷鏈示意圖

這就意味著，疫苗從生產出來到人體接種，中間經歷的所有流通、運輸和儲存環節，都必須是在低溫冷藏狀態下進行，即所謂的「冷鏈」。

而在一些經濟不發達地區，由於缺乏穩定的電力供應和提供全程冷鏈的能力，導致冷鏈經常斷裂，疫苗的質量難以得到有效保證，每年因此造成數百萬劑疫苗的損失。

近日，來自英國巴斯大學與紐卡斯爾大學的研究人員，發明了一項新技術：可以讓蛋白質在溫度高達100℃的環境中保持完好無損。

他們藉助沙子的主要成分——二氧化硅，這種無毒且具有良好惰性的材料——將蛋白質巧妙包裹起來，形成一種保護層。該研究發表在近期的《科學報告》刊物上。

當溶液中的蛋白質與二氧化硅混合後，二氧化硅緊密結合在蛋白質上以匹配其形狀，並迅速形成多層籠狀，將蛋白質包裹在內。該方法與同類技術相比，最大優點是不需要冷凍乾燥，大約一半的疫苗此時都會受到損害。

蛋白質一旦與二氧化硅結合，可以不冷凍就儲存或運輸。值得注意的是，這種二氧化硅外層能被化學方法除去，釋放出的蛋白質活性則不受影響。

這一發現意味著疫苗和其他重要藥物可以更容易、更便宜和更安全地運輸，特別是對偏遠或基礎設施匱乏的地區，此類需求往往最大。

研究團隊稱他們的方法為「硅化」(ensilication)，並且期待能取代為了保護蛋白質產品，諸如疫苗、抗體和酶製品而實施的昂貴且往往不切實際的冷鏈措施。

作為該項目的帶頭人，巴斯大學化學系的Asel Sartbaeva博士如是說：「一旦疫苗中的蛋白質分子受到破壞且糾結在一起，就毫無用處了，你可以想像一個煮熟的雞蛋，已再不能變回未煮熟時的樣子了。」

「因此，要是能在室溫甚至更高溫度下儲存和運輸蛋白質，將會為世界各地患者在安全運輸疫苗和其他藥物上省卻不少麻煩。」

圖 | 粉末狀的硅化蛋白質 圖片來源：巴斯大學

「研究結果已經證明，我們可以簡單可靠地利用硅化作用，保護蛋白質在高達100°C時不受破壞；或者在不造成功能損失的前提下，將其做成粉末狀在室溫下存放長達三年。

他們對該技術潛在的應用感到異常興奮，試驗已對三種蛋白質做了測試：破傷風疫苗、馬血紅蛋白和蛋清中的一種酶，而且計劃對更多種疫苗、抗體、抗病毒物質、抗毒藥物以及其他生物製藥開展試驗。

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