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COVID-19/擔憂疫苗對抗變種病毒的效果?成大研發晶片一滴血即可檢測疫苗保護力

近期國內疫情再起,加上變種病毒來勢洶洶,許多人擔憂疫苗的保護力是否足夠?對此,成大生物科技與產業科學系助理教授許觀達帶領團隊研發出「高通量新冠變種病毒蛋白晶片」,只需一滴血即可檢測出是否具有可對抗各種變種病毒株的中和抗體,團隊還研發出另一款可用於分析新冠肺炎輕重症患者免疫反應的蛋白晶片,藉由檢測分析輕重症患者的免疫特徵,輔助檢傷分類或是預防性投藥。

這兩項研究成果近期發表在國際著名期刊《生物傳感器與生物電子學》(Biosensors and Bioelectronics) 以及《分析化學》(Analytical Chemistry)。許觀達指出,由於現行的疫苗是針對原始病毒株所設計,對抗變種病毒的效果尚不清楚,加上人們施打疫苗後的反應不一,促使團隊著手研發多種變種病毒的檢測。

省樣品、省時間、省金錢的檢測技術

由成大團隊所研發出的高通量檢測晶片如指尖大小,可同時分析血液裡對抗「新冠變種病毒」的「中和效力」與「抗體濃度」,花費一個多小時就能判讀結果。相較傳統檢測中和抗體的方式,用病毒感染細胞實驗,過程相當繁瑣且危險,需要專業技術人員操作。

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成大團隊研發的「高通量新冠變種病毒蛋白晶片」

成大的檢測技術能在晶片上模擬各種病毒與受體的結合,具有省樣品、省時間、省金錢與同時分析多種變異株等優勢,簡化的實驗流程也能保障操作人員的安全。除了血液抗體檢測外,許觀達團隊也針對親和性藥物如蛋白藥物、抗體藥物與小分子藥物發展檢測方法,可以全面且快速地評估親和性藥物對抗新冠變種病毒的能力。許觀達指出,由於疫情演變相當快速,加上病毒不斷突變,團隊在設計研發上,最困難的點是要規劃未來的可能性與發展性。

2020 年初新冠肺炎的爆發,許觀達便投入 COVID-19 檢測與疫苗評估等研究,在成大醫學院附設醫院副院長柯文謙的牽線下,與成大醫學院附設醫院小兒部主治醫師、台南醫院兒科主任何宗憲醫師合作,將學術研究發展到臨床實驗上。何宗憲說,當初聽到許觀達教授的計畫,從臨床角度來看,少量的血就能同時進行多項檢測,就好像美夢成真。回想當初採集檢體的過程,何宗憲認為,很幸運能在短時間內就收集到足夠的檢體數量。

促進醫療便利性與個人化醫療

許觀達指出,新冠蛋白晶片檢測技術已經通過台灣專利認證,美國專利也正在審查中,目前正和廠商討論合作與技轉,團隊也同步著手開發「攜帶式掃描儀」,對於小型診所、遠距醫療或是居家照護帶來更多便利性。

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成大許觀達教授(左)與學生使用晶片掃描儀

何宗憲醫師也從臨床角度分析,他認為中和抗體與疫苗關聯性會越來越多人關注,檢測變種病毒將成為趨勢,加上個人化醫療的興起,消費者對於自身健康數據的好奇與需求大增,除了新興傳染病,希望未來這項技術也能應用到更多面向,若許多檢測能透過蛋白晶片一次完成,相信可造福更多民眾。

文、圖/孫珞軒

1.參考文獻:Development of SARS-CoV-2 variant protein microarray for profiling humoral immunity in vaccinated subjects
2.參考文獻:Antibody Profiling in COVID-19 Patients with Different Severities by Using Spike Variant Protein Microarrays

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