早在四百多年前，科學家們就知道安慰劑的效用(placebo effect)，但是不知道原理為什麼。安慰劑效應的相反是 nocebo effect，兩者有何不同？舉個例來說，如果仿間流傳吃西藥對身體不好，病人就會覺得自己吃了藥以後身體哪都不舒服，這就是 nocebo effect。但是當人家跟他說喝鹼性水就會好，然後他喝了鹼性水之後，真得覺得病痛都消失了，這就是 placebo effect。
大部分 placebo effect 和 nocebo effect 的研究是來自 placebo analgesia 和 nocebo hyperalgesia，也就是安慰劑讓人有止痛的感覺，和反安慰劑效應讓人感覺更痛。管理和調節痛覺的神經迴路為 periaqueductal gray (PAG) - rostral ventromedial medulla (RVM) pathway，當大腦接收到疼痛的感覺後，一部份會經由 PAG 送到 RVM，然後 RVM 處理過後，再送到脊髓神經線路。
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到底為什麼安慰劑會有效用？可能目前大家會覺得是因為心理作用，大腦告訴你有效或沒效，然後心理影響生理。澳洲墨爾本大學和雪梨大學的科學家們，合作做了一個研究，想知道大腦到底在安慰劑效用裡扮演了什麼角色，於是找來了 27 位平均年齡 23 歲的志願者參與一個研究，在他們的手臂上戴了一個熱電擊(thermode)，這個熱電擊會加熱到一個讓人感到有點痛的溫度。之後，研究者們拿了三個藥膏，分別是止痛藥膏(pain reliver, lidocaine)、助痛藥膏(pain inducer, capsaicin)，塗了會變更痛，和普通的凡士林(Vaseline)，然後在參與者們手臂上被熱電擊燙到的地方塗藥膏，跟他們說，他們被塗的是哪一種藥膏，但其實三種都是凡士林。
兩天過後，問參與者有什麼感覺，同時用 fMRI 觀察他們的腦部變化，看腦中哪個部位變得很活躍。大部分的參與者都感覺到比較不痛(placebo effect)，或是感覺變得更痛(nocebo effect)。有三分之一的人在塗了止痛藥膏後都覺得有變得比較不痛，有超過一半的人覺得塗了助痛藥膏後，真的有變得比較痛。而這些感受，有反映在 fMRI 的結果上，參與者們的大腦裡，管理和調節痛覺的 PAG-RVM pathway，不管是安慰劑效應，還是 nocebo effect，都出現不同的反應。差別在於安慰劑效應會讓 RVM 變得活躍，但是降低 PAG 的活躍度，而 nocebo effect 則相反，PAG 變得活躍，RVM 的活耀度則變低。
Articles:
Science / Why do placebos work? Scientists identify key brain pathway (Oct 2021)
EurekAlert / Brainstem pathway modulates pain in placebo effect (Oct 2021)
Papers:
L Crawford et al, Brainstem mechanisms of pain modulation: a within-subjects 7T fMRI study of Placebo Analgesic and Nocebo Hyperalgesic Responses. J Neurosci (2021)
2021年11月6日 星期六
2021年9月18日 星期六
有了這個突變就不會得阿茲海默症了嗎？
這篇是快兩年前的新聞，本來想分享的，結果拖了一下疫情就來惹，然後就拖到現在。QQ
阿茲海默症有兩種：早發性(early-onset)和晚發性(late-onset, LOAD)。早發性是遺傳造成的，通常在四、五十歲左右就會出現症狀，晚發性的病因則不清楚，主要是老化，隨著年齡增長的病的機率越高，通常都是六十歲之後才開始出現症狀。早發性阿滋海默症主要是因為 PSEN1 (presenilin 1)、PSEN2 和 APP (amyloid protein precursor) 帶有突變，導致 β-amyloid (Aβ) 和 tau 堆積。除此之外，近來也發現 APOE4 也是致病基因之一。
相關文章：利用 ASO 治療阿茲海默症
不過之前發現，有位女性雖然帶有突變，照理說在五十歲前就會發病，但她在七十歲以後才出現輕微失智的症狀，當他到麻省綜合醫院(MGH)做腦部影像檢查時，引起了神經心理學家 Dr. Yakeel Quiroz 的注意。
這位女士是哥倫比亞人，來自全世界最大的遺傳性阿茲海默症家族，他的祖先是一對巴斯克人夫妻(Basque)，在三百多年前移居到哥倫比亞，這個家族目前約有六千人，其中有一千兩百人的 PSN1 帶有 E280A 這個突變，這個突變會產生大量的 Aβ，造成 Aβ 堆積。這個大家族裡帶有 E280A 的人中，有一半在在 44 歲以前就出現輕微的認知障礙(mild cognitive impairment, MCI)，然後在 49 歲以前出現失智症狀，他們也參與了 crenezumab 的臨床試驗。
這位女士讓人訝異的點是腦部 PET 影像顯示她的腦中雖然有大量的 Aβ 堆積，但是她在七十幾歲才出現輕微的認知障礙，比他的親戚晚了三十年，而且他的 Aβ 堆積比他親戚還多，值得注意的是他腦中的 tau 相對的少，這表示光是 Aβ 堆積不足以造成阿茲海默症，tau 才是主要原因嗎？Dr. Quiroz 想知道為什麼他的 Aβ 那麼多，但症狀卻那麼晚才出現，於是定序了其他和阿茲海默症有關的基因，結果發現他的 APOE3 帶有罕見的 Christchurch mutation (APOE3ch, R136S)。這個突變是於 1987 年在紐西蘭基督城(Christchurch)發現的，但是幾乎只出現在拉丁裔中，而兩個 copies 都帶有這個突變的機率大約是百萬分之一，而這位女士就是那個之一。
APOE 的功能是運送脂肪和膽固醇到表皮組織和腦部，因此也被認為和心血管疾病有關。APOE 基因是 polymorphic，有三種 isofoms (3 alleles, ε2, ε3, ε4)，主要不同為其中兩個氨基酸：APOE2 (C112/C158), APOE3 (C112/R158) & APOE4 (R112/R158)；可以有六種組合：ε2/ε2, ε2/ε3, ε2/ε4, ε3/ε3, ε3/ε4, ε4/ε4。其中 APOE4 被認為是阿茲海默症的致病基因之一，APOE2 比較少見但有研究顯示它會降低心血管疾病和 AD 致病機率，APOE3 目前屬於中性。大多數人帶的都是 APOE3，之前有研究顯示，在歐美亞非人種中，非洲人帶有 APOE4 的機率最高，東亞人帶 APOE4 的機率較低，且帶 APOE2 的機率較高。
要怎麼知道是 APOE3 基督城突變是延緩 AD 的原因？他們先是測試 APOE3 對 Aβ 的影響，發現在有 APOE3 的情況下，Aβ 會結塊(aggregates)，但是在 APOE3ch 的情況下，結塊的情況比較低，和有 APOE2 的情形差不多。另外，R136S 這個突變點剛好和 LDLR (lipoprotein receptors)，還有醣分子 heparan sulphate proteoglycans (HSPGs) 的結合有關，相較於 APOE3，APOE2 和 APOE3ch 和 LDLR 的結合度比較低。HSPGs 被認為會促進 Aβ 堆積和吸收細胞外的 tau，APOE3 和 HSPG 的結合會讓 tau 擴散到其他神經細胞，他們比較了不同 APOE 和 HSPGs 的結合度(binding affinity)，發現 APOE3ch 和 HSPGs 的結合度最低。
不過，也有人對此感到懷疑，原因是這位女士跟大家一樣帶好幾千個基因突變，要怎麼確定不是其他突變帶來的益處？另外，這個家族有七人帶有一個基督城突變，但還是很早就出現症狀，難道一定要兩個 copy 都有突變才會有效果嗎？但是，要是真的和 APOE3/heparin 的結合有關，那麼阻斷這個結合有可能成為治療阿茲海默症的方法之ㄧ。
Articles:
STAT / She was destined to get early Alzheimer’s, but didn’t. Did a rare mutation protect her? (Nov 2019)
KA Zalocusky et al, An Alzheimer’s-disease-protective APOE mutation. Nature Medicine (2019)
Papers:
JF Arboleda-Velasquez et al, Resistance to autosomal dominant Alzheimer’s disease in an APOE3 Christchurch homozygote: a case report. Nature Medicine (2019)
Zhou et al, Non-coding variability at the APOE locus contributes to the Alzheimer’s risk. Nature Comm (2019)
ME Belloy et al, A Quarter Century of APOE and Alzheimer's Disease: Progress to Date and the Path Forward. Neuron (2019)
阿茲海默症有兩種：早發性(early-onset)和晚發性(late-onset, LOAD)。早發性是遺傳造成的，通常在四、五十歲左右就會出現症狀，晚發性的病因則不清楚，主要是老化，隨著年齡增長的病的機率越高，通常都是六十歲之後才開始出現症狀。早發性阿滋海默症主要是因為 PSEN1 (presenilin 1)、PSEN2 和 APP (amyloid protein precursor) 帶有突變，導致 β-amyloid (Aβ) 和 tau 堆積。除此之外，近來也發現 APOE4 也是致病基因之一。
相關文章：利用 ASO 治療阿茲海默症
不過之前發現，有位女性雖然帶有突變，照理說在五十歲前就會發病，但她在七十歲以後才出現輕微失智的症狀，當他到麻省綜合醫院(MGH)做腦部影像檢查時，引起了神經心理學家 Dr. Yakeel Quiroz 的注意。
這位女士是哥倫比亞人，來自全世界最大的遺傳性阿茲海默症家族，他的祖先是一對巴斯克人夫妻(Basque)，在三百多年前移居到哥倫比亞，這個家族目前約有六千人，其中有一千兩百人的 PSN1 帶有 E280A 這個突變，這個突變會產生大量的 Aβ，造成 Aβ 堆積。這個大家族裡帶有 E280A 的人中，有一半在在 44 歲以前就出現輕微的認知障礙(mild cognitive impairment, MCI)，然後在 49 歲以前出現失智症狀，他們也參與了 crenezumab 的臨床試驗。
這位女士讓人訝異的點是腦部 PET 影像顯示她的腦中雖然有大量的 Aβ 堆積，但是她在七十幾歲才出現輕微的認知障礙，比他的親戚晚了三十年，而且他的 Aβ 堆積比他親戚還多，值得注意的是他腦中的 tau 相對的少，這表示光是 Aβ 堆積不足以造成阿茲海默症，tau 才是主要原因嗎？Dr. Quiroz 想知道為什麼他的 Aβ 那麼多，但症狀卻那麼晚才出現，於是定序了其他和阿茲海默症有關的基因，結果發現他的 APOE3 帶有罕見的 Christchurch mutation (APOE3ch, R136S)。這個突變是於 1987 年在紐西蘭基督城(Christchurch)發現的，但是幾乎只出現在拉丁裔中，而兩個 copies 都帶有這個突變的機率大約是百萬分之一，而這位女士就是那個之一。
APOE 的功能是運送脂肪和膽固醇到表皮組織和腦部，因此也被認為和心血管疾病有關。APOE 基因是 polymorphic，有三種 isofoms (3 alleles, ε2, ε3, ε4)，主要不同為其中兩個氨基酸：APOE2 (C112/C158), APOE3 (C112/R158) & APOE4 (R112/R158)；可以有六種組合：ε2/ε2, ε2/ε3, ε2/ε4, ε3/ε3, ε3/ε4, ε4/ε4。其中 APOE4 被認為是阿茲海默症的致病基因之一，APOE2 比較少見但有研究顯示它會降低心血管疾病和 AD 致病機率，APOE3 目前屬於中性。大多數人帶的都是 APOE3，之前有研究顯示，在歐美亞非人種中，非洲人帶有 APOE4 的機率最高，東亞人帶 APOE4 的機率較低，且帶 APOE2 的機率較高。
要怎麼知道是 APOE3 基督城突變是延緩 AD 的原因？他們先是測試 APOE3 對 Aβ 的影響，發現在有 APOE3 的情況下，Aβ 會結塊(aggregates)，但是在 APOE3ch 的情況下，結塊的情況比較低，和有 APOE2 的情形差不多。另外，R136S 這個突變點剛好和 LDLR (lipoprotein receptors)，還有醣分子 heparan sulphate proteoglycans (HSPGs) 的結合有關，相較於 APOE3，APOE2 和 APOE3ch 和 LDLR 的結合度比較低。HSPGs 被認為會促進 Aβ 堆積和吸收細胞外的 tau，APOE3 和 HSPG 的結合會讓 tau 擴散到其他神經細胞，他們比較了不同 APOE 和 HSPGs 的結合度(binding affinity)，發現 APOE3ch 和 HSPGs 的結合度最低。
不過，也有人對此感到懷疑，原因是這位女士跟大家一樣帶好幾千個基因突變，要怎麼確定不是其他突變帶來的益處？另外，這個家族有七人帶有一個基督城突變，但還是很早就出現症狀，難道一定要兩個 copy 都有突變才會有效果嗎？但是，要是真的和 APOE3/heparin 的結合有關，那麼阻斷這個結合有可能成為治療阿茲海默症的方法之ㄧ。
Articles:
STAT / She was destined to get early Alzheimer’s, but didn’t. Did a rare mutation protect her? (Nov 2019)
KA Zalocusky et al, An Alzheimer’s-disease-protective APOE mutation. Nature Medicine (2019)
Papers:
JF Arboleda-Velasquez et al, Resistance to autosomal dominant Alzheimer’s disease in an APOE3 Christchurch homozygote: a case report. Nature Medicine (2019)
Zhou et al, Non-coding variability at the APOE locus contributes to the Alzheimer’s risk. Nature Comm (2019)
ME Belloy et al, A Quarter Century of APOE and Alzheimer's Disease: Progress to Date and the Path Forward. Neuron (2019)
2021年8月1日 星期日
腺病毒疫苗引起血栓的可能機制
有兩篇，一篇是從 mRNA 角度，一篇是從 protein interaction 的角度。
五月時 CBC 報導的那篇研究是猜測腺病毒疫苗，也就是 AZ 和 J&J 疫苗，造成罕見血栓(vaccine-induced immune thrombotic thrombocytopenia, VITT)的可能原因。這篇德國研究目前還只是刊在 ResearchSquare 上的 pre-print，尚未經過 peer-review，不過還滿有意思的，之前沒想過這個可能性。 簡單來說，原因就是 alternative splicing events。腺病毒疫苗和 mRNA 疫苗的差別，除了是否用病毒載體外，就是一個是 DNA，一個是 mRNA。（感覺好像在講廢話 XD）
現在想想一個正常基因在細胞內表現會發生的事：
1. DNA transcribed to RNA
2. RNA splicing
3. mRNA translated to polypeptide
這篇研究認為，問題就出在第二步。腺病毒進入細胞後，帶有 Spike ORF 的 DNA 序列轉錄成 RNA，然後就在這個地方，出現了額外的 RNA splicing，這個 RNA splicing 的結果就是產生了不同 truncated Spike，有的可能少了 C-terminus，有的可能少了 N-terminus，使可以到處游來游去的 soluble Spike，而這些到處遊走的 soluble Spike 就會到處和細胞表面的 ACE2 結合，當它們和血管細胞上的 ACE2 結合的話，就會造成血栓。
Figure / Predicted splicing sites within Spike ORF (E Kowarz et al, 2021)
他們用線上程式 SpliceRover online 和 Alternative Splice Site Predictor (ASSP) 分析比較 AZ 和 JJ 疫苗的 Spike sequence，發現 AZ 疫苗用的 Spike 序列比 JJ 的序列預測出來 RNA splicing sites 多(AZ: 24, JJ: 20)，這也許是為什麼 J&J 的血栓比例比 AZ 少了十倍。兩個疫苗都是 codon optimized Spike (GenBank: YP_009724390.1; Ref Seq: NC_045512.2)。
"The AZ sequence was deduced from a publication which describes the use of the GeneArt codon optimizer (Fisher Scientific), while the Johnson & Johnson sequence was obtained directly from the Janssen company (kindly provided by Roland Zahn)."
mRNA 疫苗沒這個問題，因為它們直接到第三步。有人認為，如果能夠把 DNA 序列 codon optimized 到沒有 RNA splicing sites 的話，也許就能解決出現血栓的問題。
有興趣的可以看原論文，他們有做 RT-PCR 和 luciferase assay 測是否有 RNA splicing 的狀況。
CBC / Researchers claim mystery of rare blood clots tied to COVID-19 vaccines solved, but experts urge caution
原論文：E Kowarz et al, “Vaccine-Induced Covid-19 Mimicry” Syndrome: Splice reactions within the SARS-CoV-2 Spike open reading frame result in Spike protein variants that may cause thromboembolic events in patients immunized with vector-based vaccines" (DOI: 10.21203/rs.3.rs-558954/v1)
AZ ChAdOx1nCoV-19 疫苗的論文：N van Doremalen et al, ChAdOx1 nCoV-19 vaccine prevents SARS-CoV-2 pneumonia in rhesus macaques. Nature (2020)
第二篇是加拿大 McMaster 大學的研究，之前說要收集打 AZ 疫苗後血栓患者的血液來研究，沒想到動作還挺快的，竟然還發表在 Nature 惹呢！
腺病毒疫苗引起的罕見血栓 VITT 有點類似 heparin 引發的血栓 HIT (heparin-induced thrombocytopenia)。血小板內有個蛋白叫 PF4，當血小板被活化後，便會把 PF4 釋放到血液裡。HIT 發生的是因為 heparin 會和 PF4 上一個特定的部位結合，兩者結合後會使 PF4 形成 tetramers，然後使 PF4 裡的一個 70 個氨基酸長的 neoepitopes 暴露出來，有些人體內的 IgG 會和 PF4 的這個 neoepitopes 結合，然後活化更多血小板。
註：heparin 是一個很大的多醣(polysaccharide)
VITT 和 HIT 相像的地方在於 VITT 患者體內有抗 PF4 的抗體，但是不需要有 heparin 就可以造成血栓，為什麼呢？因為 VITT 患者體內的某個 IgG 和 HIT 患者體內的 IgG 都是和 PF4 上的同一個地方結合嘛？還是和 heparin 用同一個 PF4 上的 binding site 呢？
他們拿了 VITT 患者的血液來測試，發現不需要有 heparin，患者的血液就可以活化血小板。之後，他們用 mutagenesis 找出了 PF4 上和患者血液中 IgG 的結合片段，結果發現這個片段和 heparin 在 PF4 上的 binding site 是一樣的，也就是說 VITT 患者裡的抗體本身在沒有 heparin 得情況下就可以活化血小板。
雖說是找到了造化血小板的 binding site，但還是不知道為什麼某些人在打了疫苗後體內會出現這種罕見的抗體。
CBC / McMaster lab to screen for rare antibody that causes blood clots after AstraZeneca vaccination
McMaster News / McMaster researchers identify how VITT happens
TN / Exact Mechanism of Vaccine-Induced Blood Disorders Identified
McMaster Platelet Immunology Lab / Antibody Epitopes in VITT
A Huynh et al, Antibody epitopes in vaccine-induced immune thrombotic thrombocytopenia. Nature (2021)
五月時 CBC 報導的那篇研究是猜測腺病毒疫苗，也就是 AZ 和 J&J 疫苗，造成罕見血栓(vaccine-induced immune thrombotic thrombocytopenia, VITT)的可能原因。這篇德國研究目前還只是刊在 ResearchSquare 上的 pre-print，尚未經過 peer-review，不過還滿有意思的，之前沒想過這個可能性。 簡單來說，原因就是 alternative splicing events。腺病毒疫苗和 mRNA 疫苗的差別，除了是否用病毒載體外，就是一個是 DNA，一個是 mRNA。（感覺好像在講廢話 XD）
現在想想一個正常基因在細胞內表現會發生的事：
1. DNA transcribed to RNA
2. RNA splicing
3. mRNA translated to polypeptide
這篇研究認為，問題就出在第二步。腺病毒進入細胞後，帶有 Spike ORF 的 DNA 序列轉錄成 RNA，然後就在這個地方，出現了額外的 RNA splicing，這個 RNA splicing 的結果就是產生了不同 truncated Spike，有的可能少了 C-terminus，有的可能少了 N-terminus，使可以到處游來游去的 soluble Spike，而這些到處遊走的 soluble Spike 就會到處和細胞表面的 ACE2 結合，當它們和血管細胞上的 ACE2 結合的話，就會造成血栓。
Figure / Predicted splicing sites within Spike ORF (E Kowarz et al, 2021)
他們用線上程式 SpliceRover online 和 Alternative Splice Site Predictor (ASSP) 分析比較 AZ 和 JJ 疫苗的 Spike sequence，發現 AZ 疫苗用的 Spike 序列比 JJ 的序列預測出來 RNA splicing sites 多(AZ: 24, JJ: 20)，這也許是為什麼 J&J 的血栓比例比 AZ 少了十倍。兩個疫苗都是 codon optimized Spike (GenBank: YP_009724390.1; Ref Seq: NC_045512.2)。
"The AZ sequence was deduced from a publication which describes the use of the GeneArt codon optimizer (Fisher Scientific), while the Johnson & Johnson sequence was obtained directly from the Janssen company (kindly provided by Roland Zahn)."
mRNA 疫苗沒這個問題，因為它們直接到第三步。有人認為，如果能夠把 DNA 序列 codon optimized 到沒有 RNA splicing sites 的話，也許就能解決出現血栓的問題。
有興趣的可以看原論文，他們有做 RT-PCR 和 luciferase assay 測是否有 RNA splicing 的狀況。
CBC / Researchers claim mystery of rare blood clots tied to COVID-19 vaccines solved, but experts urge caution
原論文：E Kowarz et al, “Vaccine-Induced Covid-19 Mimicry” Syndrome: Splice reactions within the SARS-CoV-2 Spike open reading frame result in Spike protein variants that may cause thromboembolic events in patients immunized with vector-based vaccines" (DOI: 10.21203/rs.3.rs-558954/v1)
AZ ChAdOx1nCoV-19 疫苗的論文：N van Doremalen et al, ChAdOx1 nCoV-19 vaccine prevents SARS-CoV-2 pneumonia in rhesus macaques. Nature (2020)
第二篇是加拿大 McMaster 大學的研究，之前說要收集打 AZ 疫苗後血栓患者的血液來研究，沒想到動作還挺快的，竟然還發表在 Nature 惹呢！
腺病毒疫苗引起的罕見血栓 VITT 有點類似 heparin 引發的血栓 HIT (heparin-induced thrombocytopenia)。血小板內有個蛋白叫 PF4，當血小板被活化後，便會把 PF4 釋放到血液裡。HIT 發生的是因為 heparin 會和 PF4 上一個特定的部位結合，兩者結合後會使 PF4 形成 tetramers，然後使 PF4 裡的一個 70 個氨基酸長的 neoepitopes 暴露出來，有些人體內的 IgG 會和 PF4 的這個 neoepitopes 結合，然後活化更多血小板。
註：heparin 是一個很大的多醣(polysaccharide)
VITT 和 HIT 相像的地方在於 VITT 患者體內有抗 PF4 的抗體，但是不需要有 heparin 就可以造成血栓，為什麼呢？因為 VITT 患者體內的某個 IgG 和 HIT 患者體內的 IgG 都是和 PF4 上的同一個地方結合嘛？還是和 heparin 用同一個 PF4 上的 binding site 呢？
他們拿了 VITT 患者的血液來測試，發現不需要有 heparin，患者的血液就可以活化血小板。之後，他們用 mutagenesis 找出了 PF4 上和患者血液中 IgG 的結合片段，結果發現這個片段和 heparin 在 PF4 上的 binding site 是一樣的，也就是說 VITT 患者裡的抗體本身在沒有 heparin 得情況下就可以活化血小板。
雖說是找到了造化血小板的 binding site，但還是不知道為什麼某些人在打了疫苗後體內會出現這種罕見的抗體。
CBC / McMaster lab to screen for rare antibody that causes blood clots after AstraZeneca vaccination
McMaster News / McMaster researchers identify how VITT happens
TN / Exact Mechanism of Vaccine-Induced Blood Disorders Identified
McMaster Platelet Immunology Lab / Antibody Epitopes in VITT
A Huynh et al, Antibody epitopes in vaccine-induced immune thrombotic thrombocytopenia. Nature (2021)
2021年7月24日 星期六
CRISPR-Cas9 基因治療（下）-- 遺傳性澱粉樣蛋白疾病 hATTR
CRISPR-Cas9 大家應該都不陌生吧，此技術的發明者 Dr. Doudna 和 Dr. Charpentier 因此技術得了2020 年的諾貝爾化學獎。Dr. Doudna 和 Dr. Charpentier 在 2012 年的時候先於 Science 發表了用 CRISPR-Cas9 基因編輯的成果，之後在 2013 年要把這個技術申請專利的時候，所屬的 Berkeley 大學和 MIT 的 Dr. Zhang 開始了專利之戰。接著，2014 年時 Dr. Doudna 成立了 Intellia Therapeutics，而 Dr. Charpentier 也已於 2013 年在瑞士成立了生技公司 CRISPR Therapeutics。
相關文章：CRISPR-Cas9 的專利大戰和爭議
CRISPR-Cas9 用於治療上，CRISPR Therapeutics 似乎搶先了一步，它和 Vertex Pharmaceuticals 合作研發了用於治療血液疾病的 CTX001，並於 2018 年開始了臨床試驗，2019 年五月時宣佈了用於治療鐮刀型紅血球疾病(sickle cell disease, SCD)的乙型地中海貧血(transfusion-dependent β thalassemia, TBT)的第一、二期臨床試驗結果，那時最先是兩個臨床試驗各一位患者，兩位患者的臨床試驗結果也於今年一月發表在 NEJM [1]。
CTX001 治療是把造血幹細胞(hematopoietic stem cells, HSP)抽出來，利用 CRISPR-Cas9 調控血紅蛋白，再把修正過後的紅血球輸回病患體內。TBT 患者在治療前每年需要接受多次輸血，而在接受治療九個月後便不再需要輸血。SCD 患者在治療前每年會發生多次 vaso-occlusive crises (VOCs)，在治療後便不再出現 VOCs。兩位病患在治療後觀察一年的期間內，HbF 都持續穩定的增加，雖然治療中都出現不適的情況，不過診斷過後排除是治療造成的 [1]。CTX001 已於 2019 四月拿到 FDA Fast Track Designation，Vertex 計劃在未來兩年內送 FDA，並於今年四月宣布給 CRISPR Therapeutics $900M 在研發、量產和上市上 [2]。
相關文章：CRISPR-Cas9 基因治療（上）-- 遺傳性血液疾病
相較於 CRISPR Therapeutics，Dr. Doudna 的 Intellia Therapeutics 今年六月才在 NEJM 上發表了其 NTLA-2001 的第一期臨床試驗結果 [3]。NTLA-2001 是用來治療 hereditary transthyretin amyloidosis (hATTR)。ATTR 有兩種，一種是隨著年齡增長得病機率越大的 wild-type (senile) ATTR，另一種是罕見且會致命的遺傳性 ATTR (hATTR)。TTR (transthyretin, 轉甲狀腺素蛋白)是個只有 14 kDa 的小蛋白，主要功能是運送甲狀腺素(thyroxine)和視黃醇(retinol)，在肝臟中和成後，通常以 tetramer (55 kDa) 的型態遊走在腦脊液(cerebrospinal fluid, CSF)和血液中。
Wild-type ATTR 是因為正常的 TTR 隨著年齡增長而變得不穩定，使得蛋白容易出現摺疊錯誤(misfold)的情況。摺疊錯誤的 TTR 無法組合成 tetramer，而是以 monomer 或 dimer 的型態存在，並且當這些 misfold monomer 碰在一起時，會變成 aggregates，跟造成阿茲海默症的 β-amyloid aggregates 一樣會堆積在組織細胞或神經細胞中，導致細胞死亡，稱為 amyloidogenesis [4]。hATTR 則是因為 TTR 基因突變而造成的，突變的 TTR 比正常的 TTR 更不穩定，更容易摺疊錯誤和堆積。
ATTR 主要發生在心臟和神經系統，目前用來治療 ATTR 的基因療法有兩個，皆已於 2018 年拿到美國 FDA 許可：Alnylam (Nasdaq: ALNY) 的 Onpattro (patisiran) [5] 和 Ionis Pharmaceuticals, Inc. (NASDAQ: IONS) 的 TEGSEDI (inotersen) [6]。Onpattro 用的是 small interfering RNA (siRNA, aka RNA interference, RNAi)，是第一個得到 FDA 許可的 RNA 療法，是利用 NLP (lipid nanoparticles) 把 siRNA 直接送進肝臟裡，使 TTR 的 mRNA 不能被轉譯成蛋白質，TTR 表現可以降低 80% [5-8]。TEGSEDI 則是 antisense oligonucleotides (ASO)，一樣是針對 TTR mRNA，使正常和突變的 TTR mRNA 被降解，無法轉譯成蛋白，同樣可以降低 TTR 表現 80% [6]。
Intellia Therapeutics 和 Regeneron Pharmaceuticals 合作研發的 NTLA-2001 也是利用 NLP 把 CRISPR-Cas9 送進體內，使 CRISPR-Cas9 進入肝臟細胞後可以造成 indels (insertions or deletions) 阻斷 TTR 基因，降低 TTR 的表現和血液裡的 TTR 含量。Intellia 於於去年十月底宣布他們將在英國和紐西蘭開始第一期臨床試驗，參與人數為 38 人，主要是檢測其安全性和有效性 [7]。
今年六月底，Intellia 在 Peripheral Nerve Society (PNS) Annual Meeting 發表了第一期臨床試驗的期中報告，同時也發表在 NEJM，論文裡的參與人數為六位患者，分為兩組不同劑量：0.1 mg/kg 和 0.3 mg/kg。ATTR 患者以靜脈注射的方式接受了一劑 NTLA-2001，然後在 28 天後測量其血清中 TTR 含量。結果顯示接受低劑量(0.1 mg/kg)的患者，其血清的 TTR 減少了 52%，而高劑量組(0.3 mg/kg)的血清 TRR 則減少了 87% [8-11]，比 Onpattro 和 Tegsedi 的 80% 還要好一些，不過 NTLA-2001 的優勢在於它只需一劑，Onpattro 則需每三週施打一次，Tegsedi 也要每週一次 [6, 8]。副作用方面，只有三個人出現輕微副作用，沒有觀察到嚴重副作用。臨床結果發表當週也是他們的 IPO，以每股 $145 的價格上市 [12]。
CTX001 和 NTLA-2001 不同的地方在於 CTX001 是把目標細胞抽出來基因編輯，NTLA-2001 則是需要把 CRISPR-Cas9 送進體內，因此如何讓它到準確地達目標器官或細胞是需要克服的瓶頸。雖說 Intellia 第一期臨床試驗目前看來頗為成功，但因為目標器官是肝臟，大多經由靜脈施打的 liposomes 都會先被肝臟吸收。Dr. Doudna 日前在 CNBC 訪問時表示，CRISPR 基因治療能有局限，要如何把 CRISPR-Cas9 送進目標器官裡仍是個需要解決的難題 [13]，不過要是能克服這個瓶頸，未來便可應用在更多疾病治療上。
Clinical trial: NCT04601051
[2022-09-29 update]
Intellia 研發的、用來治療遺傳性澱粉樣蛋白疾病(hereditary transthyretin amyloidosis, hATTR)的 CRISPR 基因療法 NTLA-2001 的最新報告顯示，只需一劑就夠了。在靜脈施打一劑 NTLA-2001(0.7-mg/kg) 的 28 天後，TTR 降了 93%。
而他們的另一個藥物 NTLA-2002 正在第 1/2 期臨床試驗中，是用來治療罕見疾病 hereditary angioedema (HAE, 遺傳性血管性水腫)，病徵是血液中的 bradykinin (緩激肽, 血管擴張劑)上升，血管外部的體液堆積擠壓到血管，造成血液流通或淋巴液流通不順暢，導致手腳和臉部等部位水腫。HAE 是一種顯性的遺傳疾病，因此只要父母其中之一有這個突變的基因，小孩就有 50% 的機會得到。HAE 是由於 C1 inhibitor (C1-INH) 不足所引起的，C1 inhibitor 是一種 serine protease inhibitor，由基因 SERPING1 表現，SERPING1 的突變會導致 C1 inhibitor 無法表現或是功能缺失。後來研究發現，除了 SERPING1 外，factor XII (F12), plasminogen (PLG) and angiopoietin 1 (ANGPT 1) 的突變也會造成 HAE，95% 的 HAE 是由 SERPING1 突變造成的。C1 inhibitor 主要是抑制 F12 和 kallikrein，因此 C1-INH 不足或功能不正常會導致 F12 和 kallikrein 無法被調控，進而造成 bradykinin 上升。NTLA-2002 即是針對 kallikrein，最新的臨床節果顯示 75 mg 的劑量可以在施打八週後降低血液中 92% 的 kallikrein。
References:
1. H Frangoul et al, CRISPR-Cas9 Gene Editing for Sickle Cell Disease and β-Thalassemia. NEJM (2020)
2. Vertex / Vertex Pharmaceuticals and CRISPR Therapeutics Amend Collaboration for Development, Manufacturing and Commercialization of CTX001™ in Sickle Cell Disease and Beta Thalassemia (April 2021)
3. JD Gillmore et al, CRISPR-Cas9 In Vivo Gene Editing for Transthyretin Amyloidosis. NEJM (2021)
4. GY Park et al, Diagnostic and Treatment Approaches Involving Transthyretin in Amyloidogenic Diseases. Int J Mol Sci (2019)
5. US FDA / FDA approves first-of-its kind targeted RNA-based therapy to treat a rare disease (Aug 2018)
6. Ionis / Akcea and Ionis Receive FDA Approval of TEGSEDI™ (inotersen) for the Treatment of the Polyneuropathy of Hereditary Transthyretin-Mediated Amyloidosis in Adults
7. Gene Online / Intellia Trials CRISPR Drug as Permanent Cure to Fatal Hereditary Disease (Oct 2020)
8. MedCity News / Intellia’s early CRISPR trial data validate a drug pipeline and the gene-editing field (June 2021)
9. CRISPR News / Clinical Trial Update: Positive Data for First Ever In Vivo CRISPR Medicine (June 2021)
10. Clinical Trials Arena / Intellia and Regeneron report positive data of CRISPR therapy for ATTR (June 2021)
11. Intellia and Regeneron Announce Landmark Clinical Data Showing Deep Reduction in Disease-Causing Protein After Single Infusion of NTLA-2001, an Investigational CRISPR Therapy for Transthyretin (ATTR) Amyloidosis (June 2021)
12. BioSpace / Intellia Tops Busy Period with $600 Million IPO
13. CNBC / How CRISPR gene editing will treat diseases in future: Nobel-winning Intellia co-founder Jennifer Doudna
14. Intellia / Intellia Therapeutics Announces Positive Interim Clinical Data for its Second Systemically Delivered Investigational CRISPR Candidate, NTLA-2002 for the Treatment of Hereditary Angioedema (HAE) (Sept 2022)
15. FIERCE Biotech / Intellia's gene editing therapies both post early successes as evidence grows for CRISPR potential
16. Biopharma Dive / Intellia offers first look at CRISPR drug for rare swelling disorder
相關文章：CRISPR-Cas9 的專利大戰和爭議
CRISPR-Cas9 用於治療上，CRISPR Therapeutics 似乎搶先了一步，它和 Vertex Pharmaceuticals 合作研發了用於治療血液疾病的 CTX001，並於 2018 年開始了臨床試驗，2019 年五月時宣佈了用於治療鐮刀型紅血球疾病(sickle cell disease, SCD)的乙型地中海貧血(transfusion-dependent β thalassemia, TBT)的第一、二期臨床試驗結果，那時最先是兩個臨床試驗各一位患者，兩位患者的臨床試驗結果也於今年一月發表在 NEJM [1]。
CTX001 治療是把造血幹細胞(hematopoietic stem cells, HSP)抽出來，利用 CRISPR-Cas9 調控血紅蛋白，再把修正過後的紅血球輸回病患體內。TBT 患者在治療前每年需要接受多次輸血，而在接受治療九個月後便不再需要輸血。SCD 患者在治療前每年會發生多次 vaso-occlusive crises (VOCs)，在治療後便不再出現 VOCs。兩位病患在治療後觀察一年的期間內，HbF 都持續穩定的增加，雖然治療中都出現不適的情況，不過診斷過後排除是治療造成的 [1]。CTX001 已於 2019 四月拿到 FDA Fast Track Designation，Vertex 計劃在未來兩年內送 FDA，並於今年四月宣布給 CRISPR Therapeutics $900M 在研發、量產和上市上 [2]。
相關文章：CRISPR-Cas9 基因治療（上）-- 遺傳性血液疾病
相較於 CRISPR Therapeutics，Dr. Doudna 的 Intellia Therapeutics 今年六月才在 NEJM 上發表了其 NTLA-2001 的第一期臨床試驗結果 [3]。NTLA-2001 是用來治療 hereditary transthyretin amyloidosis (hATTR)。ATTR 有兩種，一種是隨著年齡增長得病機率越大的 wild-type (senile) ATTR，另一種是罕見且會致命的遺傳性 ATTR (hATTR)。TTR (transthyretin, 轉甲狀腺素蛋白)是個只有 14 kDa 的小蛋白，主要功能是運送甲狀腺素(thyroxine)和視黃醇(retinol)，在肝臟中和成後，通常以 tetramer (55 kDa) 的型態遊走在腦脊液(cerebrospinal fluid, CSF)和血液中。
Wild-type ATTR 是因為正常的 TTR 隨著年齡增長而變得不穩定，使得蛋白容易出現摺疊錯誤(misfold)的情況。摺疊錯誤的 TTR 無法組合成 tetramer，而是以 monomer 或 dimer 的型態存在，並且當這些 misfold monomer 碰在一起時，會變成 aggregates，跟造成阿茲海默症的 β-amyloid aggregates 一樣會堆積在組織細胞或神經細胞中，導致細胞死亡，稱為 amyloidogenesis [4]。hATTR 則是因為 TTR 基因突變而造成的，突變的 TTR 比正常的 TTR 更不穩定，更容易摺疊錯誤和堆積。
ATTR 主要發生在心臟和神經系統，目前用來治療 ATTR 的基因療法有兩個，皆已於 2018 年拿到美國 FDA 許可：Alnylam (Nasdaq: ALNY) 的 Onpattro (patisiran) [5] 和 Ionis Pharmaceuticals, Inc. (NASDAQ: IONS) 的 TEGSEDI (inotersen) [6]。Onpattro 用的是 small interfering RNA (siRNA, aka RNA interference, RNAi)，是第一個得到 FDA 許可的 RNA 療法，是利用 NLP (lipid nanoparticles) 把 siRNA 直接送進肝臟裡，使 TTR 的 mRNA 不能被轉譯成蛋白質，TTR 表現可以降低 80% [5-8]。TEGSEDI 則是 antisense oligonucleotides (ASO)，一樣是針對 TTR mRNA，使正常和突變的 TTR mRNA 被降解，無法轉譯成蛋白，同樣可以降低 TTR 表現 80% [6]。
Intellia Therapeutics 和 Regeneron Pharmaceuticals 合作研發的 NTLA-2001 也是利用 NLP 把 CRISPR-Cas9 送進體內，使 CRISPR-Cas9 進入肝臟細胞後可以造成 indels (insertions or deletions) 阻斷 TTR 基因，降低 TTR 的表現和血液裡的 TTR 含量。Intellia 於於去年十月底宣布他們將在英國和紐西蘭開始第一期臨床試驗，參與人數為 38 人，主要是檢測其安全性和有效性 [7]。
今年六月底，Intellia 在 Peripheral Nerve Society (PNS) Annual Meeting 發表了第一期臨床試驗的期中報告，同時也發表在 NEJM，論文裡的參與人數為六位患者，分為兩組不同劑量：0.1 mg/kg 和 0.3 mg/kg。ATTR 患者以靜脈注射的方式接受了一劑 NTLA-2001，然後在 28 天後測量其血清中 TTR 含量。結果顯示接受低劑量(0.1 mg/kg)的患者，其血清的 TTR 減少了 52%，而高劑量組(0.3 mg/kg)的血清 TRR 則減少了 87% [8-11]，比 Onpattro 和 Tegsedi 的 80% 還要好一些，不過 NTLA-2001 的優勢在於它只需一劑，Onpattro 則需每三週施打一次，Tegsedi 也要每週一次 [6, 8]。副作用方面，只有三個人出現輕微副作用，沒有觀察到嚴重副作用。臨床結果發表當週也是他們的 IPO，以每股 $145 的價格上市 [12]。
CTX001 和 NTLA-2001 不同的地方在於 CTX001 是把目標細胞抽出來基因編輯，NTLA-2001 則是需要把 CRISPR-Cas9 送進體內，因此如何讓它到準確地達目標器官或細胞是需要克服的瓶頸。雖說 Intellia 第一期臨床試驗目前看來頗為成功，但因為目標器官是肝臟，大多經由靜脈施打的 liposomes 都會先被肝臟吸收。Dr. Doudna 日前在 CNBC 訪問時表示，CRISPR 基因治療能有局限，要如何把 CRISPR-Cas9 送進目標器官裡仍是個需要解決的難題 [13]，不過要是能克服這個瓶頸，未來便可應用在更多疾病治療上。
Clinical trial: NCT04601051
[2022-09-29 update]
Intellia 研發的、用來治療遺傳性澱粉樣蛋白疾病(hereditary transthyretin amyloidosis, hATTR)的 CRISPR 基因療法 NTLA-2001 的最新報告顯示，只需一劑就夠了。在靜脈施打一劑 NTLA-2001(0.7-mg/kg) 的 28 天後，TTR 降了 93%。
而他們的另一個藥物 NTLA-2002 正在第 1/2 期臨床試驗中，是用來治療罕見疾病 hereditary angioedema (HAE, 遺傳性血管性水腫)，病徵是血液中的 bradykinin (緩激肽, 血管擴張劑)上升，血管外部的體液堆積擠壓到血管，造成血液流通或淋巴液流通不順暢，導致手腳和臉部等部位水腫。HAE 是一種顯性的遺傳疾病，因此只要父母其中之一有這個突變的基因，小孩就有 50% 的機會得到。HAE 是由於 C1 inhibitor (C1-INH) 不足所引起的，C1 inhibitor 是一種 serine protease inhibitor，由基因 SERPING1 表現，SERPING1 的突變會導致 C1 inhibitor 無法表現或是功能缺失。後來研究發現，除了 SERPING1 外，factor XII (F12), plasminogen (PLG) and angiopoietin 1 (ANGPT 1) 的突變也會造成 HAE，95% 的 HAE 是由 SERPING1 突變造成的。C1 inhibitor 主要是抑制 F12 和 kallikrein，因此 C1-INH 不足或功能不正常會導致 F12 和 kallikrein 無法被調控，進而造成 bradykinin 上升。NTLA-2002 即是針對 kallikrein，最新的臨床節果顯示 75 mg 的劑量可以在施打八週後降低血液中 92% 的 kallikrein。
References:
1. H Frangoul et al, CRISPR-Cas9 Gene Editing for Sickle Cell Disease and β-Thalassemia. NEJM (2020)
2. Vertex / Vertex Pharmaceuticals and CRISPR Therapeutics Amend Collaboration for Development, Manufacturing and Commercialization of CTX001™ in Sickle Cell Disease and Beta Thalassemia (April 2021)
3. JD Gillmore et al, CRISPR-Cas9 In Vivo Gene Editing for Transthyretin Amyloidosis. NEJM (2021)
4. GY Park et al, Diagnostic and Treatment Approaches Involving Transthyretin in Amyloidogenic Diseases. Int J Mol Sci (2019)
5. US FDA / FDA approves first-of-its kind targeted RNA-based therapy to treat a rare disease (Aug 2018)
6. Ionis / Akcea and Ionis Receive FDA Approval of TEGSEDI™ (inotersen) for the Treatment of the Polyneuropathy of Hereditary Transthyretin-Mediated Amyloidosis in Adults
7. Gene Online / Intellia Trials CRISPR Drug as Permanent Cure to Fatal Hereditary Disease (Oct 2020)
8. MedCity News / Intellia’s early CRISPR trial data validate a drug pipeline and the gene-editing field (June 2021)
9. CRISPR News / Clinical Trial Update: Positive Data for First Ever In Vivo CRISPR Medicine (June 2021)
10. Clinical Trials Arena / Intellia and Regeneron report positive data of CRISPR therapy for ATTR (June 2021)
11. Intellia and Regeneron Announce Landmark Clinical Data Showing Deep Reduction in Disease-Causing Protein After Single Infusion of NTLA-2001, an Investigational CRISPR Therapy for Transthyretin (ATTR) Amyloidosis (June 2021)
12. BioSpace / Intellia Tops Busy Period with $600 Million IPO
13. CNBC / How CRISPR gene editing will treat diseases in future: Nobel-winning Intellia co-founder Jennifer Doudna
14. Intellia / Intellia Therapeutics Announces Positive Interim Clinical Data for its Second Systemically Delivered Investigational CRISPR Candidate, NTLA-2002 for the Treatment of Hereditary Angioedema (HAE) (Sept 2022)
15. FIERCE Biotech / Intellia's gene editing therapies both post early successes as evidence grows for CRISPR potential
16. Biopharma Dive / Intellia offers first look at CRISPR drug for rare swelling disorder
2021年6月25日 星期五
次單位疫苗(高端 & Novavax)和 mRNA 疫苗的差異
之前看到網路上在吵高端和 Moderna 到底一不一樣，基本上以疫苗型態來講，是不一樣的，因為一個是 mRNA，一個是蛋白質。不過，為什麼有人說高端是把 Moderna 的東西搬過來呢？這裡要先瞭解一下生物最基本的 central dogma。生科的應該都學過 central dogma，就是一個基因序列 (DNA) 要先轉成 mRNA (transcription)，再轉譯成蛋白質 (translation)。
然後，再來說一下高端和 Moderna 疫苗相同和不同地方：
1. 相同：Spike cDNA sequence（因為一個是 DNA，一個是 mRNA，所以我用 cDNA 來表示他們序列是相同的。）根據高端第一期臨床報告內寫的，他用來表現的 Spike 基因序列是根據 Moderna mRNA 的序列 [1]，Moderna 的 Spike mRNA 序列是把兩個氨基酸突變，讓它更穩定 [2]，蛋白結構是根據德州大學 Wrapp et al 第一個發表 Spike cryo-EM 的那篇 [3]。不過雖然 Spike 的 cDNA 序列是一樣的，但不能說技術是相同的。
2. 不同：一個是 mRNA 直接打入人體內，一個是把 cDNA 放進 expression vector，然後在動物細胞裡表現 Spike 蛋白之後，把 Spike 蛋白純化出來後，再打進人體。所以，基本上是不同的技術。另外，兩者的佐劑也不同。
那效果會不會一樣呢？很難講，因為有很多變因。
「理論上」抗原（也就是 Spike）應該會是一樣的（不看 post-translational modification，然後也都 folding properly 的話），因為都是在動物細胞裡表現，只是一個是人類細胞，一個是倉鼠細胞(CHO cells)，不過雖然在細胞裡表現出來是一樣的，但純化的過程中有可能會改變蛋白質的 conformation。另外的變因就是疫苗的佐劑，不同的佐劑引起的免疫反應也會不同，然後就是 mRNA 和蛋白質引起的免疫反應也會有差，所以就算是從相同的 DNA 序列做出來的不同種的疫苗，效果也不見得會相同。
另外，最近 Novavax 的三期臨床結果出來了，效果非常的好，讓有些人認為同是次單位疫苗的高端會不會效果也這麼好。我個人是覺得 Novavax 的效果會這麼好，是因為它的佐劑會讓 Spike protein 黏在一起變得像 virus-like particle (VLP)，整體結構更像病毒，高端是不是這樣就不知道了。
References:
[1] S Hsieh et al, First-in-Human Trial of a Recombinant Stabilized Prefusion SARS-CoV-2 Spike Protein Vaccine with Adjuvant of Aluminum Hydroxide and CpG 1018. medRxiv (2021)
高端的 phase I 報告裡寫它用的設計是依據這個："S-2P protein is a recombinant version of the S protein developed by the laboratory of Dr. Barney S. Graham (Vaccine Research Center, National Institute of Allergy and Infectious Diseases[NIAID], U.S.A.), and is a stabilized prefusion S ectodomain, encoding residues 1-1208 of SARS-CoV-2 spike protein with two proline substitutions at residues 986 and 987, a “GSAS” substitution at residues 682–685 to abolish the furin cleavage site, and a T4 fibritin trimerization motif at the C-terminus."
[2] KS Corbett et al, SARS-CoV-2 mRNA vaccine design enabled by prototype pathogen preparedness. Nature (2020)
Moderna mRNA publication: "Within 24 h of the release of genomic sequences of SARS-CoV-2 isolates on 10 January 2020, the 2P mutations were substituted into S protein residues 986 and 987 to produce prefusion-stabilized SARS-CoV-2 S(2P) protein for structural analysis and serological assay development in silico, without additional experimental validation. Within 5 days of the release of the sequence, current good manufacturing practice (cGMP) production of mRNA–LNP encoding the SARS-CoV-2 S(2P) as a transmembrane-anchored protein with the native furin cleavage site (mRNA-1273) was initiated in parallel with preclinical evaluation."
[3] Wrapp et al, Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science (2020)
相關文章：近期和新冠病毒抗體相關的研究
然後，再來說一下高端和 Moderna 疫苗相同和不同地方：
1. 相同：Spike cDNA sequence（因為一個是 DNA，一個是 mRNA，所以我用 cDNA 來表示他們序列是相同的。）根據高端第一期臨床報告內寫的，他用來表現的 Spike 基因序列是根據 Moderna mRNA 的序列 [1]，Moderna 的 Spike mRNA 序列是把兩個氨基酸突變，讓它更穩定 [2]，蛋白結構是根據德州大學 Wrapp et al 第一個發表 Spike cryo-EM 的那篇 [3]。不過雖然 Spike 的 cDNA 序列是一樣的，但不能說技術是相同的。
2. 不同：一個是 mRNA 直接打入人體內，一個是把 cDNA 放進 expression vector，然後在動物細胞裡表現 Spike 蛋白之後，把 Spike 蛋白純化出來後，再打進人體。所以，基本上是不同的技術。另外，兩者的佐劑也不同。
那效果會不會一樣呢？很難講，因為有很多變因。
「理論上」抗原（也就是 Spike）應該會是一樣的（不看 post-translational modification，然後也都 folding properly 的話），因為都是在動物細胞裡表現，只是一個是人類細胞，一個是倉鼠細胞(CHO cells)，不過雖然在細胞裡表現出來是一樣的，但純化的過程中有可能會改變蛋白質的 conformation。另外的變因就是疫苗的佐劑，不同的佐劑引起的免疫反應也會不同，然後就是 mRNA 和蛋白質引起的免疫反應也會有差，所以就算是從相同的 DNA 序列做出來的不同種的疫苗，效果也不見得會相同。
另外，最近 Novavax 的三期臨床結果出來了，效果非常的好，讓有些人認為同是次單位疫苗的高端會不會效果也這麼好。我個人是覺得 Novavax 的效果會這麼好，是因為它的佐劑會讓 Spike protein 黏在一起變得像 virus-like particle (VLP)，整體結構更像病毒，高端是不是這樣就不知道了。
References:
[1] S Hsieh et al, First-in-Human Trial of a Recombinant Stabilized Prefusion SARS-CoV-2 Spike Protein Vaccine with Adjuvant of Aluminum Hydroxide and CpG 1018. medRxiv (2021)
高端的 phase I 報告裡寫它用的設計是依據這個："S-2P protein is a recombinant version of the S protein developed by the laboratory of Dr. Barney S. Graham (Vaccine Research Center, National Institute of Allergy and Infectious Diseases[NIAID], U.S.A.), and is a stabilized prefusion S ectodomain, encoding residues 1-1208 of SARS-CoV-2 spike protein with two proline substitutions at residues 986 and 987, a “GSAS” substitution at residues 682–685 to abolish the furin cleavage site, and a T4 fibritin trimerization motif at the C-terminus."
[2] KS Corbett et al, SARS-CoV-2 mRNA vaccine design enabled by prototype pathogen preparedness. Nature (2020)
Moderna mRNA publication: "Within 24 h of the release of genomic sequences of SARS-CoV-2 isolates on 10 January 2020, the 2P mutations were substituted into S protein residues 986 and 987 to produce prefusion-stabilized SARS-CoV-2 S(2P) protein for structural analysis and serological assay development in silico, without additional experimental validation. Within 5 days of the release of the sequence, current good manufacturing practice (cGMP) production of mRNA–LNP encoding the SARS-CoV-2 S(2P) as a transmembrane-anchored protein with the native furin cleavage site (mRNA-1273) was initiated in parallel with preclinical evaluation."
[3] Wrapp et al, Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science (2020)
相關文章：近期和新冠病毒抗體相關的研究
2021年6月18日 星期五
AZ/mRNA 疫苗混打的研究整理(20210725 update)
疫苗混合施打似乎是種趨勢，加拿大也加入了，因為 AZ 的罕見血栓問題，National Advisory Committee on Immunization (NACI) 前兩週也建議第一劑施打 AZ 的第二劑可以改選 Pfizer 或 Moderna。因為 Moderna 不足，第一劑施打 Moderna 的第二劑也可以改打 Pfizer。
Science / Mixing COVID-19 vaccines appears to boost immune responses
[2020-06-17 更新] NACI 宣布第一劑施打 AZ 的人第二劑建議改成 mRNA 疫苗。
CBC News / Vaccine committee says provinces should give AstraZeneca recipients a different vaccine for second dose
"An mRNA vaccine is now preferred as the second dose for individuals who received a first dose of the AstraZeneca/COVISHIELD vaccine, based on emerging evidence of a potentially better immune response from this mixed vaccine schedule," NACI said in a statement released today. The "mixed vaccine schedule" refers to the practice of using different products for the first and second doses.
Summary of National Advisory Committee on Immunization statement of June 17, 2021
For second doses, NACI recommends that:
An mRNA vaccine is now preferred as the second dose for individuals who received a first dose of the AstraZeneca/COVISHIELD vaccine, based on emerging evidence of a potentially better immune response from this mixed vaccine schedule and to mitigate the potential risk of VITT associated with viral vector vaccines.
Second doses: What you need to know
- Emerging evidence from studies in Germany suggests a potentially better immune response, including against variants of concern, when a first dose of the AstraZeneca vaccine is followed by a second dose of the Pfizer-BioNTech mRNA vaccine, compared to two doses of the AstraZeneca vaccine.
- Evidence continues to suggest a first dose of the AstraZeneca vaccine followed by a second dose of the Pfizer-BioNTech mRNA vaccine has a good safety profile. As such, NACI recommends that an mRNA COVID-19 vaccine is now preferred as the second dose for individuals who received a first dose of the AstraZeneca/COVISHIELD vaccine.
- Receiving an mRNA vaccine as a second dose also mitigates the rare risk of VITT that is associated with viral vector vaccines. The rate of VITT after the second dose of the AstraZeneca/COVISHIELD vaccine appears to be lower than with the first dose but has increased over time, with current estimates of approximately 1 per 600,000 people vaccinated.
- Individuals should consider talking to a health care professional to help understand the best option for their situation.
目前有四個臨床實驗報告，分別是英國、西班牙和德國的三個。
英國：AZ & BNT (Com-COV, Phase II)
RH Shaw et al, Heterologous prime-boost COVID-19 vaccination: initial reactogenicity data. Lancet (2021)
X Liu et al, Safety and Immunogenicity Report from the Com-COV Study – a Single-Blind Randomised Non-Inferiority Trial Comparing Heterologous And Homologous Prime-Boost Schedules with An Adenoviral Vectored and mRNA COVID-19 Vaccine. SSRN (2021)
時間：Feb 21-26, 2021
Participants: 50-69 years, total 830 participants
Combination (prime - boost):
1. AZ - AZ (10%)
2. AZ - BNT (34%)
3. BNT - BNT (21%)
4. BNT - AZ (41%)
(): 第二劑後的發燒比例
Interval: 28-day (4-week, 463 participants), 84-day (12-week, 367 participants)
疫苗反應(reactogenicity)：AZ - BNT 的在第二劑後的反應，包括發燒、頭痛、肌肉痠痛、疲倦等等，比兩劑都是 AZ 的比例高，BNT - AZ 的則是第二劑後的反應比兩劑都是 BNT 的比例高。沒有比較間隔四週和十二週的差別，間隔十二週的有疫苗反應的比例是否比間隔四週的低？
免疫反應(immunogenicity)：以抗 Spike IgG 的抗體量來說，第一劑施打的兩週後，BNT 是 AZ 的 6.5 倍（GMC 843 & 129 ELU/ml, respectively)：四週後，BNT 是 AZ 的三倍左右（GMC 1597 & 555 ELU/ml, respectively）。免疫細胞反應的話，則是 AZ 比較高，第一劑兩週後 AZ 是 BNT 的 4.6 倍(160 vs. 35 SFC/10^6 PBMCs)，四週後 AZ 則是 BNT 的 3.4 倍(54 vs. 16)，不過跟兩週後的反應相比，兩者都下降了不少。
第二劑施打的 28 天後，測到的 anti-Spike IgG 抗體量 AZ/BNT 是 AZ/AZ 的 9.2 倍（GMC 12,906 ELU/ml & 1,392 ELU/ml, respectively)，BNT/AZ 則只有 BNT/BNT 的一半左右（GMC 7,133 ELU/ml & 14,080 ELU/ml, respectively)。AZ/BNT 則和兩劑都是 BNT 的差不多。中和抗體量的話，AZ/BNT 則是 AZ/AZ 的 8.5 倍。他們也測了免疫 T cells 的反應，AZ/BNT (185 SFC/10^6 PBMCs)的最高，是 AZ/AZ (50 SFC) 的三倍多，BNT/BNT (80 SFC) 和 BNT/AZ (99 SFC) 的兩倍左右。
註：SFC/10^6 PBMCs = spot forming cells (SFC) per 10^6 peripheral blood mononuclear cells (PBMCs)
西班牙：AZ & BNT (CombiVacS, Phase II)
AM Borobia et al, Immunogenicity and reactogenicity of BNT162b2 booster in ChAdOx1-S-primed participants (CombiVacS): a multicentre, open-label, randomised, controlled, phase 2 trial. Lancet (2021)
時間：April 24 -30, 2021
Participants: 18-60 years, 663 participants (448 BNT, 225 no vaccine)
Combination:
1. AZ (prime) - BNT (boost)
2. AZ (prime) only
Interval: 8-9 weeks (273 participants, 61%), 10-12 weeks (176 participants, 39%)
疫苗反應(reactogenicity)：對疫苗反應的比例，輕微的有 68%，中度的有 30%，其中打針部位疼痛的有 88%，頭痛的有 44%，肌肉酸痛的有 43%，發燒的只有 2.5%，沒有觀察到有嚴重副作用，觀察時間為第二劑施打後十四天內。
免疫反應(immunogenicity)：第二劑施打十四天內便觀察到強烈的免疫反應，所以人兩週後都可檢測到中和抗體，比控制組多 45 倍，並且也有強烈的 T cell 反應。但要注意的是控制組是沒施打第二劑的，而不是兩劑都施打 AZ 或 BNT 的。
德國 #1：AZ & BNT (COVIM, Phase 2/3)
D Hillus et al, Safety, reactogenicity, and immunogenicity of homologous and heterologous prime-boost immunisation with ChAdOx1-nCoV19 and BNT162b2: a prospective cohort study. medRxiv (2021)
時間：Dec 27, 2020 - May 21, 2021
Participants: 29-51 years, 340 healthcare workers
Combination & Interval:
1. BNT (prime) - BNT (boost): 3 weeks
2. AZ (prime) - BNT (boost): 10-12 weeks
疫苗反應(reactogenicity)：對疫苗的反應比較嚴重情況大多是在第一劑 AZ 施打後和兩劑都是 BNT 的第二劑 BNT，包括發燒、疲憊、頭痛和肌肉酸痛等等，AZ/BNT 在第二季後的反應稍微低一點。
AZ (prime, 86%) - BNT (boost, 51.5%)
BNT (prime, 39%) - BNT (boost, 65%)
(): 第一劑或第二劑後的副作用比例
免疫反應(immunogenicity)：打了第二劑的三週後，兩組的 anti-Spike IgG 抗體量差不多，中和抗體量也差不多，但是 AZ/BNT 那組的 T cell 反應比較高。
由以上知道，AZ/BNT 兩者間隔 10-12 週是可行的，疫苗的副作用在可以忍受的範圍，沒有觀察到嚴重副作用，而且免疫反應很好。限制就是沒跟 AZ/AZ 比較，不知道疫苗副作用和疫苗反應是否比較大，另外就是這個臨床試驗的參與者年紀都在六十歲以下，不知道六十歲以上是否可行，不過這個年齡層的研究英國有做。
德國 #2：AZ & BNT
R Groß et al, Heterologous ChAdOx1 nCoV-19 and BNT162b2 prime-boost vaccination elicits potent neutralizing antibody responses and T cell reactivity. medRxiv (2021)
時間：not mentioned
Participants: 26, aged 25-46
Combination & Interval: 8 weeks (56 days)（都是 AZ/BNT，沒有對照組。）
疫苗反應(reactogenicity)：大部分人多是第一劑 AZ (prime)後比較大，第二劑 BNT (boost)後比較小。88% 的人表示在第一劑 AZ 後有輕微到中度副作用，以頭痛、畏寒、發燒和疲憊居多。81% 的人表示在第二劑 BNT 後有輕微到中度副作用，主要是疲憊和一點肌肉酸痛。兩劑後都有的副作用是施打部位疼痛，分別為 92% (AZ) 和 85% (BNT)。相較之下，間隔四週的疫苗反應比較大，相隔八週和十二週的都還好。
免疫反應(immunogenicity)：有六成的人在第一劑的兩週後就可測到抗體，IgG 在一個月到達到高峰。在第二劑的 BNT 施打一週後，所有人都可測到 IgG，九成的人可測到 IgA，但是在兩週後所有人都可測到 IgG 和 IgA，抗體量也在第二劑一週到兩週後增加了一百到八千倍，是兩劑都打 BNT 的八倍。所有人在第二劑的兩週後也都有中和抗體，對抗 VOC (variant of concern) B.1.1.7 (alpha, 英國株)的抗體是兩劑都打 BNT 的近四倍，對抗 VOC B1.351 (beta, 南非株)和 B.1.617 (delta, 印度株)的效力也比較好。另外，AZ/BNT 引起的 T cell 反應在第二劑的兩週後也很好。不過，文章裡面並沒有兩劑都是 BNT 對照組的資料，例如人數和年齡層等等，不知道是怎麼比出來的。
德國 #3：AZ & BNT/Moderna (not clinical trial, recruited from real world)
T Schmidt et al, Immunogenicity and reactogenicity of heterologous ChAdOx1 nCoV-19/mRNA vaccination. Nature Medicine (2021)
時間：Jan - April, 2021
Participants: 250 (mostly Saarland University Medical Center employee)
1. AZ (prime) - AZ (boost): 55, aged (mean) 48.6
2. AZ (prime) - BNT or Moderna (boost): 97, aged (mean) 40.7
3. homologous BNT/Moderna (prime) - BNT/Moderna (boost): 64, aged (mean) 44.5
註：在今年三月德國宣佈暫時停止施打 AZ 疫苗後，六十歲以上的被建議第二劑還是打 AZ，六十歲以下的則是建議換打 mRNA 疫苗，不過要選第二劑還是打 AZ 也是可以的，因此兩劑都打 AZ 的那組年齡層會比較高。
Combination & Interval:
1. AZ (prime) - AZ (boost): 10.8 weeks
2. AZ (prime) - BNT or Moderna (boost): 11.2 weeks
3. homologous BNT/Moderna (prime) - BNT/Moderna (boost): 4.3 weeks
疫苗反應(reactogenicity)：大部分都出現在施打後一週內，不管第一劑還是第二劑，都有施打部位疼痛的現象。以第一劑來講，AZ 疫苗引起的反意比較大，包括發燒、畏寒、頭痛和疲憊等等。第二劑的話，AZ 產生不適感的比例少很多，mRNA 疫苗的話則不管第一劑是打 AZ 還是 mRNA 疫苗，兩者的不適感都差不多，雖然比第二劑是 AZ 的還要大，但是比第一劑打 AZ 後的小很多，且在可以忍受的範圍內。雖然英國 Com-COV 的臨床試驗中，混打的不適反應比兩者打一樣的嚴重很多，不過可能是因為英國的兩劑只相隔四週，這個結果和德國的另一個報告(Groß et al, medRvix 2021)相符合。
免疫反應(immunogenicity)：所有人體內都有抗 Spike IgG 抗體，不過施打 AZ-mRNA 疫苗和兩劑 mRNA 疫苗的 IgG 比兩劑都 AZ 還要高十倍左右。中和抗體的話，AZ-mRNA 疫苗和兩劑都是 mRNA 疫苗用 sNT (surrogate neutralization test)測出來都有 100% 的抑制力(inhibitory activity)，兩劑都是 AZ 的比較低。另外，AZ-mRNA 疫苗和兩劑 mRNA 疫苗可以引起顯著的 CD4+ T (helper) cells 反應，比兩劑都是 AZ 的高很多。有趣的是 AZ-mRNA 疫苗引起最高的 CD8+ (killer) T cell 反應，不只比兩劑都是 AZ 的高很多，也比兩劑都是 mRNA 疫苗的還高。
新聞稿：idw / Medical study: Mix-and-match vaccines generate a particularly strong immune response
"This provides quite striking evidence that a double dose of the AstraZeneca vaccine is not able to mobilize the body’s immune responses as strongly as the other two vaccination regimens."
其實我覺得這也不算很意外，J&J 都可以只有一劑了，AZ 為什麼需要兩劑，而且 AZ 用的還是人類體內不會有的黑猩猩腺病毒？照理說效果應該要比 J&J 還要好，一個可能的原因就是 J&J 評估過後認為第二劑並沒有讓效果更好，所以就乾脆不要第二劑。如果是這樣的話，兩劑的 AZ 沒有比第一劑 AZ 第二劑 BNT 的效果好，也算是預料之內吧？
德國 #4：AZ & BNT (CoCo Study, Phase I/II)
J Barros-Martins et al, Immune responses against SARS-CoV-2 variants after heterologous and homologous ChAdOx1 nCoV-19/BNT162b2 vaccination. Nature Medicine (2021)
時間：Jan 2021 - ongoing
Participants: 1493 healthcare professionals (HCPs) from Hannover Medical School with potential contact to SARS-CoV-2, 19-64 yrs (mean = 38 yrs)
Combination & intervals:
1. AZ (prime) - BNT (boost): 2-3 months; 55 participants
2. AZ (prime) - AZ (boost): 2-3 months; 32 participants
3. BNT (prime) - BNT (boost): 21 days; 46 participants
疫苗反應(reactogenicity)：n/a
免疫反應(immunogenicity)：
1. AZ primed: anti-Spike IgG declined by 42%; anti-Spike IgA declined by 66% after 30 days; only 44%-53% individuals have detectable Spike-specific memory B cells; 施打兩到三週後，大多數人都有產生抗武漢株的中和抗體，但有產生抗英國株(alpha, B.1.1.7)、南非株(beta, B.1.135)和巴西株(gamma, P.1)的中和抗體的人卻不多，只有 19% (alpha), 5.7% (beta), 14% (gamma) 的人有產生中和抗體，而且中和抗體量也很低。
2. AZ/AZ: anti-Spike IgG increases 2.9-fold; Spike-specific memory B cells increases (~2.5-fold) in all individuals; 抗武漢株和英國株的中和抗體皆有增加，但抗南非株和巴西株的中和抗體沒什麼增加，也就是非常低。CD4+ (helper) 和 CD8+ (killer) T cells 皆有增加。 3. AZ/BNT: anti-Spike IgG increases 11.5-fold; Spike-specific memory B cells increases (~6.5-fold) in all individuals; 抗武漢株、英國株、南非株和巴西株的中和抗體皆大幅增加，但中和抗體量以抗武漢株的最高，再來是英國株，抗南非株和巴西株的較低。CD4+ (helper) 和 CD8+ (killer) T cells 皆有增加，而且比 AZ/AZ 組合高很多。
總結：不管在抗武漢株和 VOCs 的中和抗體，還是 T cells 免疫反應上，AZ/BNT 的效果都比 AZ/AZ 組好，而中和抗體量則和 BNT/BNT 的則差不多。
瑞典：AZ/Moderna (CoVacc)
J Normark et al, Heterologous ChAdOx1 nCoV-19 and mRNA-1273 Vaccination. NEJM (2021)
時間：March 2021 - ongoing
Participants: 88; plan to enroll up to 3000
Combination:
1. AZ/AZ: 37 participants; 28-62 yrs (mean = 46 yrs)
2. AZ/Moderna: 51 participants, 23-59 yrs (mean = 40 yrs)
Intervals: 9-12 weeks
疫苗反應(reactogenicity)：頭痛、畏寒和肌肉酸痛的情況在第二劑 Moderna 組的比例比較多，但嚴重程度兩組差不多。
免疫反應(immunogenicity)：
1. AZ/AZ: 第二劑施打七到十天後，anti-Spike & anti-RBD IgG 比施打當天高五倍，anti-Spike IgG 量則維持到施打後三十天後。中和抗體量則比施打當天高一倍，一個月後則比一週後高了 1.6-1.7 倍，但沒有可對抗南非株的中和抗體，和德國(#4)的結果一致。
2. AZ/Moderna: 第二季施打七到十天後，anti-Spike IgG 比施打當天高 115 倍，而且維持到施打後三十天後，anti-RBD 則比施打當天高 125 倍。中和抗體量則比施打當天高 20 倍，第二季施打七到十天後，一個月後則比一週後高了 1.6-1.7 倍，並且有抗南非株(B.1.135)的中和抗體。
（按圖可以放大）
Science / Mixing COVID-19 vaccines appears to boost immune responses
[2020-06-17 更新] NACI 宣布第一劑施打 AZ 的人第二劑建議改成 mRNA 疫苗。
CBC News / Vaccine committee says provinces should give AstraZeneca recipients a different vaccine for second dose
"An mRNA vaccine is now preferred as the second dose for individuals who received a first dose of the AstraZeneca/COVISHIELD vaccine, based on emerging evidence of a potentially better immune response from this mixed vaccine schedule," NACI said in a statement released today. The "mixed vaccine schedule" refers to the practice of using different products for the first and second doses.
Summary of National Advisory Committee on Immunization statement of June 17, 2021
For second doses, NACI recommends that:
An mRNA vaccine is now preferred as the second dose for individuals who received a first dose of the AstraZeneca/COVISHIELD vaccine, based on emerging evidence of a potentially better immune response from this mixed vaccine schedule and to mitigate the potential risk of VITT associated with viral vector vaccines.
Second doses: What you need to know
- Emerging evidence from studies in Germany suggests a potentially better immune response, including against variants of concern, when a first dose of the AstraZeneca vaccine is followed by a second dose of the Pfizer-BioNTech mRNA vaccine, compared to two doses of the AstraZeneca vaccine.
- Evidence continues to suggest a first dose of the AstraZeneca vaccine followed by a second dose of the Pfizer-BioNTech mRNA vaccine has a good safety profile. As such, NACI recommends that an mRNA COVID-19 vaccine is now preferred as the second dose for individuals who received a first dose of the AstraZeneca/COVISHIELD vaccine.
- Receiving an mRNA vaccine as a second dose also mitigates the rare risk of VITT that is associated with viral vector vaccines. The rate of VITT after the second dose of the AstraZeneca/COVISHIELD vaccine appears to be lower than with the first dose but has increased over time, with current estimates of approximately 1 per 600,000 people vaccinated.
- Individuals should consider talking to a health care professional to help understand the best option for their situation.
目前有四個臨床實驗報告，分別是英國、西班牙和德國的三個。
英國：AZ & BNT (Com-COV, Phase II)
RH Shaw et al, Heterologous prime-boost COVID-19 vaccination: initial reactogenicity data. Lancet (2021)
X Liu et al, Safety and Immunogenicity Report from the Com-COV Study – a Single-Blind Randomised Non-Inferiority Trial Comparing Heterologous And Homologous Prime-Boost Schedules with An Adenoviral Vectored and mRNA COVID-19 Vaccine. SSRN (2021)
時間：Feb 21-26, 2021
Participants: 50-69 years, total 830 participants
Combination (prime - boost):
1. AZ - AZ (10%)
2. AZ - BNT (34%)
3. BNT - BNT (21%)
4. BNT - AZ (41%)
(): 第二劑後的發燒比例
Interval: 28-day (4-week, 463 participants), 84-day (12-week, 367 participants)
疫苗反應(reactogenicity)：AZ - BNT 的在第二劑後的反應，包括發燒、頭痛、肌肉痠痛、疲倦等等，比兩劑都是 AZ 的比例高，BNT - AZ 的則是第二劑後的反應比兩劑都是 BNT 的比例高。沒有比較間隔四週和十二週的差別，間隔十二週的有疫苗反應的比例是否比間隔四週的低？
免疫反應(immunogenicity)：以抗 Spike IgG 的抗體量來說，第一劑施打的兩週後，BNT 是 AZ 的 6.5 倍（GMC 843 & 129 ELU/ml, respectively)：四週後，BNT 是 AZ 的三倍左右（GMC 1597 & 555 ELU/ml, respectively）。免疫細胞反應的話，則是 AZ 比較高，第一劑兩週後 AZ 是 BNT 的 4.6 倍(160 vs. 35 SFC/10^6 PBMCs)，四週後 AZ 則是 BNT 的 3.4 倍(54 vs. 16)，不過跟兩週後的反應相比，兩者都下降了不少。
第二劑施打的 28 天後，測到的 anti-Spike IgG 抗體量 AZ/BNT 是 AZ/AZ 的 9.2 倍（GMC 12,906 ELU/ml & 1,392 ELU/ml, respectively)，BNT/AZ 則只有 BNT/BNT 的一半左右（GMC 7,133 ELU/ml & 14,080 ELU/ml, respectively)。AZ/BNT 則和兩劑都是 BNT 的差不多。中和抗體量的話，AZ/BNT 則是 AZ/AZ 的 8.5 倍。他們也測了免疫 T cells 的反應，AZ/BNT (185 SFC/10^6 PBMCs)的最高，是 AZ/AZ (50 SFC) 的三倍多，BNT/BNT (80 SFC) 和 BNT/AZ (99 SFC) 的兩倍左右。
註：SFC/10^6 PBMCs = spot forming cells (SFC) per 10^6 peripheral blood mononuclear cells (PBMCs)
西班牙：AZ & BNT (CombiVacS, Phase II)
AM Borobia et al, Immunogenicity and reactogenicity of BNT162b2 booster in ChAdOx1-S-primed participants (CombiVacS): a multicentre, open-label, randomised, controlled, phase 2 trial. Lancet (2021)
時間：April 24 -30, 2021
Participants: 18-60 years, 663 participants (448 BNT, 225 no vaccine)
Combination:
1. AZ (prime) - BNT (boost)
2. AZ (prime) only
Interval: 8-9 weeks (273 participants, 61%), 10-12 weeks (176 participants, 39%)
疫苗反應(reactogenicity)：對疫苗反應的比例，輕微的有 68%，中度的有 30%，其中打針部位疼痛的有 88%，頭痛的有 44%，肌肉酸痛的有 43%，發燒的只有 2.5%，沒有觀察到有嚴重副作用，觀察時間為第二劑施打後十四天內。
免疫反應(immunogenicity)：第二劑施打十四天內便觀察到強烈的免疫反應，所以人兩週後都可檢測到中和抗體，比控制組多 45 倍，並且也有強烈的 T cell 反應。但要注意的是控制組是沒施打第二劑的，而不是兩劑都施打 AZ 或 BNT 的。
德國 #1：AZ & BNT (COVIM, Phase 2/3)
D Hillus et al, Safety, reactogenicity, and immunogenicity of homologous and heterologous prime-boost immunisation with ChAdOx1-nCoV19 and BNT162b2: a prospective cohort study. medRxiv (2021)
時間：Dec 27, 2020 - May 21, 2021
Participants: 29-51 years, 340 healthcare workers
Combination & Interval:
1. BNT (prime) - BNT (boost): 3 weeks
2. AZ (prime) - BNT (boost): 10-12 weeks
疫苗反應(reactogenicity)：對疫苗的反應比較嚴重情況大多是在第一劑 AZ 施打後和兩劑都是 BNT 的第二劑 BNT，包括發燒、疲憊、頭痛和肌肉酸痛等等，AZ/BNT 在第二季後的反應稍微低一點。
AZ (prime, 86%) - BNT (boost, 51.5%)
BNT (prime, 39%) - BNT (boost, 65%)
(): 第一劑或第二劑後的副作用比例
免疫反應(immunogenicity)：打了第二劑的三週後，兩組的 anti-Spike IgG 抗體量差不多，中和抗體量也差不多，但是 AZ/BNT 那組的 T cell 反應比較高。
由以上知道，AZ/BNT 兩者間隔 10-12 週是可行的，疫苗的副作用在可以忍受的範圍，沒有觀察到嚴重副作用，而且免疫反應很好。限制就是沒跟 AZ/AZ 比較，不知道疫苗副作用和疫苗反應是否比較大，另外就是這個臨床試驗的參與者年紀都在六十歲以下，不知道六十歲以上是否可行，不過這個年齡層的研究英國有做。
德國 #2：AZ & BNT
R Groß et al, Heterologous ChAdOx1 nCoV-19 and BNT162b2 prime-boost vaccination elicits potent neutralizing antibody responses and T cell reactivity. medRxiv (2021)
時間：not mentioned
Participants: 26, aged 25-46
Combination & Interval: 8 weeks (56 days)（都是 AZ/BNT，沒有對照組。）
疫苗反應(reactogenicity)：大部分人多是第一劑 AZ (prime)後比較大，第二劑 BNT (boost)後比較小。88% 的人表示在第一劑 AZ 後有輕微到中度副作用，以頭痛、畏寒、發燒和疲憊居多。81% 的人表示在第二劑 BNT 後有輕微到中度副作用，主要是疲憊和一點肌肉酸痛。兩劑後都有的副作用是施打部位疼痛，分別為 92% (AZ) 和 85% (BNT)。相較之下，間隔四週的疫苗反應比較大，相隔八週和十二週的都還好。
免疫反應(immunogenicity)：有六成的人在第一劑的兩週後就可測到抗體，IgG 在一個月到達到高峰。在第二劑的 BNT 施打一週後，所有人都可測到 IgG，九成的人可測到 IgA，但是在兩週後所有人都可測到 IgG 和 IgA，抗體量也在第二劑一週到兩週後增加了一百到八千倍，是兩劑都打 BNT 的八倍。所有人在第二劑的兩週後也都有中和抗體，對抗 VOC (variant of concern) B.1.1.7 (alpha, 英國株)的抗體是兩劑都打 BNT 的近四倍，對抗 VOC B1.351 (beta, 南非株)和 B.1.617 (delta, 印度株)的效力也比較好。另外，AZ/BNT 引起的 T cell 反應在第二劑的兩週後也很好。不過，文章裡面並沒有兩劑都是 BNT 對照組的資料，例如人數和年齡層等等，不知道是怎麼比出來的。
德國 #3：AZ & BNT/Moderna (not clinical trial, recruited from real world)
T Schmidt et al, Immunogenicity and reactogenicity of heterologous ChAdOx1 nCoV-19/mRNA vaccination. Nature Medicine (2021)
時間：Jan - April, 2021
Participants: 250 (mostly Saarland University Medical Center employee)
1. AZ (prime) - AZ (boost): 55, aged (mean) 48.6
2. AZ (prime) - BNT or Moderna (boost): 97, aged (mean) 40.7
3. homologous BNT/Moderna (prime) - BNT/Moderna (boost): 64, aged (mean) 44.5
註：在今年三月德國宣佈暫時停止施打 AZ 疫苗後，六十歲以上的被建議第二劑還是打 AZ，六十歲以下的則是建議換打 mRNA 疫苗，不過要選第二劑還是打 AZ 也是可以的，因此兩劑都打 AZ 的那組年齡層會比較高。
Combination & Interval:
1. AZ (prime) - AZ (boost): 10.8 weeks
2. AZ (prime) - BNT or Moderna (boost): 11.2 weeks
3. homologous BNT/Moderna (prime) - BNT/Moderna (boost): 4.3 weeks
疫苗反應(reactogenicity)：大部分都出現在施打後一週內，不管第一劑還是第二劑，都有施打部位疼痛的現象。以第一劑來講，AZ 疫苗引起的反意比較大，包括發燒、畏寒、頭痛和疲憊等等。第二劑的話，AZ 產生不適感的比例少很多，mRNA 疫苗的話則不管第一劑是打 AZ 還是 mRNA 疫苗，兩者的不適感都差不多，雖然比第二劑是 AZ 的還要大，但是比第一劑打 AZ 後的小很多，且在可以忍受的範圍內。雖然英國 Com-COV 的臨床試驗中，混打的不適反應比兩者打一樣的嚴重很多，不過可能是因為英國的兩劑只相隔四週，這個結果和德國的另一個報告(Groß et al, medRvix 2021)相符合。
免疫反應(immunogenicity)：所有人體內都有抗 Spike IgG 抗體，不過施打 AZ-mRNA 疫苗和兩劑 mRNA 疫苗的 IgG 比兩劑都 AZ 還要高十倍左右。中和抗體的話，AZ-mRNA 疫苗和兩劑都是 mRNA 疫苗用 sNT (surrogate neutralization test)測出來都有 100% 的抑制力(inhibitory activity)，兩劑都是 AZ 的比較低。另外，AZ-mRNA 疫苗和兩劑 mRNA 疫苗可以引起顯著的 CD4+ T (helper) cells 反應，比兩劑都是 AZ 的高很多。有趣的是 AZ-mRNA 疫苗引起最高的 CD8+ (killer) T cell 反應，不只比兩劑都是 AZ 的高很多，也比兩劑都是 mRNA 疫苗的還高。
新聞稿：idw / Medical study: Mix-and-match vaccines generate a particularly strong immune response
"This provides quite striking evidence that a double dose of the AstraZeneca vaccine is not able to mobilize the body’s immune responses as strongly as the other two vaccination regimens."
其實我覺得這也不算很意外，J&J 都可以只有一劑了，AZ 為什麼需要兩劑，而且 AZ 用的還是人類體內不會有的黑猩猩腺病毒？照理說效果應該要比 J&J 還要好，一個可能的原因就是 J&J 評估過後認為第二劑並沒有讓效果更好，所以就乾脆不要第二劑。如果是這樣的話，兩劑的 AZ 沒有比第一劑 AZ 第二劑 BNT 的效果好，也算是預料之內吧？
德國 #4：AZ & BNT (CoCo Study, Phase I/II)
J Barros-Martins et al, Immune responses against SARS-CoV-2 variants after heterologous and homologous ChAdOx1 nCoV-19/BNT162b2 vaccination. Nature Medicine (2021)
時間：Jan 2021 - ongoing
Participants: 1493 healthcare professionals (HCPs) from Hannover Medical School with potential contact to SARS-CoV-2, 19-64 yrs (mean = 38 yrs)
Combination & intervals:
1. AZ (prime) - BNT (boost): 2-3 months; 55 participants
2. AZ (prime) - AZ (boost): 2-3 months; 32 participants
3. BNT (prime) - BNT (boost): 21 days; 46 participants
疫苗反應(reactogenicity)：n/a
免疫反應(immunogenicity)：
1. AZ primed: anti-Spike IgG declined by 42%; anti-Spike IgA declined by 66% after 30 days; only 44%-53% individuals have detectable Spike-specific memory B cells; 施打兩到三週後，大多數人都有產生抗武漢株的中和抗體，但有產生抗英國株(alpha, B.1.1.7)、南非株(beta, B.1.135)和巴西株(gamma, P.1)的中和抗體的人卻不多，只有 19% (alpha), 5.7% (beta), 14% (gamma) 的人有產生中和抗體，而且中和抗體量也很低。
2. AZ/AZ: anti-Spike IgG increases 2.9-fold; Spike-specific memory B cells increases (~2.5-fold) in all individuals; 抗武漢株和英國株的中和抗體皆有增加，但抗南非株和巴西株的中和抗體沒什麼增加，也就是非常低。CD4+ (helper) 和 CD8+ (killer) T cells 皆有增加。 3. AZ/BNT: anti-Spike IgG increases 11.5-fold; Spike-specific memory B cells increases (~6.5-fold) in all individuals; 抗武漢株、英國株、南非株和巴西株的中和抗體皆大幅增加，但中和抗體量以抗武漢株的最高，再來是英國株，抗南非株和巴西株的較低。CD4+ (helper) 和 CD8+ (killer) T cells 皆有增加，而且比 AZ/AZ 組合高很多。
總結：不管在抗武漢株和 VOCs 的中和抗體，還是 T cells 免疫反應上，AZ/BNT 的效果都比 AZ/AZ 組好，而中和抗體量則和 BNT/BNT 的則差不多。
瑞典：AZ/Moderna (CoVacc)
J Normark et al, Heterologous ChAdOx1 nCoV-19 and mRNA-1273 Vaccination. NEJM (2021)
時間：March 2021 - ongoing
Participants: 88; plan to enroll up to 3000
Combination:
1. AZ/AZ: 37 participants; 28-62 yrs (mean = 46 yrs)
2. AZ/Moderna: 51 participants, 23-59 yrs (mean = 40 yrs)
Intervals: 9-12 weeks
疫苗反應(reactogenicity)：頭痛、畏寒和肌肉酸痛的情況在第二劑 Moderna 組的比例比較多，但嚴重程度兩組差不多。
免疫反應(immunogenicity)：
1. AZ/AZ: 第二劑施打七到十天後，anti-Spike & anti-RBD IgG 比施打當天高五倍，anti-Spike IgG 量則維持到施打後三十天後。中和抗體量則比施打當天高一倍，一個月後則比一週後高了 1.6-1.7 倍，但沒有可對抗南非株的中和抗體，和德國(#4)的結果一致。
2. AZ/Moderna: 第二季施打七到十天後，anti-Spike IgG 比施打當天高 115 倍，而且維持到施打後三十天後，anti-RBD 則比施打當天高 125 倍。中和抗體量則比施打當天高 20 倍，第二季施打七到十天後，一個月後則比一週後高了 1.6-1.7 倍，並且有抗南非株(B.1.135)的中和抗體。
（按圖可以放大）2021年6月5日 星期六
CH 上關於新冠疫苗的討論 20210604
這篇只是簡單記錄一下昨天在 ClubHouse 上聽到的討論，前半段是討論 Nature Medicine 那篇論文 [1]，應該很多人都看過了，就不在這篇裡敘述（除非哪天心血來潮想寫一下）。
1.
台灣的 CDMO：台康、永昕產能 2000 L，之前有接洽過 AZ 看能不能代工，但似乎因為量產達不到而不了了之。要擴大量產需要大量資金，需要政府幫忙，like Samsung Biologics。
韓國的 CDMO：1,5000L bioreactor x 8~10
2.
瑞士的疫苗施打率很低，因為買不到，於是和 Moderna 合作，由瑞士公司 Lonza 生產以供內需，徵召碩博士生去做疫苗，月薪七千瑞士法郎，為期三到六個月。
3.
有人問：聯亞有二期三期合併，高端感覺還要很久，為什麼現在都在討論高端，沒有在討論聯亞？
答：因為高端有股票上市吧哈哈 XD
4.
台灣的二期要多少人？當初有人在討論要一千人還是三千人，講一千人想的是還是要三期，擴大到三千人想的是二期過了就直接 EUA。三千人的來源是 FDA 的 safety guideline，TFDA 先設了這個 criteria 後高端和聯亞才把臨床設計做成第二期三千人。
5.
高端計畫在巴拉圭做 1:7 的三期臨床試驗。台灣的二期沒有真的雙盲，三期才有雙盲。二期預計六月解盲，但沒什麼好解盲的，一定是成功的，有抗體就是打疫苗，沒抗體就是打食鹽水，二期只看一點點 efficacy 沒那麼重要，三期看 efficacy 比較重要。
6.
台灣和後來才出來的新冠疫苗會越來越沒有做傳統三期的條件，因此 WHO 前兩天才開會討論 Nature Medicine 那篇 paper [1]，看能不能做 immunobridging，用中和抗體效價取代傳統三期。
7.
台灣好像有兩家公司做 mRNA，但是技術不夠。
8.
mRNA & adenoviral vaccine CQA (critical quality attribute) 應該沒有 biological potency assays，mRNA 所知的 guideline 是看 purity, identity, in vitro expression (WB)。Adenovirus 的話可能是 strain identity, TCID50 assay, qPCR，但是病毒的 batch-to-batch variability 很高，包括用於 gene therapy 的 AAV，不知道各廠是如何確定每個 batch 的品質是一致的。
9.
關於 Nature Medicine 那篇有些 limitations，例如每個疫苗檢測的方法都不一樣、不知道康復者的抗體是感染幾天後的，要怎麼知道康復者體內的哪幾株中和抗體(neutralizaing antibodies)是有保護力的等等。
註：那篇裡面分析的疫苗有 Moderna (mRNA-1273), Novavax (NVX-CoV2373), BioNtech/Pfizer (BNT162b2), Sputnik V (rAd26-S+rAd5-S), Oxfored/AZ (ChAdOx1 nCoV-19), J&J Janssen (Ad26.COV2.S) 和中國的科興疫苗 CoronaVac (inactivated)，中和抗體的分析結果和 Phase III 的差不多，兩支 mRNA 的表現最好，中和抗體也最多，科興的最差，中和抗體也最少。
相關文章：又一篇新冠病毒的小抗體研究
如果真的要做 immunobridging，要用哪些抗體當作 markers 或 reference，每隻疫苗產生的抗體都不太一樣，要怎麼確定有產生那幾株抗體就表示有保護力？如果某個疫苗沒產生那些抗體，就代表沒保護力嗎？之前有研究顯示，不只抗體有保護力，感染後產生的 T cells 也有保護力，這些要包括在內嗎？
相關文章：新冠病毒感染者體內 T 細胞的免疫反應
Moderna 在青少年的臨床試驗上，便是看免疫反應 [2, 3]，但那是因為是同一隻抗體，檢測的方法也是一致的。
10.
Regeneron mAb cocktail 只有兩株抗體 [4]，是從老鼠體內釣出來後再 humanized。
References:
1. DS Khoury et al, Neutralizing antibody levels are highly predictive of immune protection from symptomatic SARS-CoV-2 infection. Nature Medicine (2021)
2. Moderna Press Release / Moderna Announces TeenCOVE Study of its COVID-19 Vaccine in Adolescents Meets Primary Endpoint and Plans to Submit Data to Regulators in Early June (May 2021)
3. UMass Med News / Moderna’s TeenCOVE study of COVID-19 vaccine, with UMMS participants, meets primary endpoints (May 2021)
4. FDA / Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes Monoclonal Antibodies for Treatment of COVID-19 (Nov 2020)
1.
台灣的 CDMO：台康、永昕產能 2000 L，之前有接洽過 AZ 看能不能代工，但似乎因為量產達不到而不了了之。要擴大量產需要大量資金，需要政府幫忙，like Samsung Biologics。
韓國的 CDMO：1,5000L bioreactor x 8~10
2.
瑞士的疫苗施打率很低，因為買不到，於是和 Moderna 合作，由瑞士公司 Lonza 生產以供內需，徵召碩博士生去做疫苗，月薪七千瑞士法郎，為期三到六個月。
3.
有人問：聯亞有二期三期合併，高端感覺還要很久，為什麼現在都在討論高端，沒有在討論聯亞？
答：因為高端有股票上市吧哈哈 XD
4.
台灣的二期要多少人？當初有人在討論要一千人還是三千人，講一千人想的是還是要三期，擴大到三千人想的是二期過了就直接 EUA。三千人的來源是 FDA 的 safety guideline，TFDA 先設了這個 criteria 後高端和聯亞才把臨床設計做成第二期三千人。
5.
高端計畫在巴拉圭做 1:7 的三期臨床試驗。台灣的二期沒有真的雙盲，三期才有雙盲。二期預計六月解盲，但沒什麼好解盲的，一定是成功的，有抗體就是打疫苗，沒抗體就是打食鹽水，二期只看一點點 efficacy 沒那麼重要，三期看 efficacy 比較重要。
6.
台灣和後來才出來的新冠疫苗會越來越沒有做傳統三期的條件，因此 WHO 前兩天才開會討論 Nature Medicine 那篇 paper [1]，看能不能做 immunobridging，用中和抗體效價取代傳統三期。
7.
台灣好像有兩家公司做 mRNA，但是技術不夠。
8.
mRNA & adenoviral vaccine CQA (critical quality attribute) 應該沒有 biological potency assays，mRNA 所知的 guideline 是看 purity, identity, in vitro expression (WB)。Adenovirus 的話可能是 strain identity, TCID50 assay, qPCR，但是病毒的 batch-to-batch variability 很高，包括用於 gene therapy 的 AAV，不知道各廠是如何確定每個 batch 的品質是一致的。
9.
關於 Nature Medicine 那篇有些 limitations，例如每個疫苗檢測的方法都不一樣、不知道康復者的抗體是感染幾天後的，要怎麼知道康復者體內的哪幾株中和抗體(neutralizaing antibodies)是有保護力的等等。
註：那篇裡面分析的疫苗有 Moderna (mRNA-1273), Novavax (NVX-CoV2373), BioNtech/Pfizer (BNT162b2), Sputnik V (rAd26-S+rAd5-S), Oxfored/AZ (ChAdOx1 nCoV-19), J&J Janssen (Ad26.COV2.S) 和中國的科興疫苗 CoronaVac (inactivated)，中和抗體的分析結果和 Phase III 的差不多，兩支 mRNA 的表現最好，中和抗體也最多，科興的最差，中和抗體也最少。
相關文章：又一篇新冠病毒的小抗體研究
如果真的要做 immunobridging，要用哪些抗體當作 markers 或 reference，每隻疫苗產生的抗體都不太一樣，要怎麼確定有產生那幾株抗體就表示有保護力？如果某個疫苗沒產生那些抗體，就代表沒保護力嗎？之前有研究顯示，不只抗體有保護力，感染後產生的 T cells 也有保護力，這些要包括在內嗎？
相關文章：新冠病毒感染者體內 T 細胞的免疫反應
Moderna 在青少年的臨床試驗上，便是看免疫反應 [2, 3]，但那是因為是同一隻抗體，檢測的方法也是一致的。
10.
Regeneron mAb cocktail 只有兩株抗體 [4]，是從老鼠體內釣出來後再 humanized。
References:
1. DS Khoury et al, Neutralizing antibody levels are highly predictive of immune protection from symptomatic SARS-CoV-2 infection. Nature Medicine (2021)
2. Moderna Press Release / Moderna Announces TeenCOVE Study of its COVID-19 Vaccine in Adolescents Meets Primary Endpoint and Plans to Submit Data to Regulators in Early June (May 2021)
3. UMass Med News / Moderna’s TeenCOVE study of COVID-19 vaccine, with UMMS participants, meets primary endpoints (May 2021)
4. FDA / Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes Monoclonal Antibodies for Treatment of COVID-19 (Nov 2020)
2021年5月23日 星期日
校正回歸才不是蓋牌！
這兩天在吵 #校正回歸，想到去年看 BC CDC 的圖時剛開始也沒看懂，在 VCH 當護士的朋友幫我解釋了一下。剛剛找了一下去年的資料，發現其實 CDC 花了不少功夫在分析(BC CDC COVID-19 Data)，去年三月到六月中幾乎每天都有一個報告。剛開始 symptom onset date 的圖和 date reported to PH 的是合在一起的(Figure 1)，後來分開了(Figure 2-4)。
Figure 1. 去年疫情剛開始時，三月的確診人數和感染人數是放在同一張圖，可以看到確診高峰期和感染高峰期差了兩個禮拜。
台灣過去一年因為確診數少，所以當日確診數有一個就報一個，沒有出現 delay 的問題。BC 省在疫情爆發剛開始也是這樣，每天只有一個確診數字，但沒多久後人數就暴增，症狀出現去檢驗，BC 疾管局檢驗陽性後再報給中央，這樣來來回回的 turnaround time 就要至少一天以上，今天檢驗出來確診的不見得是今天的人數，很可能是幾天前，甚至是一、兩個禮拜前的。之後人數太多就不用再報給中央，BC CDC 驗出來後就可以直接宣布確診。
Figure 2. 實施禁令後，感染人數和確診人數的變化，禁令實施後的結果約一個禮拜後才會看到。
BC CDC 後來把數字分成兩個，一個是當日確診數(Date report to public health)，就是當天回報給 public health (PH) 的確診人數，這個數字是不會變的，當天回報給 PH 的是多少就是多少。另一個是當日症狀出現的人數，也就是當日感染人數(Symptom onset date)，但這個人數會是幾天後的確診人數往回調的，例如 5/22 確診的人，可能是一個禮拜前 5/15 感染的，幾天後出現症狀去檢驗，5/22 檢驗結果確診，這個確診一人除了會加在當日確診數(date reported to PH)之外，還會往回加在 5/15 那天的 Symptom onset date 的人數，所以這個人數在兩週內可能會一直增加，都是之後往回推感染日期後加上去的。
相關文章：新冠病毒(SARS-CoV-2)的檢測 -- qPCR 和抗體
可以看到在去年三月中禁令開始後，感染人數開始下降，但確診人數上升，這個上升是幾天前的感染人數，禁令的效用在一週後才看見確診數下降(Figure 2)。確診人數的高峰期和感染人數的高峰期中間差了約兩個禮拜，感染人數不會立刻知道，都是之後的確診數回推後加上去的，這個 delay 目前觀察到大概都是一個禮拜左右，去年疫情開始暴增的時候大概會 delay 到兩個禮拜吧。台灣過去一年公佈的可能都是以當日感染人數為主，人數少到還可以有行動足跡，這邊人數多到根本不可能這樣，只能先公布當日確診人數，之後再回調感染人數，也就是校正回歸。
Figure 3. 擴大檢驗後確診數增加不少，但感染人數沒有。
How to interpret the epidemic curves: Figure 2 shows the date that a case’s illness started. Figure 3 shows the date the illness was confirmed and reported by the laboratory. There is a delay between the beginning of a person’s illness (symptom onset date) and the date the laboratory confirms and reports the illness (reported date). New cases only have a reported date available and appear on the right of the curve in Figure 3, but their symptom onset would have occurred prior. As information on symptom onset becomes available through public health investigation, cases are expected to appear on earlier dates in Figure 2.
禁令包括：
3/14 春假開始學校關閉
3/16 開始禁止五十人以上的聚會、禁止外國人入境、禁止有症狀者進入加拿大、限制國際班機。
3/17 BC 疾管局宣布緊急命令，所有入境者要自我隔離十四天。
3/18 BC 省政府宣布緊急命令，所有餐飲業者關閉。
3/20 宣布美加邊境關閉，禁止 non-essential travel。
3/21 禁止私人服務業務，包括沙龍和按摩(salons, spas)等等。
Figure 4. 去年五月的時候，開始擴大篩檢，有症狀都可以去檢驗，確診人數有增加，但感染人數持續下降。
疫情剛爆發的時候各項不足，人手不足，檢驗試劑不足，因此只有出現症狀和有接觸史的才驗，外國回來的就是自己在家隔離十四天。如果只是有感冒症狀，但沒有接觸史的，就是待在家到症狀結束，不要出門也不要去看家醫，不會有檢驗，如果有疑慮就打 811。如果症狀嚴重，例如高燒不退或是呼吸困難，就打 911 或是去急診。後來比較上軌道後，檢驗站也增加了後，才擴大到有感冒症狀就可以去檢驗。
BC 去年疫情爆發後三階段的實施措施：
Phase 1 – Public health measures enacted: March 14: Spring break started for most schools; March 16: Mass gatherings public health order implemented (>50 people), entry of foreign nationals banned, symptomatic individuals banned from flights to Canada, international flights restricted to four national airports; March 17: BC public health emergency declared, traveller self-isolation public health order implemented; March 18: Provincial state of emergency declared, food and drink service restrictions public health order implemented; March 20: US/Canada border closed to non-essential travel; March 21: closure of personal service establishments.
Phase 2 – Start of reopening: May 19: Restoration of health services, retail, hair salons, in-person counselling, restaurants, cafes, pubs, museums, libraries, office based worksites, sports, outdoor spaces, and child care. June 1: Students in K-12 return to school on a gradual and part-time basis.
Phase 3 – Continued reopening: June 24: essential travel within BC permitted with reopening of accommodation industry (hotels, motels, RV parks, cabins, etc.), overnight camping in BC parks, motion pictures and television production, and movie theatres.
Figure 1. 去年疫情剛開始時，三月的確診人數和感染人數是放在同一張圖，可以看到確診高峰期和感染高峰期差了兩個禮拜。
台灣過去一年因為確診數少，所以當日確診數有一個就報一個，沒有出現 delay 的問題。BC 省在疫情爆發剛開始也是這樣，每天只有一個確診數字，但沒多久後人數就暴增，症狀出現去檢驗，BC 疾管局檢驗陽性後再報給中央，這樣來來回回的 turnaround time 就要至少一天以上，今天檢驗出來確診的不見得是今天的人數，很可能是幾天前，甚至是一、兩個禮拜前的。之後人數太多就不用再報給中央，BC CDC 驗出來後就可以直接宣布確診。
Figure 2. 實施禁令後，感染人數和確診人數的變化，禁令實施後的結果約一個禮拜後才會看到。
BC CDC 後來把數字分成兩個，一個是當日確診數(Date report to public health)，就是當天回報給 public health (PH) 的確診人數，這個數字是不會變的，當天回報給 PH 的是多少就是多少。另一個是當日症狀出現的人數，也就是當日感染人數(Symptom onset date)，但這個人數會是幾天後的確診人數往回調的，例如 5/22 確診的人，可能是一個禮拜前 5/15 感染的，幾天後出現症狀去檢驗，5/22 檢驗結果確診，這個確診一人除了會加在當日確診數(date reported to PH)之外，還會往回加在 5/15 那天的 Symptom onset date 的人數，所以這個人數在兩週內可能會一直增加，都是之後往回推感染日期後加上去的。
相關文章：新冠病毒(SARS-CoV-2)的檢測 -- qPCR 和抗體
可以看到在去年三月中禁令開始後，感染人數開始下降，但確診人數上升，這個上升是幾天前的感染人數，禁令的效用在一週後才看見確診數下降(Figure 2)。確診人數的高峰期和感染人數的高峰期中間差了約兩個禮拜，感染人數不會立刻知道，都是之後的確診數回推後加上去的，這個 delay 目前觀察到大概都是一個禮拜左右，去年疫情開始暴增的時候大概會 delay 到兩個禮拜吧。台灣過去一年公佈的可能都是以當日感染人數為主，人數少到還可以有行動足跡，這邊人數多到根本不可能這樣，只能先公布當日確診人數，之後再回調感染人數，也就是校正回歸。
Figure 3. 擴大檢驗後確診數增加不少，但感染人數沒有。
How to interpret the epidemic curves: Figure 2 shows the date that a case’s illness started. Figure 3 shows the date the illness was confirmed and reported by the laboratory. There is a delay between the beginning of a person’s illness (symptom onset date) and the date the laboratory confirms and reports the illness (reported date). New cases only have a reported date available and appear on the right of the curve in Figure 3, but their symptom onset would have occurred prior. As information on symptom onset becomes available through public health investigation, cases are expected to appear on earlier dates in Figure 2.
禁令包括：
3/14 春假開始學校關閉
3/16 開始禁止五十人以上的聚會、禁止外國人入境、禁止有症狀者進入加拿大、限制國際班機。
3/17 BC 疾管局宣布緊急命令，所有入境者要自我隔離十四天。
3/18 BC 省政府宣布緊急命令，所有餐飲業者關閉。
3/20 宣布美加邊境關閉，禁止 non-essential travel。
3/21 禁止私人服務業務，包括沙龍和按摩(salons, spas)等等。
Figure 4. 去年五月的時候，開始擴大篩檢，有症狀都可以去檢驗，確診人數有增加，但感染人數持續下降。
疫情剛爆發的時候各項不足，人手不足，檢驗試劑不足，因此只有出現症狀和有接觸史的才驗，外國回來的就是自己在家隔離十四天。如果只是有感冒症狀，但沒有接觸史的，就是待在家到症狀結束，不要出門也不要去看家醫，不會有檢驗，如果有疑慮就打 811。如果症狀嚴重，例如高燒不退或是呼吸困難，就打 911 或是去急診。後來比較上軌道後，檢驗站也增加了後，才擴大到有感冒症狀就可以去檢驗。
BC 去年疫情爆發後三階段的實施措施：
Phase 1 – Public health measures enacted: March 14: Spring break started for most schools; March 16: Mass gatherings public health order implemented (>50 people), entry of foreign nationals banned, symptomatic individuals banned from flights to Canada, international flights restricted to four national airports; March 17: BC public health emergency declared, traveller self-isolation public health order implemented; March 18: Provincial state of emergency declared, food and drink service restrictions public health order implemented; March 20: US/Canada border closed to non-essential travel; March 21: closure of personal service establishments.
Phase 2 – Start of reopening: May 19: Restoration of health services, retail, hair salons, in-person counselling, restaurants, cafes, pubs, museums, libraries, office based worksites, sports, outdoor spaces, and child care. June 1: Students in K-12 return to school on a gradual and part-time basis.
Phase 3 – Continued reopening: June 24: essential travel within BC permitted with reopening of accommodation industry (hotels, motels, RV parks, cabins, etc.), overnight camping in BC parks, motion pictures and television production, and movie theatres.
2021年5月16日 星期日
Biogen aducanumab 要衝過 FDA 許可了嗎？
大家看新冠病毒的新聞看膩了嗎？FIRERCE Pharma 在二月預測今年會上市的十個新藥第一名是 Biogen 的阿茲海默抗體藥 adumanucab [1]。這個抗體藥可說是歷經曲折，我之前就寫了三篇介紹此藥。XD
目前普遍認為的阿茲海默症(Alzheimer's Disease, AD)致病因子為 amyloid-β (Aβ) 和 tau protein，Aβ 堆積在腦中後，接著 tau 也跟著堆積在腦中，大量的蛋白堆積引發一連串的反應，對腦部造成傷害，這個假說稱為 amyloid cascade hypothesis。因此，目前研究的方向多為阻止 Aβ 的產生，或是清除腦中大量的 Aβ。
科學家們試著用抗體來治療阿茲海默症已經很久了，試過的藥廠不少，但都以失敗收場，2015 年七月底時在 DC 的一場阿茲海默症國際研討會中，有兩家生技公司發表了他們似乎有點成效藥物，分別是 Biogen 和 Eli Lilly，這兩家公司用的抗體都是針對 β-amyloid (Aβ)。
相關文章：治療阿茲海默症的藥物有望？
Biogen 和日本製藥公司 Eisai 合作的抗體 adumanucab 在初期的階段有正面的結果，此藥被施打在 166 位被診斷為初期患者的身上(10mg/kg)，結果顯示有 27 位病患在認知上有顯著效果，由 PET 掃描觀察到的 Aβ 量也有減少，不過可惜的是有效藥量在一些病患身上會造成腦部腫大和出血，於是藥廠決定把量減低(6mg/kg)，結果顯示三十位病患在用藥 54 週後雖然 Aβ 量有減少，但並沒有改善認知衰退的症狀。這個結果發表了以後，公司股票從 $372 左右跌到 $272。
註：Biogen 的股價最高點為 2015 年三月， $438.43。
相關文章：阿茲海默症新藥 新進度 -- Aducanumab
2019 年三月的時候，因為它的兩個第三期臨床試驗 ENGAGE 和 EMERGE 的治療效果在初期分析結果中並未達到預期標準，病患認知衰退的現象沒有顯著改善，Biogen 和 Eisai 宣布停止這兩個臨床試驗。本來以為這個藥就這樣死了，沒想到在當年十月的時候，Biogen 又宣布說那兩個臨床實驗分析有誤，後續的分析顯示 EMERGE 有達到預測效果，決定將 aducanumab 送審想拿到 FDA 許可。
重新分析結果後發現，最高劑量的 aducanumab (10 mg/kg) 效果最好，認知力衰退的情形最輕微，PET 檢測出來的 amyloid 堆積也最少。低劑量雖然有些減緩病症，但是跟安慰劑組比較並沒有顯著差距。不過，這個正面的結果只出現在 EMERGE 臨床試驗裡，ENGAGE 臨床試驗裡並沒有出現這個效果。
相關文章：Biogen 的阿茲海默症抗體藥 aducanumab 起死回生？
Biogen 於 2020 年七月將 aducanumab 送 FDA 審查，本來預計今年三月會有結果，不過一月時宣布延長三個月至六月七日 [2]。因為 EMERGE 和 ENGAGE 兩個臨床試驗的結果相反，不少人對此有所質疑，認為 aducanumab 並非真的有效。但是，也有人認為 FDA 會批准此藥，因為病患團體非常希望這個藥可以通過，還有就是如果沒通過，會大大打擊藥廠繼續研發阿茲海默症的信心。
雖然去年十一月的時候，FDA 的 advisory committee 投了反對票 [3]，但並非每次審核都會聽 committee 的意見，FDA 在一個禮拜後對此藥的資料給予正面回應，Biogen 的股價也因此漲回去一點。雖說今年一月的時候 FDA 宣布延長三個月，但有人覺得這表示通過核准有望，因為如果 FDA 覺得未達到標準的話，就會直接駁回，而不會延長了。
不過，要是真的通過 FDA 許可的話，aducanumab 將會是近二十年來第一個治療阿茲海默症的抗體藥，Biogen 也可能因此藥大賺一筆，有人預估它的年營收額會從現在的 $2.7B 往上升在 2026 年時達到 $4.8B [4]。
Biogen 目前的股價約 $280 左右，有人想在六月初 FDA 公布結果前賭一波嗎？搞不好會因此大賺一筆。XD
[2021607 update]
真的通過 FDA 許可了啊～今天股價一度衝破四百。
Biogen aducanumab 終於在今天在通過 FDA 核准後發佈了新聞稿， 此抗體藥將以 ADUHELM 的名稱上市 [5]，根據病患的平均重量，藥價約每年 $56,000 [6]。
News:
1. FIERCE Pharma / The 10 most-anticipated drug launches of 2021
2. NPR / FDA Poised For Decision On Controversial Alzheimer's Drug (June 2021)
3. FIERCE Pharma / Biogen's Alzheimer's drug aducanumab, if approved, may face extra hurdles, slow sales ramp: analysts (June 2021)
4. BioSpace / Rocky Road for Biogen's Aducanumab Now Includes Pricing Hurdle
5. Biogen /FDA grants accelerated approval for ADUHELM™ as the first and only Alzheimer’s disease treatment to address a defining pathology of the disease
6. STAT / FDA grants historic approval to Alzheimer’s drug designed to slow cognitive decline
目前普遍認為的阿茲海默症(Alzheimer's Disease, AD)致病因子為 amyloid-β (Aβ) 和 tau protein，Aβ 堆積在腦中後，接著 tau 也跟著堆積在腦中，大量的蛋白堆積引發一連串的反應，對腦部造成傷害，這個假說稱為 amyloid cascade hypothesis。因此，目前研究的方向多為阻止 Aβ 的產生，或是清除腦中大量的 Aβ。
科學家們試著用抗體來治療阿茲海默症已經很久了，試過的藥廠不少，但都以失敗收場，2015 年七月底時在 DC 的一場阿茲海默症國際研討會中，有兩家生技公司發表了他們似乎有點成效藥物，分別是 Biogen 和 Eli Lilly，這兩家公司用的抗體都是針對 β-amyloid (Aβ)。
相關文章：治療阿茲海默症的藥物有望？
Biogen 和日本製藥公司 Eisai 合作的抗體 adumanucab 在初期的階段有正面的結果，此藥被施打在 166 位被診斷為初期患者的身上(10mg/kg)，結果顯示有 27 位病患在認知上有顯著效果，由 PET 掃描觀察到的 Aβ 量也有減少，不過可惜的是有效藥量在一些病患身上會造成腦部腫大和出血，於是藥廠決定把量減低(6mg/kg)，結果顯示三十位病患在用藥 54 週後雖然 Aβ 量有減少，但並沒有改善認知衰退的症狀。這個結果發表了以後，公司股票從 $372 左右跌到 $272。
註：Biogen 的股價最高點為 2015 年三月， $438.43。
相關文章：阿茲海默症新藥 新進度 -- Aducanumab
2019 年三月的時候，因為它的兩個第三期臨床試驗 ENGAGE 和 EMERGE 的治療效果在初期分析結果中並未達到預期標準，病患認知衰退的現象沒有顯著改善，Biogen 和 Eisai 宣布停止這兩個臨床試驗。本來以為這個藥就這樣死了，沒想到在當年十月的時候，Biogen 又宣布說那兩個臨床實驗分析有誤，後續的分析顯示 EMERGE 有達到預測效果，決定將 aducanumab 送審想拿到 FDA 許可。
重新分析結果後發現，最高劑量的 aducanumab (10 mg/kg) 效果最好，認知力衰退的情形最輕微，PET 檢測出來的 amyloid 堆積也最少。低劑量雖然有些減緩病症，但是跟安慰劑組比較並沒有顯著差距。不過，這個正面的結果只出現在 EMERGE 臨床試驗裡，ENGAGE 臨床試驗裡並沒有出現這個效果。
相關文章：Biogen 的阿茲海默症抗體藥 aducanumab 起死回生？
Biogen 於 2020 年七月將 aducanumab 送 FDA 審查，本來預計今年三月會有結果，不過一月時宣布延長三個月至六月七日 [2]。因為 EMERGE 和 ENGAGE 兩個臨床試驗的結果相反，不少人對此有所質疑，認為 aducanumab 並非真的有效。但是，也有人認為 FDA 會批准此藥，因為病患團體非常希望這個藥可以通過，還有就是如果沒通過，會大大打擊藥廠繼續研發阿茲海默症的信心。
雖然去年十一月的時候，FDA 的 advisory committee 投了反對票 [3]，但並非每次審核都會聽 committee 的意見，FDA 在一個禮拜後對此藥的資料給予正面回應，Biogen 的股價也因此漲回去一點。雖說今年一月的時候 FDA 宣布延長三個月，但有人覺得這表示通過核准有望，因為如果 FDA 覺得未達到標準的話，就會直接駁回，而不會延長了。
不過，要是真的通過 FDA 許可的話，aducanumab 將會是近二十年來第一個治療阿茲海默症的抗體藥，Biogen 也可能因此藥大賺一筆，有人預估它的年營收額會從現在的 $2.7B 往上升在 2026 年時達到 $4.8B [4]。
Biogen 目前的股價約 $280 左右，有人想在六月初 FDA 公布結果前賭一波嗎？搞不好會因此大賺一筆。XD
[2021607 update]
真的通過 FDA 許可了啊～今天股價一度衝破四百。
Biogen aducanumab 終於在今天在通過 FDA 核准後發佈了新聞稿， 此抗體藥將以 ADUHELM 的名稱上市 [5]，根據病患的平均重量，藥價約每年 $56,000 [6]。
News:
1. FIERCE Pharma / The 10 most-anticipated drug launches of 2021
2. NPR / FDA Poised For Decision On Controversial Alzheimer's Drug (June 2021)
3. FIERCE Pharma / Biogen's Alzheimer's drug aducanumab, if approved, may face extra hurdles, slow sales ramp: analysts (June 2021)
4. BioSpace / Rocky Road for Biogen's Aducanumab Now Includes Pricing Hurdle
5. Biogen /FDA grants accelerated approval for ADUHELM™ as the first and only Alzheimer’s disease treatment to address a defining pathology of the disease
6. STAT / FDA grants historic approval to Alzheimer’s drug designed to slow cognitive decline
2021年5月15日 星期六
研發出 AZ 疫苗的公司 Vaccitech
這兩個月鬧得沸沸揚揚的 AZ 疫苗血栓問題，大家可能都知道這支疫苗是英國牛津大學(Oxford University)和生技公司 AstraZeneca 合作研發的，但較少人知的大概是這支疫苗所屬公司是牛津大學的 spinout company Vaccitech ，創立者是牛津大學的教授 Adrian Hill 和 Sarah Gilbert。
Vaccitech 成立於 2016 年，主打的技術是用猩猩的 adenovirus 為載體製作疫苗，他們申請專利的兩個載體為 ChAdOx1 和 ChAdOx2，除了用在這次的新冠疫苗外，他們進入一二期臨床試驗的疫苗還有可以標靶所有 A 型流感和季節性流感的疫苗，以及用於治療的前列腺癌疫苗 [1]。
AstraZeneca plc 是一家英國瑞典公司，1999 年瑞典藥廠 Astra AB 和英國藥廠 Zeneca Group PLC 合併時成立的， 之後陸陸續續也買了不少小公司 [2]，去年本來想買 Gilead，結果被拒絕了 [3]。除了這次和 Vaccitech 合作的 AZ 疫苗，他們大多數為治療癌症的藥物，包括小分子藥物和抗體藥，目標癌症有前列腺癌、肺癌、卵巢癌等等。
Vaccitech 在去年四月時宣布和 AZ 合作大量生產疫苗，兩者為非營利合作 [4]。Vaccitech 2020 年的營收為 $4.8M，但是研發費用就花了 $14.4M，總損失為 $17.7M [5]。之後經歷 AZ 疫苗的臨床試驗劑量搞錯的出包（我覺得會出現劑量搞錯這種錯誤真的很不可思議，不知道是臨床的問題，還是疫苗本身的出廠時的劑量就有問題），到後來的血栓問題、資料給錯，以至於到現在都還沒通過美國 FDA 的核准，Dr. Fauci 日前表示美國應該不需要 AZ 疫苗。AZ 疫苗第一劑的營收為 $275M，相較於輝瑞的 $15B 和 Moderna 的 $18.4B，算是很少 [6]。雖然如此，投資者仍然看好他，主要投資者 Future Planet Capital 在三月時投了 $168M 進去，他也在今年四月底於美國上市了(Nasdaq: VACC)，每股價格為 $17，最後收關價為 $14.10，賣出了六百五十萬股，總金額約 $110.5M [7, 8]。
加拿大開始施打 COVISHIELD (印度廠製造的 AZ 疫苗)後也出現了幾十例血栓和幾例死亡，好幾個省份於五月決定停止施打 AZ。韓國也施打了幾百萬劑 AZ，但是尚未出現血栓問題，不過韓國打的 AZ 疫苗是韓國 SK Bioscience (CDMO) 製造的，不確定是印度廠的問題，還是因為亞洲人出現血栓的機率本來就低很多，亦或是 adenovirus 的問題，因為同樣是用 adenovirus 的嬌生 J&J 疫苗也出現血栓問題。如果一直無法找出打 AZ 疫苗後出現血栓的 risk factors，我覺得用 adenovirus 作為載體這個方法大概就死了，Vaccitech 這個主打用 adenovirus 做為載體的公司，能存活多久呢？我個人應該是不會想投資的。XD
References:
1. Vaccitech News / Phase 2 Clinical Results for Vaccitech’s Universal Influenza A Vaccine
2. Wikipedia / AstraZeneca
3. Bloomberg / AstraZeneca Approaches Gilead About Potential Merger
4. Vaccitech News / Vaccitech and Oxford University announce landmark partnership with AstraZeneca for the development and large-scale distribution of the COVID-19 vaccine candidate
5. WSJ / Shares of Oxford-AstraZeneca Covid-19 Vaccine Startup Trade Down in Debut
6. BioSpace / AstraZeneca Hits Another Bump in the Road to COVID-19 Vaccine Approval in the US
7. Fierce Biotech / Original Vaccitech investor: Biotech no COVID one-hit wonder, as IPO injects $110M for broad pipeline
8. BioSpace / AstraZeneca Vaccine Collaborator Vaccitech Snares $110.5 Million IPO
Vaccitech 成立於 2016 年，主打的技術是用猩猩的 adenovirus 為載體製作疫苗，他們申請專利的兩個載體為 ChAdOx1 和 ChAdOx2，除了用在這次的新冠疫苗外，他們進入一二期臨床試驗的疫苗還有可以標靶所有 A 型流感和季節性流感的疫苗，以及用於治療的前列腺癌疫苗 [1]。
AstraZeneca plc 是一家英國瑞典公司，1999 年瑞典藥廠 Astra AB 和英國藥廠 Zeneca Group PLC 合併時成立的， 之後陸陸續續也買了不少小公司 [2]，去年本來想買 Gilead，結果被拒絕了 [3]。除了這次和 Vaccitech 合作的 AZ 疫苗，他們大多數為治療癌症的藥物，包括小分子藥物和抗體藥，目標癌症有前列腺癌、肺癌、卵巢癌等等。
Vaccitech 在去年四月時宣布和 AZ 合作大量生產疫苗，兩者為非營利合作 [4]。Vaccitech 2020 年的營收為 $4.8M，但是研發費用就花了 $14.4M，總損失為 $17.7M [5]。之後經歷 AZ 疫苗的臨床試驗劑量搞錯的出包（我覺得會出現劑量搞錯這種錯誤真的很不可思議，不知道是臨床的問題，還是疫苗本身的出廠時的劑量就有問題），到後來的血栓問題、資料給錯，以至於到現在都還沒通過美國 FDA 的核准，Dr. Fauci 日前表示美國應該不需要 AZ 疫苗。AZ 疫苗第一劑的營收為 $275M，相較於輝瑞的 $15B 和 Moderna 的 $18.4B，算是很少 [6]。雖然如此，投資者仍然看好他，主要投資者 Future Planet Capital 在三月時投了 $168M 進去，他也在今年四月底於美國上市了(Nasdaq: VACC)，每股價格為 $17，最後收關價為 $14.10，賣出了六百五十萬股，總金額約 $110.5M [7, 8]。
加拿大開始施打 COVISHIELD (印度廠製造的 AZ 疫苗)後也出現了幾十例血栓和幾例死亡，好幾個省份於五月決定停止施打 AZ。韓國也施打了幾百萬劑 AZ，但是尚未出現血栓問題，不過韓國打的 AZ 疫苗是韓國 SK Bioscience (CDMO) 製造的，不確定是印度廠的問題，還是因為亞洲人出現血栓的機率本來就低很多，亦或是 adenovirus 的問題，因為同樣是用 adenovirus 的嬌生 J&J 疫苗也出現血栓問題。如果一直無法找出打 AZ 疫苗後出現血栓的 risk factors，我覺得用 adenovirus 作為載體這個方法大概就死了，Vaccitech 這個主打用 adenovirus 做為載體的公司，能存活多久呢？我個人應該是不會想投資的。XD
References:
1. Vaccitech News / Phase 2 Clinical Results for Vaccitech’s Universal Influenza A Vaccine
2. Wikipedia / AstraZeneca
3. Bloomberg / AstraZeneca Approaches Gilead About Potential Merger
4. Vaccitech News / Vaccitech and Oxford University announce landmark partnership with AstraZeneca for the development and large-scale distribution of the COVID-19 vaccine candidate
5. WSJ / Shares of Oxford-AstraZeneca Covid-19 Vaccine Startup Trade Down in Debut
6. BioSpace / AstraZeneca Hits Another Bump in the Road to COVID-19 Vaccine Approval in the US
7. Fierce Biotech / Original Vaccitech investor: Biotech no COVID one-hit wonder, as IPO injects $110M for broad pipeline
8. BioSpace / AstraZeneca Vaccine Collaborator Vaccitech Snares $110.5 Million IPO
2021年4月23日 星期五
閒聊｜如果不知道自己喜歡做什麼
這篇只是把之前在臉書上打的長文搬過來，跟科學無關，只是看了下面這個關於找尋自己熱愛工作的影片後，想分享的一些經驗。
其實我的歷程也差不多，你要問我特別喜歡什麼，我一時還說不出來，但你問我討厭什麼，我可以很快就跟你說我討厭哪些。
國中：
1. 史地讓我知道我討厭背的東西，也就是文科。
2. 物理對我來說太抽象了，我也討厭，而且那些公式我都要死背。
3. 數學算是給我很大的成就感，而且不需要背，所以滿喜歡的。
4. 滿喜歡生物的，尤其是算隱性顯性那些，覺得很有趣。
5. 化學也滿有趣的，那時候有做鍍金的實驗
高中：（討厭的東西沒變）
1. 繼續討厭文科，來加拿大後除了英文是必修外，完全沒修文科相關科目。
2. 高中物理一樣是噩夢，來加拿大後，雖然說這裡教的物理比台灣簡單，但對我來說還是太抽象了，一樣不懂，一樣要背，一樣討厭。
3. 台灣的高中數學我真心不懂，然後那些高中數學在加拿大完全不在 high school 的課程內，high school 的數學在台灣國中三年就全部學完了，所以來加拿大後，數學又成為成就感來源之一。
4. 不記得台灣的高中生物學了什麼，只記得生物老師放了一部人類的精子如何進入子宮和卵子結合的影片(是正經的科學影片)。加拿大的 high school 生物對我來說滿有趣的（老師教的好算佔很大原因），然後有解剖青蛙，找血管找了好久。XD
5. 對台灣高中的化學沒印象，來加拿大後對化學沒特別感覺，但因為考試成績不錯，所以算喜歡。
加拿大的十年級在兩個學期交接之間的兩個禮拜，學生要去打工(所以那兩個禮拜學校沒有十年級的學生)，印象中是要做滿一百個小時才能畢業，不一定是要有薪水的，因為時間很短所以大部分是無薪的。工作是自己找的，通常是跟父母去工作兩個禮拜，是真的工作，不是去打混的。很多學生是已經知道自己想去哪裡打工，所以去的不是自己父母工作的地方，而是自己找的、自己想去工作的地方，大部分的公司因為了解這是教育制度的一環，所以都會接受 high school 學生來無薪打工兩個禮拜。
我來加拿大的時候已經過了那兩個禮拜的打工時間，所以要自己找時間補完才能畢業，對於像我這種已經過了那兩個禮拜才來的移民學生，只要打完三十個小時就能畢業，不用做滿一百個小時。不過因為剛來，說真的很難找，父母在這又沒工作，誰都不認識不知從何找起，幸好有同學家裡是開餐廳的，就去那裡打工三十個小時。結論：那三十個小時度日如年，深覺討厭餐飲業，以後不想做餐飲相關。
大學：
1. 別說文科了，我連英文都沒修哈哈，倒是修了日文，因為喜歡看日劇，加上覺得以後會用得上，不得不說 SFU 的日文老師教得不錯，老師是日本人。
2. 物理是噩夢，大一必修過了以後不想再見。
3. 微積分是噩夢，大一必修過了以後不想再見。
4. 生物有點微妙，說實在我並不喜歡大一大二生物，也是那時候發現其實我並非所有生物都喜歡，大部分是我不喜歡的，必須要說生物真的很廣，我發現生物裡我不討厭的大概只有細胞以內的東西，所以大一大二生物上完後我就把 Campbell 賣了。（所有我討厭的課，我上完就立刻把課本賣掉。XD）
5. 有機化學是噩夢，analytical chemistry 還算有趣。
大學 co-op：
1. 在 AAFC 分析 Okanagan valley 所有葡萄園的葡萄皮，紅葡萄的皮裡有某個 compound 是紅酒的顏色來源，我做的是分析葡萄園的環境對葡萄皮裡的那個 compound 多寡是否有影響，是否因此影響了紅酒的顏色。結論：不喜歡，以後不想做化學相關工作。
2. 在醫院實驗室做細胞實驗，主要是測試 Echinacea 是否真的有 anti-viral activity，第一次接觸細胞和病毒，覺得很有趣，以後可以考慮。
3. 在英國的大學做分生實驗，學到很多，覺得有趣，以後可以考慮。
可以看到，大部分的時候我是把討厭的排除掉，然後在剩下的裡面找到算有興趣的。對我來說，討厭的很難變喜歡，像是物理我一路討厭到底 XD，要當成職業對我來說是噩夢，所以一直以來只求不要做討厭的事情就夠了。XD
其實我的歷程也差不多，你要問我特別喜歡什麼，我一時還說不出來，但你問我討厭什麼，我可以很快就跟你說我討厭哪些。
國中：
1. 史地讓我知道我討厭背的東西，也就是文科。
2. 物理對我來說太抽象了，我也討厭，而且那些公式我都要死背。
3. 數學算是給我很大的成就感，而且不需要背，所以滿喜歡的。
4. 滿喜歡生物的，尤其是算隱性顯性那些，覺得很有趣。
5. 化學也滿有趣的，那時候有做鍍金的實驗
高中：（討厭的東西沒變）
1. 繼續討厭文科，來加拿大後除了英文是必修外，完全沒修文科相關科目。
2. 高中物理一樣是噩夢，來加拿大後，雖然說這裡教的物理比台灣簡單，但對我來說還是太抽象了，一樣不懂，一樣要背，一樣討厭。
3. 台灣的高中數學我真心不懂，然後那些高中數學在加拿大完全不在 high school 的課程內，high school 的數學在台灣國中三年就全部學完了，所以來加拿大後，數學又成為成就感來源之一。
4. 不記得台灣的高中生物學了什麼，只記得生物老師放了一部人類的精子如何進入子宮和卵子結合的影片(是正經的科學影片)。加拿大的 high school 生物對我來說滿有趣的（老師教的好算佔很大原因），然後有解剖青蛙，找血管找了好久。XD
5. 對台灣高中的化學沒印象，來加拿大後對化學沒特別感覺，但因為考試成績不錯，所以算喜歡。
加拿大的十年級在兩個學期交接之間的兩個禮拜，學生要去打工(所以那兩個禮拜學校沒有十年級的學生)，印象中是要做滿一百個小時才能畢業，不一定是要有薪水的，因為時間很短所以大部分是無薪的。工作是自己找的，通常是跟父母去工作兩個禮拜，是真的工作，不是去打混的。很多學生是已經知道自己想去哪裡打工，所以去的不是自己父母工作的地方，而是自己找的、自己想去工作的地方，大部分的公司因為了解這是教育制度的一環，所以都會接受 high school 學生來無薪打工兩個禮拜。
我來加拿大的時候已經過了那兩個禮拜的打工時間，所以要自己找時間補完才能畢業，對於像我這種已經過了那兩個禮拜才來的移民學生，只要打完三十個小時就能畢業，不用做滿一百個小時。不過因為剛來，說真的很難找，父母在這又沒工作，誰都不認識不知從何找起，幸好有同學家裡是開餐廳的，就去那裡打工三十個小時。結論：那三十個小時度日如年，深覺討厭餐飲業，以後不想做餐飲相關。
大學：
1. 別說文科了，我連英文都沒修哈哈，倒是修了日文，因為喜歡看日劇，加上覺得以後會用得上，不得不說 SFU 的日文老師教得不錯，老師是日本人。
2. 物理是噩夢，大一必修過了以後不想再見。
3. 微積分是噩夢，大一必修過了以後不想再見。
4. 生物有點微妙，說實在我並不喜歡大一大二生物，也是那時候發現其實我並非所有生物都喜歡，大部分是我不喜歡的，必須要說生物真的很廣，我發現生物裡我不討厭的大概只有細胞以內的東西，所以大一大二生物上完後我就把 Campbell 賣了。（所有我討厭的課，我上完就立刻把課本賣掉。XD）
5. 有機化學是噩夢，analytical chemistry 還算有趣。
大學 co-op：
1. 在 AAFC 分析 Okanagan valley 所有葡萄園的葡萄皮，紅葡萄的皮裡有某個 compound 是紅酒的顏色來源，我做的是分析葡萄園的環境對葡萄皮裡的那個 compound 多寡是否有影響，是否因此影響了紅酒的顏色。結論：不喜歡，以後不想做化學相關工作。
2. 在醫院實驗室做細胞實驗，主要是測試 Echinacea 是否真的有 anti-viral activity，第一次接觸細胞和病毒，覺得很有趣，以後可以考慮。
3. 在英國的大學做分生實驗，學到很多，覺得有趣，以後可以考慮。
可以看到，大部分的時候我是把討厭的排除掉，然後在剩下的裡面找到算有興趣的。對我來說，討厭的很難變喜歡，像是物理我一路討厭到底 XD，要當成職業對我來說是噩夢，所以一直以來只求不要做討厭的事情就夠了。XD
美國疾管局 CDC 報告 -- mRNA 疫苗預防新冠病毒感染的效力有 80% 以上
US CDC interim estimates -- mRNA 疫苗是否可預防感染新冠病毒？
之前臨床試驗的結果和後來大型接種的結果顯示 mRNA 可以有效預防重症，但並不清楚是否能夠預防感染(infection)或是傳染(transmission)。美國 CDC 前幾天發表了一篇輝瑞 BNT162b2 和 Moderna mRNA-1273 在預防感染效力上的報告，分析的人口為約四千位從未感染過新冠病毒的醫護人員、救難人員、警察和 frontline workers (包括老師、餐廳旅遊業者和零售業者等等服務業人員)，其中有 62.8% 已施打兩劑疫苗，12.1 % 只施打了一劑(62.7% Pfizer, 29.6% Moderna)，時間為去年十二月 vaccine rollout 開始後到今年三月(十三週)，期間每週用 RT-PCR 檢測這些前線人員，不管他們有沒有症狀。
結果：這近四千人中有 205 人感染新冠病毒(RT-PCR 檢測)，其中 87.3% 有症狀，10.7% 則完全沒症狀。
換算成感染率的話，在未打疫苗的人中，感染率為 1.38 per 1000 person-days，已施打兩劑疫苗得為 0.04，而只施打一劑的則是 0.19。也就是說，施打兩劑疫苗可以預防感染的效力高達 90%，就算只打了一劑也有 80% 的效力。
總結：不管施打一劑或兩劑 mRNA 疫苗，預防感染新冠病毒的效力都有至少 80% 以上，可以預防感染也意味著可以預防傳染，這對控制疫情很重要。
相關文章：Pfizer/BioNtech 的新冠疫苗 -- 關於施打一劑後的研究、mRNA 疫苗的崛起
Articles:
ASM / Real World Effectiveness of Pfizer and Moderna Vaccines: Microbial Minutes (April 15, 2021)
US CDC MMWR / Interim Estimates of Vaccine Effectiveness of BNT162b2 and mRNA-1273 COVID-19 Vaccines in Preventing SARS-CoV-2 Infection Among Health Care Personnel, First Responders, and Other Essential and Frontline Workers — Eight U.S. Locations, December 2020–March 2021
之前臨床試驗的結果和後來大型接種的結果顯示 mRNA 可以有效預防重症，但並不清楚是否能夠預防感染(infection)或是傳染(transmission)。美國 CDC 前幾天發表了一篇輝瑞 BNT162b2 和 Moderna mRNA-1273 在預防感染效力上的報告，分析的人口為約四千位從未感染過新冠病毒的醫護人員、救難人員、警察和 frontline workers (包括老師、餐廳旅遊業者和零售業者等等服務業人員)，其中有 62.8% 已施打兩劑疫苗，12.1 % 只施打了一劑(62.7% Pfizer, 29.6% Moderna)，時間為去年十二月 vaccine rollout 開始後到今年三月(十三週)，期間每週用 RT-PCR 檢測這些前線人員，不管他們有沒有症狀。
結果：這近四千人中有 205 人感染新冠病毒(RT-PCR 檢測)，其中 87.3% 有症狀，10.7% 則完全沒症狀。
換算成感染率的話，在未打疫苗的人中，感染率為 1.38 per 1000 person-days，已施打兩劑疫苗得為 0.04，而只施打一劑的則是 0.19。也就是說，施打兩劑疫苗可以預防感染的效力高達 90%，就算只打了一劑也有 80% 的效力。
總結：不管施打一劑或兩劑 mRNA 疫苗，預防感染新冠病毒的效力都有至少 80% 以上，可以預防感染也意味著可以預防傳染，這對控制疫情很重要。
相關文章：Pfizer/BioNtech 的新冠疫苗 -- 關於施打一劑後的研究、mRNA 疫苗的崛起
Articles:
ASM / Real World Effectiveness of Pfizer and Moderna Vaccines: Microbial Minutes (April 15, 2021)
US CDC MMWR / Interim Estimates of Vaccine Effectiveness of BNT162b2 and mRNA-1273 COVID-19 Vaccines in Preventing SARS-CoV-2 Infection Among Health Care Personnel, First Responders, and Other Essential and Frontline Workers — Eight U.S. Locations, December 2020–March 2021
2021年4月9日 星期五
Pfizer/BioNtech 的新冠疫苗 -- 關於施打一劑後的研究
這兩篇是關於 Pfizer / BioNTech 疫苗的，其中一篇是以色列的施打結果。大家也知道以色列打疫苗神速，到今年二月中為止已有超過百萬人施打了輝瑞疫苗，在去年十二月到今年二月中期間，他們收集了施打疫苗後的 21 天內，病毒測試為陽性的約五千人的 RT-qPCR 結果。結果顯示在施打第一劑 12-37 天後的病毒量比施打十一天後低很多，也比沒施打疫苗的低惹 2.8 到 4.5 倍。不過這篇比的是平均病毒量，如果可以再細分說打了第一劑後，感染後的最高病毒量是多少(因每個人個情況不一樣，病毒量最高的那一天)，跟沒打疫苗的，感染後的最高病毒量是多少，也許更可以說打了疫苗後，可以使感染後體內病毒不會大量繁殖，病毒量會在一個不會有症狀也無法傳染的範圍。
另一篇則是關於得過新冠病毒後，是不是只打一劑輝瑞疫苗後就夠了，這樣就可以把疫苗發給更多的人。這個研究是南加州的醫學中心做的，參與者的年齡層是 29 歲到 55 歲左右，六成為女性。分析的抗體量為第一劑疫苗前到疫苗後的前三天、第一劑後的一到三週，還有第二劑後的一到三週。要怎麼知道之前是否感染過呢？他們是測體內抗 SARS-CoV-2 N protein 的抗體，因為 Pfizer 只表現 Spike protein，所以不會產生 anti-N protein 的抗體。分析結果顯示，感染過的患者，體內的 anti-N 和 anti-Spike IgG 抗體不管在哪個時間點都比較高，有趣的是他們的 anti-S RBD IgG 只比打過第一劑、沒感染過新冠病毒的人低一點而已。另外，感染過的患者在打了第一劑後的 anti-Spike RBD IgG 和打了兩劑疫苗但沒感染過的人差不多，疫苗但沒感染過的人差不多，中和抗體測試的結果也一樣。
也就是說：
1. 感染過新冠病毒的抗體量 vs. 沒感染過，但打了一劑疫苗的抗體量 --> 前者稍微低一點
2. 感染過新冠病毒 + 打了一劑疫苗的抗體量 vs. 沒感染過，但打兩劑疫苗的抗體量 --> 沒顯著差異
3. 感染過新冠病毒 +/- 疫苗 vs. 沒感染過 +/- 疫苗 --> 前者比後者多
另外，感染過新冠病毒的人在打了第一劑後的疫苗反應(畏寒和發燒)比沒感染過的頻率高，而沒感染過的人，第二劑的疫苗反應(頭痛、暈眩)比第一劑高。
這個結果顯示，得過新冠病毒的人打一劑就夠了。不過，這篇研究沒特別說感染過的人之多久前感染的，最短可能是一週前得，最長 .... 不知道，不過如果有人是兩個月前染感的的話，也就是說兩劑之間可以隔兩個月還有效？分析一下患者得過的時間點，應該可以推出兩劑之間最長可以隔多久。
References:
M Levine-Tiefenbrun et al, Initial report of decreased SARS-CoV-2 viral load after inoculation with the BNT162b2 vaccine. Nature Medicine (2021)
JE Ebinger et al, Antibody responses to the BNT162b2 mRNA vaccine in individuals previously infected with SARS-CoV-2. Nature Medicine (2021)
另一篇則是關於得過新冠病毒後，是不是只打一劑輝瑞疫苗後就夠了，這樣就可以把疫苗發給更多的人。這個研究是南加州的醫學中心做的，參與者的年齡層是 29 歲到 55 歲左右，六成為女性。分析的抗體量為第一劑疫苗前到疫苗後的前三天、第一劑後的一到三週，還有第二劑後的一到三週。要怎麼知道之前是否感染過呢？他們是測體內抗 SARS-CoV-2 N protein 的抗體，因為 Pfizer 只表現 Spike protein，所以不會產生 anti-N protein 的抗體。分析結果顯示，感染過的患者，體內的 anti-N 和 anti-Spike IgG 抗體不管在哪個時間點都比較高，有趣的是他們的 anti-S RBD IgG 只比打過第一劑、沒感染過新冠病毒的人低一點而已。另外，感染過的患者在打了第一劑後的 anti-Spike RBD IgG 和打了兩劑疫苗但沒感染過的人差不多，疫苗但沒感染過的人差不多，中和抗體測試的結果也一樣。
也就是說：
1. 感染過新冠病毒的抗體量 vs. 沒感染過，但打了一劑疫苗的抗體量 --> 前者稍微低一點
2. 感染過新冠病毒 + 打了一劑疫苗的抗體量 vs. 沒感染過，但打兩劑疫苗的抗體量 --> 沒顯著差異
3. 感染過新冠病毒 +/- 疫苗 vs. 沒感染過 +/- 疫苗 --> 前者比後者多
另外，感染過新冠病毒的人在打了第一劑後的疫苗反應(畏寒和發燒)比沒感染過的頻率高，而沒感染過的人，第二劑的疫苗反應(頭痛、暈眩)比第一劑高。
這個結果顯示，得過新冠病毒的人打一劑就夠了。不過，這篇研究沒特別說感染過的人之多久前感染的，最短可能是一週前得，最長 .... 不知道，不過如果有人是兩個月前染感的的話，也就是說兩劑之間可以隔兩個月還有效？分析一下患者得過的時間點，應該可以推出兩劑之間最長可以隔多久。
References:
M Levine-Tiefenbrun et al, Initial report of decreased SARS-CoV-2 viral load after inoculation with the BNT162b2 vaccine. Nature Medicine (2021)
JE Ebinger et al, Antibody responses to the BNT162b2 mRNA vaccine in individuals previously infected with SARS-CoV-2. Nature Medicine (2021)
2021年4月3日 星期六
mRNA 疫苗的崛起
關於 mRNA 用在疫苗和治療上的研究，並非前年疫情後才開始的。
1. 第一次成功使用 mRNA 在動物裡表現是在 1990 年時，分別用 DNA 和 RNA expression vectors 在老鼠體內表現蛋白，表現效果和 in vitro 在培養細胞裡的表現差不多。
JA Wolff et al, Science (1990); PMID: 1690918 DOI: 10.1126/science.1690918
2. 但是相較於 DNA 或蛋白治療，初期投入在 mRNA 治療上的研究甚少，主要原因有三：不穩定性(instability)，容易降解、易引起免疫反應(high innate immunogenicity)，因為細胞表面和細胞內有很多 mRNA sensor，和不易於送入體內和表達(in efficient in vivo delivery)。
3. 然而，隨著這幾十年科技的進步，用 mRNA 治療不再遙不可及，用在疫苗上的好處有：
a) 安全性 - 非感染因子，也不會插入染色體造成突變，可以被細胞代謝，也因此可以反覆施打。
b) 透過改造 nucleotides，可以增加它的穩定性和表現效果，也可以調整引起的免疫反應。
c) 可以改造 carrier molecules，使它更容易被送入細胞。
d) 可以快速大量生產
4. mRNA 結構本身的改善可以從 5' Cap, UTR, CDS (coding sequence), 3' PolyA tail 和 purity 上下手，例如純淨度高可降低 innate immune responses 和增高蛋白表現，5' 和 3' UTR 也會影響蛋白表現。另外，調整 GC content 和 nucleotide modification 都可以改善蛋白表現和免疫反應。
5. 運送的種類有 liposome, polymer, polysaccharide particle, lipid nanoparticle (LNP), lipid/cholesterol nanoparticle, lipid/cholesterol/PEG nanoparticle 等等。
6. mRNA 在傳染性疾病和癌症治療上的 IP (intellectual property) 競爭在過去五年相當激烈，其中包括了 nucleotide modification 和 delivery methods。專利申請上有 70% 來自業界，除了目前廣為人知的 Moderna 和 BioNtech 外，還有 GSK, Bayer 和久光製藥(Hisamitsu Pharmaceutical)，其中 Moderna, CureVac, BioNtech 和 GSK 四家公司就佔了快一半的 mRNA 專利。
7. 在疫情前，已在研發中的 mRNA 疫苗包括肺癌、胰臟癌、流感、狂犬病、伊波拉和 HIV 等等。
8. mRNA 上的投資，在 2015 年到 2020 年間成長了 94.2%。三家代表公司為 Moderna, BioNtech, CureVac，自 2015 年來吸引了 USD $2.8B 的投資，Moderna 在 2018 年時的 IPO 約為 $7.6B。自 2017 年開始，RNA 相關的投資也大量增加，例如投在 Arrakis, Expansion, Shyhawk 和 Ribometrix 的就有 USD $262M。
9. FDA 許可的 RNA therapy 目前有治療 DMD 的 Eteplirsen (2016), 治療 SMA 的 Nusinersen (2016) 和治療 FCS 的 Volanesoren (2019) 等等。
References:
N Pardi et al, mRNA vaccines — a new era in vaccinology. Nature Reviews Drug Discovery (2018)
F Wang, RNA therapeutics on the rise. Nature Reviews Drug Discovery (2020)
C Martin & D Lowery, mRNA vaccines: intellectual property landscape. Nature Reviews Drug Discovery (2020)
NAC Jackson et al, The promise of mRNA vaccines: a biotech and industrial perspective. Nature Vaccines (2020)
1. 第一次成功使用 mRNA 在動物裡表現是在 1990 年時，分別用 DNA 和 RNA expression vectors 在老鼠體內表現蛋白，表現效果和 in vitro 在培養細胞裡的表現差不多。
JA Wolff et al, Science (1990); PMID: 1690918 DOI: 10.1126/science.1690918
2. 但是相較於 DNA 或蛋白治療，初期投入在 mRNA 治療上的研究甚少，主要原因有三：不穩定性(instability)，容易降解、易引起免疫反應(high innate immunogenicity)，因為細胞表面和細胞內有很多 mRNA sensor，和不易於送入體內和表達(in efficient in vivo delivery)。
3. 然而，隨著這幾十年科技的進步，用 mRNA 治療不再遙不可及，用在疫苗上的好處有：
a) 安全性 - 非感染因子，也不會插入染色體造成突變，可以被細胞代謝，也因此可以反覆施打。
b) 透過改造 nucleotides，可以增加它的穩定性和表現效果，也可以調整引起的免疫反應。
c) 可以改造 carrier molecules，使它更容易被送入細胞。
d) 可以快速大量生產
4. mRNA 結構本身的改善可以從 5' Cap, UTR, CDS (coding sequence), 3' PolyA tail 和 purity 上下手，例如純淨度高可降低 innate immune responses 和增高蛋白表現，5' 和 3' UTR 也會影響蛋白表現。另外，調整 GC content 和 nucleotide modification 都可以改善蛋白表現和免疫反應。
5. 運送的種類有 liposome, polymer, polysaccharide particle, lipid nanoparticle (LNP), lipid/cholesterol nanoparticle, lipid/cholesterol/PEG nanoparticle 等等。
6. mRNA 在傳染性疾病和癌症治療上的 IP (intellectual property) 競爭在過去五年相當激烈，其中包括了 nucleotide modification 和 delivery methods。專利申請上有 70% 來自業界，除了目前廣為人知的 Moderna 和 BioNtech 外，還有 GSK, Bayer 和久光製藥(Hisamitsu Pharmaceutical)，其中 Moderna, CureVac, BioNtech 和 GSK 四家公司就佔了快一半的 mRNA 專利。
7. 在疫情前，已在研發中的 mRNA 疫苗包括肺癌、胰臟癌、流感、狂犬病、伊波拉和 HIV 等等。
8. mRNA 上的投資，在 2015 年到 2020 年間成長了 94.2%。三家代表公司為 Moderna, BioNtech, CureVac，自 2015 年來吸引了 USD $2.8B 的投資，Moderna 在 2018 年時的 IPO 約為 $7.6B。自 2017 年開始，RNA 相關的投資也大量增加，例如投在 Arrakis, Expansion, Shyhawk 和 Ribometrix 的就有 USD $262M。
9. FDA 許可的 RNA therapy 目前有治療 DMD 的 Eteplirsen (2016), 治療 SMA 的 Nusinersen (2016) 和治療 FCS 的 Volanesoren (2019) 等等。
References:
N Pardi et al, mRNA vaccines — a new era in vaccinology. Nature Reviews Drug Discovery (2018)
F Wang, RNA therapeutics on the rise. Nature Reviews Drug Discovery (2020)
C Martin & D Lowery, mRNA vaccines: intellectual property landscape. Nature Reviews Drug Discovery (2020)
NAC Jackson et al, The promise of mRNA vaccines: a biotech and industrial perspective. Nature Vaccines (2020)
2021年2月13日 星期六
Python｜常用基本語言
之前有提到說 Python 和 R 很像，這篇就拿 R 的基本語言那篇改寫成 Python 的用法。
Python 的 libraries 有幾個，常用的有 pandas (data structures & tools), NumPy (arrays, matrices), SciPy (integrals, optimization) 和 Matplotlib (plots, graphs)。
以下 Python 的指令都是在 Jupyter Notebook 裡執行，關於怎麼用 jupyter notebook，請參考這篇：Python | 我想玩，但要怎麼開始？
此篇的指令教學在這：Python 04
之前的入門可參考：Python 01, Python 02, Python data
在 R 裡要讀檔要先跑 library readr，叫出讀檔的功能，然後再用指令 read.csv() 讀檔。例如要用 R 讀電腦裡的 mtcar，指令如下：
在 Python 裡則是用 library pandas，指令會變成：
Figure 1. Pandas - import csv file
如果想把更新後的 dataframe 輸出成 csv 檔案的話，可以用 df.to_csv()。
這邊我們把 mtcars.csv 輸出到 Python 的檔案夾。
Figure 2. Export csv file
跟 R 相同，dataframe 同樣是 df。pd.read_csv() 會預設第一行為 header，也就是 variables 的名稱，例如圖一的部分，mtcars 這個資料檔案裡是有 variable name，在第 0 行上面那行便是。但是在 autos 這個資料檔裡是沒有的，所以第一筆資料變成了 variable name (圖三)。
Figure 3. Data without headers
這筆資料太長了，我們可以選擇只看前幾列或最後幾列，這時可用 df.head(n)，看最後幾行則是用 tail.head(n) (如下圖)。在 R 裡的話，是用 head(df, n)。
Figure 4. Read head only
上圖裡還多加了一個指令，因為每次都要把路徑打出來的話太麻煩了，我們可以把路徑設成 path，之後就可以用 path 代替。
如果第一行沒有 variables 的名稱，可以在裡面加 header = None，第一行就會變成用數字代替，如圖五。
Figure 5. Data frame without headers, use header = None.
如果想要加 variable name 的話，可以用 headers =["", '' ", ...]。"" 裡面為你想取的 variable name，如下圖。
Figure 6. Data frame with new headers
接下來，我們可以把加了 variable name 的新檔案輸出去為新的 csv file。
打開 csv 檢查一下。
真的加進去了呢！
接下來，可以查檔案的 types，用的指令是 df.dtypes。
Figure 7. Check types of data frame
可以看到有的應該是數字的，卻顯示為 object，這些之後要自己改才可以執行一些運算，之前介紹 R 的時候也有提過。
我們也可以查檔案資料的 statistic summary，用的指令是 df.describe()。
Figure 8. Statistical summary of data frame
df.describe() 這個功能不會顯示非數字的 variables，如果要顯示所有的總結報告，可以在裡面加 include = "all"。
Figure 9. Statistical summary including non-numeric data. NaN = not a number.
以上，這篇就先這樣吧。
Python 的 libraries 有幾個，常用的有 pandas (data structures & tools), NumPy (arrays, matrices), SciPy (integrals, optimization) 和 Matplotlib (plots, graphs)。
以下 Python 的指令都是在 Jupyter Notebook 裡執行，關於怎麼用 jupyter notebook，請參考這篇：Python | 我想玩，但要怎麼開始？
此篇的指令教學在這：Python 04
之前的入門可參考：Python 01, Python 02, Python data
在 R 裡要讀檔要先跑 library readr，叫出讀檔的功能，然後再用指令 read.csv() 讀檔。例如要用 R 讀電腦裡的 mtcar，指令如下：
|
library(readr) mtcars <- read_csv("~/Desktop/R program/ECOSCOPE/mtcars.csv") View(mtcars) |
在 Python 裡則是用 library pandas，指令會變成：
|
import pandas as pd mtcars = pd.read_csv("~/Desktop/R program/ECOSCOPE/mtcars.csv") mtcars |
Figure 1. Pandas - import csv file
如果想把更新後的 dataframe 輸出成 csv 檔案的話，可以用 df.to_csv()。
這邊我們把 mtcars.csv 輸出到 Python 的檔案夾。
Figure 2. Export csv file
跟 R 相同，dataframe 同樣是 df。pd.read_csv() 會預設第一行為 header，也就是 variables 的名稱，例如圖一的部分，mtcars 這個資料檔案裡是有 variable name，在第 0 行上面那行便是。但是在 autos 這個資料檔裡是沒有的，所以第一筆資料變成了 variable name (圖三)。
Figure 3. Data without headers
這筆資料太長了，我們可以選擇只看前幾列或最後幾列，這時可用 df.head(n)，看最後幾行則是用 tail.head(n) (如下圖)。在 R 裡的話，是用 head(df, n)。
Figure 4. Read head only
上圖裡還多加了一個指令，因為每次都要把路徑打出來的話太麻煩了，我們可以把路徑設成 path，之後就可以用 path 代替。
如果第一行沒有 variables 的名稱，可以在裡面加 header = None，第一行就會變成用數字代替，如圖五。
Figure 5. Data frame without headers, use header = None.
如果想要加 variable name 的話，可以用 headers =["", '' ", ...]。"" 裡面為你想取的 variable name，如下圖。
Figure 6. Data frame with new headers
接下來，我們可以把加了 variable name 的新檔案輸出去為新的 csv file。
|
path = "~/Desktop/Python/data/autos.csv" autos.to_csv(path) |
打開 csv 檢查一下。
真的加進去了呢！
接下來，可以查檔案的 types，用的指令是 df.dtypes。
Figure 7. Check types of data frame
可以看到有的應該是數字的，卻顯示為 object，這些之後要自己改才可以執行一些運算，之前介紹 R 的時候也有提過。
我們也可以查檔案資料的 statistic summary，用的指令是 df.describe()。
Figure 8. Statistical summary of data frame
df.describe() 這個功能不會顯示非數字的 variables，如果要顯示所有的總結報告，可以在裡面加 include = "all"。
Figure 9. Statistical summary including non-numeric data. NaN = not a number.
以上，這篇就先這樣吧。
2021年2月6日 星期六
又一篇新冠病毒的小抗體研究
這集的標題雖然是駱馬的小抗體(nanobodies)，但前半個小時是討論中國的 CoronaVac，同時他們也收到很多 email 詢問為什麼美國不也做 inactivated virus vaccine。
第一個用病毒做的疫苗是 Edward Jenner 的天花疫苗(smallpox, 1798)，為 inactivated Vaccinia virus。第二個 Pasteur 的狂犬病疫苗(rabies, 1885)，再來是黃熱症疫苗(yellow fever, 1935)和流感疫苗(influenza, 1936) [1]，流感疫苗剛開始是給軍方用，因為在第一次世界大戰時美軍人力因流感而有所損失 [2]。
至於為什麼美國不用病毒做新冠病毒的疫苗呢？他們解釋是美國已經研發其他種類的疫苗很久了，包括 mRNA 疫苗和 subunit 疫苗，所以可以直接拿來用，加上大藥廠已經砸很多錢在研發新型疫苗，因此拿來研發新冠病毒疫苗相對來講反而是比較簡單的。另一個可能原因是用病毒做疫苗需要用到 BSL3 的實驗室，不方便大量生產。
關於中國的 CoronaVac，他們提到 inactivated virus vaccine 通常是用 UV 或福馬林(formalin)去 inactivate viruses，但中國的這支疫苗是用 β-propiolactone (C3H4O2)，雖然它也被用來 inactivate viruses，不過它會和蛋白質反應，可能會改變蛋白結構，而且最近有幾篇研究顯示 β-propiolactone 會使 Spike 的 S1 脫離 [3, 4]，而可讓免疫系統產生中和抗體的 RBD 就在 S1，如果新冠病毒疫苗少惹 S1，那疫苗效用還剩多少？另外，如果要做 inactivated viruses，也會先評估用來 inactivate 的物質會不會改變病毒結構，是否每個 batch 的品質都穩定一致。之前的疫苗之所以用 inactivated viruses，是因為當時那個年代的技術就只能用 inactivated viruses，並不是因為它比較安全，如今的科技使疫苗不再局限於用 inactivated viruses。
相關文章：近期和新冠病毒抗體相關的研究
裡面還有一段對話滿好笑的(30:25)，CoronaVac 的臨床實驗是 Phase I/II 合在一起，通常是 Phase I 安全測試過了以後，換一批測試者做 Phase II。SinoVac 是一二期一起做，第一期只有七天，七天後如果沒出現問題就進入 Phase II [5]。然後其中一位就說，因為是用 inactivated viruses，如果真的有問題的話，七天後試驗者可能就掰掰了，既然七天後沒人死，就表示疫苗算是安全的。XD
(33:50) "... that the Chinese government enlisted army personnel for at least one of the phases for their trial and I thought we were critical of that for a while, but I think that's no longer a criticism."
".... yeah, we got a lot of pushback from people in China who said this is often done and it is often done, but they said it was licensed and it was actually a Phase II trial, so they should have just said it's a Phase III trial, right? instead of saying it was licensed for you."
"I think the issue there was is it okay to do that in troops, ..... I think I pointed out the U.S. can't exactly get on a moral high horse about what's been done."
還有一段莫名戳中我的笑點，是討論到 Phase III 是在中國、巴西和土耳其做的，最近還加了印尼。
(44:10) "I don't think they had enough cases in China to do the Phase III, right?"
"I think because at that point the pandemic was really under control such through lockdowns in China, they were actually having a hard time getting cases for their clinical trials, but uhh unfortunately, plenty of other countries had plenty of cases."
之後駱馬小抗體的部分是討論德國研究團隊於上個月發表在 Science 的研究。之前有提過駱馬除了正常的 IgG，還有一種只有 heavy chain 的抗體 HCAb，以及釣出小抗體的噬菌體展示(phage display)。
相關文章：Phage display 和小抗體製造
在這篇之前，德州大學(U Texas)也在去年發表過他們抗 SARS 的小抗體，他們是把 SARS Spike 打入駱馬體內，然後釣出小抗體，經過 cyro-EM 分析發現效果最好的小抗體 VHH-72 是把 Spike RBD 固定在某個 conformation，使它無法動。他們把這個小抗體測試在假新冠病毒上(pseudovirus)，發現它也可以抑制新冠病毒。
相關文章：從駱馬體內得到的新冠病毒小抗體
德國的這個研究則是把新冠病毒的 Spike RBD 和用福馬林去活性過的新冠病毒打入駱馬後釣出小抗體，然後測試這些小抗體的中和效用(neutralizing activity)，發現其中一株中和效果最強的小抗體 VHH E 的 IC50 可到 60 nM [6]。VHH E 和其他小抗體不太一樣，它的 CDR3 特別長，雖然和 ACE2 結合的點和之前發現的小抗體 CC12.3 和 H11-D4 相同，但方向不一樣。之前研究發現，Spike RBD trimer 通常處在一個 up & down conformation 平衡的一個狀態，較常發生的狀態是沒有或三個中只有一個 RBD 處於 up conformation。雖然三個 RBD 都為 up conformation 的狀態很少見，但只有 up conformation 才可以和 ACE2 結合，只是不知道需要幾個 RBD 為 up conformation。
他們用 cryo-EM 分析 VHH E 和 ACE2 結合的狀態，發現和 VHH E 結合的大多是三個 RBD 都為 up conformation，並且各和一個 VHH E 結合，顯示 VHH E 會把 RBD 固定在 3-up conformation，而且一旦結合，RBD 就無法變回 down conformation。不免俗的，也要試試把兩、三個 VHH 連在一起看看效果會不會更好，當然也是用常用的 (GGGS)3 linker，結果發現 IC50 可以降到 pM range (930 pM for VHH EE, 520 pM for VHH EEE)。這篇研究和其他不同的地方是他們還有測試哪些突變會逃過 VHH 的中和作用，有趣的是如果某個突變可以逃過某個 VHH，大多的情況是它會對其他 VHH 更敏感，所以如果把兩個不同的 VHH 結合在一起，便沒有突變可以逃過 VHH。相反的，雖然 VHH EEE 有很強的中和作用，single mutantion 就可以讓病毒逃掉。
References:
1. S Plotkin, History of vaccination. PNAS (2014)
2. US CDC / Influenza Historic Timeline
3. Y Cai et al, Distinct conformational states of SARS-CoV-2 spike protein. Science (2020)
4. AV Letarov et al, Free SARS-CoV-2 Spike Protein S1 Particles May Play a Role in the Pathogenesis of COVID-19 Infection. Biochemistry (2020)
5. Z Wu et al, Safety, tolerability, and immunogenicity of an inactivated SARS-CoV-2 vaccine (CoronaVac) in healthy adults aged 60 years and older: a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 1/2 clinical trial. The Lancet (2021)
6. P Koenig et al, Structure-guided multivalent nanobodies block SARS-CoV-2 infection and suppress mutational escape. Science (2021)
第一個用病毒做的疫苗是 Edward Jenner 的天花疫苗(smallpox, 1798)，為 inactivated Vaccinia virus。第二個 Pasteur 的狂犬病疫苗(rabies, 1885)，再來是黃熱症疫苗(yellow fever, 1935)和流感疫苗(influenza, 1936) [1]，流感疫苗剛開始是給軍方用，因為在第一次世界大戰時美軍人力因流感而有所損失 [2]。
至於為什麼美國不用病毒做新冠病毒的疫苗呢？他們解釋是美國已經研發其他種類的疫苗很久了，包括 mRNA 疫苗和 subunit 疫苗，所以可以直接拿來用，加上大藥廠已經砸很多錢在研發新型疫苗，因此拿來研發新冠病毒疫苗相對來講反而是比較簡單的。另一個可能原因是用病毒做疫苗需要用到 BSL3 的實驗室，不方便大量生產。
關於中國的 CoronaVac，他們提到 inactivated virus vaccine 通常是用 UV 或福馬林(formalin)去 inactivate viruses，但中國的這支疫苗是用 β-propiolactone (C3H4O2)，雖然它也被用來 inactivate viruses，不過它會和蛋白質反應，可能會改變蛋白結構，而且最近有幾篇研究顯示 β-propiolactone 會使 Spike 的 S1 脫離 [3, 4]，而可讓免疫系統產生中和抗體的 RBD 就在 S1，如果新冠病毒疫苗少惹 S1，那疫苗效用還剩多少？另外，如果要做 inactivated viruses，也會先評估用來 inactivate 的物質會不會改變病毒結構，是否每個 batch 的品質都穩定一致。之前的疫苗之所以用 inactivated viruses，是因為當時那個年代的技術就只能用 inactivated viruses，並不是因為它比較安全，如今的科技使疫苗不再局限於用 inactivated viruses。
相關文章：近期和新冠病毒抗體相關的研究
裡面還有一段對話滿好笑的(30:25)，CoronaVac 的臨床實驗是 Phase I/II 合在一起，通常是 Phase I 安全測試過了以後，換一批測試者做 Phase II。SinoVac 是一二期一起做，第一期只有七天，七天後如果沒出現問題就進入 Phase II [5]。然後其中一位就說，因為是用 inactivated viruses，如果真的有問題的話，七天後試驗者可能就掰掰了，既然七天後沒人死，就表示疫苗算是安全的。XD
(33:50) "... that the Chinese government enlisted army personnel for at least one of the phases for their trial and I thought we were critical of that for a while, but I think that's no longer a criticism."
".... yeah, we got a lot of pushback from people in China who said this is often done and it is often done, but they said it was licensed and it was actually a Phase II trial, so they should have just said it's a Phase III trial, right? instead of saying it was licensed for you."
"I think the issue there was is it okay to do that in troops, ..... I think I pointed out the U.S. can't exactly get on a moral high horse about what's been done."
還有一段莫名戳中我的笑點，是討論到 Phase III 是在中國、巴西和土耳其做的，最近還加了印尼。
(44:10) "I don't think they had enough cases in China to do the Phase III, right?"
"I think because at that point the pandemic was really under control such through lockdowns in China, they were actually having a hard time getting cases for their clinical trials, but uhh unfortunately, plenty of other countries had plenty of cases."
之後駱馬小抗體的部分是討論德國研究團隊於上個月發表在 Science 的研究。之前有提過駱馬除了正常的 IgG，還有一種只有 heavy chain 的抗體 HCAb，以及釣出小抗體的噬菌體展示(phage display)。
相關文章：Phage display 和小抗體製造
在這篇之前，德州大學(U Texas)也在去年發表過他們抗 SARS 的小抗體，他們是把 SARS Spike 打入駱馬體內，然後釣出小抗體，經過 cyro-EM 分析發現效果最好的小抗體 VHH-72 是把 Spike RBD 固定在某個 conformation，使它無法動。他們把這個小抗體測試在假新冠病毒上(pseudovirus)，發現它也可以抑制新冠病毒。
相關文章：從駱馬體內得到的新冠病毒小抗體
德國的這個研究則是把新冠病毒的 Spike RBD 和用福馬林去活性過的新冠病毒打入駱馬後釣出小抗體，然後測試這些小抗體的中和效用(neutralizing activity)，發現其中一株中和效果最強的小抗體 VHH E 的 IC50 可到 60 nM [6]。VHH E 和其他小抗體不太一樣，它的 CDR3 特別長，雖然和 ACE2 結合的點和之前發現的小抗體 CC12.3 和 H11-D4 相同，但方向不一樣。之前研究發現，Spike RBD trimer 通常處在一個 up & down conformation 平衡的一個狀態，較常發生的狀態是沒有或三個中只有一個 RBD 處於 up conformation。雖然三個 RBD 都為 up conformation 的狀態很少見，但只有 up conformation 才可以和 ACE2 結合，只是不知道需要幾個 RBD 為 up conformation。
他們用 cryo-EM 分析 VHH E 和 ACE2 結合的狀態，發現和 VHH E 結合的大多是三個 RBD 都為 up conformation，並且各和一個 VHH E 結合，顯示 VHH E 會把 RBD 固定在 3-up conformation，而且一旦結合，RBD 就無法變回 down conformation。不免俗的，也要試試把兩、三個 VHH 連在一起看看效果會不會更好，當然也是用常用的 (GGGS)3 linker，結果發現 IC50 可以降到 pM range (930 pM for VHH EE, 520 pM for VHH EEE)。這篇研究和其他不同的地方是他們還有測試哪些突變會逃過 VHH 的中和作用，有趣的是如果某個突變可以逃過某個 VHH，大多的情況是它會對其他 VHH 更敏感，所以如果把兩個不同的 VHH 結合在一起，便沒有突變可以逃過 VHH。相反的，雖然 VHH EEE 有很強的中和作用，single mutantion 就可以讓病毒逃掉。
References:
1. S Plotkin, History of vaccination. PNAS (2014)
2. US CDC / Influenza Historic Timeline
3. Y Cai et al, Distinct conformational states of SARS-CoV-2 spike protein. Science (2020)
4. AV Letarov et al, Free SARS-CoV-2 Spike Protein S1 Particles May Play a Role in the Pathogenesis of COVID-19 Infection. Biochemistry (2020)
5. Z Wu et al, Safety, tolerability, and immunogenicity of an inactivated SARS-CoV-2 vaccine (CoronaVac) in healthy adults aged 60 years and older: a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 1/2 clinical trial. The Lancet (2021)
6. P Koenig et al, Structure-guided multivalent nanobodies block SARS-CoV-2 infection and suppress mutational escape. Science (2021)
2021年1月9日 星期六
新冠病毒患者的免疫力可維持超過半年
根據感冒冠狀病毒和流感病毒的經驗，大多數人都認為人類體內對抗新冠病毒的免疫保護可能很短，大概感染後半年左右抗體就會降到測不到，尤其是無症狀和輕症的患者可能感染後抗體量本來就不高，不過到底可以維持多久呢？這個資訊可以讓我們預測疫苗提供的免疫保護持久力。從疫情開始至今也一年了，各國的資料也收集得差不多了吧。XD
La Jolla Institute 的研究團隊之前已經發表了兩篇相關研究，他們先是分析健康個體和 COVID-19 康復患者的血清，發現所有康復患者都有可辨識新冠病毒 Spike protein 的 CD4+ (helper) T cells，T cells 的反應程度和 IgG 量成正向相關，七成的康復患者有可對抗新冠病毒的 CD8+ (killer) T cells，而且反應強烈。康復患者除了帶有可辨識 Spike protein 的免疫細胞外，他們也帶有可辨識其他病毒蛋白的 T cells，像是 M protein 和 N protein。另外，他們也分析了疫情前採集到的血清，同樣帶有可辨識新冠病毒的 T cells。
相關文章：新冠病毒感染者體內 T 細胞的免疫反應
「他們檢測了於 2015-2018 年採樣到、沒有感染過新冠病毒的血液檢體，結果發現其中有 40% - 60% 含有可以辨識新冠病毒的 helper T cells，不過和康復患者不同的是他們的 T cells 反應雖然也是以 Spike 為主，但幾乎沒有對 N protein 或 M protein 有反應的 T cells，次主要的是 NSPs (non-structural proteins)。而之所以會有這些 T cells，可能是因為這些人之前感染過其他種類的冠狀病毒，cross-reactivity 使他們體內也有能辨識新冠病毒的 T cells。研究者們認為這是之前感染其他四種引起感冒症狀的冠狀病毒時產生的，因為這些血液檢體裡都有針對至少其中三種常見冠狀病毒的 T cells，血清檢測也顯示全部都有 HCoV-OC43 和 HCoV-NL43 Spike protein 的 IgG 抗體，表示大多數人都感染過常見的四種感冒冠狀病毒，而且至少感染過超過三種，而這也可能是為什麼大部分的人感染到新冠病毒後都只是輕症或無症狀。」
註：常見的四種感冒冠狀病毒為 NL63, 229E, OC43 和 HKU1。
在之後發表在 Science 研究裡，他們則是分析是哪些病毒片段使 CD4+ T cells 有 cross-reactivity，讓未感染個體的免疫系統能夠對新冠病毒有反應。
相關文章：抗新冠病毒的 T cells 和抗感冒冠狀病毒的有 cross-reactivity
在之前的研究裡，他們以分析 CD4+ T cells 的反應為主，而他們這個月發表的研究，三種 adaptive immunity 都分析了 -- CD4+ (helper) T cells, CD8+ (killer) T cells, memory B cells。在他們分析的近兩百位患者包括了無症狀患者、輕症、中度和重症患者，不過大多數(93%)為不需住院的輕症患者，年齡為 19 歲到 81 歲。其中有些患者的提供不同時期的血清檢體，間隔大約幾個月採集一次，其中有 63 個檢體是感染後超過半年後採集的。
他們分析了血清內的抗體後，發現九成患者的 anti-Spike IgG 可以六到八個月都穩定存在著，anti-nucleocapsid IgG 也差不多持續八個月穩定存在著，中和抗體主要為 anti-Spike RBD IgG，90% 患者的中和抗體也是穩定存在六到八個月。產生抗 Spike 抗體的 memory B cells 比症狀出現一個月後更多，倒是 CD4+ (helper) 和 CD8+ (killer) T cells 減少，存活週期(half-life)約為三到五個月。那生產抗體的 memory B cells 呢？他們發現患者體內針對新冠病毒的 memory B cells 在症狀出現後的 120 天內持續增加，之後呈現一個 plateau 的狀態。針對 Spike 的 memory B cells 中有約 10%-30% 是特別針對 Spike RBD。RBD-specific memory B cells 的狀況也差不多，不過可以早在症狀出現後十六天左右就開始持續增加，並且持續增加四到五個月。未感染者體內則幾乎沒有 Spike-specific memory B cells。既然有 anti-N protein 的抗體，當然就會有生產它的 nucleocapsid-specific memory B cells，也同樣是症狀出現後的四到五個月內持續穩定增加。
再來是 memory T cells。大約 70% 的患者在症狀出現後一個月(20-50 days)開始測得到針對新冠病毒的 memory CD8+ T cells，目標蛋白有 Spike, Membrane (M), Nucleocapsid (N) 和 ORF3a，其中約有 50% 患者體內的 CD8+ T cells 在六個月後仍穩定存在著，在感染後一個月，約有 93% 的患者可以測得到針對新冠病毒的 CD4+ T cells，目標蛋白除了 Spike, M, N, ORF3a 外，還有 nsp3，在六個月後體內 CD4+ T cells 仍穩定存在的患者有 92%。Spike-specific (CD4+ / CD8+) T cells 的穩定存在情況和針對新冠病毒的 T cells 類似，同樣可以穩定存在六個月以上。
最後，他們比較了免疫系統裡的其中五樣指標，看看他們維持多久。他們比較的五樣為 RBD IgG, RBD memory B cells, Spike IgA, total SARS-CoV-2-specific CD8+ T cells 和 total SARS-CoV-2-specific CD4+ T cells，因為這五樣在免疫保護力中扮演著重要角色。他們發現，大多數人(64%)在症狀出現後一到兩個月內，這五樣都穩定存在著，但在五到八個月後，這五樣在體內仍穩定存在的只剩 43%。不過呢，雖然五樣都降的人站了以半以上，但有 95% 的人在五到八個月後，至少有三樣仍穩定存在著，也就是說抗新冠病毒的免疫力並沒有之前以為的短，至少能夠維持半年以上，算是個好消息。
La Jolla 的研究已輕症為主，去年年底英國有個研究則是針對感染後無症狀或輕微症狀的醫護人員。倫敦醫院從去年三月底疫情爆發初期就開始每週驗 PCR 和血清，檢測和分析他們在英國封城後十六到十八週的 T cells 和抗體反應。
他們分析了倫敦醫院醫護人員的 T cells 和抗體，發現他們的 T cells 對新冠病毒 Spike 有反應的比例不高，只有 49%，反而對 N protein (neucleocapsid) 有反應的比例高達 85%。相較之下，疫情前的控制組對 Spike 和 N protein 有反應的比例為 29% 和 12%。不意外的，和 La Jolla 研究團隊的結果類似，未感染者血清也測得到對新冠病毒有反應的 T cells，不過到底是新冠病毒的哪個蛋白片段和感冒冠狀病毒有 cross-reactivity，是否和 La Jolla 研究團隊的結果一樣，則需要進一步的分析。
那抗體呢？有 97% 有抗 S1 IgG 或抗 N protein IgG/IgM，而且有 89% 的抗體是有抑制病毒作用的中和抗體，不過無症狀或輕微症狀患者的抗體量比症狀明顯的患者低。之前有研究顯示，新冠病毒患者的抗體量降的很快，可以在幾週內就降到測不到，不過有的研究卻顯示可以維持幾個月，而在這個研究顯示，是不管是無症狀、輕微症狀還是症狀明顯的患者，他們的中和抗體量在這 16 到 18 週中都維持固定的量，並沒有減低。另外，有趣的是五十歲以上的醫護人員中，有八成的中和抗體量很高(IC50 >200)[註]；相對的，24 歲到 49 歲有高中和抗體量的比例為 58%。
註：中和抗體量 IC50 = 0-49 為測不到，50-199 為低，200+ 為高。
那抗體和 T cell 反應是否有關聯，是否有抗新冠病毒 T cell 反應的人就有抗體，或是抗體量比較高呢？似乎關沒有絕對的關聯性，而這也和之前的研究結果類似，有不少人沒抗新冠病毒的抗體，但卻帶有對新冠病毒有反應的 T cells。
結論：目前看來，新冠病毒患者體內的抗體、生產抗體的 B cells，和前線對抗感染的 T cells 都可穩定存在五到八個月。
Publications:
CJ Reynolds et al, Discordant neutralizing antibody and T cell responses in asymptomatic and mild SARS-CoV-2 infection. Science (2020)
JM Dan et al, mmunological memory to SARS-CoV-2 assessed for up to 8 months after infection. Science (2021)
RJ Cox & KA Brokstad, Not just antibodies: B cells and T cells mediate immunity to COVID-19. Nature Reviews Immunology (2020)
La Jolla Institute 的研究團隊之前已經發表了兩篇相關研究，他們先是分析健康個體和 COVID-19 康復患者的血清，發現所有康復患者都有可辨識新冠病毒 Spike protein 的 CD4+ (helper) T cells，T cells 的反應程度和 IgG 量成正向相關，七成的康復患者有可對抗新冠病毒的 CD8+ (killer) T cells，而且反應強烈。康復患者除了帶有可辨識 Spike protein 的免疫細胞外，他們也帶有可辨識其他病毒蛋白的 T cells，像是 M protein 和 N protein。另外，他們也分析了疫情前採集到的血清，同樣帶有可辨識新冠病毒的 T cells。
相關文章：新冠病毒感染者體內 T 細胞的免疫反應
「他們檢測了於 2015-2018 年採樣到、沒有感染過新冠病毒的血液檢體，結果發現其中有 40% - 60% 含有可以辨識新冠病毒的 helper T cells，不過和康復患者不同的是他們的 T cells 反應雖然也是以 Spike 為主，但幾乎沒有對 N protein 或 M protein 有反應的 T cells，次主要的是 NSPs (non-structural proteins)。而之所以會有這些 T cells，可能是因為這些人之前感染過其他種類的冠狀病毒，cross-reactivity 使他們體內也有能辨識新冠病毒的 T cells。研究者們認為這是之前感染其他四種引起感冒症狀的冠狀病毒時產生的，因為這些血液檢體裡都有針對至少其中三種常見冠狀病毒的 T cells，血清檢測也顯示全部都有 HCoV-OC43 和 HCoV-NL43 Spike protein 的 IgG 抗體，表示大多數人都感染過常見的四種感冒冠狀病毒，而且至少感染過超過三種，而這也可能是為什麼大部分的人感染到新冠病毒後都只是輕症或無症狀。」
註：常見的四種感冒冠狀病毒為 NL63, 229E, OC43 和 HKU1。
在之後發表在 Science 研究裡，他們則是分析是哪些病毒片段使 CD4+ T cells 有 cross-reactivity，讓未感染個體的免疫系統能夠對新冠病毒有反應。
相關文章：抗新冠病毒的 T cells 和抗感冒冠狀病毒的有 cross-reactivity
在之前的研究裡，他們以分析 CD4+ T cells 的反應為主，而他們這個月發表的研究，三種 adaptive immunity 都分析了 -- CD4+ (helper) T cells, CD8+ (killer) T cells, memory B cells。在他們分析的近兩百位患者包括了無症狀患者、輕症、中度和重症患者，不過大多數(93%)為不需住院的輕症患者，年齡為 19 歲到 81 歲。其中有些患者的提供不同時期的血清檢體，間隔大約幾個月採集一次，其中有 63 個檢體是感染後超過半年後採集的。
他們分析了血清內的抗體後，發現九成患者的 anti-Spike IgG 可以六到八個月都穩定存在著，anti-nucleocapsid IgG 也差不多持續八個月穩定存在著，中和抗體主要為 anti-Spike RBD IgG，90% 患者的中和抗體也是穩定存在六到八個月。產生抗 Spike 抗體的 memory B cells 比症狀出現一個月後更多，倒是 CD4+ (helper) 和 CD8+ (killer) T cells 減少，存活週期(half-life)約為三到五個月。那生產抗體的 memory B cells 呢？他們發現患者體內針對新冠病毒的 memory B cells 在症狀出現後的 120 天內持續增加，之後呈現一個 plateau 的狀態。針對 Spike 的 memory B cells 中有約 10%-30% 是特別針對 Spike RBD。RBD-specific memory B cells 的狀況也差不多，不過可以早在症狀出現後十六天左右就開始持續增加，並且持續增加四到五個月。未感染者體內則幾乎沒有 Spike-specific memory B cells。既然有 anti-N protein 的抗體，當然就會有生產它的 nucleocapsid-specific memory B cells，也同樣是症狀出現後的四到五個月內持續穩定增加。
再來是 memory T cells。大約 70% 的患者在症狀出現後一個月(20-50 days)開始測得到針對新冠病毒的 memory CD8+ T cells，目標蛋白有 Spike, Membrane (M), Nucleocapsid (N) 和 ORF3a，其中約有 50% 患者體內的 CD8+ T cells 在六個月後仍穩定存在著，在感染後一個月，約有 93% 的患者可以測得到針對新冠病毒的 CD4+ T cells，目標蛋白除了 Spike, M, N, ORF3a 外，還有 nsp3，在六個月後體內 CD4+ T cells 仍穩定存在的患者有 92%。Spike-specific (CD4+ / CD8+) T cells 的穩定存在情況和針對新冠病毒的 T cells 類似，同樣可以穩定存在六個月以上。
最後，他們比較了免疫系統裡的其中五樣指標，看看他們維持多久。他們比較的五樣為 RBD IgG, RBD memory B cells, Spike IgA, total SARS-CoV-2-specific CD8+ T cells 和 total SARS-CoV-2-specific CD4+ T cells，因為這五樣在免疫保護力中扮演著重要角色。他們發現，大多數人(64%)在症狀出現後一到兩個月內，這五樣都穩定存在著，但在五到八個月後，這五樣在體內仍穩定存在的只剩 43%。不過呢，雖然五樣都降的人站了以半以上，但有 95% 的人在五到八個月後，至少有三樣仍穩定存在著，也就是說抗新冠病毒的免疫力並沒有之前以為的短，至少能夠維持半年以上，算是個好消息。
La Jolla 的研究已輕症為主，去年年底英國有個研究則是針對感染後無症狀或輕微症狀的醫護人員。倫敦醫院從去年三月底疫情爆發初期就開始每週驗 PCR 和血清，檢測和分析他們在英國封城後十六到十八週的 T cells 和抗體反應。
他們分析了倫敦醫院醫護人員的 T cells 和抗體，發現他們的 T cells 對新冠病毒 Spike 有反應的比例不高，只有 49%，反而對 N protein (neucleocapsid) 有反應的比例高達 85%。相較之下，疫情前的控制組對 Spike 和 N protein 有反應的比例為 29% 和 12%。不意外的，和 La Jolla 研究團隊的結果類似，未感染者血清也測得到對新冠病毒有反應的 T cells，不過到底是新冠病毒的哪個蛋白片段和感冒冠狀病毒有 cross-reactivity，是否和 La Jolla 研究團隊的結果一樣，則需要進一步的分析。
那抗體呢？有 97% 有抗 S1 IgG 或抗 N protein IgG/IgM，而且有 89% 的抗體是有抑制病毒作用的中和抗體，不過無症狀或輕微症狀患者的抗體量比症狀明顯的患者低。之前有研究顯示，新冠病毒患者的抗體量降的很快，可以在幾週內就降到測不到，不過有的研究卻顯示可以維持幾個月，而在這個研究顯示，是不管是無症狀、輕微症狀還是症狀明顯的患者，他們的中和抗體量在這 16 到 18 週中都維持固定的量，並沒有減低。另外，有趣的是五十歲以上的醫護人員中，有八成的中和抗體量很高(IC50 >200)[註]；相對的，24 歲到 49 歲有高中和抗體量的比例為 58%。
註：中和抗體量 IC50 = 0-49 為測不到，50-199 為低，200+ 為高。
那抗體和 T cell 反應是否有關聯，是否有抗新冠病毒 T cell 反應的人就有抗體，或是抗體量比較高呢？似乎關沒有絕對的關聯性，而這也和之前的研究結果類似，有不少人沒抗新冠病毒的抗體，但卻帶有對新冠病毒有反應的 T cells。
結論：目前看來，新冠病毒患者體內的抗體、生產抗體的 B cells，和前線對抗感染的 T cells 都可穩定存在五到八個月。
Publications:
CJ Reynolds et al, Discordant neutralizing antibody and T cell responses in asymptomatic and mild SARS-CoV-2 infection. Science (2020)
JM Dan et al, mmunological memory to SARS-CoV-2 assessed for up to 8 months after infection. Science (2021)
RJ Cox & KA Brokstad, Not just antibodies: B cells and T cells mediate immunity to COVID-19. Nature Reviews Immunology (2020)