議題背景：

今（2022）年6月13日台北時間23:00，國際期刊《自然生物科技》（Nature Biotechnology）發表研究，研究透過血液的PCR定量技術，加以分析與T細胞免疫反應有關的細胞因子「CXCL10」，在血液中的濃度，可以有效反映出T細胞對新冠病毒（SARS-CoV-2）的免疫反應程度和持續時間，將有助於未來在評估疫苗追加接種的優先策略。

台灣科技媒體中心特邀專家解析此新技術平台的研究並發表看法。

研究原文：

專家怎麼說？

2022年06月13日
國立陽明交通大學臨床醫學研究所副教授 陳斯婷

1.     這份研究的重要性為何？我們該怎麼看待此研究的結果？

由美國紐約西奈山伊坎醫學院（School of Medicine at Mount Sinai） 所主導的一份最新研究指出，團隊發展出一種利用血液PCR的方式，可快速且大量的分析並評估專門針對SARS-CoV-2（新冠病毒）的細胞免疫力。

自新冠肺炎疫情延燒至今，對於免疫力的理解大多數屬於「體液免疫力」，亦及抗體產生及其中和性的效價。然而適應性的免疫力，包含細胞免疫力以及體液免疫力，兩者協力方可徹底清除病原菌感染，以及提供完整的記憶型免疫力。由於體液型免疫力的分析方式較為單純，且所耗費的經費以及分析的技術門檻較低，僅使用血清及蛋白質抗原便可完成分析，因此是研究之初各單位爭相開發的分析模式。

相反的，細胞型免疫力因為牽涉複雜的T細胞作用機制、預測蛋白質抗源的專一性，以及分析儀器的高度研究門檻，眾多原因使得相關的研究進展較為緩慢。

先前2020年11月，南非的研究團隊率先發表研究，以SARS-CoV2相關蛋白質刺激受試病患的血液樣本，再以高階的細胞分析儀器（高階多色流式細胞分析儀），找出血液中針對新冠病毒的T細胞活化的標幟，並以新冠病毒檢測陽性之病患與健康的人交叉比對，確認可成功分析有SARS-CoV2專一性的活化型T細胞群[1]。

2022年6月，紐約西奈山伊坎醫學院團隊的發表文獻，主要是採用上述團隊利用血液樣本的方式分析特定T細胞活化的標幟，但是分析T細胞活化的方式改用行之有年的一種快速的定量PCR方法，合併分析共同存在血液中的另一種免疫細胞（單核球）的特定基因表現（CXCL-10）, 此特定基因表現量會受到T細胞活化後產生的訊息（第二型干擾素）所調節，因此當共同存在血液中的免疫細胞接收到T細胞活化釋放出的訊息後，會讓此特定基因表達增加。因此團隊先透過分析各組別中血液的基因相關檔案，挑出這基因做為T 細胞活化的替代標幟。

這個基因標幟在免疫學中並不陌生，但是團隊從各種COVID19 病人及疫苗注射後的健康族群採樣，以上述方式分析後，得到這個具有統計意義的交集。團隊有鑒於此方法可能在專一性及敏感度稍嫌不足，因此也將測試結果與其他傳統的分析方式進行比較。

結果顯示，快速測試特定的標幟基因，與傳統方法分析T細胞的敏感度及專一性相當接近。開發本平台的重要性是，若檢測單位無法提供較高階的免疫分析平台，可望以此平台替代。若需要大規模篩檢群體的細胞免疫力狀況，也或許可在疫苗施打後，評估宿主接種疫苗產生的細胞免疫力是否能夠對抗新的變種病毒，並持續提供細胞免疫力。可望在未來的大規模感染症提供較為簡易的細胞免疫力分析平台。

2.     研究有哪些推論的限制？

儘管此平台初步成果令人滿意，研究團隊嘗試結合傳統免疫分析法及分子生物技術，將複雜的流式細胞儀分析及T細胞活化分析轉化成以單一基因表現做結，然而可能的幾個限制如下：

(1) 本研究雖然使用血液檢體，但仍必須經過傳統的T細胞活化流程後，包含後續的定量PCR分析，耗時大約兩個工作天。

(2) 用極少量的血液（2 uL）且不抽取DNA，直接定量分析，在台灣的檢驗量能及學術單位並不普遍，若想開發仍必須熟練此技術的操作。

(3) 利用其中一種免疫細胞的基因表現，間接做為T細胞活化的替代性指標，若遇到T細胞活化的反應不明顯時，可能會呈現誤差，不如單純分析T細胞來得精準。

(4) 每一種蛋白質抗原由特定分子較小的胜肽所組成，會引起特定的T細胞反應，但這些胜肽片段都是經由電腦模型模擬預測並經過實際驗證後才能得知，才有助分析專一性T細胞的免疫力，而不是直接從現有資料庫就可以得到。

2022年06月13日
台灣大學醫學院醫學檢驗暨生物技術學系副教授 蘇剛毅

這篇發表在Nature子期刊：《自然生物科技》的研究，建立一套量化的「趨化激素」（chemokine）：CXCL10訊息核糖核酸（mRNA）的快速檢測技術，來判定個體對於新冠病毒感染保護性的細胞免疫能力（cellular immunity），進而預測是否可能發生再感染的風險。

CXCL10是一個受到新冠病毒感染後，抗原特異性T細胞釋放「伽瑪干擾素」（IFN-g）去刺激單核細胞（monocyte）產生的一種趨化激素，可評估個體在保護性的細胞免疫能力。

本研究重要性在於，有別以往是偵測病毒相關抗原、抗體、核酸，更進一步了解個體本身對抗病毒的免疫能力，除了有助了解本身抗病毒能力與感染風險外，亦可幫助疫苗施打策略以及評估追加劑的必要性。而隨著病毒變異株陸續產生，這也有助我們了解，感染後康復或接種疫苗者，對這些變異株是否仍具抵抗力。

這篇研究結果確實可以輔助醫師、感染者甚至衛生主管單位在治療與防疫上的策略。但我們也必須要了解幾件事：

  • 人體免疫系統受到任何內在、外在的刺激時，本來就會產生許多分子去因應，雖本研究是利用新冠病毒的「特異性抗原」誘發免疫系統，但研究中觀察Ｔ細胞是出的細胞因子「伽瑪干擾素」與單核細胞細胞因子「CXCL10」並非只受到新冠病毒刺激才產生，本研究並沒有評估新冠病毒以外的感染源或其他生理病徵影響。因此在臨床應用上，需要考量受測者的背景因素甚至疫情發展。
  • 免疫反應伴隨的「細胞激素」或「趨化激素」，在數量上都需要受到適當調控，過多或過少都會造成身體的傷害，如果本研究在數量上面可以進一步探討決策閾值的問題，將更有應用性
  • 本研究應用主要仍在輔助性評估，對於防疫與治療而言，還是需要遵照常規病毒檢測、生活防疫、疫苗接種等措施。

 

參考文獻：

[1] Riou, C., Schäfer, G., du Bruyn, E., Goliath, R. T., Stek, C., Mou, H., Hung, D., Wilkinson, K. A., & Wilkinson, R. J. (2022). Rapid, simplified whole blood-based multiparameter assay to quantify and phenotype SARS-CoV-2-specific T-cells. The European respiratory journal, 59(1), 2100285. https://doi.org/10.1183/13993003.00285-2021

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