「豬冠狀病毒新世代疫苗之開發」計畫
個案成果

搶先部署動物核酸疫苗,臺灣以科研築起防疫新防線


國科會產學合作計畫「豬冠狀病毒新世代疫苗之開發」,針對PEDV G2型病毒發展出新世代疫苗,不僅提高動物疫病防治能力,更協助本土疫苗廠建立前瞻競爭力。

前瞻技術產學合作計畫
計畫名稱:豬冠狀病毒新世代疫苗之開發
計畫主持人:國立屏東科技大學/動物疫苗科技研究所/動物疫苗國際學位專班 朱純燕 特聘教授
合作企業:瑞寶基因股份有限公司

成果介紹

2025年10月爆發的非洲豬瘟疫情,令政府緊急宣佈全國豬肉禁運、禁宰15天,這場突如其來的防疫行動,不僅讓市場上的豬肉攤販、餐飲業者與消費者感到措手不及,更再次引發社會對動物傳染病防疫機制的關注。

其實,對臺灣養豬產業而言,除了防堵非洲豬瘟外,還有另一項長期威脅也備受重視,此即為同樣具高度傳染性與破壞力的豬流行性下痢(PEDV)G2型病毒。為了對抗這個長年困擾豬農的隱形敵人,在國科會前瞻技術產學合作計畫的支持下,國立屏東科技大學動物用疫苗國際學位專班特聘教授朱純燕團隊,攜手產學合作夥伴瑞寶基因公司,以「豬冠狀病毒新世代疫苗之開發」為題展開研究,開發具長效防護力的新世代疫苗,為臺灣建立自主防疫新戰力。

病毒變異加劇,傳統疫苗難以招架

PEDV G2型病毒自2013年出現以來,已奪走超過40萬隻仔豬性命,豬場一旦發生感染,就會造成大量豬隻死亡,特別是幼齡豬隻的發病率和死亡率幾乎逼近100%。「即便養豬業者徹底落實清潔和消毒作業,仍難以完全防止疫情復燃,」朱純燕說,曾經被感染的豬場再度爆發疫情的機率遠高於一般豬場,這讓養豬業者幾乎聞「下痢」色變,至今仍束手無策。

原因在於,目前市面上的疫苗存在著兩項不足之處,其一是跟不上病毒變異的速度,PEDV屬於變異速度非常快的冠狀病毒,幾乎每隔數年便以新面貌重現人世,自發現以來已變異出G1和G2兩個基因群,每個基因群又分成G1a、G1b、G2a、G2b等新亞型病毒。而現行疫苗多以G1a型病毒為模板進行開發,在抵抗後續出現的G1b、G2、G2a、G2b等新亞型病毒時,防護力明顯不足。

其二為疫苗種類多屬傳統不活化疫苗與活毒疫苗,不僅免疫效果有限,需多次注射才能維持保護力,甚至可能因病毒變異導致活毒疫苗本身具致病風險,難以真正達到長期免疫與防疫的目標。

面對病毒快速變異與傳統技術侷限所帶來的挑戰,改變設計思維、發展新一代疫苗平台已是必然之路,「豬冠狀病毒的變異速度非常快,如果我們的疫苗技術仍停留在十年前的思維,防疫就永遠追不上病毒的腳步。」朱純燕指出。

國立屏東科技大學動物用疫苗國際學位專班朱純燕 特聘教授說明豬冠狀病毒新世代疫苗的發展心路。

DNA疫苗平台創新,雙重免疫打造完整保護

朱純燕進一步說明,新世代疫苗是以PEDV-S1蛋白、也就是病毒表面棘蛋白作為疫苗抗原,藉此訓練豬隻身體內的免疫系統辨識並攻擊帶有此特徵的病毒,達到預防感染的效果。

為了找出合成PEDV-S1蛋白的最佳基因序列,研究團隊蒐集全球超過1,800個病毒株的基因序列,且這些序列都包含了完整的棘蛋白基因片段,並運用生物資訊軟體進行分析,從而得到10條棘蛋白疫苗候選抗原序列,再根據棘蛋白序列在演化上的保留程度、棘蛋白抗原表位和棘蛋白的結構,重新設計疫苗抗原序列,成功開發出三種新型態疫苗:次單位疫苗、注射型DNA疫苗及口服型DNA疫苗。

次單位疫苗透過真核細胞表現系統直接製造出PEDV-S1蛋白,再注入豬隻體內,促使其產生抗體反應;DNA疫苗則利用pTCY表現系統攜帶抗原基因,以注射或口服的方式將基因送入豬隻體內,豬體內的細胞會按照抗原基因序列自行生成PEDV-S1蛋白,進而產生對抗病毒的抗體與細胞免疫力。

值得一提的是,在開發口服型DNA疫苗時,研究團隊特別結合胜肽奈米管作為載體,避免抗原在進入腸道前被酵素或胃酸分解。朱純燕表示,胜肽奈米管的表面積高,可以吸付較多的DNA抗原,且在體內滯留時間長、毒性低,是極佳的抗原及藥物傳遞系統,它能將DNA順利帶到腸道,在病毒入侵的第一線戰場就啟動免疫反應。

兩種DNA疫苗的路徑雖然不同,卻能相互搭配形成更完整的防護網。注射型DNA疫苗可刺激母豬產生血液中的IgG抗體,提供全身性保護,口服型DNA疫苗則可透發腸道黏膜產生IgA抗體,在病毒入侵初期即發揮防護作用。更重要的是,懷孕母豬在接種口服型DNA疫苗後,可透過初乳將抗體傳遞給初生仔豬,使仔豬在最脆弱的階段即具備被動免疫力,降低PED感染導致的下痢與死亡。

團隊研發了豬用冠狀病毒疫苗的兩種施用方式,分別為:注射型 及 口服型。

國科會助攻產學共創,打造疫苗自主與疫情防線

目前,本研究計畫已完成次單位/DNA疫苗的開發,並在瑞寶基因協助下,在實際養豬場進行母豬免疫與仔豬攻毒試驗,確認疫苗的防護成效。同時,團隊也完成疫苗的製程設計與品管標準,並成功將技術移轉給瑞寶基因,推動研究成果正式走向商品化。

瑞寶基因現正申請新藥許可證,未來若順利進入量產階段,將成為台灣第一家擁有次單位疫苗及核酸疫苗生產線,且符合PIC/S國際規範的動物疫苗廠,不僅可配合政府政策、作為動物疫苗國家隊的領頭羊,亦能提供國內外公司OEM與ODM的合作服務,讓臺灣動物疫苗產業具備與國際接軌的競爭力。

朱純燕認為,本次研究能夠順利推進並取得豐碩成果,國科會的支持功不可沒。除了提供補助經費、降低研究與試驗成本外,國科會也透過專家審查與輔導機制,提供具體建議與資源協調,確保研究成果能從實驗室成功走入實際生產階段,協助本土廠商建立核酸疫苗製造與品質控管能力。

朱純燕 教授在實驗室中示範平常的研究操作過程,結合理論與產業應用,推進臺灣核酸疫苗能力。

她強調,新世代疫苗的開發,不僅有益於本土疫苗廠與養豬業,更能推動臺灣生技自主與強化國家防疫能力。由於豬與人類免疫系統相似,本計畫開發的新世代疫苗平台,未來可延伸應用於人畜共通傳染病的疫苗開發透過平台分析與調整基因序列,可以快速因應新病毒株的突變,讓防疫不再被動應戰,而能主動防守,成為臺灣掌握未來疫情風險的關鍵戰略技術。
在國科會前瞻技術產學合作計畫的助力下,這項研究讓臺灣從過去依賴進口疫苗的被動角色,邁向可以自主研發、量產並布局國際的「疫苗輸出者」,不僅守護畜牧產業,更為全球動物健康與糧食安全貢獻科研力量。

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