藍弋丰/細胞生理學告訴你 打mRNA疫苗不會變成「萬磁王」

我們想讓你知道…疫苗就是要讓身體產生免疫反應,免疫系統認得了病毒外殼的棘蛋白以後,不是只產生抗體就了事,抗體的真正最重要作用,是要引導後續的免疫反應,去殺死被病毒感染的細胞,才能斷根。

● 藍弋丰/專欄作家、台大醫學系畢業

有關疫苗的各種奇聞層出不窮,尤其是當紅的mRNA疫苗,先是謠言傳說「打了會基因改造」,指揮中心還得出來澄清,接著更炫的謠言出籠,稱莫德納疫苗打了以後,手臂會能吸叉子湯匙,成為「萬磁王」,這種笑話等級的謠言,台灣竟然動用各大媒體記者煞有介事的做「新聞」,反倒是一般民眾比媒體還專業,大多知道這是戲謔把戲,不過只是手臂發汗黏著罷了,許多網友彼此互傳手臂吸湯匙成功或失敗的照片,苦中作樂一番。

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▲針對輿論稱施打莫德納疫苗將成為「萬磁王」與「基因改造」者,指揮中心則做出澄清。(圖/路透)

雖然多數人都知道打疫苗不會變成「萬磁王」了,但是還是有一些民眾對「基因改造」有疑慮,說起來,這應該是生醫基礎教育失敗的結果,指揮中心特別說明:「mRNA並不會進入細胞核,不會以任何方式改變人體的DNA,或與DNA產生交互作用。」不過這樣的說明對一般人來說可能有說明跟沒有說明一樣。

生醫領域為何最容易謠言、騙局滿天飛,或許跟生醫名詞總是高深莫測有關,DNA大部分人還聽過,RNA一般民眾就霧煞煞了,又多了一個小寫m又是什麼呢?翻譯成中文,還更糟糕,「去氧核醣核酸」、「核糖核酸」、「信使核糖核酸」,簡直像念經一樣,難怪很難理解。

細胞如何製造蛋白質?

要了解DNA、mRNA,也就是從細胞是怎麼製造蛋白質來講起。

許多生醫名詞的中文翻譯,讓明明很簡單的概念看起來好像超艱難高深,其中一個例子就是「胜肽」,好像什麼很了不起的東西,其實,英文原文來自希臘文的消化的意思,也就是蛋白質消化到一半產生的碎片,其實應該稱為「蛋白質碎片」,這樣可就直覺了,蛋白質當然比碎片來得結構更複雜功能更強大。聽到蛋白質,一般人覺得沒什麼了不起,聽到「胜肽」,反而肅然起敬,這真是天大的誤會。

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▲DNA。(圖/取自免費圖庫Pixabay)

要理解蛋白質的組成,最好的方式就是當作樂高積木。蛋白質是由胺基酸所組成的,人體主要使用的共20種,胺基酸就相當於單獨一塊樂高積木,有20種積木,一塊塊接起來可組合成各種不同的樣貌,如果兩個積木組起來,就叫「二肽」、三個叫「三肽」,20個以下都叫「寡肽」,20個以上就叫「多肽」,這些都統稱為「胜肽」,名字乍看來很高深,其實不過就像是,小朋友剛開始玩樂高,拚不了太大作品的小型組合成品。

50個以上,就叫蛋白質。

樂高積木玩成精的高手,會用一些特殊拼法,讓積木拼成的部位可以扭轉折疊,變成各種奇妙的形狀或有特殊功能。蛋白質也是,會多級摺疊成複雜的形狀,因而在身體中能發揮特殊功能。不過,跟樂高積木不同的一點是,蛋白質都是先做成一條長鏈,之後再摺疊起來成為所需的形狀。

不同的蛋白質執行不同的功能,而不同的胺基酸的順序組成不同的蛋白質,於是,這個胺基酸的排列順序,也就等同於人體這個生物機器的「程式碼」。

這個程式碼的數位資料儲存在哪裡呢?一般人都知道,基因存在DNA。電腦程式碼是用0跟1為位元,8位元組成一個位元組。DNA則是用4種分子當「位元」,每三個「位元」排列組成一個「位元組」,可決定一個胺基酸,DNA就以這樣的方式紀錄製造蛋白質的藍圖。

DNA常被稱為染色體,不過其實只有細胞要分裂的時候,DNA才會聚集纏繞起來組成染色體,平時分布在細胞核裡,稱為染色質,其分子結構,就是生物實驗室裡頭的「雙股螺旋」模型,好像一座看似永無止境的螺旋梯,一長條不斷延長下去。我們人類屬於真核生物,DNA包在細胞核裡頭,這樣一長條線,不會跑出細胞核,那基因要如何執行呢?

DNA就好比重要的設計原稿,保存在特別安全的銀行金庫裡頭,沒事不會拿出來,要使用設計稿的時候,是從金庫內抄錄一份抄本,把抄本拿出來用,正本永遠放在銀行金庫內。

抄錄抄本的過程,就叫做「轉錄」,抄錄出來的抄本,就是mRNA,英文原意是抄錄了DNA上的訊息的RNA,中文翻成「信使核醣核酸」讓人摸不著頭腦,其實就說是「抄本RNA」就一目瞭然了。

DNA的D,就是「脫氧」的意思,核糖是一種5個碳原子的糖,第二個碳原子上,本來接著一個氧原子再接氫原子,稱為「羥基」,又是看來很高深,其實就是氫氧基的意思。若是核糖第二個碳原子上的氫氧基,少掉中間的氧原子,直接接上氫,那就是脫氧核糖。

由於氫氧基很容易產生化學反應,造成以核糖為基礎的RNA較容易水解,所以生物演化上為了保證基因穩定,寧可多花點力氣,拔掉一個氧,用脫氧核糖製成的DNA來記錄重要的生命設計稿。

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▲指揮中心表示,mRNA「不會以任何方式改變人體的DNA」。(圖/指揮中心提供)

此外,通常DNA是雙股,可以互相穩定,也可彼此驗證,RNA通常是單股,容易出錯。所以從DNA和RNA的特性就知道為何DNA用來鎖在保險室裡,也就是細胞核中,RNA用來當工作用的抄本。

要把DNA抄寫到RNA上,需要抄寫員,這個抄寫員叫做RNA聚合酶,專門把DNA的兩股從中間需要的地方打開,用其中一股當模板,一個一個分子對上去,抄出一條RNA。

這條初始的RNA,還要經過剪接修飾,加上頭尾,才能成為正式的有效抄本,mRNA,從細胞核的核孔傳出去,來到細胞質。

核孔並不是一個單純的洞,核孔複合體可以想成銀行金庫的金庫門,有層層機制控制進出,不是可以隨意出入,所以mRNA只能通過核孔出細胞核,卻不會逆流回來,這就是指揮中心說「mRNA並不會進入細胞核」的基本原因。

另一方面,人體的抄寫員只會專門從DNA抄成RNA,沒辦法從RNA抄回DNA,這也就是指揮中心之所以說mRNA「不會以任何方式改變人體的DNA,或與DNA產生交互作用。」

mRNA無法改變人體基因

既然有這樣的安全機制,那很多科學家說,自古以來人類的基因有很多病毒嵌入,又是怎麼回事?這是因為病毒中有一種特別的種類,稱為「反轉錄病毒」,這類病毒就像駭客,專門破解安全機制,自己攜帶「反轉錄酶」基因,也就是專門把RNA轉抄成DNA的逆向抄寫員,寫成DNA後,偷渡進入核孔,如此才可能把病毒的基因插入人體的基因。

最有名的反轉錄病毒,就是愛滋病的人類免疫缺陷病毒(HIV)。

但是新冠病毒只是普通RNA病毒,mRNA疫苗更連病毒都不是,只是製造病毒身上一小部分蛋白質的片段mRNA,所以沒有這種駭客功能,人體之中沒有自己準備逆向抄寫員,所以RNA沒有辦法回抄成DNA,也沒有插入DNA、改變基因的可能性。

當mRNA來到細胞質,就會找上核糖體,可以視為是蛋白質生產工廠,工廠裡頭的勞工,會照著mRNA上的設計藍圖,每三個碼決定一個胺基酸,照順序一個一個接上胺基酸,之後再摺疊成形,這個過程叫做「轉譯」,最終完成蛋白質,送到身體需要的地方去。

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▲新冠病毒。(圖/取自免費圖庫Pixabay)

前面說過遺傳密碼的「位元」是4種分子決定,這些分子接在核糖上,稱為鹼基,中文名稱又是讓人頭痛,DNA中的4種是胞嘧啶(C)、鳥嘌呤(G)、腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T);RNA之中,胸腺嘧啶改為尿嘧啶(U)。

「嘌呤」看來也是個外星名詞,其實就是痛風病人說「普林」不能吃太多的「普林」,是同個東西,只是中文翻譯不同而已。在此就不用繞口的中文譯名了,直接用代號稱呼。DNA由A、T、G、C組成。RNA由A、U、G、C組成。

前面說3個碼決定一個胺基酸,譬如UUU、UUC都是對應苯丙胺酸,AAA、AAG則是對應離胺酸。mRNA除了攜帶這些遺傳密碼,開頭還要加個帽子,一個修飾過的G,用來避免mRNA遭分解;結尾通常還會加上數百個A的長尾巴。

長長的A尾巴,是用來保護mRNA,隨著時間,A尾巴會被越切越短,最後切到沒有了,mRNA就會被從尾端分解掉了。另外頭上的帽子也可能被摘掉,使得mRNA從頭遭分解掉。

細胞想製造一批蛋白質,到底如何決定數量多少呢?可以用mRNA水解的時間來控制,例如,尾巴的A加越長,mRNA就能存在越久,就能在核糖體做出越多的蛋白質。

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▲全台各地持續接種疫苗中。(圖/高雄市政府)

這個機制很重要,mRNA如果一下子就水解掉,那想做同樣的蛋白質得整天一直製造mRNA,會浪費很多力氣;mRNA如果做出來都不會水解,那核糖體這個蛋白質工廠很快就會塞滿「訂單」,而已經足夠的蛋白質還製造個不停,會天下大亂。

所以從這邊就能了解,作為抄本,必須能用完就丟,這也就是為何使用容易水解的RNA的原因。由此可知,mRNA有一定的壽命,時間久了,就會自然分解掉。

mRNA疫苗,是用外來的mRNA,偷渡進入細胞質,找上細胞的核糖體,借用工廠,來製造我們想要的蛋白質──病毒外殼上的棘蛋白──好讓免疫系統辨認。

前面說過,mRNA無法逆向進入細胞核,人體也沒有反轉錄功能,所以不可能插入DNA造成基因改變讓你變成變種人。有人到此還是擔心,mRNA就算沒進入DNA,但是一直存在於細胞質要核糖體做外來蛋白質,不也等於改變細胞了嗎?

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▲X教授、萬磁王友情濃厚。(圖/《X戰警:第一戰》劇照)

這也不用擔心,因為mRNA有一定壽命,久了就水解掉了。此外,疫苗就是要讓身體產生免疫反應,免疫系統認得了病毒外殼的棘蛋白以後,不是只產生抗體就了事,抗體的真正最重要作用,是要引導後續的免疫反應,去殺死被病毒感染的細胞,才能斷根。

很顯然的,當身體成功辨認出棘蛋白,產生免疫反應之後,可憐無辜被疫苗偷渡mRNA來產生蛋白質的細胞,也因此會被免疫系統給打死,這就是為何打疫苗會有發燒、全身痠痛等等的副作用。

所以mRNA疫苗的mRNA是沒辦法長久存在人體中的──只要打一次就永久有效?才沒有那種好事──要成為變種人真的沒那麼容易,安心打疫苗吧!至於超級英雄夢,還是用手臂黏湯匙,自娛娛人幻想一下自己是「萬磁王」就好了。

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藍弋丰專欄

藍弋丰專欄 藍弋丰

台大醫學系畢業,從事翻譯、圖文創作、業餘歷史研究,以及產業研究,主要關注生醫、能源,以及內容產業。現任台灣民眾黨顧問。

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