黃明熙博士/免疫生物工程

 

『毋恃其(疫情)不來,恃吾有(疫苗)以待之』。

    發展疫苗產業政策以及強化疫苗研發基礎,涉及整個經濟面、社會面與防疫面的國家安全性問題。為了提昇疫苗的免疫效價,添加佐劑是國際間研發的首要選擇,可以節省成本、增長疫苗保護時效、並改良接種途徑。然而,國際藥廠所開發的疫苗乳液佐劑,選用的乳化劑與製劑調配比例,皆有專利保護;其次,使用傳統Tween®與Span®系列等乳化劑所調配的乳液,常會有產生類過敏性反應等副作用顧慮。

    國衛院感疫所的免疫生物工程研究團隊 (immuno-bio-engineering lab, iBEL),提出一項新穎「可吸收高分子體」概念:用來調配新型乳化遞送系統所使用的乳化劑,全部使用生物可吸收型式(聚乙二醇化-/醣基化生物可吸收式高分子),藉以開發不同分散型式的乳液劑型載體,作為疫苗控制釋放之用;可針對不同的防疫需求,選擇包覆或吸附型的疫苗來引發不同的免疫反應,達到經由一次疫苗接種,即能產生免疫-追加的效果;軟性控制釋放系統,不會有阻塞針頭的顧慮;載體粒徑可調整介於微/奈米等級,方便免疫細胞辨識,評估最佳化疫苗接種途徑;載體進入生物體/細胞體內之後,高分子將會開始進行水解而逐步失去乳化劑性質,使得原本穩定的乳液開始崩解。屆時,所包覆的抗原或活性成份,可以經由擴散作用以及乳液崩解而得以釋放;所產生的副產物都可以透過體內循環,轉化成對人體無傷害性的代謝產物而排出體外,安全性質高;無論是體外模擬或小鼠免疫模式,我們也驗證其控制釋放效果,有效提升疫苗的免疫生成性;完成單劑量疫苗、多價疫苗、疫苗鼻黏膜接種之評估,並強化癌症免疫治療之功效。相關標的技術已陸續取得中華民國與美國專利(聚乙二醇化生物可吸收高分子:TW I383806、US 8,444,993;醣基化生物可吸收高分子:TW I598114、US 10,172,945、AU 2016215757、CN 107405304),並發表在生醫材料/疫苗領域最具權威性之國際知名期刊;入選科技部2018未來科技展,榮獲『未來科技突破獎』之殊榮,並獲邀於國立教育廣播電臺『新科技大未來』節目訪問。藉此次機會向國人分享研究成果,並介紹含佐劑疫苗之基本常識;詳細說明新產品的設計理念是為了改善舊產品當中的壞成分,增加國人對於新乳液產品的接受度。

    研究團隊進一步運用「單均相奈米乳液」專利剪裁技術,提出黏膜佐劑策略,幫助鼻黏膜免疫系統辨識疫苗抗原,調節免疫力並豐富化接種部位與整體免疫環境。利用乳液之軟性材質與可形變的獨特性質開發專利剪裁技術,將乳液粒徑序列調整至奈米等級;研究證實,角鯊烯乳液經由奈米化後,其生物活性顯著提升,能夠改寫鼻黏膜部位之免疫信號,幫助模擬抗原穿透鼻黏膜上皮組織進入淋巴系統,有效調節輔助性T細胞,並活化抗原專一性殺手T細胞。奈米乳液作為癌症免疫治療佐劑,可以有效抑制腫瘤生成,亦可以遏阻癌症的肺轉移。此方案有效開發鼻腔噴霧劑型疫苗,兼顧有效性與舒適性,重新找回癌症患者的生命價值。本研究發表於癌症免疫治療權威國際期刊Journal for ImmunoTherapy of Cancer (2020, 8, e001022;IF 13.751),並取得中華民國專利TW I719263與美國專利 US 11,160,862。

   『世上沒有最好的疫苗;持續努力讓疫苗更好』。iBEL研究平台設立的主要目的,即在於配合重點疫苗製劑研發以及建立佐劑配方/遞送平台各項評估方法,提高疫苗保護效果與舒適性,藉以提昇民眾疫苗接種意願。事實上,有別於藥物控制釋放,疫苗遞送技術更注重於使用基材之安全性質,必須仰賴專門技術人員經由長時間累積經驗來達成。國衛院願意提供新型乳液產品,讓更多研究單位評估使用,協助確認產品的安全性與效力;強化疫苗研發基礎,提供研究諮詢,相信由國人自行研發新型佐劑之前景可期

    ※ 免疫生物工程研究團隊,秉持國衛院守護國人健康之精神,用心經營每一項平台技術開發,為國人健康量身訂製高水準的醫藥科技產品。誠摯邀請志同道合的研究夥伴,共襄盛舉。

    ※ iBEL 形象影片: [可吸收高分子體(Polysorbasome)]

研究成果連結:

以佐劑對抗流感】 2009/12/24國衛院電子報 第334期

可分解式乳液有助於調節免疫力】 2015/08/07國衛院電子報 第615期

禽流感 腸病毒 日本腦炎 國產新疫苗一針搞定】 2016/01/14 蘋果日報

新型三合一疫苗】 2016/01/14 公視晚間新聞

NHRI-developed vaccine targets multiple viruses】 2016/01/19 Taipei Times

可分解乳液能消弭抗原競爭現象,有助於研發多價型疫苗】 2016/10/13 國衛院電子報 第669期

可吸收高分子體】2018/12/13-15 科技部 2018未來科技展

可吸收高分子體】2019/03/17 國衛院電子報 第783期

可吸收高分子體】2019/11/13 國立教育廣播電台 新科技大未來

優化奈米乳液製程 開發鼻腔噴霧劑型疫苗】2021/01/07 國衛院電子報 第873期

國衛院研發用噴的疫苗 遏阻黑色素腫瘤癌肺轉移】2021/05/10 中央通訊社

 

iBEL主持人簡介

黃明熙 (Huang, Ming-Hsi)

 

學歷:

法國蒙比利耶第一大學 材料化學博士 (2001/10 – 2004/12)

國立陽明大學 醫學工程研究所 碩士 (1997/09 – 1999/07)

國立成功大學 化學工程學系 學士 (1993/09 – 1997/06)

 

經歷:

2021/07 – 迄今          國家衛生研究院 感染症與疫苗研究所 研究員

2014/04 – 2021/06     國家衛生研究院 感染症與疫苗研究所 副研究員

2009/08 – 2014/03     國家衛生研究院 疫苗研發中心 助研究員

2005/07 – 2009/08     國家衛生研究院 疫苗研發中心 博士後研究員

1999/09 – 2001/05     中華民國陸軍

 

合聘師資:

中國醫藥大學 醫學院 生物醫學研究所

國立中興大學 生物科技發展中心 組織工程與再生醫學博士學位學程

國立聯合大學 理工學院 化學工程學系

高雄醫藥大學 醫學研究所

國立清華大學 生命科學院 醫學生物科技學程

國防醫學院 生命科學研究所

 

研究領域:

生醫材料、疫苗研發、組織工程及再生醫學、先進醫療保健高分子

 

主要研發經歷:

黃明熙博士的專業領域,主要為生醫高分子材料的合成及其應用於免疫調節與身體組織修復。黃博士於2004年自法國蒙比利耶(Montpellier)第一大學藥學院取得博士學位,回國後加入國家衛生研究院疫苗研發中心(現為感染症與疫苗研究所,以下簡稱感疫所)從事博士後研究工作,研究主題為單劑量疫苗遞送系統的設計與研發。2009年正式受聘為感疫所專任助研究員,於2014年4月起升等為副研究員,於2021年7月起升等為研究員。黃博士於感疫所的主要任務,在於協助疫苗製劑之研發;此外,建立完善的佐劑配方/遞送平台技術以及各項評估方法;同時研發安全有效的新型佐劑,提高疫苗保護效果與舒適性,藉以提昇疫苗接種意願。

 

榮譽事項 Honors:

2021     IAAM 國際先進材料協會系列講座科學家獎

2019     國衛院 學術成就獎 – 年輕學者研究獎

2018     科技部 未來科技展 – 『未來科技突破獎』

1997     國科會 大專學生研究創作獎

 

國衛院電子報介紹:

[第318期] 疫苗研發中心 黃明熙助研究員 到職

[第549期] 感染症與疫苗研究所 黃明熙助研究員 升等為 副研究員

[第902期] 感染症與疫苗研究所 黃明熙副研究員 升等為 研究員

 

佐劑研發推廣

可分解式乳狀液幫助調節免疫力】 【一針搞定三疫病】 【可吸收高分子體

癌症治療新選擇】 【奈米級乳液

發明名稱:可分解式乳狀液幫助調節免疫力

 

發 明 人:黃明熙、冷治湘、劉士任、陳信偉、莊再成

研發單位:感染症與疫苗研究所。疫苗研發中心

技術摘要

可分解式乳狀液突破傳統思維,在製備與儲存時期非常穩定,而在接種進入生物體內之後,得以控制與釋放所選定的候選疫苗,達到經由一次疫苗接種即能產生免疫-追加的效果,幫助調節免疫力;所有成分皆能分解並經由正常代謝管道排出體外,安全性高。目前評估其作為疫苗佐劑以及免疫治療方法(癌症、自體免疫疾病、過敏)之免疫調節劑,將來更可應用於黏膜給藥與美容醫學使用。

與現有技術比較,此項發明的優點

柔軟,軟性系統不塞針;

安全,自然分解安全高;

細緻,微奈米級易辨識;

靈巧,控制釋放自由選;

簡便,簡單方便無溶劑;

善誘,免疫誘導防疫佳。

智財權狀態

專利授權『以兩性團聯共聚物為基礎的複合相乳狀液』

Multi-phase emulsions based on amphiphilic block copolymers

US 8,444,993,TW I383806

發明名稱:一針搞定三疫病

 

 

發 明 人:黃明熙、莊再成、林智偉、張瀞云

研發單位:感染症與疫苗研究所。疫苗研發中心

技術摘要

新型三合一疫苗是一種不活化疫苗,可以同時預防流感、腸病毒以及日本腦炎等三種傳染病,候選疫苗的配方添加疫苗遞送系統或複合佐劑,可以避免抗原競爭現象的發生以及提昇疫苗免疫效果。

與現有技術比較,此項發明的優點

[現有技術說明] 目前仍無疫苗可以預防腸病毒感染,只能加強個人衛生保健。

日本腦炎疫苗已列入「兒童健康手冊預防接種時程及紀錄表」。然而,現行疫苗源自鼠腦組織萃取病毒,不宜與含有佐劑的疫苗一起接種,以免發生過敏性「接種後腦炎」。由於不含佐劑,兒童接種時程達四次之多。

根據2009年新型流感疫苗接種的經驗,家長會帶家中嬰幼兒施打新型流感疫苗的意願 – 少之又少。相信在承受相等的疫苗接種風險之下,候選混合疫苗將更能召喚民眾進行施打。

[本項發明優點] 目前並無相關技術可以同時預防流感、腸病毒與日本腦炎病毒感染。本項發明將細胞培養製造出來的流感、腸病毒與日本腦炎去活化病毒混合,同時結合所研發的乳化遞送技術或複合佐劑。混合疫苗預期能避免各類抗原間干擾現象,產生良好的流感、腸病毒與日本腦炎之免疫抗體,減少寶寶挨針與家長跑醫院的次數。

智財權狀態

專利授權『新穎抗腸病毒、流感病毒及/或日本腦炎之混合型多價疫苗』

Novel multivalent vaccine against enterovirus, influenza virus, and/or Japanese encephalitis virus

TW I522469,CN 102988977 B

 

發明名稱:可吸收高分子體(Polysorbasome) 

 

發 明 人:黃明熙、黃瓊儀、冷治湘、劉士任、陳信偉、莊再成

研發單位:感染症與疫苗研究所。疫苗研發中心

技術摘要

我們提出一項概念「可吸收式高分子體」,新穎疫苗控制釋放系統與藥物緩釋劑於製備與儲存時期非常穩定,進入生物體內之後所有成份開始進行分解,所產生的副產物都可以透過體內循環轉化成對人體無傷害性的代謝產物而排出體外,達到高安全性的效果;無論是體外模擬或小鼠免疫模式,我們也驗證了其優越的控制釋放效果,並有效提升候選疫苗的免疫生成性。

與現有技術比較,此項發明的優點

國際藥廠Novartis、GSK、Sanofi-Pasteur所開發的MF59、AS03、AF03皆為乳狀液劑型佐劑,臨床研究報告亦證明其有增強免疫之效果。然而,各大藥廠所選用的乳化劑與製劑調配比例,皆有專利保護;其次,使用傳統Tween®與Span®系列等乳化劑所調配的乳狀液,常會有產生類過敏性反應等副作用顧慮。基於上述原因,本研究著重開發高生物相容性的生物可吸收乳化劑(聚乙二醇化-/醣基化生物可吸收式高分子),確保可代謝性油脂與水溶液均質成為穩定之可吸收式高分子體,如此以來,乳液的組成安全性較高,植入人體之後能由體內所分解代謝,使用時較不會有疑慮。

智財權狀態

專利授權『用於穩定油包水乳液及控制釋放生物活性物質之山梨醇酐聚酯複合體』

Sorbitan polyester conjugates for stabilizing water-in-oil emulsions and delivering controlled release of bioactive agents

US 10,172,945 B2,TW I598114,AU 2016215757 B2,CN 107405304

 

發明名稱:癌症治療新選擇

 

發 明 人:劉士任、陳信偉、羅傅倫、黃明熙、冷治湘

研發單位:感染症與疫苗研究所。疫苗研發中心

技術摘要

抗體表位是蛋白質抗原上的片段能夠被抗體辨識,並產生抗體反應的胜肽序列,利用化學合成的抗原性胜肽做為疫苗,具有高度安全性及容易製造的特性,可以快速進入臨床試驗的階段。我們的研究顯示,免疫此抗原性胜肽,可以產生認識TAL6的抗體,並產生抗體專一性的毒殺癌細胞的能力,在小鼠的模型也能抑制腫瘤的生長與轉移。未來可應用於治療包括:乳癌、肺癌、大腸直腸癌、卵巢癌的治療性疫苗。

與現有技術比較,此項發明的優點

TAL6做為抗體標靶治療的策略已有多年歷史,是一個很好的腫瘤抗原,但尚未有產品進入市場,找到高親和性並誘發毒殺能力的抗體。本發明是利用抗體的辨識胜肽作為癌症治療疫苗,並加入適當的佐劑,可以產生具毒殺癌細胞的能力,在小鼠的動物試驗也證明其抗癌能力。其優點包括:

1. 合成胜肽容易進入臨床試驗。

2. 能產生類似抗體藥物的治療效果。

3. 與誘發毒殺性T細胞的表位胜肽並用,可以產生加乘性抗癌作用。

4. 具有抑制癌細胞轉移的功效。

智財權狀態

專利授權『包含腫瘤相關抗原L6之B細胞抗原決定位之免疫原胜肽』TW I675843,US 10,995,126

發明名稱:奈米級乳液(Nanoemulsion)

 

發 明 人:黃明熙、黃崇雄、黃瓊儀

研發單位:感染症與疫苗研究所。疫苗研發中心

技術摘要

利用乳液基本的軟性可形變特性,藉由擠壓器將乳液粒子序列調整至奈米等級,幫助黏膜免疫系統辨識疫苗抗原,產生高效率的鼻黏膜免疫反應。如此以來,得以兼顧疫苗的保護性與舒適性,提昇民眾對於疫苗之接種意願。

與現有技術比較,此項發明的優點

黏膜型奈米載體及控制釋放系統以及免疫治療方法之免疫調節劑、呼吸道疾病之治療製劑;或作為乳液成分篩選平台,釐清乳液成分與免疫細胞的關聯性、以及對於免疫反應的影響。

智財權狀態

專利授權『用於鼻黏膜之奈米級乳液免疫載劑及其製備方法』
Nanoemulsion adjuvant for nasal mucosa and preparation method thereof
US 11,160,862 B2,TW I719263 

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