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新冠病毒疫苗研发,我们再次走到了前列

作者/来源:小睿 发布时间:2020-03-25

2019年12月在武汉发生了不明原因的肺炎,最终被确定是一种新型冠状病毒感染所致,暂时被命名为2019新型冠状病毒(2019-nCoV)。冠状病毒是一个大型病毒家族,可诱发禽类、哺乳动物和人类的诸多疾病,其中还包括2003年严重急性呼吸综合征(SARS)、2012年中东呼吸综合征(MERS)等。

20年来,冠状病毒已经出现了三次了,全球科学家已开展了一系列冠状病毒相关的传播机制及致病机制等各方面研究。其中,在SARS和MERS病毒爆发过程中,疫苗工作都曾经如火如荼地开展,又因为疫情得到控制而被搁置。

而如今,随着新冠病毒在全球范围内的爆发,人们对新冠疫苗可谓翘首以盼,多个国家都在铆足了劲,投入人力物力财力研发疫苗。国内外新冠疫苗研究如火如荼,疫苗研发记录也在不断被打破。

新冠疫苗 

新冠疫苗

正在进行的至少20种新冠病毒疫苗研发中,中美疫苗研发速度再次走到了前列。中美研发的疫苗采用的是近几年才出现的新技术:腺病毒载体疫苗和核酸疫苗,已经进入临床试验并且也被大家认为是最有可能成功上市的疫苗。下面先来了解一些关于新冠病毒的知识,然后才能更好的了解疫苗技术。

新冠病毒

新冠病毒与曾引起SARS的冠状病毒基因组序列有80%至90%的相似性,因此新冠病毒被命名为Sars-CoV-2。这两类病毒的遗传物质RNA均被球形蛋白衣壳包裹着,衣壳外为脂质膜,膜上覆盖有刺突蛋白(S蛋白)。S蛋白能与肺部细胞表面的特异性受体结合,病毒正是利用这一结合过程进入细胞内,并利用宿主细胞的增殖机制进行复制,然后释放到细胞外,并杀死细胞。

此外,新冠病毒属于单股正链RNA病毒,与人体mRNA相似,可以直接在人体翻译成蛋白质。

所以,目前绝大多数疫苗研发路径都是针对S蛋白,如果可以阻断这种蛋白,人类就不会被感染

核酸疫苗

美国Moderna公司此次研发的mRNA疫苗,比传统的灭活疫苗方法更快研究人员是把新冠病毒的RNA进行修饰之后,只保留其翻译蛋白质的能力,然后制成mRNA疫苗;mRNA疫苗能在人体内翻译出抗原蛋白质,从而引起机体的免疫应答,但是只有蛋白质是不具备感染能力的

同时,mRNA在人体内使用过后会被分解掉,不会整合进人体基因组,因此相比传统的疫苗来说,mRNA疫苗的安全性更高,免疫应答效果更好。

此前NIAID与Moderna的科学家在MERS疫情中进行过针对S蛋白靶点的疫苗研究。这次,他们在MERS病毒疫苗的基础上,把相应序列替换成新冠病毒的序列,然后快速制备出新冠病毒的mRNA疫苗。

mRNA核酸疫苗有免疫活性强、研发周期短等多重优势,与同样制备较为快速的DNA疫苗相比,mRNA疫苗因无需进入细胞核发挥作用,不整合进入基因组,所以没有导致插入突变的安全性风险,较为适用于传染病尤其是突发性传染病的预防。但mRNA稳定性较差,在体内还容易被RNA切割酶破坏掉,另外,因为没有获批上市,它的产业化是不成熟的,mRNA的大规模生产应该是该技术的一大挑战。不过,这两年mRNA疫苗被业界认为具有突破潜力,更多资源开始向这个领域的倾斜。

重组病毒载体疫苗

军事科学院陈薇院士带领的科学团队与康希诺公司联合研发的腺病毒载体疫苗,的确是眼下这场国际竞赛中,中国代表团里的“种子选手”。其实,在2017年,两个团队就曾联合研制过埃博拉病毒疫苗Ad5-EBOV,并注册申请获批,使中国成为世界上第三个成功研发埃博拉病毒疫苗的国家。陈薇院士本人2014年还曾赴非抗击埃博拉,是《战狼2》中陈博士的原型。

为什么要选择腺病毒作为载体呢?腺病毒本身是一种会感染包括人在内的脊椎动物的病毒,对淋巴腺有亲和力,最早是从人类的腺样组织中分离出来的。腺病毒本身毒力很弱,人们把这种本身杀不死人的病毒加以利用,当成一个载体,把病毒基因组的关键区域“删掉”,换成病毒基因。然后,腺病毒就会带着病毒,在人类的免疫系统里游荡,让免疫系统记住这个病毒的样子,生成抗体,等真正的病毒入侵时,就可以全军出击、迅速免疫。

这次进入临床试验的疫苗,就是采用基因工程方法构建,以复制缺陷型人5型腺病毒(Ad5)为载体,嵌合表达新冠病毒S蛋白的基因后再打入人体,让人体表达新型冠状病毒S抗原。

在重组病毒载体疫苗这块,除了腺病毒作为载体外,还有痘病毒、疱疹病毒等也可以作为载体用于疫苗研究。其中腺病毒由于宿主范围广、易产生高滴度病毒颗粒及可容纳大片段外源基因等特点,在预防性疫苗载体中具有较好的应用前景。

腺病毒载体疫苗也存在一定的缺陷,主要是由于人群中普遍存在预存免疫现象,即体内含有针对人源腺病毒的抗体。预存免疫现象会直接消弱腺病毒疫苗载体的免疫效力。2007年默克公司艾滋病腺病毒疫苗就是由于该原因导致Ⅱ期临床试验宣告失败。所以,如何解决预存免疫现象,是研究团队的一个挑战。

对于此次进入人体试验的两种疫苗,腺病毒载体疫苗已有成功的先例,技术相对比较成熟,且新冠病毒疫苗经过恒河猴等大动物试验的验证,如果解决了预存免疫,后期应该不会发生什么意外。

尽管Moderna公司在mRNA疫苗研制领域技术领先,但基本上同类型疫苗也只进行过Ⅰ期临床,后面的临床测试都没做,迄今为止还没有mRNA疫苗上市。且“mRNA-1273”疫苗跳过了常规动物测试的步骤,具体效果还要看临床结果。

目前,中美疫苗都已开始新冠疫苗的临床试验,两国志愿者都已经完成注射,但是疫苗临床效果仍需要对志愿者进行长期跟踪才知效果。

随着疫情在全世界扩散,越来越多的专家认为我们将面临一场持久战,如果病毒成为长期威胁,包括中美在内的世界各国的疫苗重要性也会大大增加

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