
疫苗評估有三個指標:安全性、有效性、可及性。
最近,國內(nèi)外多項新冠病毒疫苗研發(fā)進展令人關(guān)注:軍事科學院軍事醫(yī)學研究院陳薇院士團隊研制的重組新冠疫苗啟動臨床試驗。美國國立衛(wèi)生研究院和Moderna公司開發(fā)的mRNA(信使核糖核酸)疫苗啟動臨床試驗。在上海,mRNA疫苗的靈長類動物毒理和藥效預實驗已啟動,預計4月中旬臨床試驗;VLP(病毒樣顆粒)疫苗的小鼠免疫實驗已產(chǎn)生特異性抗體。
什么是重組疫苗、mRNA疫苗、病毒樣顆粒疫苗?此外還有什么疫苗技術(shù)路線?解放日報·上觀新聞記者采訪了中國細胞生物學會科普工作委員會主任委員、上海交大醫(yī)學院上海市免疫學研究所李斌研究員。
把S蛋白裝入腺病毒“卡車”
重組疫苗通過遺傳學重組機制生產(chǎn),分為多種類型。據(jù)李斌介紹,陳薇院士團隊擅長重組腺病毒,讓它帶有冠狀病毒、埃博拉病毒的蛋白編碼基因。這條技術(shù)路線,也叫做腺病毒載體疫苗。“用來做疫苗的腺病毒載體顆粒是對人體不致病的病毒。所謂腺病毒載體,好比把腺病毒作為卡車,來裝其它病毒的一些部件,即抗原。把重組的腺病毒注射入人體,可以產(chǎn)生針對這些病毒抗原的免疫反應。”
新型冠狀病毒的哪個部件適合裝入腺病毒“卡車”?刺突糖蛋白(也叫S蛋白)是首選。科學家發(fā)現(xiàn),包裹新冠病毒粒子的脂肪膜表面有S蛋白,病毒進入人體后,就是通過這個蛋白與細胞表面的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(ACE2)結(jié)合,從而入侵人體細胞。由此可見,S蛋白是新冠病毒作惡的“兇器”,所以成為多種疫苗技術(shù)路線瞄準的突破口。
把載有S蛋白的腺病毒載體疫苗注射入人體后,免疫系統(tǒng)會識別出這個病毒抗原,產(chǎn)生抗病毒免疫反應。今后,如果人體被新冠病毒感染,有記憶的免疫系統(tǒng)會立即識別出來,產(chǎn)生能與這個病毒抗原蛋白結(jié)合的抗體。這樣一來,S蛋白就不會與受體ACE2結(jié)合,病毒也就不能入侵人體細胞。

mRNA疫苗開發(fā)便捷高效
與腺病毒載體疫苗一樣,mRNA疫苗瞄準的突破口也是S蛋白。李斌解釋說,mRNA是一類單鏈核糖核酸,攜帶蛋白質(zhì)編碼的遺傳信息,傳遞到核糖體機器后能直接翻譯成蛋白質(zhì),故名“信使核糖核酸”。它如果能翻譯成S蛋白,就會產(chǎn)生免疫反應。
1990年,科學家將體外合成的mRNA注射到小鼠體內(nèi),發(fā)現(xiàn)它能在小鼠體內(nèi)表達,并產(chǎn)生相關(guān)蛋白。從此以后,mRNA疫苗技術(shù)快速發(fā)展。與傳統(tǒng)的滅活疫苗、減毒活疫苗相比,這種疫苗的開發(fā)更便捷高效。滅活疫苗、減毒活疫苗在開發(fā)過程中,要對活病毒進行擴增,擴增規(guī)模設(shè)施和安全防控的挑戰(zhàn)較大。開發(fā)mRNA疫苗則不需要擴增病毒,關(guān)鍵步驟是在體外合成一種能翻譯成特定蛋白質(zhì)的mRNA,這種技術(shù)如今已很成熟。
疫情發(fā)生后,這種技術(shù)路線的優(yōu)勢已得到體現(xiàn)。在上海,mRNA疫苗的靈長類動物毒理和藥效預實驗已啟動,預計4月中旬臨床試驗。在西雅圖,美國國立衛(wèi)生研究院和Moderna公司聯(lián)合開發(fā)的mRNA疫苗啟動已啟動Ⅰ期臨床試驗。據(jù)李斌介紹,Moderna公司由哈佛醫(yī)學院教授蒂姆·斯普林格等人創(chuàng)立,從事傳染病、腫瘤免疫及罕見遺傳疾病等創(chuàng)新療法和疫苗開發(fā)。令業(yè)界熱議的是,啟動本次Ⅰ期臨床試驗前,這家企業(yè)連疾病動物感染實驗數(shù)據(jù)也沒有公布。“他們可能沒做動物感染實驗,推測是利用公司已有的mRNA疫苗平臺開發(fā),把新冠病毒的S蛋白換了上去。”

“偽病毒”能自行組裝蛋白
除了mRNA疫苗,上海科學家?guī)淼牧硪粋€好消息是:病毒樣顆粒疫苗的小鼠免疫實驗已產(chǎn)生特異性抗體。病毒樣顆粒俗稱“偽病毒”,是含有某種病毒一個或多個結(jié)構(gòu)蛋白的空心顆粒,它能引發(fā)人體對這種病毒的免疫反應,但由于沒有病毒核酸,不會在人體內(nèi)自主復制。如果把病毒核酸比作蠶寶寶,那么病毒樣顆粒就是剝?nèi)バQ寶寶的空蠶繭。
“偽病毒”的制備主要包括病毒結(jié)構(gòu)基因的克隆與表達、選取宿主表達系統(tǒng)、純化、鑒定等環(huán)節(jié)。大腸桿菌、酵母、昆蟲細胞等“原材料”都可以表達病毒的結(jié)構(gòu)蛋白。這些表達產(chǎn)物被純化后,能根據(jù)病毒“型號”自行組裝,形成病毒樣顆粒。這種技術(shù)路線已有產(chǎn)品問世,如四價宮頸癌疫苗。應對新冠病毒的病毒樣顆粒未來能否獲批上市,值得期待。
五條技術(shù)路線和三個指標
國家衛(wèi)生健康委介紹,我國科研團隊正沿著滅活疫苗、基因工程重組的亞單位疫苗、腺病毒載體疫苗、減毒流感病毒載體疫苗、核酸疫苗等5條技術(shù)路線推進疫苗攻關(guān)工作。其中,滅活疫苗由完整病毒組成,致病性喪失,但仍保持病毒的全部或部分免疫原性;重組亞單位疫苗由病毒刺激機體產(chǎn)生免疫力的有效抗原制成,病毒樣顆粒疫苗屬于其中一種;減毒流感病毒載體疫苗通過鼻腔滴注方式接種,對提高接種率有一定效果;核酸疫苗包括mRNA疫苗和DNA(脫氧核糖核酸)疫苗,最大優(yōu)點是可以快速制備且安全性較好。

李斌表示,疫苗評估有3個指標:安全性、有效性、可及性。某些待選疫苗接種具有引發(fā)“抗體依賴性免疫增強反應”的危險,所以在臨床試驗前應嚴格開展動物實驗,除人源化小鼠感染模型實驗外,很多情況下還要開展更接近人的靈長類動物感染實驗,確保已接種動物感染病毒后,不會發(fā)生危險性免疫增強反應。
進入臨床研究階段后,Ⅰ期臨床試驗也是為了確認疫苗的安全性,Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗則是進一步研究疫苗的有效性。此外,疫苗的可及性也很重要。其生產(chǎn)工藝有多復雜?如何保障生物安全?這些問題決定了疫苗能否大批量生產(chǎn),在較短時間里讓大量人群接種。
據(jù)介紹,從疫苗研發(fā)到獲批上市,至少需要一年時間。各國科技工作者正在日以繼夜奮戰(zhàn),打造預防新冠病毒感染的利器。
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