前段時間,關於新冠疫苗的熱搜不斷。前有川普想花十億美元買斷德國疫苗成果遭拒絕,後有我國陳薇院士成功研發重組疫苗並進行臨床測試,緊接著,中美幾乎同一天打出了疫苗第一針。疫苗太重要了,在新冠肺炎成為全球大流行病的當下,如果說疫情是一場戰爭,那麼只有疫苗的誕生才能徹底為它插上勝利的旗幟。
我們梳理一下關於疫苗的一些背景知識
世界上第一支疫苗
18世紀末,當時有一種致命的疾病叫天花。一位英國醫生愛德華詹納偶然間發現得過牛痘的擠奶女工很少得天花。這讓正在尋找天花治療方案的愛德華醫生就此產生了一個大膽的想法,牛痘病毒也許可以預防天花。實際上,愛德華創造性地通過實驗證明給人接種牛痘病毒後,可以有效地預防天花病毒感染。
牛痘可以預防天花,是因為牛痘病毒和天花病毒剛巧在某一段病毒結構上具有相似的抗原性,因此人在感染牛痘病毒後也就能抵抗天花病毒。而感染牛痘病毒的結果僅會讓人產生輕微的不適,這對於天花奪命的結果簡直不值一提。這也揭示了疫苗的基本原理,疫苗是經過特殊處理過的病毒(無毒或者毒力很低),打到人體裡不會致命,但能教會免疫系統認識這個病毒,並形成相應的免疫力。等到下次碰到真病毒的時候就會產生抗體並幹掉病毒。
隨著生命科學領域的技術不斷發展,疫苗導致的身體不適已經越來越少,而誘導機體產生抗體的效率越來越高。
疫苗的五種類型
1. 滅活疫苗
從患者的樣本體內分離得到毒株,在體外細胞內進行培養和傳代。然後將病毒殺死,將病毒的「屍體」注射到人體(這些病毒「屍體」遺傳物質已被破壞,所以對人體無法造成感染),但病毒的蛋白質外殼可以誘導人體產生疾病免疫力。這個是最經典的疫苗類型,優點是工藝路線非常成熟,缺點是對生產環境安全性要求較高,而且免疫效果弱需要多次接種(基礎+強化)。
2. 減毒活疫苗
當病毒出現時,在自然界中發現與其高度同源且致病率極低甚至不致病的病毒株,或者是讓病毒多次傳代發生變異,然後從中篩選出致病性較弱的病毒製成疫苗。將病毒打進體內,給免疫系統「練練手」。由於病毒打進體內的時候還是活的,所以這種疫苗能全面激發免疫反應。但也存在少量的風險,畢竟有些病毒毒性沒有完全剔除。雖然說他是個「弱雞」,可萬一你比他還弱,等於是花錢被虐。
前兩種都是傳統的疫苗路線,隨著科技的進步,人們又利用基因工程技術提出了三種新路線。
3. 重組蛋白疫苗
將病毒的一部分讓免疫系統辨認。比如說新冠病毒長得像個球,球外面有類似吸盤的凸起叫S蛋白,將大腸桿菌表達出S蛋白打進人體,讓免疫系統進行辨認,意識到S蛋白就是病毒。它的優點是安全性高,但缺點是可能被免疫系統忽視。
4. 核酸疫苗:包括DNA疫苗和mRNA疫苗兩種
將含有編碼抗原蛋白質的病毒基因片段(DNA或者RNA),通過肌肉注射等方式直接打入人體。用我們人體自己的細胞合成產生抗原蛋白,再誘導免疫系統產生對該抗原蛋白的應答來達到預防和治療疾病的目的。具體上來說分為DNA疫苗和RNA疫苗兩種(兩者的區別在於DNA是先轉錄成mRNA再合成蛋白質,mRNA則直接合成),其中mRNA疫苗則是近年來的前沿技術。美國Moderna公司在這方面的技術是全球領先。核酸疫苗最顯著的優點之一就是製備簡單,只需要知道病毒的基因序列就可以進行反向合成。
5. 重組病毒載體疫苗
這種疫苗的技術手段是把致病病毒A的部分基因植入到不致病的病毒B(例如腺病毒)裡重組成新病毒C。那病毒C擁有A的長相卻和B一樣對人體無害。隨後利用載體病毒帶著基因片段進入人體體細胞,大量合成可以誘導免疫應答的蛋白質。這就綜合了減毒活疫苗和重組蛋白疫苗的優勢,又避免了各自的短板。
我國的第一針新冠疫苗就是來自陳薇少將的腺病毒載體疫苗。2014年,她也是用這種技術開發了我國首個世界第三個進入臨床的伊波拉疫苗。
目前,人類其實只有大約70種疫苗用於預防37種傳染病。成功的疫苗並不多,即使像流感這種常見病,也很難靠疫苗戰勝它。因為流感病毒有好多株,每年流行的卻只是其中幾株,而這幾株又不能確定。
中國新冠病毒疫苗,走在世界前列
疫苗和藥物不一樣,疫苗是給健康人群,所以研發難度更大。以往的疫苗從研發到上市普遍要經歷8-20年時間。每種成功的疫苗幾乎都會使用當前所有的研發手段。所以面對此次新冠病毒,我國果斷選擇了「萬箭齊發」。多條路線,同步研發。先前,國務院在召開新冠病毒疫苗研發方面的發布會上承諾:「疫苗研發單位不計成本、不算經濟收益帳,只算人民健康帳。」
大部分研發團隊四月份都能完成臨床前研究,開始啟動臨床試驗。
中生集團武漢製品所和北京生物製品所部分承擔了滅活疫苗的研發,這個需要實現病毒的擴增和純化,提高病毒的活力和滴度,滅活疫苗的生產本質上就是「種毒得毒」再弄死的過程,它的缺點在於安全量產方面;中科院微生物所和軍科院軍事醫學研究院等單位在研發重組蛋白疫苗;mRNA疫苗比較快,速度與國際同步;DNA疫苗也在同步進行;病毒載體疫苗是軍科院軍事醫學研究院陳薇院士的團隊和天津康希諾合作開發。
我國的生物技術進步速度是飛快的。當年SARS來的時候,我國科學家花了三個月才知道該病毒屬於冠狀病毒。而這次我們只花了三天就搞定了病毒全基因組測序,並及時向全世界進行公布。
我國這次疫苗研發不僅快,安全流程也幾乎沒有瑕疵。毒理實驗、動物試驗和臨床試驗都按照流程扎紮實實地進行。相信在科學家的不懈努力下,我國的新冠病毒疫苗很快就能面世。