今天的這篇,其實是一個測評。
測評的對象很特別:國產新冠病毒疫苗。
準確地說,是國產重組新冠病毒疫苗(腺病毒載體),就是「人民英雄」勳章獲得者陳薇少將團隊研究的那款疫苗。
▲ 終於和陳薇院士合影成功啦!
局長是武漢人,從頭到尾,我經歷了整個「武漢封城」。很慶幸,在那段特殊的日子裡,我也為抗擊疫情貢獻了自己的一份力量——我報名參加了陳薇少將團隊的腺病毒載體疫苗第I期臨床試驗,和另外的一百零七位志願者一起,成為了一名疫苗接種志願者。
▲ 接種現場
第一次打的時候不方便拍照
這是第二次打的時候拍攝的
所以今天,在第二波疫情襲來的2020年的冬季,我想談談中外新冠病毒疫苗之間的性能對比。
這幾天,好多微信群裡一直都在傳上海浦東機場的那幾個照片和視頻......昏暗的燈光、擁擠的人群、白色的防護服......大半年之後,這些本應該留在這個春天的事物,再一次出現了。
▲ 國內疫情的局勢
其實也很緊張
在這個世界各國之間越來越緊密聯繫的時代,世界疫情和我們之間的距要比我們想像中的要近得多。超市裡的冷凍水產、冰凍牛肉、外國朋友寄來的快遞、外國甲方寄來的文件......肉眼凡胎的我們永遠不知道上面潛伏了多少病毒。
這次的在上海浦東機場造成感染的「元兇」,不過就是一個來自北美、人畜無害的航空貨櫃。而造成天津濱海新區疫情的,也不過就是一批從美國進口的「豬頭肉」。
歐洲、北美的局勢更加不容樂觀,美國每日新增確診人數連續突破新高度,甚至多到了人們已經完全不在乎每日新增兩三萬的歐洲疫情了。
新冠疫情,或者用世衛組織的代號COVID-19,已經成為了二戰以來全人類所面臨的最大危機。
前幾天,美國輝瑞公司宣布疫苗研製取得重大突破,輝瑞旗下的mRNA疫苗在III期臨床試驗中取得突破進展,部分媒體號稱「輝瑞疫苗的有效性高達90%」。
全球資本市場應聲而起,從紐約到倫敦,從東京銀座到香港中環,各種股票指數一路上揚,在黑天鵝漫天飛舞的2020年末,竟然出現了一隻紅色天鵝。
▲ 紅天鵝:全體暴漲
美國媒體,尤其是一些「熱愛美國」的中國媒體,更是毫不吝嗇地將無數讚美、褒獎、頌揚的修辭獻給了輝瑞和Moderna。哪怕早在幾個月前,中國國產的疫苗就已經開始批量應急使用了。
以目前的數據和市場反應來看,輝瑞疫苗的贏面很大,除了一些技術上的小問題還需要科學家們去解決。
於是,三個問題,擺在了我們面前:
中國疫苗能減輕近期的第二波疫情帶來的壓力嗎?
中國疫苗在遠期能為全世界服務嗎?
普通人什麼時候可以接種疫苗?
相信科學,相信祖國
即便是對於唯物主義者來說,信心也是非常重要的。物質雖然能夠決定意識,但意識也能夠對物質產生能動作用。
我們在不到兩個月的時間內就研製出了疫苗,在不到三個月的時間內就控制住了疫情,在不到半年的時間裡就恢復了正常經濟秩序。
我們自然也應當對國產疫苗抱有信心。
當然,國產疫苗本身的研究進度也確實非常令人安心。
目前,中國已經有五種疫苗進入了III期臨床試驗階段。三種疫苗已經獲得了緊急使用的授權,對特定人群開放接種。世界衛生組織也對中國疫苗稱讚有加,認定有效。
全方位多角度下注,軍民一體飽和研究,中國的生物科研力量在這場疫苗攻堅戰之中得到了充分的檢驗。
但我們也要認清現實:世界上的絕大多數疾病的疫苗,仍然掌握在歐美五大廠商手中。新冠疫苗,只是最新的一個,未來的路還很長。
這次我們獨立研製了五種新冠疫苗,可以說是突破了西方的封鎖,在未來完全能夠幫助更多國家的人民從疫情之中康復過來。
主流新冠疫苗路線
在對中外疫苗進行對比之前,我們需要先了解一些關於疫苗的基本知識。
疫苗的歷史非常悠久,從18世紀末期英國醫生愛德華·詹納使用牛痘作為天花疫苗的時候起,人類就掌握了這種對抗自然疾病的「終極武器」。
▲ 英國鄉村醫生愛德華·詹納
在給病人接種牛痘
總的來說,疫苗讓人獲得免疫的原理其實並不複雜。
如果把我們的身體看作是一個巨大的城市,那麼每一個細胞就是其中的居民。細菌、病毒、寄生蟲、毒素之類的東西,就是時時刻刻在進攻城市的「恐怖分子」。
▲ 日漫《工作細胞》裡的腸炎弧菌
歸屬於人體免疫系統的各種細胞則是保衛人體的「近衛軍」。
▲ 日漫《工作細胞》裡的白細胞
人體天然就有先天免疫的功能:當病毒入侵人體,以白細胞為代表的「免疫部隊」就開始行動,剿滅來犯之敵。此時,已經充分認識入侵病毒的身體,漸漸地開始製造克制病毒的武器——抗體(Ig),對特定的抗原(Ag)進行精確打擊。
從和病毒接觸,到產生抗體的過程,被稱為「免疫反應」,
人體開始製造「抗體武器」則被稱為「免疫應答」,
病毒引發人體免疫系統拉響戰鬥警報的本事,被稱作「免疫原性」,
病毒身上引發免疫反應的那些物質,被稱為「抗原」。
疫苗的作用,就是在人體被病毒感染之前,預先為「免疫部隊」進行一場「模擬對抗演習」——通過接種無毒無害的「病毒」,提前訓練人體的免疫系統,誘導人體免疫系統合成「抗體武器」。
▲ 日漫《工作細胞》裡的B細胞
負責在體內合成/分泌抗體
在實踐中,人們通常使用「中和抗體幾何平均滴度(Neutralizing antibody GMT)」來衡量「抗體武器」彈藥是否充足。
如果疫苗能誘導免疫系統產生很高的GMT,就說明疫苗效果顯著。反之,疫苗的保護能力就需要加強。
數百年來,隨著科技的進步,人類對生物學的認識不斷深入,從表象和模糊的規律,漸漸深入到了細胞的層面,進而又深入到了基因和分子的尺度。
疫苗也從粗糙的牛痘開始經歷了三重進化。
第一代的疫苗,主要是滅活疫苗和減毒疫苗,這也是最經典的疫苗技術路線。
▲ 現代微生物學之父
[法] 路易斯·巴斯德
所謂的「滅活」就是將病毒殺死:科學家們在實驗裡培育病毒,然後再用高溫或化學藥劑將病毒消滅,最終將被殺死的疫苗接種給人體。人體免疫系統通過無攻擊力的「病毒死屍」來記住病毒的模樣,進而製造「抗體武器」
而「減毒」則是人工培育病毒,將毒性較弱的病毒篩選出來。這種已經弱到不行的病毒即便注入人體也掀不起什麼波浪但卻能很好地讓「免疫部隊」警覺,然後立刻準備「抗體武器」。
國藥集團研製的新冠病毒滅活疫苗和科興生物研製的「克爾來福」都屬於滅活疫苗。
▲ 科興生物的新冠滅活疫苗
「克爾來福」
第二代疫苗是隨著分子生物學和基因工程學的發展而誕生的,人類此時已經具有了在更加微觀的層面改造世界的能力。在這個時代,誕生了「腺病毒載體疫苗」。
▲ 軍事科學院 X 康希諾生物
重組新型冠狀病毒疫苗
(腺病毒載體)
腺病毒是一種很常見的病毒,有多個亞型。腺病毒的毒性很弱,而且非常普遍,我們生活中偶爾的咽喉腫痛、腸胃不適都有可能是腺病毒在搗亂。
腺病毒載體疫苗的原理,就是將病毒能引發人體免疫反應的部分(新冠病毒上的S蛋白-Spike刺突蛋白)拆除下來,安裝到「弱雞」的腺病毒身上,最終得到一個能驚動免疫系統卻又無毒無害的「人造病毒」(工程病毒)。
中國的第一款新冠疫苗,也就是由軍事科學院陳薇院士團隊和康希諾研製的「重組新型冠狀病毒疫苗(腺病毒載體)」就採用了這種技術路線。
第三代疫苗是現代基因工程的集大成者,美國輝瑞和Moderna的疫苗就屬於此類。由於此類疫苗並不需要培養任何病毒而是直接合成mRNA或DNA,所以也被稱為「核酸疫苗」。
▲ 輝瑞Pfizer的
新冠mRNA疫苗
核酸疫苗的原理極其簡單粗暴:掌握基因測序技術的人類直接將病毒的基因序列扒了個底朝天,根據病毒的基因序列直接仿製病毒身上負責形成「抗原蛋白」的基因。科學家們將這個基因嵌入由樹枝狀高分子或者脂質納米顆粒做成的保護殼中,然後再注入人體。
之所以要專門設計一個保護殼,主要還是因為人體免疫系統雖然不是傻子但也聽不懂人話——突然闖入的陌生mRNA會被人類細胞的核糖體外部的核酸酶溶解,而我們也沒辦法給核糖體寫一封介紹信——所以就只能設計給「人造抗原基因」一種能夠經受核酸酶溶解的外殼了。
▲ DNA是雙螺旋
RNA是單螺旋
如果說傳統的疫苗是讓免疫系統看到病毒、識別病毒,然後再去製造相應的「抗體武器」,那麼核酸疫苗則相當於我們策反了「病毒部隊」的總工程師——它會直接進入人體細胞,指揮人體細胞生產克制病毒的「抗體武器」——這相當於把我們的細胞變成了一個「兵工廠」。
中美疫苗性能對比
目前,中國已經有五種疫苗進入了III期臨床試驗。只不過,由於中國的疫情防控太過於成功,以至於我們的III期試驗必須要到國外才能做——因為按照規範,III期試驗必須在疫情流行區進行。
具體來看,中國進入III期臨床的五種疫苗的技術路線都比較保守,均為滅活疫苗或者基因工程疫苗,而美國輝瑞和Moderna的技術路線較為激進,大膽選擇了最新的「核酸疫苗」。
新冠滅活疫苗的優缺點
國藥集團的新冠疫苗和科興生物的「克爾來福」屬於「滅活疫苗」。
為了生產這些滅活疫苗,科學家們需要在合適的細胞上像農民伯伯種地一樣培養病毒毒株,然後選擇最能代表病毒抗原特徵的、滴度較高的病毒,用來建立一個為大規模生產做準備的「病毒種子庫」。
以目前中國的工業生產能力,生產工藝的問題完全不必擔心。
滅活疫苗的主要痛點在於產能:根據相關法規和管理條例要求,活病毒的培養必須在P3級別的實驗室之中進行。
滅活疫苗的月產能估計為2000萬支,一年產量2億支。服務一個小國家,這不算什麼,但對於14億人口的中國來說,2億支的產能理論上頗有些杯水車薪的意思。
從效果上來看,根據國藥集團披露的信息:共有5.6萬人在接種了新冠滅活疫苗後出境旅行,目前無人匯報感染。
作為最經典的疫苗技術路線,滅活疫苗有關的文獻、數據、試驗記錄數不勝數,依靠前人豐富的經驗積累和自身過硬的技術,這種疫苗的成功完全是「意料之內」。
研製輕鬆、效果良好,可以認為是一種非常靠譜的疫苗。
但我們需要注意的是,無一人感染的背後,也未必全部都是疫苗的功勞,中國人戴口罩、勤洗手的習慣也發揮了很大的作用。而且,滅活疫苗每一次的接種劑量都很大,但卻只能保持較短時間的免疫,作為給前線工作人員的應急保護來說非常實用,但並恐怕不適合全民接種。
因此,儘管無一人感染是事實,但從學術上而言,不能僅僅因此就認定國產新冠滅活疫苗的有效性100%。畢竟,感性的生活經驗和理性嚴謹的學術世界所使用的計算標準完全不同。
重組新冠疫苗(腺病毒載體)的優缺點
軍事科學院陳薇院士的「重組新型冠狀病毒疫苗(腺病毒載體)」屬於基因工程疫苗。和滅活疫苗一樣,同樣需要繁殖細胞來培養病毒的毒株。因此,產能也會面臨少許障礙。
▲ 之前,陳薇院士團隊就
成功研發了伊波拉疫苗
腺病毒載體疫苗的優勢在於陳薇院士的團隊已經研究了這種載體很多年了,並且有基於這種載體的「伊波拉疫苗」研究經驗,可以說是輕車熟路,很容易就能上手。
並且腺病毒的感染能力很強,幾乎可以感染體內的任何細胞,免疫原性從理論上來看非常好。不僅僅能像普通疫苗那樣在體液中進行「體液免疫」和「中和免疫」,還可以在細胞層面提供保護——相當於給每一個細胞都配了防彈衣。
腺病毒載體疫苗的麻煩在於它的功效和不良反應。
國外研究已經發現,高劑量注射的腺病毒有可能整合進入人體的DNA之中,約等於把活人給轉基因了。這雖然能夠讓人體針對病毒產生更多的抗體,但遠期來看會增加致癌風險。
為了避免這種糟糕的副作用,我國科研團隊把腺病毒給「閹割」了——注射進人體的是一種無法二次複製的「複製缺陷病毒」。
安全是真的安全,但產生的抗體數量也因此直線下降。
另外,腺病毒疫苗還面臨「預存免疫」的問題——由於腺病毒過於普遍,幾乎人人都曾感染,也就意味著人人體內都有針對腺病毒的「抗體武器」。
當腺病毒疫苗進入人體來支援抗疫的時候,人體免疫系統不論三七二十一,上去就把遠道而來的腺病毒暴打一通。
▲疫苗可以有效誘導抗體產生
但也會有較強的不良反應
根據實驗數據:在各個實驗組中,都有一半左右的志願者本身就帶有極高的腺病毒抗體。接種腺病毒載體新冠疫苗後,上漲最猛的是針對腺病毒本身的抗體,而新冠病毒的抗體的「製造」反而會被腺病毒抗體所壓制。
Before vaccination, 20 (56%) participants in the low dose group, 19 (53%) participants in the middle dose group, and 16 (44%) participants in the high dose group had a high pre-existing Ad5 neutralising antibody titre (>1:200). Only five (25%) participants of 20 in the low dose group, seven (37%) participants of 19 in the middle dose group, and ten (63%) participants of 16 in the high dose group, who had high pre-existing Ad5 immunity, had at least a four-fold increase in neutralising antibody titre at day 28 post-vaccination (appendix pp 8–10). Multivariable analysis showed that high pre-existing Ad5 neutralising antibody titres compromised the seroconversion of neutralising antibody post-vaccination, regardless of the vaccine doses, and recipients aged 45–60 years seemed to have lower seroconversion of neutralising antibody compared with the younger reci-pients (appendix p 11). The Ad5neutralising anti bodies were significantly boosted post-vaccination (appendix p 12).
(節選自《柳葉刀》雜誌. Safety, tolerability, and immunogenicity of a recombinant adenovirus type-5 vectored COVID-19 vaccine: a dose-escalation, open-label, non-randomised, first-in-human trial)
另一個就是給接種者帶來一些不良反應:在第一期臨床試驗中,有54%的人接種之後覺得打針的地方疼,有46%的人發熱,有44%的人感到疲倦無力,有39%的人感到頭痛......不過,上述不良反應很快就會消失,大多數人次日就恢復正常了。
僅從我個人的體驗來看,接種之後的不良反應微乎其微——除了胳膊上打針的那個地方那兩天有點酸痛之外,基本上其他地方沒有任何不適。
參加疫苗接種對我最大的影響是體重的飆升——畢竟,接種完之後要隔離觀察14天,而隔離酒店的夥食又實在是太豐盛了。
▲ 簡簡單單的午飯
粉蒸肉+胡蘿蔔燒牛肉
還拜託志願者幫我買了好多肥宅水
美國輝瑞mRNA疫苗的優缺點
美國輝瑞和Moderna的mRNA疫苗是第三代疫苗。
由於mRNA疫苗的製造並不需要培養細胞、收穫毒株,只要獲得了基因序列就能立刻開始逆向研製「抗原蛋白」,所以mRNA疫苗的優勢就在於其超快的研發和生產速度。
美國輝瑞號稱一年能生產十億支疫苗,莫說美國區區的三億人口,就算為中國這樣的人口超級大國提供保護也足夠了。
輝瑞疫苗的另一個優勢就是超強的「抗體生產力」——普通的疫苗像老師,循循善誘,誘導細胞產生抗體。mRNA疫苗則是「鬼上身」,直接靈魂附體,指揮細胞生產抗體。
康復後的新冠患者血液裡中和抗體的GMT在90上下,有這樣水平的血漿已經足以用來當做治療手段了,而輝瑞疫苗接種者中,年輕人的GMT能達到康復者的3倍以上,老年人也能達到1.6倍。
The highest neutralization titers were measured in samples obtained on day 28 (i.e., 7 days after the second dose) or on day 35 (i.e., 14 days after the second dose). Similar trends were observed for the 50% and 90% neutralizing titers (Fig. S4). The 50% neutralizing GMTs for the two vaccine candidates at the 30-μg dose level on day 28 or day 35 ranged from 1.7 to 4.6 times the GMT of the convalescent serum panel among participants 18 to 55 years of age and from 1.1 to 2.2 times the GMT of the convalescent serum panel among those 65 to 85 years of age. With 10 to 12 valid results per assay from samples that could be evaluated for each group at each time point, pair-wise comparisons are subject to error and have no clear interpretation.
(節選自《新英格蘭醫學雜誌》:Safety and Immunogenicity of Two RNA-Based Covid-19 Vaccine Candidates)
但輝瑞疫苗的問題也很大:在此之前,從來沒有任何核酸疫苗投入實際的使用。如果沒有這次疫情,人們對核酸疫苗免疫能力的認知並不多,輝瑞疫苗基本上沒有任何值得借鑑的先例。
mRNA疫苗的接種劑量、接種次數、禁忌、不良反應......這些重要的信息,人類的科學家們幾乎是一片空白。
其次,mRNA太過於脆弱,性質不穩定,極度易分解。mRNA對運輸、儲存的要求極高,在運輸過程中需要保持-70℃低溫,在一般的醫院冷藏箱裡也只有5天的保質期,並且即便有大分子外殼的保護,它也非常容易被人體細胞溶解。
儘管一些科學家已經表示可以通過修改部分基因,使得mRNA疫苗在-20度的條件下保存6個月,但目前還沒有成功突破的消息傳來。
不過,對於我們中國人來說,倒也不必眼紅美國輝瑞的疫苗。畢竟我們是「飽和式科研」,mRNA疫苗自然也在研究之中,沃森生物的mRNA疫苗已經進入臨床試驗階段了,再等等就有了。
綜合對比
綜合來看,滅活、腺病毒、mRNA三種疫苗各有千秋。
如果需要短期內鋪開進行大規模生產,滿足數億級別人口的免疫保護,mRNA疫苗是首選。對於歐美一些每日新增十萬確診病例的國家來說,能快速批量生產的mRNA疫苗是唯一的希望。
如果短期內並沒有全民接種的計劃,僅僅需要為海關、邊檢、醫護人員提供短期的應急防護,那麼技術成熟的滅活疫苗和可以快速研製的腺病毒載體疫苗則更加適合。
尾聲:疫苗,疫情大考的
最後一題
輝瑞疫苗III期臨床試驗的數據給世界資本市場打了強勁的興奮劑。
如果輝瑞疫苗能夠最終成功上市,那麼對於累計1000餘萬人確診、累計20萬人死亡的美國來說將是一個核彈級的祥瑞。
只是,國內不少人聽說了美國疫苗III期試驗的數據後就漸漸坐不住了,朋友圈、微博、知乎,到處都能看到一些把美國疫苗視為「人類救星」,把美國看成「人類燈塔」的「精美人士」。全然忘記了,美國現在是全世界疫情最嚴重的地區。
疫情是一場突如其來的國家級「大考」。
它既考察一個國家的治理水平,也考察一個國家的民眾素養,既考察這個國家政府的手腕,也考察這個國家政府保衛人民的決心,既考察這個國家的動員能力,也考察這個國家的醫學科技。
▲ 人民軍隊來了,穩了
一場考試,不可能只有一道試題。
中國在這場疫情考試中的表現,堪稱「史無前例的優秀」,如果在考場上進行量化,我們幾乎在每道題目上都獲得了不錯的得分,甚至在一些公認的難題上拿到了滿分。
而美國,如果mRNA疫苗真的完全成功的話,也不過只是做對了最後一道大題。
美國人應該慶幸,幸好,幸好,幸好他們還有世界上頂尖的科研團隊。
新冠疫情是二戰以來人類整個族群面臨的最重大的危機,疫苗則是對抗危機的「超級武器」。誰能率先拿出一款可供全球使用的疫苗,誰就能帶領全世界走出危機。
疫苗,在這個時代,不再僅僅是科學界的課題,它不可避免地成為了太平洋兩岸兩個大國之間競爭的賽場。
2003年,非典肆虐,我們花了半年時間才搞清楚到底是什麼引起了非典。2020年,新冠肆虐,我們只花了半個月的時間就完成了新冠病毒的基因測序工作,並將新冠病毒的基因測序結果上傳WHO以供全世界人民使用。
▲ 2003 - 2020
不一樣的時代
一樣的精神
十七年,我們見證的不僅僅是高鐵、東風飛彈這樣的大國重器,也不僅僅是電子支付、網際網路經濟這樣的「賽博朋克」商業奇觀。我們見證,我們經歷的,是一場全面且深刻的「面向現代化突擊」。
曾經那個科學昌明、文化繁榮的西方,在我們的突擊面前卻顯得「老邁龍鍾」。
戴不戴口罩,這麼一個中國小學生都明白該怎麼回答的問題,竟然在西方喋喋不休地爭吵了大半年。疫苗,中國人始終高度關注的科技產品,在西方一些民眾的眼中竟然成了「種族清洗的終極武器」。
於是我們眼睜睜地看著擁有無數頂尖醫療器械、藥品生產廠家的美國成了今天這個樣子。而我們卻一筆一划地完成了一個「奇蹟」,並在這場考試的最後一道大題上寫下了屬於自己的高分答案。
更別提我們還用了五種解法。
現在,我們來看看文章開頭的三個問題:
中國疫苗能減輕近期的第二波疫情帶來的壓力嗎?
能,目前我國疫情主要是輸入型的病例導致的,本土確診患者也大多都是因為接觸了外國進口的冷凍食品或者未經嚴格消毒的設備。我們的疫苗足夠為這些需要工作在危險之中的勞動者們提供必要的防護。
中國疫苗在遠期能為全世界服務嗎?
能,中國的五種疫苗已經進入了III期臨床,由於國內疫情防控過於成功,徹底阻斷了新冠肺炎的流行甚至小範圍局部流行,以至於我們必須到外國進行試驗。當然,我們也會給願意幫助我們完成試驗的國家一定的幫助,比如優先批准他們的訂單。
實際上,墨西哥已經下單預訂了3500萬支腺病毒載體疫苗,巴西、印尼、智利也都籤了訂購合同。目前我們已經收到了來自全球40個國家總計5億支疫苗的生產任務。
看來,我們的疫苗產能也沒有理論上那麼受限制嘛。
普通人什麼時候可以接種疫苗?
沒什麼好說的,一圖勝千言吧。