新冠疫苗研發,爭分奪秒的科技之戰

2020-12-03 澎湃新聞

原創 陳正權、陳禾君 上海新華醫院康復醫學科

新華科普

新冠疫苗研發——爭分奪秒的科技之戰

自去年12月新冠疫情爆發以來,全國上下團結一心,共同參與了防疫阻擊戰。4月8日零時起,武漢市解除了離漢通道管制,我國的新冠肺炎防控也進入了常態化的趨勢。為最終戰勝新冠肺炎,我國疫苗的研發爭分奪秒。截至目前,已取得一些階段性成果。我國新冠病毒疫苗研發具體取得了哪些進展?不同技術路線的作用原理分別具有哪些特點?本次科普將為大家全面解答。

一、我國新冠病毒疫苗的研發進展

疫情爆發初期,我國就已並行安排了五條技術路線,分別為滅活疫苗、基因工程重組亞單位疫苗(含重組蛋白疫苗)、腺病毒載體疫苗、核酸疫苗(mRNA疫苗)、減毒流感病毒載體疫苗。除此之外,慢病毒載體修飾類細胞疫苗的相關研究也在開展,如慢病毒載體修飾樹突狀細胞疫苗等。由於病毒載體技術已經比較成熟,同時已有針對其他疾病的重組蛋白的疫苗獲得許可,這也就意味著一旦完成臨床試驗,將很快步入量產。

我國目前五條技術路線均有疫苗產出,已有多款疫苗進入了臨床試驗階段。其中,最先開展臨床試驗的是陳薇院士團隊的腺病毒載體疫苗,同時腺病毒載體疫苗與三款滅活疫苗均開展了Ⅲ期臨床試驗。

各個疫苗的研發時間線,見下表。

已開展臨床試驗疫苗一覽表

腺病毒載體疫苗

——軍事科學院軍事醫學研究院生物工程研究所/康希諾生物股份公司

1月26日

大年初二,陳薇院士率團隊赴武漢一線,開展疫苗研發攻關。

3月16日

獲批開展Ⅰ期臨床試驗。

4月8日

獲批開展Ⅱ期臨床試驗。

5月19日

Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗受試者接種完成,Ⅰ期結果初步顯示安全性良好。

5月22日

I期臨床試驗顯示,疫苗安全性良好,並在志願者體內成功產生抗體,有效性仍需要進一步驗證。

6月19日

科技部和國家衛健委通報,腺病毒載體疫苗Ⅱ期臨床試驗完成。

7月20日

《柳葉刀》在線發表Ⅱ期臨床試驗結果:有望為人體對抗新冠病毒感染提供「雙重保護反應」。

8月起

與巴基斯坦、俄羅斯等國合作開展Ⅲ期臨床試驗。

滅活疫苗(一)

——中國生物武漢生物製品研究所研發

4月11日

註冊進入臨床試驗,I/Ⅱ期臨床試驗合併開展。

6月16日

臨床試驗揭盲,結果顯示疫苗接種後安全性好;0/28天程序接種兩劑後,中和抗體陽轉率達100%。

7月1日

國藥集團中國生物武漢生物製品研究所新冠疫苗研發實驗室和生產車間綜合體落成,預計年產1億劑次。

7月18日

國際臨床(Ⅲ期)註冊於阿聯開展。

滅活疫苗(二)

——北京科興中維生物技術有限公司研發

4月13日

獲批I/Ⅱ期臨床試驗合併開展。

5月8日

臨床前研究結果公布,該疫苗可在非人靈長類動物中產生特異性中和抗體。

6月16日

臨床試驗結果初步顯示,該疫苗具有良好的免疫原性和安全性,將與巴西共同開展Ⅲ期臨床研究。

7月6日

巴西國家衛生監督局批准開展Ⅲ期臨床研究。

滅活疫苗(三)

——中國生物北京生物製品研究所研發

4月15日

全球首個疫苗生產車間落成,年最大產量可達1~1.2億劑次。

4月29日

註冊開展I/Ⅱ期臨床試驗。

6月28日

結果揭盲,顯示該疫苗具有較好的安全性和免疫原性。

7月18日

國際臨床(Ⅲ期)註冊於阿聯開展。

滅活疫苗(四)

——中國醫學科學院醫學生物學研究所研發

5月13日

獲批合併開展Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗。

6月20日

Ⅰ期約200例受試者入組,Ⅱ期臨床試驗正式開展。

重組蛋白疫苗(CHO細胞)(一)

——中國科學院微生物研究所/安徽智飛龍科馬生物製藥股份有限公司

6月19日

獲批開展Ⅰ期臨床試驗,是繼腺病毒載體疫苗和滅活疫苗進入臨床試驗後,又一種新的技術路線下的疫苗。

重組蛋白新冠疫苗(Sf9細胞)(二)

——四川大學華西醫院

8月28日

完成Ⅰ期臨床試驗註冊。

mRNA疫苗(一)

——軍事科學院軍事醫學研究院/雲南沃森生物技術股份有限公司

6月19日

獲批開展Ⅰ期臨床試驗。

mRNA疫苗(二)

——上海復星醫藥產業發展有限公司

7月21日

完成Ⅰ期臨床試驗註冊。

鼻噴流感病毒載體新冠肺炎疫苗

——北京萬泰生物藥業股份有限公司

9月1日

註冊開展Ⅰ期臨床試驗。

二、各個技術路線疫苗的作用原理

由於疫苗研發耗時長、不確定因素過多,許多疫苗在Ⅲ期臨床試驗前就已經夭折,也有一些疫苗在大規模人群的試驗中無法起到保護作用,故我國並行開展5種技術路線下的疫苗研製,確保最終能夠生產出可靠的新冠病毒疫苗。

1.滅活疫苗

滅活疫苗,顧名思義,是將病毒滅活,然後把滅活病毒注射入體內,抗原呈遞細胞識別病毒特徵後,誘發免疫細胞產生免疫應答,產生保護作用。

滅活疫苗的製造過程類似於雜交水稻的育種過程。乍一聽並不複雜,但是具體執行,還要三步走:首先是分離新型冠狀病毒的毒株,然後將其擴增,判斷不同代病毒的複製能力、毒力,待符合條件的毒株被確認後,如複製能力高、免疫原性強的病毒會被留下,進入到第三步——「培養箱」中大規模生產。最後用加熱或化學劑將其滅活。

2.基因工程重組亞單位疫苗

基因工程重組亞單位疫苗,即使用基因工程技術,將抗原的基因植入到相應的細胞中,利用細胞擴增抗原,生產疫苗。簡單而言,就是讓其他細胞生產代表病毒身份的蛋白質(一般為病毒外殼上的特徵性蛋白質),再將這種蛋白質注射到人體,供免疫細胞識別,產生特異性免疫。這種疫苗對生物安全環境的要求相對較低,能夠快速大規模生產。

科學家研究發現,新冠病毒外形類似球形,球外面有「刺」(刺突蛋白)。微生物所嚴景華團隊等研發的疫苗,就是基於新冠病毒的刺突蛋白而設計。在動物實驗中,該疫苗已顯示出明顯的保護作用。

3.腺病毒載體疫苗

腺病毒載體疫苗是指使用腺病毒作為新冠病毒抗原基因的載體,使腺病毒能表達新冠病毒抗原,而不具備毒性,從而製成疫苗。這種疫苗的設計思路類似於「張冠李戴」,由於有成熟的載體系統(腺病毒),可以免於篩選新冠病毒的毒株,達到快速生產的目的。

4.核酸疫苗

核酸疫苗包含了DNA疫苗與mRNA疫苗。DNA屬於遺傳物質,裡面包含了病毒的「身份信息」,DNA疫苗的基本原理是,將這種「身份信息」運送到特定的免疫細胞前,讓免疫細胞翻譯出病毒的抗原信息,從而激活淋巴細胞,引起機體特異性免疫反應。

mRNA的全名為信使核糖核酸(Messenger RNA),由於免疫細胞識別DNA困難較大,而mRNA作為特定的信使,更容易被人體識別並產生相應的抗原信息,卻不會參與細胞內DNA的改造,因而更加高效且安全性更高。我國本次研發的mRNA疫苗,就是把新冠病毒刺突蛋白對應的遺傳物質mRNA提取出來,注射入人體,幫助機體識別新冠病毒,而不受新冠病毒的毒性影響。

5.減毒流感病毒載體疫苗

減毒流感病毒載體疫苗的作用機制與腺病毒載體疫苗類似,使用減毒流感病毒作為載體表達新冠病毒的抗原,從而促進人體產生特異性免疫,同時獲得對流感與新冠肺炎的免疫。

世界範圍內新冠病毒的感染已經達到千萬級別,我國雖已經有效控制住疫情,但是還存在散發病例情況。當下,全球合作抗疫是唯一出路。中國作為負責任的大國,正爭分奪秒的進行疫苗研發並願意開展疫苗的國際合作,將中國的科技成果共享至世界,與全人類攜手戰勝共同的敵人——新冠病毒。

END

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