新型冠狀病毒疫苗安全性與有效性研究進展*

黃雪飛，呂子彥，邊原，韓麗珠，尹琪楠，童榮生

(四川省醫(yī)學科學院·四川省人民醫(yī)院/電子科技大學附屬醫(yī)院藥學部·個體化藥物治療四川省重點實驗室，成都 610072)

據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)計，截至2021年4月3日，全球累計確診感染嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2(SARS-CoV-2)的病例已經(jīng)超過1.29億例，累計死亡超過283萬例[1]。為減輕新型冠狀病毒(新冠病毒)對公共衛(wèi)生、經(jīng)濟和社會的影響，迫切需要研制出安全、有效的疫苗。截至2021年4月2日，WHO公布全球正進行臨床前研究的疫苗184種，正進行臨床研究的疫苗85種[2]。筆者根據(jù)公開報道的新冠病毒疫苗臨床試驗Ⅰ、Ⅱ 、Ⅲ期結(jié)果，綜述8種全球在研熱點疫苗的安全性與有效性。

1 國藥集團滅活全病毒新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫苗

該疫苗是將從武漢市金銀潭醫(yī)院1例患者中分離出來的SARS-CoV-2毒株在合格Vero細胞系中培養(yǎng)繁殖，經(jīng)兩次β-丙內(nèi)酯滅活后制成。中國研究團隊于2020年4月開展了隨機、雙盲、安慰藥對照的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(ChiCTR2000031809)[3]。研究中期報告顯示[4]，共320例18～59歲健康受試者進入試驗，其中Ⅰ期臨床試驗納入受試者96例，隨機分為4組(n=24)，3個試驗組分別給予疫苗2.5，5和10 μg，對照組給予氫氧化鋁，分別于第0，28和56天各接種一針，共3針。第3針接種結(jié)束7 d內(nèi)，各組不良反應發(fā)生率分別為20.8%，16.7%，25.0%，12.5%。試驗組疫苗給藥劑量為5 μg者不良事件發(fā)生率最低，接近對照組。完成3針接種后14 d，3個試驗組中和抗體幾何平均滴度(geometric mean titres，GMTs)分別為316，206，297 U·mL-1。血清轉(zhuǎn)化率(中和抗體水平達到陽性標準)分別為100.0%，95.8%，100.0%，其中疫苗 5 μg組中和抗體GMTs和血清轉(zhuǎn)化率均較另2個疫苗組略低。Ⅱ期臨床試驗納入受試者224例，隨機分為兩大組，每大組試驗組84例，對照組28例。第1組試驗組于第0天和第14天分別給予疫苗5 μg，第2組于第0天與第28天分別給予疫苗5 μg。對照組在對應時間分別給予氫氧化鋁。兩劑結(jié)束后7 d，第1組試驗組與對照組不良事件發(fā)生率分別為6.0% 和14.3%，第2組試驗組與對照組不良事件發(fā)生率分別為19.0%和17.9%。上述不良事件中，最常見的是注射部位疼痛，以及隨之而來的發(fā)熱，但均為輕度且自限性，試驗過程中未發(fā)現(xiàn)嚴重不良事件。完成兩劑接種后14 d，第1組與第2組中和抗體GMTs分別為121和247 U·mL-1。但兩組血清轉(zhuǎn)化率相同，均為97.6%。在Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗的所有對照組中均未測得中和抗體GMTs。基于以上研究成果，自2020年7月起，中國研究團隊開始在阿拉伯聯(lián)合酋長國、巴林、秘魯、摩洛哥、阿根廷和約旦招募參與者21 000例進一步開展隨機、雙盲、平行安慰藥對照的 Ⅲ 期臨床試驗 (ChiCTR2000034780) ，以評估疫苗的安全性和保護效果[5]。

2 Sinovac Biotech生產(chǎn)的滅活疫苗CoronaVac

Sinovac Biotech研制的滅活候選疫苗CoronaVac在包括獼猴在內(nèi)的臨床前模型中產(chǎn)生了針對新冠病毒的中和抗體，并且安全[6]。接著Sinovac Biotech分別展開了針對18～59歲健康人群和60歲以上健康人群的Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗[7-8]。值得注意的是，Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗所用疫苗分別采用了細胞工廠工藝和生物反應器工藝。在18～59歲健康人群，Ⅰ期臨床試驗(n=143)設(shè)置疫苗劑量為3，6 μg以及對照藥物氫氧化鋁，兩劑間隔時間為14或28 d。研究結(jié)果顯示，在間隔14 d組，不良事件發(fā)生率分別為29.0%，38.0%和8.0%，中和抗體血清轉(zhuǎn)化率分別為46.0%，50.0%和0.0%；在間隔28 d組，不良事件發(fā)生率分別為13.0%，17.0%和13.0%，中和抗體血清轉(zhuǎn)化率分別為83.0%，79.0%和4.0%。Ⅱ期臨床試驗(n=600)中，采用同樣的分組和疫苗劑量，在間隔14 d組，不良事件發(fā)生率分別為33.0%，35.0%和22.0%，中和抗體血清轉(zhuǎn)化率分別為92.0%，98.0%和3.0%；間隔28 d組不良事件發(fā)生率分別為19.0%，19.0%和11.0%，中和抗體血清轉(zhuǎn)化率分別為97.0%，100.0%和0.0%。在60歲以上健康人群中實施的Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗，均于第0和第28天分別給予一劑疫苗，Ⅰ期臨床試驗(n=72)的試驗組分為兩個亞組，分別給予疫苗3，6 μg，對照組給予氫氧化鋁；Ⅱ期臨床試驗(n=350)的試驗組分為3個亞組，分別給予疫苗1.5，3，6 μg，對照組給予氫氧化鋁。試驗組中血清轉(zhuǎn)化率分別為100.0%，95.7%，90.7%，98.0%和99.0%，所有對照組均未檢測到抗體。綜合Ⅰ期和Ⅱ期臨床試驗，1.5，3，6 μg劑量試驗組和對照組不良事件發(fā)生率分別為20.0%，20.0%，22.0%和21.0%。這些不良事件均為輕到中度，最常見為注射部位疼痛(9.0%)和發(fā)熱(3.0%)。鑒于3 μg劑量組不良事件發(fā)生率低，有效性與大劑量組相當，該團隊正采用3 μg疫苗間隔14 d給藥方式進行13 060例參與者的Ⅲ期臨床試驗[9]。

3 Ad5腺病毒載體疫苗 Ad5-nCoV

北京生物技術(shù)研究所和CanSino Biologics共同開發(fā)的基于人腺病毒Ad5的Ad5-nCoV疫苗?；谇捌谠谛∈蠛脱跎辖?jīng)黏膜接種了Ad5-nCoV后，成功地使小鼠免受上呼吸道和下呼吸道感染，使雪貂免受上呼吸道感染[10]。研究者繼續(xù)開展劑量遞增、開放、非隨機的Ⅰ期臨床試驗[11]，納入18～60歲健康受試者108例，依序分為3組(n=36)，分別單次肌內(nèi)注射5×1010，10×1010和 15×1010病毒顆粒，7 d內(nèi)3組不良事件發(fā)生率分別為83.0%，83.0%和75.0%，局部不良事件主要表現(xiàn)為注射部位疼痛(54.0%)，全身不良事件包括發(fā)熱(46.0%)、疲憊(44.0%)、頭痛(39.0%)、肌肉痛(17.0%)，大多數(shù)不良事件為輕到中度，至28 d未見嚴重不良事件。肌內(nèi)注射后14 d中和抗體開始顯著升高，第28天達高峰，特異性T細胞免疫反應高峰出現(xiàn)在第14天。緊接著，我國研究團隊實施了隨機、雙盲、安慰藥對照的Ⅱ期臨床試驗[12]。試驗納入18歲以上健康受試者508例，隨機分為3組，即單次肌內(nèi)注射10×1010，5×1010病毒顆粒組及對照組。第28天，試驗組RBD(receptor binding domain，新冠病毒外殼表面spike蛋白上的一個區(qū)域)特異性的酶聯(lián)免疫吸附測定抗體的峰值分別為656.5和571 U·mL-1，血清轉(zhuǎn)化率分別為96.0%和97.0%，中和抗體GMTs分別為19.5和18.3 U·mL-1。試驗組不良事件發(fā)生率分別為72.0%和74.0%，最常見全身不良事件為疲憊(兩組發(fā)生率分別為34.0%和42.0%)、發(fā)熱(兩組分別為16.0%和32.0%)和頭痛(兩組分別為28.0%和29.0%)；最常見局部不良事件為注射部位疼痛，兩組發(fā)生率分別為57.0%和56.0%。嚴重不良事件發(fā)生率分別為9.0%(包括高熱8.0%和重度頭痛1.0%)和1.0%(高熱)。以上研究結(jié)果提示，Ad5腺病毒載體疫苗5×1010病毒顆粒單次肌內(nèi)注射有較好安全性并能誘導機體產(chǎn)生重要免疫反應。為進一步確認該劑量疫苗安全性與有效性，研究團隊正進行納入500例受試者的Ⅲ 期臨床試驗。

4 腺病毒載體疫苗rAd26-S+rAd5-S

5 牛津大學/阿斯特拉黑猩猩腺病毒載體疫苗AZD1222

基于前期動物實驗研究結(jié)果[15]，AZD1222(又稱ChAdOx1 nCOV-19)能誘導小鼠和豬產(chǎn)生體液免疫反應(IgG和中和抗體)和細胞免疫反應，研究團隊進一步開展了Ⅰ/Ⅱ和Ⅲ期臨床試驗。在一項納入1077例18～55歲健康受試者的Ⅰ/Ⅱ期單盲、隨機對照試驗中[16]，試驗組(n=543)接受單劑ChAdOx1nCoV-19 5×1010病毒顆粒肌內(nèi)注射，對照組(n=534)接受單劑同等劑量流行性腦脊髓膜炎疫苗接種。試驗組有10例非盲非隨機志愿者接受基礎(chǔ)加強化的免疫程序(免疫強化組)，即在第一劑給藥后28 d再次給予相同劑量疫苗。試驗組接種后7 d不良事件主要表現(xiàn)為局部和全身反應，包括注射部位疼痛、發(fā)熱、發(fā)冷、肌肉酸痛和頭痛，疼痛和發(fā)熱等不良事件大多因提前預防性使用對乙酰氨基酚而減輕，未出現(xiàn)與疫苗相關(guān)嚴重不良事件。在免疫原性方面，試驗組單劑受試者細胞免疫在14 d達到峰值，新冠病毒IgG在28 d達峰值，而免疫強化組受試者完成兩劑接種后56 d 新冠病毒 IgG 顯著上升。試驗組血清中和抗體檢測達到91%(采用MNA80試劑盒)或100%(采用PRNT50試劑盒)，而免疫強化組完成兩劑接種后均產(chǎn)生了中和抗體反應。在另一項納入18～55歲(n=160)、56～69歲(n=160)和70歲以上(n=240)等多個年齡段單盲、隨機對照Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗中[17]，不良事件在試驗組較為常見并仍為上述反應，但不良事件在年輕組(18～55歲)較年長組(56歲以上)更常見，提示該疫苗在老年人中可能更耐受。在間隔28 d給予兩個標準劑量之后28 d，測得3組新冠病毒IgG接近，分別為20 713，16 170，17 561 AU·mL-1；中和抗體也很接近，分別為193，144，161 U·mL-1。此外，在巴西、南非和英國正在進行的、納入受試者35 484例的4個多中心隨機對照試驗的期中分析結(jié)果顯示[18]，接受了2劑標準劑量的受試者，疫苗保護效力為62.1%；而接受一劑低劑量和一劑標準劑量的受試者，疫苗保護效力為90.0%，疫苗總體保護效力70.4%。嚴重不良事件在試驗組和對照組中發(fā)生率分別為0.7%和0.8%。主要為感染性疾病，如闌尾炎、腎盂腎炎。從上述研究結(jié)果來看，AZD1222是對新冠病毒有效、安全性可接受的候選疫苗。但近期有報道指出，自2021年2月中旬發(fā)現(xiàn)首例因注射該疫苗導致健康醫(yī)護人員發(fā)生門靜脈血栓形成和周圍性肺栓塞并最終死亡后，2021年3月又相繼報道11例患者出現(xiàn)血栓并發(fā)癥，血栓事件包括腦靜脈血栓形成(9例)、脾靜脈血栓形成(3例)、肺栓塞(3例)和其他類型血栓(4例)；其中5例患者發(fā)生1種以上血栓事件，另有1例患者出現(xiàn)致命性腦出血。最新研究發(fā)現(xiàn)[19-20]，這可能是因為接種ChAdOx1 nCov-19疫苗可導致針對血小板因子4的血小板活化抗體介導的罕見免疫性血栓性血小板減少癥。

6 Novavax研制生產(chǎn)的蛋白亞單位疫苗NVX-CoV2373

由美國Novavax公司研制的NVX-CoV2373納米顆粒疫苗，由三聚體全長SARS-CoV-2刺突糖蛋白和Matrix-M1佐劑組成。前期動物實驗顯示[21]，獼猴給予NVX-CoV2373疫苗之后，經(jīng)鼻內(nèi)和氣管內(nèi)感染新冠病毒，獼猴未出現(xiàn)任何上、下呼吸道感染或肺部疾病癥狀。該研究團隊隨即啟動一項隨機、安慰藥對照的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗[22]，以評估該疫苗5和25 μg劑量、含或不含Matrix-M1佐劑的安全性和免疫原性。試驗納入健康成人131例，隨機分組后83例參與者接受佐劑疫苗，25例接受無佐劑疫苗，23例參與者接受安慰藥。疫苗接種包括2次肌內(nèi)注射，相隔21 d。第35天進行初步分析，未發(fā)現(xiàn)嚴重不良事件。大多數(shù)參與者未出現(xiàn)反應原性或反應原性輕微，反應原性在佐劑中更常見，且持續(xù)時間短(平均≤2 d)。1例參與者輕度發(fā)熱，持續(xù)1 d。添加佐劑能增強免疫反應，表現(xiàn)為降低抗原劑量，并誘導T輔助1(Th1)反應。兩劑5 μg含佐劑的方案誘導的IgG和中和反應均顯著高于有癥狀的新冠肺炎患者恢復期血清中測得的免疫應答。正在進行的Ⅲ期臨床試驗，美國和墨西哥30 000例參與者中以相隔21 d兩劑5 μg NVX-CoV2373和50 μg Matrix-M1佐劑測試疫苗功效?？蓽y量的結(jié)果包括完成接種后28～750 d出現(xiàn)COVID-19的人數(shù)、首次出現(xiàn)PCR陽性檢測結(jié)果的時間、免疫應答率、ACE-2受體結(jié)合抑制率和不良事件。

7 Pfizer和BioNTech研制的mRNA疫苗BNT162b1/2

mRNA疫苗與傳統(tǒng)滅活病毒疫苗不同，mRNA疫苗通過將體外進行過修飾的mRNA傳遞接種到人體細胞，進而通過細胞自身合成抗原蛋白引起抗體免疫應答。mRNA疫苗又可分為非復制性mRNA (nonreplicating mRNA)和自擴增mRNA(self-amplifying mRNA)兩類[23]。

由美國Pfizer(輝瑞)和德國BioNTech公司聯(lián)合研發(fā)的mRNA疫苗BNT162b1/2是一種脂質(zhì)類納米顆粒核苷酸修飾疫苗。該疫苗于2020年5月在美國進行了為期1個月的Ⅰ期臨床研究，該研究共納入受試者195例，受試者分為13組，每組12例接受疫苗，3例接受安慰藥，接受疫苗的受試者分別接受10，20，30 μg 3種劑量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，疫苗所致局部反應在年輕和老年受試者中比例基本一致，92%大齡受試者在第1次接受BNT162b1疫苗后注射部位出現(xiàn)輕到中度疼痛，第2次接種疫苗時發(fā)生率72%，BNT162b2結(jié)果與其一致，未發(fā)現(xiàn)患者接種BNT162b2后出現(xiàn)皮膚紅腫和4級局部反應。在全身不良事件方面，18～55歲年齡段受試者接種后約75%出現(xiàn)體溫升高(>38 ℃)，大部分較大年齡受試者接種后出現(xiàn)疲勞和頭痛，發(fā)生全身不良事件與疫苗接種劑量有關(guān)，且第2次接種不良事件大于第1次。在全身不良事件方面，BNT162b2發(fā)生率低于BNT162b1，且與安慰藥組基本相同。在接種疫苗30 μg的試驗組，18～55歲受試者約50%發(fā)生與疫苗有關(guān)不良事件(安慰藥組8%)[24]，且65歲以上受試者接種BNT162b2后不良事件發(fā)生率(17%)低于65歲以下受試者(25%)，試驗期間未發(fā)生嚴重不良事件。在免疫原性方面，BNT162b1/2免疫學反應類似，抗原結(jié)合IgG和病毒中和反應在第2次接種疫苗后明顯增強，接種大劑量疫苗可引起更強更明顯的抗體反應。總之，BNT162b1/BNT162b2均未發(fā)生嚴重的可以停止臨床試驗的不良事件，且兩種疫苗所致抗體反應接近，但BNT162b2所致全身反應發(fā)生率和嚴重程度均低于BNT162b1(尤其是55歲以上大齡人群)。因此，BNT162b2的Ⅲ期臨床研究共43 448例16歲以上受試者參與試驗，平均分為兩組接受疫苗(每次30 μg，間隔21 d，共2次)和安慰藥。在該隨機單盲多中心試驗中，大部分患者局部反應較輕微(1～2 d可恢復)且未報道有4級局部反應。最常見全身反應主要為疲勞和頭痛(分別為59%和52%)，其他全身反應主要有畏寒、嘔吐、腹瀉和肌肉關(guān)節(jié)痛等，嚴重全身反應發(fā)生率<0.9%。43 252例受試者中，BNT162b2組和安慰藥組不良事件發(fā)生率分別為59%和52%，相關(guān)不良事件發(fā)生率21%和5%。有效性方面，疫苗組有8例發(fā)生新冠病毒感染(均為第2次接種7 d后發(fā)生)，安慰藥組162例，疫苗保護效力95%，Ⅲ期臨床研究表明該疫苗保護效力高，且安全性和普通病毒型疫苗相同。

8 Moderna和NIH聯(lián)合研制的mRNA疫苗mRNA-1273

動物實驗發(fā)現(xiàn)，mRNA-1273在可以顯著引起恒河猴抗體反應時對呼吸道具有保護作用，且不會引起肺組織病理改變。2次注射疫苗后，恒河猴體內(nèi)產(chǎn)生高水平中和抗體和Th1 CD4T淋巴細胞[25]。Ⅰ期臨床研究共納入18～55歲受試者45例，分別接受mRNA-1273疫苗25，100或250 μg 3種劑量，每種劑量組15例(2次接種，每次間隔28 d)。試驗結(jié)果顯示，劑量越高抗體效應越強，第29天ELISA抗S-2P抗體GMT試驗結(jié)果顯示25 μg組平均滴度40 227 U·mL-1，100 μg組109 209 U·mL-1，250 μg組213 526 U·mL-1。第2次接種后第57天GMT試驗顯示抗體滴度分別為299 75，782 719，1 192 154 U·mL-1。但超過一半受試者發(fā)現(xiàn)由接種疫苗所致不良事件包括疲勞、畏寒、頭痛、肌肉酸痛和注射部位疼痛等。全身不良事件在第2次接種后更普遍(特別是大劑量組)，且250 μg組有3例(21%)出現(xiàn)≥1種嚴重不良事件[26]，結(jié)果表明mRNA-1273可在全體受試者中引起抗體反應且并未出現(xiàn)試驗中不可預期的不良事件，該試驗支持了mRNA-1273進一步臨床研究。Ⅲ期臨床研究在美國99個中心展開，將新冠肺炎高風險人群及相關(guān)人群按1：1比例分為2組，受試者分2次接受mRNA-1273疫苗100 μg和安慰藥(間隔28 d)，該試驗主要終點為第2次接種14 d后對感染新冠病毒的防護作用。該試驗共納入志愿者30 240例，將其按1：1比例隨機分為兩組(每組15 210例)接受疫苗和安慰藥，最終96%志愿者接受了兩次疫苗，2.2%患者確診(病毒學和血清學)感染新型冠狀病毒，安慰藥組185例受試者確診新型冠狀病毒肺炎(每千人中確診56.5例)，疫苗組11例確診(每千人確診3.3例)，疫苗保護效力為94.1%。輕度至中度接種反應在疫苗組更常見，嚴重不良事件極為罕見且與其他組相同。疫苗所致接種部位不良事件較安慰藥組高(84.2%比19.8%)，除短暫局部和全身反應外，未發(fā)現(xiàn)其他安全性問題。同Ⅰ期臨床研究比較，疫苗mRNA-1273在降低劑量至100 μg后有效性約94.1%，且不良事件明顯減少[27]，證明合適劑量mRNA-1273疫苗具有良好有效性和安全性。

9 小結(jié)

目前由國內(nèi)生產(chǎn)的新冠病毒疫苗主要有：①國藥集團滅活全病毒疫苗，該疫苗安全有效，不良事件較少，血清轉(zhuǎn)化率達到 97.6%，已上市；②Sinovac Biotech研制的滅活疫苗CoronaVac，血清轉(zhuǎn)化率最高達100.0%，且不良事件輕微；③Ad5-nCoV Ad5腺病毒載體疫苗，血清轉(zhuǎn)化率最高97.0%，但試驗組不良事件發(fā)生率達72.0%，嚴重不良事件發(fā)生率最高達9.0%，以上三款國產(chǎn)疫苗均未報道Ⅲ期臨床試驗結(jié)果；④俄羅斯研發(fā)的rAd26-S+rAd5-S腺病毒載體疫苗，血清轉(zhuǎn)化率最高達100.0%，且不良事件輕微。Ⅲ期臨床試驗結(jié)果顯示保護效力達91.6%，并顯示出良好的耐受性；⑤牛津大學/阿斯特拉AZD1222黑猩猩腺病毒載體疫苗，保護效力達到70.4%，近期由于發(fā)現(xiàn)異常血栓事件伴血小板減少，限制了其應用；⑥由美國Novavax公司研制的NVX-CoV2373疫苗也可顯著提高新型冠狀病毒肺炎患者體內(nèi)的免疫應答，且未發(fā)現(xiàn)嚴重不良事件，目前正在進行Ⅲ期臨床試驗；⑦mRNA疫苗主要為輝瑞公司研發(fā)的BNT162b2，目前Ⅲ期臨床試驗結(jié)果顯示保護效力達到95.0%，且安全性與普通滅活病毒疫苗相同；⑧Moderna公司研發(fā)的mRNA-1273，保護效力達到94.1%，同樣具有良好的有效性和安全性。

新冠病毒疫苗的開發(fā)給疫情籠罩下的世界帶來一絲曙光，同樣也伴隨著挑戰(zhàn)和困難。相比以往滅活疫苗，我國研發(fā)的新冠病毒滅活疫苗研發(fā)周期明顯縮短，具有非常好的安全性和有效性。腺病毒疫苗研發(fā)周期更短，成本更低并可迅速大規(guī)模生產(chǎn)，療效顯著，前期顯示安全性較好，近期報道有降低血小板風險。而在本次疫情中首次投入使用的mRNA疫苗無感染性，理論上無整合到宿主細胞DNA的風險[28]，體內(nèi)活性可控，可正常降解，臨床研究甚至顯示出更優(yōu)秀的免疫保護效果且生產(chǎn)周期短，成本低，具有更明顯優(yōu)勢，但其RNA單鏈易降解，保存和運輸條件更苛刻。疫苗各有優(yōu)缺點，實際應用中需要綜合考量。