新型冠狀病毒疫苗研究進(jìn)展

錢汐晶，萬(wàn)彩虹，趙平，戚中田

海軍軍醫(yī)大學(xué)海軍醫(yī)學(xué)系生物醫(yī)學(xué)防護(hù)教研室，上海 200433

人類冠狀病毒最早于20世紀(jì)60年代由英國(guó)科學(xué)家分離出來(lái)，目前共發(fā)現(xiàn)7種，其中4種僅引起普通感冒癥狀，其余3種為高致病性肺炎相關(guān)冠狀病毒，分別為嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒(SARSCoV)、中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)及新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)[1-2]。冠狀病毒是具有包膜的RNA病毒，分為α、β、γ、δ4個(gè)屬，基因組為一條單股正鏈RNA，長(zhǎng)約30 kb，其中20 kb為非編碼區(qū)，10 kb編碼病毒蛋白，包括非結(jié)構(gòu)蛋白(如一些復(fù)制相關(guān)的酶)及結(jié)構(gòu)蛋白，后者包括刺突蛋白(spike，S)、包膜蛋白(envelope，E)、膜蛋白(membrane，M)及核衣殼蛋白(nucleocapsid，N)。

21世紀(jì)以來(lái)多次出現(xiàn)冠狀病毒的人畜感染，其中一些造成了嚴(yán)重的傳染病流行[3]。截至2021年5月1日，由SARS-CoV-2引起的新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)全球感染人數(shù)已超15 000萬(wàn)例，累計(jì)死亡人數(shù)超過317萬(wàn)[4]。2002年末，SARS-CoV在中國(guó)廣東首次出現(xiàn)，并在國(guó)內(nèi)肆虐，造成了8000余人感染，700余人死亡的嚴(yán)重后果[5]。2012年，MERSCoV在沙特阿拉伯首次出現(xiàn)，后在中東地區(qū)流行。韓國(guó)也于2015年發(fā)生MERS-CoV暴發(fā)流行，病死率高達(dá)35.3%[6]。這三種冠狀病毒同屬β冠狀病毒屬，均易引起重癥肺炎、急性呼吸窘迫綜合征及多器官衰竭，嚴(yán)重危害人類健康、社會(huì)穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是需要全球關(guān)注的公共衛(wèi)生問題[7]。目前，尚無(wú)針對(duì)這三種冠狀病毒感染的特效治療藥物。

疫苗接種一直是預(yù)防傳染病的有效方法。對(duì)于今后可能長(zhǎng)期與人類共存的SARS-CoV-2來(lái)說(shuō)，疫苗的研發(fā)尤為重要[8]。目前已有將近200種COVID-19疫苗處于臨床前研究階段，90多種處于臨床研究階段。至少10款疫苗已獲緊急批準(zhǔn)上市用于人群接種，包括中國(guó)的3款滅活疫苗、1款腺病毒載體疫苗、1款重組蛋白疫苗，德、美、中聯(lián)合研發(fā)及美國(guó)獨(dú)立研制的2款mRNA疫苗，英國(guó)的1款腺病毒載體疫苗，印度的滅活疫苗以及俄羅斯的“衛(wèi)星V”疫苗(腺病毒疫苗)[9]。本文將簡(jiǎn)要介紹機(jī)體對(duì)SARS-CoV-2感染誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答機(jī)制，冠狀病毒疫苗研發(fā)的關(guān)鍵S蛋白的結(jié)構(gòu)、功能及免疫學(xué)特性，并就目前臨床在研的SARS-CoV-2疫苗的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 SARS-CoV-2誘導(dǎo)的體液與細(xì)胞免疫應(yīng)答及其機(jī)制

人感染SARS-CoV-2后會(huì)激發(fā)一系列體液與細(xì)胞免疫反應(yīng)(圖1[10])。既往研究發(fā)現(xiàn)，感染SARS-CoV或MERS-CoV后，在患者體內(nèi)均能檢測(cè)到中和抗體的存在。在一些患者血漿中，針對(duì)MERS-CoV的高滴度抗體甚至能維持30多個(gè)月[11]。體內(nèi)有效中和抗體的產(chǎn)生對(duì)患者治愈至關(guān)重要。在SARS或MERS流行期間，利用恢復(fù)期患者血漿中高滴度中和抗體治療危重患者成功的例子不在少數(shù)。目前，國(guó)內(nèi)外也已在臨床上開展應(yīng)用康復(fù)者血漿治療COVID-19患者的嘗試，并在多例危重患者中獲得了明顯治療效果[12]，表明利用冠狀病毒相關(guān)蛋白激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生中和抗體的方法是有效且可行的，這也是開展疫苗研發(fā)的基礎(chǔ)之一。人血管緊張素轉(zhuǎn)化酶Ⅱ(ACE2)是SARS-CoV-2中S蛋白結(jié)合靶細(xì)胞的重要受體分子，SARS-CoV-2誘導(dǎo)的體液免疫產(chǎn)生的抗體主要是針對(duì)病毒表面的S蛋白及N蛋白，可以中和病毒，避免感染表達(dá)ACE2的細(xì)胞或組織，而抗體滴度水平是評(píng)價(jià)疫苗是否成功激發(fā)了可以對(duì)抗病毒感染的體液免疫的一個(gè)重要指標(biāo)[10]。

圖1 SARS-CoV-2誘導(dǎo)的體液及細(xì)胞免疫應(yīng)答過程[10]Fig.1 Humoral and cellular immune responses induced by SARS-CoV-2[10]

此外，由T細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫的激活也是機(jī)體抵抗病毒感染至關(guān)重要的因素。研究顯示，在SARS-CoV-2感染早期，CD4+及CD8+T細(xì)胞水平均增高，且特異性的T細(xì)胞可在體外病毒抗原的刺激下產(chǎn)生一系列抗病毒蛋白[13]。同樣，COVID-19疾病嚴(yán)重程度也與T細(xì)胞水平明顯相關(guān)[14]。細(xì)胞免疫激活在急性期產(chǎn)生的主要是細(xì)胞毒性T細(xì)胞，而在恢復(fù)期則是以記憶性T細(xì)胞產(chǎn)生多種免疫分子如γ干擾素(IFN-γ)、白細(xì)胞介素-2(IL-2)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)為主[15]。

理想的冠狀病毒疫苗應(yīng)當(dāng)具有較好的安全性及免疫原性，能夠同時(shí)激活體液免疫與細(xì)胞免疫反應(yīng)，誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生足量的中和抗體，以對(duì)抗病毒感染。若疫苗能誘導(dǎo)免疫記憶，則不需多次加強(qiáng)就能提供長(zhǎng)期保護(hù)。在這些因素中，中和抗體的產(chǎn)生至關(guān)重要。此外，通過黏膜途徑免疫的疫苗不僅能激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生系統(tǒng)性抗體反應(yīng)，獲得高滴度的免疫球蛋白(IgG)，還能活化黏膜免疫，穩(wěn)固人體對(duì)抗病毒感染的第一道防線[16-17]。疫苗若能激發(fā)細(xì)胞免疫，則能進(jìn)一步增強(qiáng)防治病毒感染的效果[18]。

2 冠狀病毒S蛋白：疫苗制備的關(guān)鍵病毒蛋白

冠狀病毒S蛋白又稱刺突蛋白，是介導(dǎo)病毒侵入靶細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白，也是誘導(dǎo)抗病毒中和抗體產(chǎn)生的關(guān)鍵蛋白。S蛋白為高糖基化蛋白，以三聚體形式在病毒顆粒表面形成特殊花冠結(jié)構(gòu)。該蛋白由1160～1400個(gè)氨基酸構(gòu)成，包含21～35個(gè)N端糖基化位點(diǎn)，具有受體結(jié)合活性及膜融合活性，與病毒感染及致病密切相關(guān)，是疫苗研發(fā)過程中最重要的抗原分子[19-20]。在宿主細(xì)胞蛋白酶的作用下，S蛋白會(huì)被裂解成S1及S2兩部分。S1變異性較大，在不同病毒或同一病毒不同毒株間有明顯差異，是與宿主細(xì)胞結(jié)合的表面病毒受體結(jié)合區(qū)(RBD)。新冠病毒之所以能跨物種傳播到人，并發(fā)生人與人之間的傳播，主要原因是其具有與SARS-CoV相似的S蛋白R(shí)BD，能夠完美結(jié)合ACE2。S2相對(duì)保守，主要參與病毒與細(xì)胞膜融合的過程。S1又可分為兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，分別為N端結(jié)構(gòu)域(S1-NTD)及C端結(jié)構(gòu)域(S1-CTD)。大部分S1-NTD結(jié)合糖類受體，S1-CTD結(jié)合蛋白類受體。SARS-CoV及SARS-CoV-2的受體ACE2，以及MERS-CoV的受體DPP4均與S1-CTD結(jié)合。該結(jié)構(gòu)域也是重要的中和性區(qū)域，是疫苗研發(fā)的關(guān)鍵靶點(diǎn)。

S蛋白作為冠狀病毒感染宿主細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白，決定著病毒感染的宿主與組織嗜性，也是冠狀病毒保護(hù)性免疫的主要抗原。中和抗體或T細(xì)胞免疫反應(yīng)可針對(duì)多種冠狀病毒蛋白，但主要是靶向S蛋白。SARS-CoV的S蛋白免疫原性強(qiáng)，能誘導(dǎo)中和抗體的產(chǎn)生，在感染小鼠模型中，能有效阻止病毒在體內(nèi)的復(fù)制[21]。基于MERS-CoV S蛋白R(shí)BD的疫苗在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中具有較好的免疫保護(hù)作用，而進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的3種MERS疫苗，其表達(dá)的病毒抗原均為S蛋白[22]。目前，緊急授權(quán)使用的及正在開發(fā)的大部分SARS-CoV-2疫苗的主要抗原也均是S蛋白，這是因?yàn)镾蛋白R(shí)BD區(qū)能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生強(qiáng)大的中和抗體反應(yīng)[23-24]。作為高度糖基化蛋白，S蛋白的中和性抗原表位主要位于N端560個(gè)氨基酸殘基上，其抗原性與蛋白構(gòu)象及糖基化位點(diǎn)高度相關(guān)。因此，若要生產(chǎn)具有較好抗原性及免疫原性的S蛋白，宜選用真核表達(dá)系統(tǒng)。

3 臨床冠狀病毒疫苗研發(fā)進(jìn)展

根據(jù)WHO的統(tǒng)計(jì)，目前正處于研發(fā)中的SARSCoV-2疫苗共有200余種，其中74種已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，超過20種處于臨床中后期階段(表1)。而SARS-CoV、MERS-CoV疫苗的研發(fā)則由于患病人數(shù)的銳減而停滯不前。冠狀病毒疫苗尤其是COVID-19疫苗的研發(fā)幾乎涵蓋了已有的所有疫苗技術(shù)，根據(jù)研究平臺(tái)的不同，其類型主要分為以下幾種。

表1 臨床中后期階段的SARS-CoV-2疫苗Tab.1 SARS-CoV-2 vaccines in middle and late clinical trials

3.1滅活疫苗 滅活疫苗是通過物理或化學(xué)方法使病毒失活。一般情況下，滅活疫苗能激活機(jī)體產(chǎn)生保護(hù)性免疫，但有研究顯示，冠狀病毒滅活疫苗的保護(hù)作用各不相同[31,48-49]。SARS-CoV及MERSCoV的滅活疫苗都可在動(dòng)物模型中誘導(dǎo)保護(hù)性免疫應(yīng)答，但也都曾被報(bào)道具有引起肺部高反應(yīng)性免疫病理?yè)p傷的可能[31,49]。國(guó)內(nèi)針對(duì)SARS-CoV-2滅活疫苗的研究開展較早，目前處于臨床研究階段的13個(gè)滅活疫苗中有5個(gè)來(lái)自中國(guó)，包括國(guó)藥中生北京新冠滅活疫苗(BBIBP-CorV)、北京科興新冠滅活疫苗(CoronaVac)、國(guó)藥中生武漢新冠滅活疫苗(Vero細(xì)胞)、中科院醫(yī)學(xué)生物所新冠疫苗(Vero細(xì)胞)、北京民海生物科技公司滅活新冠疫苗(Vero細(xì)胞)。其中前3家已處于海外Ⅲ期及Ⅳ期臨床試驗(yàn)尾聲，在國(guó)內(nèi)附條件上市[50]。此外，國(guó)外的滅活疫苗也有多個(gè)進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗(yàn)，如哈薩克斯坦的QazCovidin?[29]及印度Bharat生物制藥公司的BBV152[30](表1)。另有7個(gè)滅活疫苗處于臨床前研究階段。已有結(jié)果顯示，SARS-CoV-2滅活疫苗安全性良好，有效性在幾個(gè)已揭盲的國(guó)外Ⅲ期臨床試驗(yàn)中也均達(dá)到了WHO相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。冠狀病毒滅活疫苗的優(yōu)點(diǎn)是能夠提供幾乎所有的病毒結(jié)構(gòu)抗原，刺激機(jī)體產(chǎn)生保護(hù)性抗體，安全性也有保證。但滅活疫苗一般需多次加強(qiáng)免疫，且不能有效誘導(dǎo)黏膜T細(xì)胞反應(yīng)，病毒抗原的免疫原性也可能在滅活過程中發(fā)生改變。此外，大規(guī)模量產(chǎn)高致病性冠狀病毒滅活疫苗對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的安全管理也提出了較高的要求。

3.2減毒疫苗 減毒疫苗由活病毒構(gòu)成，通過基因改造或化學(xué)處理的方式，使病毒毒力明顯減弱或缺失。目前進(jìn)入臨床研究階段的減毒活疫苗僅有2個(gè)，均處于Ⅰ期臨床試驗(yàn)階段，分別是印度血清研究所與美國(guó)生物技術(shù)公司Codagenix共同合作開發(fā)的COVI-VAC，以及美國(guó)Meissa Vaccines公司的MV-014-212[51]。COVI-VAC所用減毒株的繁殖速度僅為野生毒株的1‰，通過鼻噴劑的方式來(lái)免疫機(jī)體，目前正在倫敦進(jìn)行Ⅰ期臨床測(cè)試。另有2個(gè)減毒疫苗處于臨床前研究階段。減毒疫苗能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生與自然感染相似的免疫保護(hù)作用，與滅活疫苗相比，其具有免疫原性強(qiáng)、作用時(shí)間持久、使用量少等優(yōu)點(diǎn)。減毒疫苗最主要的問題是安全性，由于保留了一定毒力，病毒基因組可能通過恢復(fù)突變?cè)隗w內(nèi)恢復(fù)毒性，嬰兒、免疫力低下者或老年人均不適合接種減毒疫苗。

3.3亞單位疫苗 亞單位疫苗由病毒中具有免疫活性的部分蛋白質(zhì)構(gòu)成，是目前最安全的疫苗之一。然而，由于免疫原性常較低，需與佐劑聯(lián)用才能發(fā)揮較好的免疫保護(hù)作用。冠狀病毒亞單位疫苗主要針對(duì)病毒的S蛋白設(shè)計(jì)研發(fā)。其中S1亞基是感染過程中主要的免疫原性抗原，因其更容易被免疫識(shí)別，且中和表位大多在其RBD上[52]。研究顯示，重組SAR-CoV或MERS-CoV的S蛋白R(shí)BD與人免疫球蛋白(IgG)Fc段的連接蛋白可在免疫動(dòng)物體內(nèi)誘導(dǎo)出高效的中和抗體，保護(hù)易感動(dòng)物免受病毒侵害[32,53]。目前在研的SAR-CoV-2亞單位疫苗多達(dá)90余種，其中20多種已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。諾瓦瓦克斯醫(yī)藥的亞單位疫苗NVX-CoV2373在動(dòng)物模型中能誘導(dǎo)產(chǎn)生高水平的中和抗體，同時(shí)激活細(xì)胞免疫，具有顯著的保護(hù)作用，在英國(guó)開展的Ⅲ期臨床試驗(yàn)顯示，該疫苗的有效率為89.3%；其中，對(duì)原始COVID-19毒株的保護(hù)率為95.6%，對(duì)501Y.Y1毒株的保護(hù)率為85.6%。在南非的Ⅱb期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示，該疫苗在人免疫缺陷病毒(HIV)人群中的保護(hù)率為60%，對(duì)其中27例的初步測(cè)序研究發(fā)現(xiàn)，三重突變體501Y.V2的比例高達(dá)92.6%，提示NVXCoV2373對(duì)南非變異株病毒也能發(fā)揮明顯的保護(hù)作用[53-54]。安徽智飛龍科生物制藥與中科院微生物所聯(lián)合研制的新冠亞單位疫苗也正處于Ⅲ期臨床試驗(yàn)階段，并在國(guó)內(nèi)獲批緊急使用，在烏茲別克斯坦獲批正式上市，成為國(guó)際上第一個(gè)獲批臨床使用的SAR-CoV-2重組亞單位疫苗[31]。中國(guó)三葉草生物制藥的“S-三聚體”重組蛋白亞單位新冠疫苗在Ⅰ期臨床試驗(yàn)中顯示出良好的安全性與免疫原性[55]。該疫苗與Dynavax的CpG 1018加鋁佐劑聯(lián)合使用已開始在全球范圍內(nèi)進(jìn)行Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗(yàn)[23](表1)。在亞單位疫苗的研發(fā)中，糖基化S蛋白的純化及融合前構(gòu)型的穩(wěn)定、病毒蛋白載體的合理選擇、佐劑或免疫增強(qiáng)劑的有效性均是需關(guān)注的重要問題。由于不涉及活病毒，該法較減毒疫苗更安全，又無(wú)需滅活疫苗的步驟，避免了改變病毒蛋白免疫原性的可能。但亞單位疫苗抗原的選擇及應(yīng)用的安全性仍需進(jìn)一步體內(nèi)外的研究與評(píng)估。

3.4納米顆粒疫苗 納米顆粒疫苗利用重組的病毒蛋白自行包裝成類病毒顆粒，中心不含病毒基因組，又稱為病毒樣顆粒(virus-like particles，VLP)疫苗。VLP能提供高密度的病毒抗原表位，有效激活免疫系統(tǒng)。目前已有5種VLP疫苗進(jìn)入了臨床試驗(yàn)階段。Medicago公司早期研制過流感VLP疫苗，能激活機(jī)體產(chǎn)生廣泛的抗體及T細(xì)胞反應(yīng)，該公司基于前期技術(shù)開發(fā)的新冠VLP疫苗CoVLP已進(jìn)入Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗(yàn)階段[34,56](表1)。但仍有關(guān)于SARSCoVVLP疫苗免疫后產(chǎn)生免疫病理反應(yīng)增強(qiáng)的報(bào)道[57]。該類疫苗的有效性還有待進(jìn)一步觀察。

3.5病毒載體疫苗 病毒載體疫苗是利用基因工程技術(shù)將非致病的病毒構(gòu)建成為載體，然后導(dǎo)入需要外源表達(dá)的保護(hù)性抗原基因片段形成的活疫苗。不同于上述疫苗提供細(xì)胞外抗原，該類疫苗通過病毒載體將基因片段送入細(xì)胞內(nèi)，在胞內(nèi)進(jìn)行抗原表達(dá)，免疫過程與自然感染方式十分接近，不僅能活化機(jī)體的體液免疫，還能激活廣譜的細(xì)胞免疫及黏膜免疫，兼?zhèn)淞嗣庖咴愿摺⒆饔脮r(shí)間久及安全性高等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。由于使用的都是常規(guī)穩(wěn)定的病毒載體系統(tǒng)，制備生產(chǎn)工藝較為成熟、便捷，是疫苗研發(fā)的重點(diǎn)方向之一。冠狀病毒疫苗常用的病毒載體為腺病毒及安卡拉改良痘苗病毒(MVA)，此外還包括一些復(fù)制型病毒載體，如流感病毒載體、水皰性口炎病毒(VSV)載體等。目前進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的3種MERS疫苗中有2種為病毒載體疫苗[58-59]。針對(duì)當(dāng)前的COVID-19疫情，國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)正全力進(jìn)行病毒載體疫苗的研發(fā)。目前共有18種病毒載體新冠疫苗進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，其中阿斯利康/牛津的黑猩猩腺病毒載體疫苗已公布其疫苗保護(hù)率為90%(1.5針)、62%(2針)?？迪ＶZ腺病毒5型載體疫苗克威莎正處于海外Ⅲ期臨床試驗(yàn)階段[60-61]，目前公布的臨床試驗(yàn)期中分析結(jié)果顯示，單針接種28 d后的總體保護(hù)效力為65.28%，對(duì)重癥患者的保護(hù)效力可達(dá)到90.07%，已在國(guó)內(nèi)附條件上市。此外，處于Ⅲ期臨床試驗(yàn)階段的SAR-CoV-2載體疫苗還包括俄羅斯Gamaleya的“衛(wèi)星-V”及中國(guó)西安楊森制藥的Ad26.COV2.S，均使用非復(fù)制性的腺病毒載體[38-41](表1)。但人群對(duì)常規(guī)病毒感染可能存在普遍免疫，疫苗生產(chǎn)過程中載體病毒的滴度也較難把控，病毒載體的致病性及潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視，其安全性及有效性還需進(jìn)一步評(píng)估。

3.6核酸疫苗 核酸疫苗可分為DNA疫苗與RNA疫苗，其原理是將編碼病毒抗原的核酸運(yùn)送到宿主細(xì)胞內(nèi)，利用細(xì)胞的表達(dá)系統(tǒng)獲得目標(biāo)抗原分子，激發(fā)機(jī)體的免疫保護(hù)反應(yīng)。目前核酸疫苗的設(shè)計(jì)、制備及活性檢測(cè)都有相應(yīng)的成熟平臺(tái)支撐，能靈活快速應(yīng)對(duì)不同感染性病原體的表達(dá)，生產(chǎn)時(shí)間及成本相對(duì)較少，具備應(yīng)急疫苗開發(fā)及生產(chǎn)的潛力。

3.6.1DNA疫苗 DNA疫苗是將病毒保護(hù)性抗原基因與表達(dá)載體構(gòu)建成一個(gè)重組體，免疫機(jī)體后表達(dá)抗原蛋白，激活體內(nèi)免疫保護(hù)的一類疫苗。DNA疫苗可在載體質(zhì)粒上插入多個(gè)抗原基因，設(shè)計(jì)制備過程簡(jiǎn)單，并可在體內(nèi)長(zhǎng)期表達(dá)，同時(shí)誘導(dǎo)體液免疫與細(xì)胞免疫，且不需加強(qiáng)免疫，安全性較好。因疫苗生產(chǎn)不涉及病毒復(fù)制、蛋白表達(dá)及純化，所以生產(chǎn)周期短、成本低。S基因、N基因是冠狀病毒DNA疫苗的主要構(gòu)成部分。將病毒抗原蛋白的優(yōu)勢(shì)表位區(qū)段進(jìn)行重組，篩選出具有強(qiáng)免疫保護(hù)作用的候選疫苗，可提高DNA疫苗的免疫原性。截至目前，已有超過10種DNA新冠疫苗進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，處在臨床研究前列的包括美國(guó)Inovio公司的INO-4800、日本AnGes公司的AG0301-COVID19、印度Zydus Cadila制藥公司的DNA疫苗，這3種疫苗都已進(jìn)入Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗(yàn)階段[42-44](表1)。INO-4800的Ⅰ期臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該疫苗在所有受試者體內(nèi)均能有效誘導(dǎo)體液與細(xì)胞免疫反應(yīng)，且具有良好的安全性及耐受性[43,62]。然而，DNA疫苗的免疫需要使用特殊的接種工具如電穿儀或基因槍，增加了免疫接種的成本。同時(shí)，外源質(zhì)粒自發(fā)整合到宿主基因組的潛在危險(xiǎn)也不容忽視。

3.6.2RNA疫苗 RNA疫苗通常指mRNA疫苗。體外轉(zhuǎn)錄獲得的mRNA疫苗需包含類似于成熟mRNA的開放閱讀框表達(dá)目標(biāo)蛋白，兩側(cè)由非翻譯區(qū)包裹。早期，由于mRNA的不穩(wěn)定性、較高的先天免疫原性以及體內(nèi)低效的遞送方式，使mRNA疫苗的研發(fā)受到了一定限制。近十多年來(lái)，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展解決了上述短板[63]。

目前已建立了多個(gè)針對(duì)感染性疾病的mRNA疫苗多功能平臺(tái)，且已有多種感染性病原體mRNA疫苗進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。與傳統(tǒng)疫苗生產(chǎn)平臺(tái)相比，mRNA疫苗平臺(tái)生產(chǎn)過程無(wú)需細(xì)胞培養(yǎng)或動(dòng)物源基質(zhì)，工藝簡(jiǎn)單，合成周期快，耗費(fèi)成本較低，可立即針對(duì)病原體設(shè)計(jì)mRNA，迅速切換生產(chǎn)模式，快速應(yīng)對(duì)疫情需求，抗變異能力也較強(qiáng)。目前針對(duì)COVID-19疫情的mRNA疫苗研發(fā)基本都采用病毒S蛋白作為抗原開展，可同時(shí)激發(fā)體內(nèi)的細(xì)胞與體液免疫反應(yīng)，產(chǎn)生良好的保護(hù)效果。WHO的統(tǒng)計(jì)顯示，至少有8種RNA新冠疫苗進(jìn)入臨床研究階段。輝瑞公司與BioNTech公司聯(lián)合開發(fā)的mRNA疫苗BNT162b2，以及Moderna公司的mRNA-1273均已獲得Ⅲ期臨床數(shù)據(jù)，兩者的保護(hù)率分別為95%及94.1%，目前已進(jìn)入Ⅳ期臨床階段，并相繼獲緊急批準(zhǔn)上市使用[45-46]。另一mRNA治療巨頭公司CureVac AG的候選疫苗也已進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗(yàn)階段[23](表1)。我國(guó)軍事科學(xué)院聯(lián)合云南沃森生物及蘇州艾博生物科技自主研發(fā)的mRNA新冠疫苗也已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。3種人肺炎相關(guān)冠狀病毒(SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2)在基因序列上具有一定的相似性，Moderna公司的SAR-CoV-2 mRNA疫苗正是利用之前其在MERS-CoV mRNA疫苗中的研究成果調(diào)整改造而來(lái)。

冠狀病毒mRNA疫苗具有其他類型疫苗無(wú)法比擬的安全性，生產(chǎn)平臺(tái)不涉及任何感染性病毒顆粒，也無(wú)與內(nèi)源性基因整合突變的風(fēng)險(xiǎn)。此外，mRNA可通過細(xì)胞生理途徑降解，在體內(nèi)的半衰期也可通過基因修飾或免疫途徑調(diào)控。作為最小的基因載體，mRNA的多次免疫不良反應(yīng)較少。而得益于體外轉(zhuǎn)錄反應(yīng)的高效性，大量快速低價(jià)生產(chǎn)mRNA疫苗成為可能。對(duì)于高致病性冠狀病毒，mRNA疫苗研究的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)充分，臨床活性評(píng)價(jià)全面，在冠狀病毒疫苗的研發(fā)方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

目前，進(jìn)入臨床研究階段的SARS-CoV-2疫苗共有93種，其中滅活疫苗13種，減毒疫苗2種，亞單位疫苗29種，納米顆粒疫苗5種，病毒載體疫苗21種，DNA疫苗10種，RNA疫苗13種。

4 總結(jié)與展望

COVID-19疫情的發(fā)生發(fā)展對(duì)全人類的健康、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會(huì)穩(wěn)定造成了嚴(yán)重的影響。目前，COVID-19疫情仍呈全球大流行的態(tài)勢(shì)，且尚無(wú)特異性治療藥物。因此，注射安全有效的SARS-CoV-2疫苗形成群體免疫是控制該病流行最經(jīng)濟(jì)有效的手段。迄今為止，各種類型的SARS-CoV-2疫苗都有成熟的候選產(chǎn)品進(jìn)入臨床研究階段，有幾種在臨床研究中表現(xiàn)優(yōu)異的疫苗已獲緊急批準(zhǔn)上市，SARSCoV-2疫苗的發(fā)展形勢(shì)似乎一片大好，然而，未來(lái)疫苗的發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

(1)病毒變異問題。2020年底，在英國(guó)、南非、巴西、中東等地區(qū)相繼出現(xiàn)了變異病毒。隨著病毒變異發(fā)展得越來(lái)越快，疫苗的有效性與時(shí)效性都可能受到巨大挑戰(zhàn)。近期印度疫情的失控，也再次給全世界敲響了警鐘。印度國(guó)內(nèi)病例中檢測(cè)出了高比例的B.1.617變異株，該毒株更易突破免疫保護(hù)屏障，傳播性也更強(qiáng)，是否會(huì)影響現(xiàn)有疫苗的作用還需進(jìn)一步研究。如果印度疫情持續(xù)失控，不僅會(huì)成為病毒的超級(jí)輸出者，更可能導(dǎo)致更多的變異病毒出現(xiàn)。

(2)疫苗公平也是擺在國(guó)際社會(huì)面前的巨大考驗(yàn)。就目前情況來(lái)看，多個(gè)國(guó)家及地區(qū)的SARSCoV-2疫苗產(chǎn)能難以滿足需求。疫苗接種在貧富人群、不同種族人群中存在明顯不公平，尤其印度疫情的暴發(fā)可能會(huì)導(dǎo)致全球疫苗供應(yīng)緊張。這些都將加劇COVID-19疫情在一些地區(qū)的傳播及變異，并可能進(jìn)一步影響全球疫情的發(fā)展?？挂呤侨澜绻餐鎸?duì)的難題，因此，新冠疫苗的研發(fā)、生產(chǎn)與普及還需要世界各國(guó)的共同努力與協(xié)作。

(3)全球疫苗接種率仍不足。目前，全球共有超過十億人接種了COVID-19疫苗。從疫苗接種率最高的以色列來(lái)看，疫苗接種對(duì)疫情的控制可起到?jīng)Q定性的作用。中國(guó)目前接種疫苗的比例還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到群體免疫水平，并非是疫苗供應(yīng)及接種能力不足，關(guān)鍵還是國(guó)人接種疫苗的意愿不高。盡管國(guó)內(nèi)疫情平穩(wěn)，但若不能建立免疫屏障，一旦打開國(guó)門有傳染源進(jìn)入，后果及代價(jià)可能都會(huì)非常沉重。

(4)如何保障新冠疫苗冷鏈存貯、運(yùn)輸管理也是需要關(guān)注的問題之一。疫苗冷鏈門檻較高，需要做到無(wú)縫銜接，否則會(huì)造成疫苗失效。比起需要–70 ℃儲(chǔ)存的美國(guó)輝瑞疫苗、–20 ℃運(yùn)輸?shù)拿绹?guó)Moderna疫苗，我國(guó)獲批使用的滅活疫苗儲(chǔ)運(yùn)的便捷性更高，僅需要2～8 ℃的環(huán)境。但由于疫情在世界范圍內(nèi)傳播，疫苗的分發(fā)將涉及不同國(guó)情及文化的差異，對(duì)全世界的冷鏈物流都是巨大的挑戰(zhàn)。