新型冠狀病毒肺炎疫苗研究開發(fā)現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)

王長(zhǎng)征

重慶醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科 400016

2019年底開始爆發(fā)的新型冠狀病毒肺炎(新冠肺炎)已經(jīng)在全球大流行超過1年。這場(chǎng)對(duì)全球人類社會(huì)導(dǎo)致巨大健康、生命和經(jīng)濟(jì)影響的傳染性疾病,在全球范圍內(nèi)仍沒有被有效地控制。由于目前仍沒有針對(duì)新冠肺炎有效的治療藥物。疫苗成為了控制新冠肺炎流行的唯一希望。研發(fā)疫苗是當(dāng)前全球應(yīng)對(duì)新冠肺炎大流行的急迫需要。目前已有多種疫苗在我國(guó)及全球范圍內(nèi)批準(zhǔn)緊急授權(quán)使用。疫苗的研發(fā)和使用甚至成為國(guó)家之間的競(jìng)爭(zhēng),成為了新聞的熱搜詞。但是在一些自媒體上充滿著許多不客觀、不科學(xué)的信息。這里將公開發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊上的疫苗研發(fā)進(jìn)展綜述如下,以饗讀者。

新冠肺炎病毒被世衛(wèi)組織(WHO)命名為“嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARSCo V-2)”。SARS Co V-2通過其刺突蛋白(S蛋白)與宿主細(xì)胞的乙酰膽堿酯酶2(acetylcholinesterase 2,ACE2)受體結(jié)合進(jìn)入人體,感染人體發(fā)病。因此,病毒的S蛋白是目前開發(fā)疫苗的關(guān)鍵靶點(diǎn)。

過去,一種新的疫苗研發(fā)包括動(dòng)物實(shí)驗(yàn)(臨床前實(shí)驗(yàn))、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期臨床和審批等階段,通常需要數(shù)年,甚至10年以上。鑒于新冠肺炎大流行的嚴(yán)重危害,全球迫切需要有效的疫苗。過去的常規(guī)研發(fā)流程已經(jīng)不能滿足形勢(shì)的需要,研發(fā)進(jìn)度被極大地提速?，F(xiàn)將世界上主要的幾種疫苗研發(fā)的過程和進(jìn)展介紹如下。

一、世界各國(guó)疫苗研究開發(fā)的進(jìn)展情況

2020年6月中國(guó)康希諾生物公司與軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院陳薇院士團(tuán)隊(duì)合作研究開發(fā)的Ad5-nCo V疫苗1期試驗(yàn)結(jié)果發(fā)表[1]。這是全球最早發(fā)表的新冠病毒疫苗臨床研究結(jié)果。隨后,中國(guó)、英國(guó)和美國(guó)等國(guó)家的多種疫苗臨床研究結(jié)果陸續(xù)在國(guó)際頂級(jí)的學(xué)術(shù)期刊發(fā)表[2-5]。

當(dāng)大家把目光聚焦中美英的疫苗研究開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)之時(shí)。俄羅斯衛(wèi)星疫苗Ⅴ在2020年8月被俄羅斯政府批準(zhǔn)緊急使用,成為全球首款被批準(zhǔn)緊急使用的SARS-Co V-2疫 苗。2020年12月11日 美 國(guó)FDA批準(zhǔn)輝瑞疫苗緊急使用授權(quán),1周后又批準(zhǔn)了莫德納疫苗m RNA-1273緊急使用授權(quán)。同月,英國(guó)阿斯利康疫苗和我國(guó)國(guó)藥集團(tuán)的疫苗也得到有關(guān)當(dāng)局批準(zhǔn)緊急使用。2021年2月強(qiáng)生公司和我國(guó)科興和康希諾疫苗也被批準(zhǔn)有條件地使用。

如此密集地批準(zhǔn)一種疫苗的使用,前所未有。鑒于形勢(shì)所迫,各國(guó)藥品監(jiān)管機(jī)構(gòu),普遍采用滾動(dòng)跟進(jìn)的方式審批,允許藥企一邊申報(bào),一邊試驗(yàn)和補(bǔ)充數(shù)據(jù),極大地縮短了疫苗的審批時(shí)間。

疫苗研究開發(fā)的1～2期試驗(yàn)為驗(yàn)證安全性和免疫原性(即疫苗在健康受試者產(chǎn)生免疫反應(yīng)的情況)。3期試驗(yàn)則是驗(yàn)證疫苗的有效性,即觀察疫苗保護(hù)接種者免于新冠病毒感染的效力。在這場(chǎng)疫苗競(jìng)賽中,輝瑞公司最快發(fā)表了他們的3期臨床試驗(yàn)結(jié)果[6]。緊隨其后,莫德納、阿斯利康、俄羅斯的疫苗3期試驗(yàn)結(jié)果也相繼發(fā)表[7-10]。我國(guó)最早發(fā)表1/2期數(shù)據(jù),但是3期試驗(yàn)則落后于國(guó)外。其原因是國(guó)內(nèi)疫情已經(jīng)基本控制,無(wú)法開展3期臨床試驗(yàn),只能到國(guó)外進(jìn)行,拖延了3期試驗(yàn)的進(jìn)度。

表1 世界主要疫苗研究開發(fā)發(fā)表數(shù)據(jù)情況

二、疫苗使用的技術(shù)和有效性

目前被批準(zhǔn)使用的SARS-Co V-2疫苗采用的技術(shù)主要有4類,即RNA、腺病毒載體、滅活病毒和重組蛋白。

(一)基于RNA的基因工程疫苗

這是全新的疫苗技術(shù),采用了脂質(zhì)納米顆粒包裹病毒的S蛋白mRNA。疫苗將S蛋白mRNA帶入接種者體內(nèi),轉(zhuǎn)錄和產(chǎn)生病毒的S蛋白,誘導(dǎo)機(jī)體的免疫反應(yīng),特異性地阻斷病毒S蛋白與人體內(nèi)的ACE2受體結(jié)合,保護(hù)人體免于病毒感染。這類疫苗的代表為輝瑞和莫德納疫苗。在1/2期試驗(yàn)中,輝瑞和莫德納疫苗接種者體內(nèi)產(chǎn)生的保護(hù)抗體水平都可以達(dá)到或超過作為對(duì)照的新冠肺炎患者恢復(fù)期血清抗體水平[5]。莫德納疫苗3期數(shù)據(jù)顯示疫苗有效率為94.1%[8]。

輝瑞疫苗1～3期試驗(yàn)的數(shù)據(jù)[4-6]顯示,疫苗的有效率為95%。2021年2月還發(fā)表了在以色列真實(shí)世界中應(yīng)用的結(jié)果[11],該研究有1 163 534例接種者參與,疫苗有效率達(dá)90%以上。客觀地講,輝瑞疫苗技術(shù)最為先進(jìn),發(fā)表的研究數(shù)據(jù)最多。此外,輝瑞疫苗也是第一個(gè)得到WHO緊急使用認(rèn)可的疫苗。

(二)腺病毒載體疫苗

該技術(shù)利用腺病毒作為載體將SARS-Co V-2的S蛋白基因?qū)肴梭w,誘導(dǎo)人體對(duì)SARS-Co V-2產(chǎn)生免疫。埃博拉疫苗就是腺病毒載體技術(shù)成功的范例。目前已獲批的腺病毒載體疫苗有中國(guó)康希諾、阿斯利康/牛津、俄羅斯衛(wèi)星Ⅴ、強(qiáng)生公司等幾種。

腺病毒載體疫苗的缺點(diǎn)是人類大多感染過腺病毒,體內(nèi)存在抗腺病毒抗體,有所謂的“預(yù)存免疫”。接種這種疫苗后預(yù)存免疫會(huì)攻擊疫苗、降低疫苗的作用。為了減少人體預(yù)存免疫的影響,阿斯利康使用改良的黑猩猩腺病毒載體,俄羅斯衛(wèi)星疫苗Ⅴ則用重組缺陷型腺病毒r Ad 26和r Ad 5型兩組病毒作為載體,將其分別用于初免-加強(qiáng)免疫接種,這樣可以使接種人預(yù)存免疫效應(yīng)最小化。中國(guó)康希諾和強(qiáng)生公司則采用傳統(tǒng)的人腺病毒載體技術(shù)。

我國(guó)康希諾疫苗在巴基斯坦等多國(guó)進(jìn)行3期臨床試驗(yàn)。最近,巴基斯坦衛(wèi)生官員宣布,Ad5-nCo V在巴國(guó)進(jìn)行的3期臨床試驗(yàn)中期分析結(jié)果顯示,單針接種后,該疫苗總體保護(hù)效力為74.8%。強(qiáng)生公司疫苗的技術(shù)方法與我國(guó)康希諾相似,疫苗對(duì)中度和重度Covid-19聯(lián)合終點(diǎn)的保護(hù)效力為66%。

俄羅斯衛(wèi)星疫苗Ⅴ的3期臨床試驗(yàn)的中期數(shù)據(jù)顯示[7],疫苗組和安慰劑組新冠肺炎感染率分別為0.1%(16/14 964例)和1.3%(62/4 902),總保護(hù)效力為91.6%。衛(wèi)星疫苗Ⅴ良好的保護(hù)效力可能與其新穎的疫苗技術(shù)有關(guān)。

阿斯利康疫苗還有一組讓科學(xué)家們疑惑不解的臨床試驗(yàn)結(jié)果。阿斯利康疫苗有一項(xiàng)兩種不同劑量方案臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)。接種方案都是兩劑注射,一組為半量/全量,另一組為全量/全量方案。結(jié)果讓人大跌眼鏡,前者的疫苗保護(hù)效力為90%,后者則僅為60%[12]。此外,阿斯利康疫苗一項(xiàng)單劑量注射標(biāo)準(zhǔn)劑量90 d內(nèi)的有效率為76.0%,也高過兩次標(biāo)準(zhǔn)劑量注射的有效性。當(dāng)然,同一種疫苗在不同國(guó)家、不同時(shí)期有效性的差異是可以理解的。但是,半量/全量方案顯著優(yōu)于全量/全量方案則很難解釋其原因,推測(cè)可能與其使用的獨(dú)特的腺病毒載體有關(guān)[12]。

阿斯利康疫苗采用新設(shè)計(jì)的病毒載體,試驗(yàn)中沒有發(fā)現(xiàn)接種者產(chǎn)生抗病毒載體的抗體,這是阿斯利康疫苗的“亮點(diǎn)”。但是,阿斯利康疫苗接種后極少數(shù)人發(fā)生了血小板減少和血栓形成的致死性嚴(yán)重不良事件,給這款疫苗的應(yīng)用蒙上了陰影。

(三)滅活病毒疫苗

滅活病毒疫苗是最成熟的疫苗生產(chǎn)技術(shù),流感疫苗就是使用這種技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)有國(guó)藥集團(tuán)2種和科興1種滅活病毒疫苗。

國(guó)產(chǎn)滅活疫苗的試驗(yàn)1/2期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示[13-15],疫苗具有良好的安全性和中等程度的免疫原性。國(guó)藥集團(tuán)滅活疫苗接種后低、高劑量組的血清轉(zhuǎn)化率(即中和抗體的產(chǎn)生)在第14天為92%和98%,第28天則達(dá)到97%和100%。

2020年5月25日國(guó)藥集團(tuán)疫苗3期試驗(yàn)的中期分析結(jié)果發(fā)表[16]。這兩種滅活疫苗對(duì)有癥狀的新冠病毒感染的保護(hù)率分別為72.8%和78.1%。最近WHO宣布對(duì)國(guó)藥集團(tuán)北京生物制品研究所的滅活疫苗緊急使用許可,成為第6種被WHO認(rèn)可的疫苗。

(四)重組蛋白疫苗

中國(guó)科學(xué)院微生物研究所和安徽智飛龍科馬生物公司共同研發(fā)ZF2001疫苗是這種技術(shù)的新型疫苗。該技術(shù)利用基因工程的方式在體外用工程細(xì)胞表達(dá)新冠病毒S蛋白的受體結(jié)合域亞單位蛋白,然后將其制作為疫苗。ZF2001疫苗1/2期臨床試驗(yàn)結(jié)果已正式發(fā)表[17]。該疫苗在注射第三劑后血清抗體轉(zhuǎn)化率才能達(dá)到93%～97%,而且其保護(hù)抗體的血清幾何平均滴度明顯低于莫德納[4]、輝瑞[5]、阿斯利康疫苗[3],也不及國(guó)藥集團(tuán)武漢生物制品研究所的滅活疫苗[15]。

三、疫苗研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)

因?yàn)橐咔樗僚?疫苗的研究開發(fā)也受到政治因素的影響,迫于各種壓力,疫苗的研究開發(fā)進(jìn)展被大大提速,一些常規(guī)的研究開發(fā)環(huán)節(jié)被省略,1～2期合并進(jìn)行,3期試驗(yàn)尚沒有完成,就匆忙批準(zhǔn)疫苗使用等等。這些行動(dòng)都是保護(hù)人類健康和生命的需要,新冠肺炎導(dǎo)致全球的生命逝去已經(jīng)超過300萬(wàn)。權(quán)衡利弊,急迫地將候選疫苗投入使用是可以理解的。不過,快速投入使用的疫苗帶來(lái)潛在的隱患也不可忽視。

關(guān)于疫苗的安全性是比較熱門的話題。從正式發(fā)表的臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)看,輕中度的不良反應(yīng)比較常見,發(fā)生率最高的報(bào)道可達(dá)80%的接種者,嚴(yán)重的不良事件發(fā)生率較低(1%～10%)。通常年輕人比老年人不良反應(yīng)更常見。這可能與年輕人的免疫應(yīng)答更強(qiáng)烈有關(guān)。

最受關(guān)注的是阿斯利康疫苗接種后發(fā)生的血栓和出血嚴(yán)重不良事件。根據(jù)Greinacher等[18]報(bào)道,在接種疫苗后5～16 d,有11例發(fā)生了嚴(yán)重的血栓和出血的不良事件。其中致命性顱內(nèi)出血1例、腦靜脈血栓9例,內(nèi)臟靜脈血栓3例,肺栓塞3例,其他血栓4例、彌散性血管內(nèi)凝血5例(相同患者可有多種事件),共6例死亡。這些患者呈抗血小板因子4抗體陽(yáng)性,他們體內(nèi)存在血小板因子4依賴性的血小板活化。這種疫苗導(dǎo)致的血栓性血小板減少,其臨床特征類似于自身免疫性肝素誘導(dǎo)的血小板減少癥,被稱為“免疫血栓性血小板減少(immune thrombotic thrombocytopenia,ITT)綜合征。美國(guó)強(qiáng)生疫苗也發(fā)生了1例ITT,強(qiáng)生疫苗也采用的腺病毒載體疫苗。阿斯利康疫苗接種后的ITT發(fā)生率大約為1/100萬(wàn)。為什么極少數(shù)人會(huì)發(fā)生這種嚴(yán)重的不良事件,疫苗的什么成分導(dǎo)致ITT發(fā)生目前還不清楚。新近,歐盟已經(jīng)認(rèn)定ITT為阿斯利康疫苗接種后的罕見不良事件,但并沒有禁用阿斯利康疫苗,只是提醒如果接種該疫苗后發(fā)生類似癥狀的患者應(yīng)該盡早就醫(yī)。

接種疫苗后的死亡事件曾經(jīng)被一些媒體大肆炒作。從學(xué)術(shù)期刊正式發(fā)表的結(jié)果看,輝瑞疫苗試驗(yàn)中發(fā)生疫苗組2例、安慰劑組4例死亡。莫德納疫苗試驗(yàn)中疫苗組2例死亡,安慰劑組3例。阿斯利康疫苗試驗(yàn)中發(fā)生對(duì)照組3例,疫苗組1例死亡。從整體上看,疫苗組的死亡與安慰劑對(duì)照組沒有明顯差別。對(duì)疫苗被批準(zhǔn)使用后發(fā)生的接種后死亡事件,僅阿斯利康疫苗被認(rèn)定與發(fā)生的ITT死亡有關(guān)。因此,對(duì)接種疫苗發(fā)生的死亡也應(yīng)該客觀、科學(xué)地看待,讓專業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)去對(duì)死亡原因下結(jié)論。

SARS Co V-2疫苗作用機(jī)制仍不完全清楚。產(chǎn)生中和抗體是疫苗保護(hù)人群免受病毒感染的重要機(jī)制,但并不是其全部機(jī)制。目前疫苗產(chǎn)生的保護(hù)抗體可以在體內(nèi)存在多長(zhǎng)時(shí)間仍不清楚。因?yàn)檠芯块_發(fā)疫苗的急迫性,所有試驗(yàn)觀察的時(shí)間都不長(zhǎng)。阿斯利康疫苗在探索性分析中,觀察了單一標(biāo)準(zhǔn)疫苗劑量接種后90天內(nèi)的有效性為76.0%。輝瑞疫苗僅觀察了2個(gè)月的有效率。從免疫學(xué)角度講,細(xì)胞免疫產(chǎn)生的保護(hù)作用比體液免疫更長(zhǎng)久,但是對(duì)SARS Co V-2疫苗產(chǎn)生的保護(hù)性細(xì)胞免疫作用還所知甚少。

新的疫苗開發(fā)技術(shù),尤其是RNA基因工程技術(shù)疫苗帶來(lái)了更高的免疫保護(hù)效應(yīng),但這些技術(shù)是否誘導(dǎo)機(jī)體有害的附加免疫反應(yīng),例如腺病毒載體疫苗接種后發(fā)生的ITT等仍需要更多研究。

目前SARS Co V-2正在以很快的速度發(fā)生變異,發(fā)生在病毒S蛋白上的變異已經(jīng)增強(qiáng)了病毒的感染性。當(dāng)人類用疫苗對(duì)抗病毒之時(shí),SARS Co V-2對(duì)疫苗產(chǎn)生免疫逃逸的突變也隨時(shí)可能發(fā)生,新近報(bào)道,在美國(guó)417例接種過2劑輝瑞或莫德納疫苗的人之中發(fā)現(xiàn)2例所謂“突破性感染”[19]。稱為“突破性感染”,是因?yàn)楸桓腥菊咭呀?jīng)接種了疫苗,而且體內(nèi)也產(chǎn)生了高滴度的抗體水平,但仍然被感染。

有人預(yù)言新冠肺炎病毒可能會(huì)像流感病毒一樣與人類長(zhǎng)期共存,疫苗的作用有限。這種觀點(diǎn)有些悲觀。從美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家接種疫苗后感染人數(shù)的大幅減少,看到了疫苗的作用。但是,我們也不應(yīng)該盲目樂觀,認(rèn)為“苗到疫止”。人類與新冠病毒的斗爭(zhēng)不會(huì)嘎然截止,抗疫仍需努力。

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