新型冠狀病毒變異株疫苗非臨床研究評價的考慮

尹華靜，王寅，戴學棟，吳爽，尹茂山，李崢，孫濤，王慶利

國家藥品監(jiān)督管理局藥品審評中心，北京 100022

新型冠狀病毒（簡稱新冠）肺炎疫情自暴發(fā)至今已近3年，給全球人類健康、經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定帶來嚴重的負面影響，而預防用新冠疫苗是緩解和終止疫情的重要手段。目前國內(nèi)已有多款新冠疫苗獲批附條件上市，如滅活疫苗、重組蛋白疫苗和腺病毒載體疫苗等。

與大多數(shù)RNA病毒一樣，新冠病毒易發(fā)生突變。隨著新冠病毒在全球的廣泛傳播，變異株不斷出現(xiàn)，其抗原性、傳播能力和毒力與原始毒株均可能明顯不同，影響了現(xiàn)有可用疫苗的有效性，新冠變異株疫苗的研發(fā)已成為全球關(guān)注的重點。為積極應對新冠肺炎疫情，加快相關(guān)疫苗研發(fā)，國家藥品監(jiān)督管理局藥品審評中心疫苗審評團隊結(jié)合國內(nèi)疫情形勢及疫苗接種情況、新冠變異株疫苗研發(fā)特點、國內(nèi)研發(fā)現(xiàn)狀、國際專題研討會情況和專家討論意見，參考國外發(fā)布的相關(guān)指導原則，形成了中國針對新冠變異株預防用疫苗的研發(fā)及評價共識。

本文基于目前形成的新冠變異株疫苗評價共識，結(jié)合國內(nèi)疫苗研發(fā)現(xiàn)狀以及溝通交流和審評中常見問題，闡明了非臨床研究評價中的關(guān)注點及審評考慮，以期為新冠疫苗的非臨床研究評價提供參考，此外，經(jīng)新冠疫苗研發(fā)和評價積累的經(jīng)驗也將為以后其他創(chuàng)新性疫苗的研發(fā)奠定基礎。

1 新冠變異株預防用疫苗

基于有無第一代疫苗的研發(fā)基礎，現(xiàn)階段針對值得關(guān)注的變異株（variants of concern，VOC）疫苗的研發(fā)主要分為以下幾種情況：創(chuàng)新型新冠變異株疫苗、在第一代疫苗基礎上開發(fā)的改良型新冠變異株疫苗，以及針對非當前流行株開發(fā)的新冠疫苗擬進一步研發(fā)。

1.1 創(chuàng)新型新冠變異株疫苗 創(chuàng)新型新冠變異株疫苗是指無第一代疫苗研發(fā)基礎，或無法從第一代疫苗研究數(shù)據(jù)獲得支持的新冠變異株疫苗，一般是指未研發(fā)針對原型株的疫苗，直接進行變異株疫苗研發(fā)。以下兩種情況應按照創(chuàng)新型疫苗研發(fā)策略開展非臨床研究：第一代疫苗尚未進入臨床試驗或處于早期臨床開發(fā)階段（尚未完成Ⅱ期臨床試驗），積累的非臨床和臨床安全性和有效性數(shù)據(jù)較少，在此階段進行變異株疫苗研發(fā)；第一代疫苗雖已上市或已進入后期臨床試驗階段，但變異株疫苗產(chǎn)生了可影響疫苗安全性和／或有效性的重大藥學變更，無法橋接第一代疫苗的非臨床研究數(shù)據(jù)。

創(chuàng)新型新冠變異株疫苗應參考《新型冠狀病毒預防用疫苗研發(fā)技術(shù)指導原則（試行）》《新型冠狀病毒預防用疫苗非臨床有效性研究與評價技術(shù)要點（試行）》進行相應的非臨床研究。筆者曾在《新型冠狀病毒預防性疫苗非臨床研究評價的考慮》一文中對相關(guān)技術(shù)要求進行了解讀，可為創(chuàng)新型新冠變異株疫苗的研發(fā)提供參考［1-3］。臨床試驗開展前需完成的主要非臨床研究內(nèi)容包括動物免疫原性試驗、動物保護力試驗、n+1次重復給藥毒性試驗、局部刺激性試驗、過敏試驗等，以及結(jié)合疫苗特征需提供的其他安全性研究，如新佐劑或新輔料的安全性研究數(shù)據(jù)或核酸類疫苗的組織分布研究等。

此外，在動物免疫原性試驗和／或攻毒保護試驗中，建議研究疫苗對包括當前主要流行變異株的VOC真病毒的交叉中和活性，分析疫苗是否具有廣譜作用；在動物免疫原性中，鼓勵與其他已有人體有效性和安全性數(shù)據(jù)的第一代新冠疫苗進行頭對頭比較，為變異株疫苗研發(fā)的必要性以及優(yōu)勢提供依據(jù)。

1.2 改良型新冠變異株疫苗 改良型變異株疫苗是基于第一代疫苗研發(fā)，可從第一代疫苗研究數(shù)據(jù)獲得支持的新冠變異株疫苗。改良型變異株疫苗需要開展的非臨床研究內(nèi)容取決于第一代疫苗所處的開發(fā)階段、積累的藥學研究數(shù)據(jù)、已有的非臨床和臨床安全性和有效性數(shù)據(jù)。

若第一代疫苗已完成Ⅱ期臨床試驗，積累了一定的非臨床和臨床數(shù)據(jù)，可初步提示其有效性和安全性。在此階段開發(fā)的改良型疫苗，若其藥學改變僅限于毒株或抗原序列的替換，或除毒株或抗原序列替換外的其他藥學變更不影響有效性或安全性，且臨床免疫方案等與第一代疫苗相同，則可簡化非臨床研究。有效性方面，應進行與第一代疫苗頭對頭對比的動物免疫原性試驗，應至少能證實改良型疫苗誘導的針對目標毒株和當下流行株的免疫原性優(yōu)于第一代疫苗。鼓勵采用相關(guān)動物模型進行保護力試驗，分析對比第一代疫苗和改良型疫苗對原型株及VOC的交叉保護作用。安全性方面，需采用終產(chǎn)品進行刺激性和過敏性試驗，在進入臨床試驗前通常不需要其他非臨床安全性研究。若第一代疫苗在非臨床／臨床試驗或臨床實踐中發(fā)現(xiàn)非預期安全性問題或存在特殊安全性擔憂，應根據(jù)具體情況進行必要的非臨床安全性研究，如毒性機制研究、重復給藥毒性試驗等。此外，如果第一代疫苗尚未開展生殖毒性試驗，應在臨床試驗期間進行生殖毒性研究。若改良型疫苗的接種方案與第一代疫苗不同，應按照具體問題具體分析的原則制定改良型疫苗的非臨床研究策略。

應按照基于科學、基于風險、具體問題具體分析的原則，綜合考慮改良型疫苗的非臨床研究策略。如根據(jù)對不同技術(shù)路線疫苗安全性和有效性的認知，也可能增加或減少某些非臨床安全性研究；基于藥學變更的具體特征，綜合考慮可借鑒的第一代疫苗研究數(shù)據(jù)，在確保安全有效底線的前提下，簡化非臨床研究。如研發(fā)者在附條件上市第一代疫苗基礎上，開發(fā)了針對包括當下流行株Omicron株在內(nèi)的多價疫苗，存在可影響疫苗安全性和／或有效性的重大藥學變更，考慮到含相同Omicron株抗原量的多價疫苗的保護力不低于Omicron株單價疫苗，結(jié)合改良型新冠變異株疫苗非臨床橋接研究策略，可不必開展多價疫苗的保護力研究；但多價疫苗的免疫原性增強，可能會引起全身毒性反應的風險增加，因此需開展可支持臨床方案的重復給藥毒性研究。

1.3 針對非當前流行株開發(fā)的新冠疫苗 新冠病毒變異快，而有些針對當時VOC開發(fā)的新冠疫苗由于臨床前研發(fā)周期長，原目標毒株已非當前流行株，但申請人擬繼續(xù)研發(fā)。在已有非臨床研究數(shù)據(jù)可提示擬申報疫苗安全性及對預防原目標毒株感染所致疾病有效性的前提下，需進一步開展針對原目標毒株及當前流行株的真病毒交叉中和活性對比試驗，提供針對當前流行株的有效性證據(jù)。針對非當前流行株開發(fā)的新冠疫苗誘導產(chǎn)生的抗體對當前流行株的真病毒交叉中和活性有不同程度的降低，在這種情況下應綜合品種特點、中和活性下降程度、疫情形勢、疫苗接種情況和／或可獲得的人體數(shù)據(jù)，慎重考慮繼續(xù)開發(fā)的必要性及研發(fā)策略。

2 常見問題

王寅等［4］曾在《新型冠狀病毒預防性疫苗非臨床研究中的常見問題》一文中歸納了當時溝通交流及審評過程的常見問題，本文僅對近期新發(fā)現(xiàn)的問題進行歸納，闡明審評的考慮和建議，為后續(xù)新冠疫苗的非臨床研究提供參考。

2.1 受試物的代表性 非臨床研究受試物應能代表臨床試驗擬用樣品。若非臨床研究樣品與臨床樣品存在藥學差異，應進行必要的非臨床橋接研究，以評估藥學改變對受試物有效性和安全性的影響。

如某些情況下，為加速新冠變異株疫苗進入臨床試驗，申請人以細胞池細胞株生產(chǎn)的樣品開展非臨床評價，但后續(xù)擬采用單克隆細胞株生產(chǎn)的樣品開展臨床試驗。考慮到該藥學變更可能影響疫苗的安全性和／或有效性，應至少開展變更前后樣品的免疫原性對比研究，結(jié)合藥學可比性研究結(jié)果，考慮需進一步開展的非臨床安全性和／或有效性研究項目。

2.2 有效性試驗

2.2.1 免疫原性 應根據(jù)疫苗類別及作用機理開展免疫原性研究，建議在多種動物種屬中評價疫苗的免疫原性，既可觀察有效性，也可為重復給藥毒性試驗等非臨床安全性評價的動物種屬選擇提供依據(jù)。如某新冠疫苗僅在小鼠中開展免疫原性研究，在hACE2小鼠中評價保護力，但擬采用大鼠開展重復給藥毒性試驗，這種動物種屬選擇的依據(jù)是不充分的。

免疫原性試驗確定的免疫程序，應與保護力試驗、臨床試驗免疫程序相互支持。如某新冠疫苗小鼠免疫原性試驗結(jié)果顯示，0／14 d程序的免疫效果優(yōu)于0／28 d程序，但申請人在未與0／21 d程序進行免疫原性對比的情況下，就將臨床免疫程序設計為0／21 d，是缺乏合理性依據(jù)的。

2.2.2 保護力試驗

2.2.2.1 動物模型 創(chuàng)新型新冠變異株疫苗應至少采用1種相關(guān)動物開展攻毒試驗，現(xiàn)階段常用動物模型有hACE2轉(zhuǎn)基因小鼠、倉鼠及恒河猴等。部分研究者采用了瞬轉(zhuǎn)hACE2小鼠模型進行攻毒試驗。根據(jù)專家討論達成共識：鑒于瞬轉(zhuǎn)hACE2動物模型的肺部及游離受體表達情況、持續(xù)時間、轉(zhuǎn)染量等不明確，不宜用于評價新冠疫苗的有效性。

根據(jù)《新型冠狀病毒預防用疫苗非臨床有效性研究與評價技術(shù)要點（試行）》，在攻毒試驗中，一般以動物形成中度及以上間質(zhì)性肺炎和一定程度的病毒載量升高為模型建立成功的標準。若在設定的檢測時間點模型對照組大多數(shù)動物肺部病毒載量低于檢測限和／或肺部病理損傷程度較輕，則不認為該模型建立成功，無法用于評價疫苗保護力。有研究顯示，與原型株相比，當前流行株Omicron株對轉(zhuǎn)基因小鼠、倉鼠的致病力均有所降低［5］，給新冠疫苗的動物體內(nèi)藥效學評價帶來了一定挑戰(zhàn)。但根據(jù)專家共識及部分在研新冠疫苗研究資料顯示的Omicron株攻毒動物模型數(shù)據(jù)，指導原則中提出的模型建立標準及疫苗有效性標準仍是適用的評價指標。在此基礎上，也鼓勵研究者探索其他可用于體內(nèi)保護力評價的藥效學指標。

2.2.2.2 試驗設計 試驗建議采用當前主要流行株進行攻毒，同時評價該疫苗免疫后血清對主要流行株的交叉中和活性。

試驗中采用的免疫劑量及免疫程序應能支持臨床試驗方案的有效性。某新冠疫苗恒河猴保護力試驗中的給藥劑量高于臨床擬用劑量，這種情況下應關(guān)注非臨床獲得的有效劑量能否支持臨床擬用劑量。某疫苗臨床擬用免疫程序為0／28 d，而動物攻毒試驗采用0／21 d免疫，這種情況下應提供動物攻毒試驗所用免疫程序能支持臨床擬定免疫程序有效性的證據(jù)，如在所選動物模型上，0／21 d免疫誘導產(chǎn)生的免疫應答水平不高于0／28 d。

試驗評價指標一般包括體重、體溫、肺組織病理學檢查和病毒載量測定，以肺部病毒載量下降（≥2 log）和肺部病理改善為有效性評價的基本要求。目前有研究顯示，在某些hACE2轉(zhuǎn)基因小鼠模型中，如K18-hACE2小鼠、CAG-hACE2小鼠等，新冠病毒感染可導致動物死亡［6-9］。這種情況下，除評價疫苗對死亡率的降低作用外，仍需基于相同時間點肺部病毒載量下降和肺部病理改善程度進一步評價疫苗的有效性。

2.2.3 其他問題 在檢測中和抗體時，采用假病毒中和試驗檢測抗體中和活性的方法尚未獲得充分驗證，其試驗結(jié)果與有效性的相關(guān)性尚不明確，因此需采用真病毒進行中和抗體檢測。

2.3 重復給藥毒性試驗

2.3.1 動物種屬 為充分提示免疫反應可能帶來的毒性，疫苗重復給藥毒性試驗應在有免疫原性反應的相關(guān)動物種屬上進行。因此通常應首先進行多種動物種屬的免疫原性研究，在此基礎上選擇相關(guān)動物種屬進行重復給藥毒性試驗。

2.3.2 試驗設計 參考《預防用生物制品臨床前安全性評價技術(shù)審評一般原則》，重復給藥毒性試驗基于動物抗體產(chǎn)生特征一般采取2～3周給藥間隔，旨在暴露最佳免疫應答下的毒性，但需關(guān)注不同疫苗在所選動物種屬中的免疫應答特征差異。某新冠疫苗免疫間隔研究顯示，間隔28 d的免疫效果優(yōu)于間隔14 d，重復給藥毒性試驗給藥間隔設計為14 d。這種情況下需說明給藥間隔設計的合理性，分析該給藥間隔設計是否能充分暴露最佳免疫應答下的毒性。另一新冠疫苗免疫間隔研究顯示，0／7與0／14和0／21 d免疫誘導兔產(chǎn)生免疫應答水平未見明顯差異，提示如果在兔中進行安全性評價，選擇間隔7 d給藥具有一定合理性；但該疫苗采用食蟹猴進行重復給藥毒性試驗，給藥間隔7 d，免疫原性結(jié)果顯示，食蟹猴首次免疫后14 d才檢測到抗體，提示抗體產(chǎn)生存在種屬差異，結(jié)合食蟹猴抗體產(chǎn)生特征，認為該給藥間隔設計缺乏合理性。

2.4 佐劑 新冠疫苗處方中一般會加入佐劑以增強免疫應答水平，降低抗原使用量。所選佐劑除傳統(tǒng)鋁佐劑外，還有選擇已用于其他上市疫苗的新型佐劑，如CpG 1018、MF59或AS03等。研發(fā)者一般會選擇與已上市新型佐劑基本相同的處方，在免疫原性試驗中探索疫苗添加佐劑的必要性、佐劑種類及佐劑／抗原配比?？紤]到這些新型佐劑已獲得了一定的非臨床／臨床應用數(shù)據(jù)，可提示佐劑本身的安全性特征，其安全性評價一般可在重復給藥毒性試驗中設置佐劑對照組，用于分析非預期疫苗異常反應與佐劑和／或抗原的相關(guān)性，而無需單獨開展佐劑的安全性評價。

對于完全無安全性數(shù)據(jù)參考的全新佐劑，應進行完整的佐劑非臨床安全性評價。此外，佐劑的添加在提高有效性的同時，也可能帶來新的安全性風險。預防性疫苗是用于健康人群，可接受的安全性風險相對更低，在含佐劑疫苗研發(fā)過程中不能一味追求免疫應答升高，應慎重評價佐劑帶來的安全性風險。

2.5 非臨床橋接研究 在發(fā)生藥學變更時，根據(jù)該變更對疫苗安全性和／或有效性的影響情況以及藥學可比性研究結(jié)果，可能需開展非臨床橋接研究。需要強調(diào)的是，非臨床橋接研究的目的主要是評價藥學變更帶來的產(chǎn)品是安全性和／或有效性差異，以橋接已有的非臨床／臨床研究數(shù)據(jù)，因此應設置變更前樣品對照組，進行變更前后樣品終產(chǎn)品的頭對頭對比試驗。

3 小結(jié)

盡快研制出可有效緩解和終止疫情的預防用疫苗是研發(fā)者及監(jiān)管機構(gòu)的共同目標。本文對新冠變異株疫苗的非臨床研究評價技術(shù)要點結(jié)合溝通交流及審評過程中的常見問題進行梳理總結(jié)，以期為新冠變異株疫苗的研發(fā)提供參考。新冠疫苗的研發(fā)可能是個長期的課題，新冠病毒轉(zhuǎn)歸、疫苗接種策略、新冠變異株疫苗研發(fā)的必要性和策略以及新佐劑研發(fā)和評價等仍需積累數(shù)據(jù)有待進一步探討。但經(jīng)新冠疫苗研發(fā)和評價積累的經(jīng)驗將為以后創(chuàng)新性疫苗的研發(fā)奠定堅實的基礎。