SARS-CoV-2疫苗非臨床安全性評價的研究進展

肖莉春，杜娟，2 綜述，張芳梅，2，朱迎男，2 審校

1.鄭州大學藥物安全性評價研究中心，河南 鄭州 450001；2.鄭州大學藥物研究院，河南 鄭州 450001

2020年3月，新型冠狀病毒肺炎（Coronavirus Disease 2019，COVID-19）成為全球性大流行病（pandemic），給人類生活帶來巨大影響。COVID-19 的病原體嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2（severe acute respiratory symptom coronavirus 2，SARS-CoV-2）持續(xù)在全球范圍內(nèi)感染人類，據(jù)世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）數(shù)據(jù)顯示，自暴發(fā)以來，SARSCoV-2 引起的COVID-19 大流行已導致全球超過5 億人感染，600多萬人死亡［1］。SARS-CoV-2是冠狀病毒家族成員，與β冠狀病毒相似，基因組大小為29 900 bp，具有由基因組RNA 和磷酸化的核衣殼蛋白組成的核衣殼，核衣殼位于磷脂雙分子層中，表面覆蓋有兩種刺突蛋白：存在于所有冠狀病毒中的刺突糖蛋白三聚體（S）和僅存在于某些冠狀病毒中的血凝素酯酶（hemagglutinin esterase，HE）。膜蛋白M 和E 蛋白包膜位于病毒包膜中的S蛋白之間。

SARS-CoV-2 在復制過程中易出錯，大量復制可引起多種變異。一旦出現(xiàn)一種適應性好的變異株，則可能引起廣泛傳播。SARS-CoV-2 刺突蛋白的亞基S1 被認為是一個突變熱點，可能在毒性、傳播能力和宿主免疫逃逸方面具有很高的臨床相關性，其他突變也可能導致病毒對抗SARS-CoV-2 抗體的抵抗力增強。與原型株相比，變異株的傳播能力更強，且可不同程度地逃逸宿主的免疫反應。由于發(fā)病率高，潛伏時間較長，人類對SARS-CoV-2無免疫力，而且目前缺乏有效的治療手段和特效藥物。因此，迫切需要開發(fā)安全有效的疫苗來控制并防止SARSCoV-2 的進一步傳播，而SARS-CoV-2 疫苗的非臨床安全性評價作為臨床使用前的最后一關至關重要。

本文參考國內(nèi)外指導原則和相關文獻，對當前SARS-CoV-2 疫苗的非臨床安全性評價的研究進展作一概述，以期為SARS-CoV-2 疫苗的非臨床研究提供參考。

1 國內(nèi)外指導原則

為指導和規(guī)范SARS-CoV-2 疫苗的研發(fā)工作，WHO、國家藥品監(jiān)督管理局（National Medical Products Administration，NMPA）、美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）、歐洲藥品管理局（European Medicines Agency，EMA）等全球衛(wèi)生組織或監(jiān)管機構和日本獨立行政法人醫(yī)藥品醫(yī)療器械綜合機構（Pharmaceuticals and Medical Devices Agency，PMDA）均發(fā)布了評估SARS-CoV-2 疫苗緊急使用的相關非臨床／臨床研究框架和指南。

WHO發(fā)布的《Considerations for evaluation of COVID-19 vaccines》［2］中提到，針對其他冠狀病毒（SARSCoV 和MERS-CoV）的某些疫苗構建動物模型的研究引發(fā)了人們對新冠疫苗相關的增強性呼吸道疾?。╡nhanced respiratory disease，ERD）理論風險的擔憂。目前人們對SARS-CoV-2 疫苗相關ERD 潛在風險的認識和理解有限，對可用動物模型在預測人類發(fā)生此類事件可能性方面的了解也十分有限。但研究動物模型（如嚙齒動物和非人類靈長類動物）對解決疫苗相關ERD 的潛在風險至關重要。另外，為適合每個納入的SARS-CoV-2 抗原，研究應包括對體液、細胞和功能免疫反應的評估，還應考慮使用抗原特異性ELISA 來表征體液反應。細胞反應的評估應包括使用敏感和特異性的試樣檢測CD8+和CD4+T 細胞反應，應在任一野生型病毒的體外中和試驗或假病毒微量中和試驗中進行免疫反應的活性評估。

美國FDA 發(fā)布的《Development and licensure of vaccines to prevent COVID-19》［3］中指出，SARS-CoV-2候選疫苗非臨床研究的目的是通過體外和體內(nèi)試驗確定其免疫原性和安全性特征。動物模型的非臨床研究有助于識別疫苗潛在的安全風險，并指導臨床研究中使用劑量、給藥方案和給藥途徑的選擇。對于由一種新產(chǎn)品類型組成的SARS-CoV-2 候選疫苗，如無先前的非臨床和臨床數(shù)據(jù)，在進行首次人類試驗（first in human，F(xiàn)IH）前，需進行非臨床安全性研究。應選擇對SARS-CoV-2 疫苗抗原有反應的動物模型開展免疫原性研究，以評估SARS-CoV-2 候選疫苗的免疫特性，并支持首次FIH臨床試驗。

日本PMDA 發(fā)表的《Principles for the evaluation of vaccines against the novel coronavirus SARS-CoV-2》［4］中提到，SARS-CoV-2 候選疫苗的非臨床安全性評價研究應按照良好實驗室規(guī)范（good laboratory practice，GLP）的規(guī)定進行。為了支持臨床試驗，通常需進行安全藥理學、一般毒性（多劑量毒性）和局部刺激的評估。用于非臨床安全性評價研究的試驗物質(zhì)應是適當反映其特性（成分、配方、制造工藝和控制等）的配方，且其劑量應包含臨床試驗中的最大人用劑量。在開始臨床試驗前，任何作為預防傳染病的SARS-CoV-2 候選疫苗均需確認疫苗功能和評估疫苗的免疫原性，檢驗相關動物對候選疫苗的免疫反應。此外，為了評價SARS-CoV-2 疫苗可能引起的潛在疾病增強風險，在開始臨床試驗前，必須對使用候選疫苗所引起的免疫反應進行描述。

2020 年8 月，中國NMPA 發(fā)布了《新型冠狀病毒用疫苗研發(fā)技術指導原則（試行）》［5］和《新型冠狀病毒預防用疫苗非臨床有效性研究與評價技術要點（試行）》［6］，建議非臨床安全性評價研究進行SARSCoV-2的攻擊試驗以評價疫苗的保護效果；建立劑量與生物效價的關系，在藥效學試驗中探索免疫程序和接種途徑，為臨床試驗方案提供參考。在開展臨床試驗前，需有疫苗的免疫原性、體內(nèi)保護力等藥效學研究數(shù)據(jù)。

2 SARS-CoV-2感染的實驗模型

2.1 體外模型

與SARS-CoV、MERS-CoV 和其他新出現(xiàn)的病毒一樣，體外模型可了解病毒復制動力學和病毒誘導的細胞損傷概況。SARS-CoV-2 的研究涉及諸多體外模型，包括原代細胞培養(yǎng)、細胞系、誘導多能干細胞（induced pluripotent stem cell，IPSC）的細胞、器官芯片、類器官和組織塊，見表1。

表1 體外模型在COVID-19研究中的優(yōu)勢和局限性Tab.1 Strengths and limitations of in vitro models in COVID-19 research

2.1.1 原代細胞培養(yǎng)物 基于血管緊張素轉換酶2（angiotensin converting enzyme 2，ACE2）和跨膜蛋白酶絲氨酸2 型（transmembrane protease serine type 2，TMPRSS2）的高表達，人氣道上皮細胞如鼻杯狀細胞和纖毛細胞、支氣管細胞為SARS-CoV-2 藥物篩選提供了臨床相關模型［7］。PIAAORNO等［8］利用在氣液界面（air-liquid interface，ALI）培養(yǎng)的人氣道上皮（human airway epithelium，HAE）來表征病毒傳染動力學、組織水平的細胞超微結構重塑、SARS-CoV-2 誘導的轉錄免疫特征，是用于評估瑞德西韋或瑞德西韋-地爾硫卓聯(lián)合對抗SARS-CoV-2 抗病毒活性的有效模型。由于該模型可很好地再現(xiàn)病毒-宿主細胞的相互作用（如在受感染的上呼吸道和下呼吸道），已被用于評估抗病毒藥物的療效［9］。

2.1.2 細胞系 細胞培養(yǎng)模型可表征細胞向性、病毒誘導的細胞損傷和新出現(xiàn)病毒的復制，因此被用于研究SARS-CoV-2 感染［10］。Caco-2 是一種來自人類結直腸腺癌的上皮細胞系，已被用于評估COVID-19 病理。ELLINGER 等［11］利用Caco-2細胞系篩選了5 632 種化合物，以檢測其抑制病毒誘導的細胞毒性的潛力。Caco-2 細胞還揭示了與SARS-CoV-2 感染相關的途徑，包括核酸代謝、蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)、翻譯和剪接［12］。

CHU 等［13］分析了25 個細胞株的差異敏感性，并比較了SARS-CoV-2 的復制能力，采用定量反轉錄PCR進行評估［14］，結果顯示，在120 h內(nèi)，SARS-CoV-2在人類胃腸道（Caco-2）和呼吸道（Calu-3）細胞中感染并復制至類似水平。該研究為SARS-CoV-2 的細胞取向、復制動力學和細胞損傷提供了有意義的信息，但研究者也指出了這些細胞株的一些局限性：首先，細胞系間的趨向性可能不能完全反映SARS-CoV-2在生理條件下復制和影響人體器官的方式；其次，研究僅使用了一種病毒分離株（但與其他報道的SARSCoV-2分離株高度同源）；另外，人體器官和組織中含有多種異質(zhì)性表達ACE2的細胞類型。

2.1.3 IPSC 的細胞 雖然原代細胞培養(yǎng)模型常被用于研究SARS-CoV-2，但其在體外維持時間較短，而且由于基因組改變，細胞系可能不能精確地對SARSCoV-2 感染做出反應。相比之下，IPSC 與人體組織細胞相似性更高。IPSC來源細胞的轉錄組與其各自的主要對應物相似，同時可對免疫刺激做出反應。目前，已有幾種IPSC 類型用于開發(fā)藥物、系統(tǒng)探索SARS-CoV-2趨向性以及研究細胞對感染的反應。

2.1.4 類器官 由于具有克服二維培養(yǎng)和永生細胞株局限性的潛力，干細胞的體外三維細胞培養(yǎng)方法的出現(xiàn)受到了廣泛關注［15］。類器官是主要由多能干細胞（pluripotent stem cell，PSC）或多能成體干細胞在組織中建立的三維結構。其由特定組織的細胞類型組成，通過細胞分類和自我組織，生成具有相應組織功能和結構特征的細胞組合。類器官最優(yōu)地包含目標器官中存在的全部分化細胞類型［16］。許多類器官被用于在單細胞和組織之間研究SARS-CoV-2 感染，由于SARS-CoV-2 的主要感染靶點是呼吸道，多個研究組已使用肺類器官來模擬人的肺。腭扁桃體是免疫系統(tǒng)抵御病原體的第一道防線，扁桃體上皮細胞衍生的類器官具有相應組織的鮮明特征，已被用于研究冠狀病毒感染和COVID-19 生物學特征。盡管類器官技術有許多優(yōu)點，但一個重要的限制是在體內(nèi)器官之間缺乏通信。因此，這些發(fā)現(xiàn)需在更復雜的模型中進行驗證。人類的類器官培養(yǎng)仍處于發(fā)展階段，許多研究仍在進行中。

2.1.5 器官芯片 器官芯片技術為模擬人體器官感染提供了一個特殊的平臺。人體器官芯片是用人體細胞填充的微流體裝置，可再現(xiàn)組織-組織界面、流體流動、機械信號和器官水平的生理學［17］。SI 等［18］開發(fā)了一種以人肺氣道上皮為襯里的器官芯片微流控培養(yǎng)裝置，細胞在ALI 條件下由連續(xù)流動的培養(yǎng)基培養(yǎng)。該模型模擬了病毒的進入、復制和宿主細胞因子的產(chǎn)生，為加快藥物再利用提供了一個更有利的平臺。肺部是SARS-CoV-2 感染的主要靶點，可導致輕度或重度肺損傷綜合征，最終可能導致多器官功能衰竭。肺泡是肺的主要功能單位，肺泡-毛細血管屏障在維持氣體交換和防止病毒感染傳播方面起著重要作用。許多嚴重的COVID-19 病例發(fā)展為進行性呼吸衰竭，導致死亡的部分原因是彌漫性肺泡損傷、炎癥和肺炎。因此，肺芯片三維模型可通過精確的流體流動，在正常和疾病狀態(tài)下建立SARSCoV-2引起的肺損傷模型。

2.1.6 組織塊 組織細胞結構背景下發(fā)生的人類細胞-細胞和細胞-病原體相互作用的研究對于破譯許多正常和致病過程的潛在機制具有重要意義［19］。由手術切除材料建立的穩(wěn)定的體外模型-組織外植體或器官培養(yǎng)，可在細胞培養(yǎng)模型和動物模型之間的水平上成為高度匹配的平臺。與其他體外方法相比，這些模型具有幾個獨特的優(yōu)勢：通常保留其起源區(qū)域的組織結構，保持細胞-細胞和細胞-基質(zhì)相互作用，并允許直接進行實時觀察［20］。人肺組織外植體是比較SARS-CoV-2 與SARS-CoV 的病毒動力學、細胞向性和先天免疫反應最有效的體外模型之一。

2.2 體內(nèi)模型

體外方法可能無法洞察有害的體內(nèi)效應。因此，迫切需要開發(fā)用于研究SARS-COV-2對靶器官的影響和全身感染效應的動物模型。動物物種的選擇在疫苗非臨床評估中十分重要。動物模型應盡可能模仿需預防的人體疾病，且能夠證明疫苗對疾病的預防作用。目前已有多種動物模型用于SARS-COV-2疫苗的非臨床安全性試驗，其中包括小鼠、倉鼠、雪貂、非人靈長類（non-human primate，NHP）模型等，每種模型各有優(yōu)點和局限性，見表2。

表2 體內(nèi)模型在COVID-19研究中的優(yōu)勢和局限性Tab.2 Strengths and limitations of in vivo models in COVID-19 research

2.2.1 小鼠 由于小鼠ACE2（mACE2）不像hACE2易與SARS-CoV-2結合，實驗室小鼠品系不易被SARSCoV-2 感染［21-22］。為提升SARS-CoV-2 的易感性，基于基因修飾的多種干預措施已被引入。SUN 等［23］介紹了一種基于腺病毒轉導的可感染SARS-CoV-2 的小鼠模型（Ad5-hACE2-致敏小鼠），這些小鼠可發(fā)展為肺炎，其特征是體重減輕、嚴重的肺部病理和高滴度病毒在肺部復制。該模型為研究COVID-19 的發(fā)病機制以及潛在的治療模式提供了一個有效工具。另一個建議的模型是細胞角蛋白18（cytoke-ratin 18，K18）-hACE2轉基因小鼠，其中hACE2的表達受上皮細胞K18 啟動子的驅動。這些轉基因小鼠與嚴重的COVID-19感染有許多共同特征［24］。

除了轉基因小鼠外，研究者還對感染了適應型SARS-CoV-2 變異株的野生型小鼠進行了COVID-19病理學研究。GU 等［25］通過給小鼠接種SARS-CoV-2有效感染幼齡和老年BALB／c 小鼠，引起中度肺炎和炎癥反應。DINNON 等［26］利用反向遺傳學重塑病毒S 蛋白和mACE2 的結合界面，繞過了病毒S 蛋白和mACE2 的低效相互作用，產(chǎn)生了利用mACE2 進入的重組病毒（SARS-CoV-2 MA）。無論小鼠鼠齡大小，這種SARS-CoV-2 MA 均能在小鼠上下氣道中復制。雖然這兩種野生型小鼠模型被認為是藥物和疫苗篩選的可靠平臺，但它們可能不能完全概括人類疾病的所有方面［27］。

2.2.2 倉鼠 敘利亞金倉鼠是另一種被廣泛用于模擬SARS-CoV-2 感染的小型嚙齒動物［28-30］。倉鼠ACE2對SARS-CoV-2 S 糖蛋白受體結合域具有高親和力。CHAN 等［31］發(fā)現(xiàn)，除人類和恒河猴外，倉鼠ACE2對S蛋白的親和力最高。此外，SARS-CoV-2 分離株在倉鼠肺中的高效復制，可導致鼻內(nèi)感染后嚴重的病理性肺部病變［32］。值得注意的是，感染了SARS-CoV-2的倉鼠，除表現(xiàn)出疾病的臨床癥狀外，還可通過直接接觸和／或氣溶膠將病毒傳播給同居的動物［33］。盡管該模型可概括人類發(fā)病機制的某些方面，但受感染的動物可在感染后2 周內(nèi)恢復至原來的體質(zhì)量，并產(chǎn)生中和抗體，保護其免受SARS-CoV-2 隨后的再次感染［34-35］。另一項實驗中，OSTERRIEDER 等［36］比較了幼齡倉鼠和老齡倉鼠的感染過程，發(fā)現(xiàn)兩組倉鼠的上、下呼吸道病毒復制率相同，但僅在幼年倉鼠中觀察到肺部快速恢復，這與人類年齡相關的差異有相似性。因此，倉鼠模型是研究SARS-CoV-2 傳播、發(fā)病機制、治療和疫苗接種的有效模型。

2.2.3 雪貂 在研究流感病毒和SARS-CoV 引起的人類疾病中，雪貂是一種非常有效的動物模型，因為其呼吸道在解剖學上與人類相似，且其在氣管和支氣管的Ⅱ型肺泡和顆粒上皮細胞上大量表達ACE2［37-38］。此外，雪貂ACE2 含有關鍵的SARS-CoV 結合殘基，使其對SARS-CoV-2 敏感［39-40］。受感染的雪貂在上呼吸道顯示出高病毒滴度，因此，可通過直接或間接接觸發(fā)生雪貂之間的高效傳播［41］。RICHARD 等［42］對雪貂傳播模式進行了研究，在間接接受者中發(fā)現(xiàn)了受感染的病毒，表明SARS-CoV-2 雪貂模型再現(xiàn)了人與人之間的傳播?？紤]到SARS-CoV-2 在人類中的快速傳播，雪貂成為了解COVID-19傳播動態(tài)的有力模型。

2.2.4 NHP SARS-CoV-2 的NHP 模型因其具有與人類的遺傳同源性和解剖相似性，成為模擬人類發(fā)病機制和測試臨床干預措施的黃金標準［43］。恒河猴ACE2 刺突活性高，是一種易受SARS-CoV-2 感染的NHP［44-45］，已廣泛應用于評估醫(yī)療措施的有效性。目前研究者正在開發(fā)多種候選疫苗，并在NHP 模型中評估其有效性。

LU 等［46］比較了3 種NHP，包括恒河猴、食蟹猴和普通狨猴，用相同的SARS-COV-2菌株進行攻擊，以確定最適合COVID-19的模型。從臨床癥狀、病毒復制、組織趨向性和宿主對SARS-CoV-2感染的反應分析，恒河猴對SARS-CoV-2 的反應最強。NHP 很好地再現(xiàn)了人類的反應情況，在研究當前COVID-19大流行中與人類病理相關方面，NHP是理想的動物模型。

2.3 計算和數(shù)學模型 除了體內(nèi)和體外模型，一些計算和數(shù)學模型也被用于研究SARS-CoV-2。這些計算模型已被廣泛應用于篩選潛在的抗SARS-CoV-2 藥物［47-48］，定量構效關系（quantitative structure-activity relationship，QSAR）研究是一種從復雜數(shù)據(jù)集中提取關鍵信息的有效技術。QSAR 模型可分析化合物的結構和物理化學特征對所研究的生物活性的影響，并同時提供虛擬文庫的預測。一方面，通過結構和物理化學解釋（structure and physicochemical interpretation，SPCI）分析進行片段／指紋分析，估計不同分子特征對主蛋白酶（the main protease，Mpro）的抑制作用；另一方面，構建基于蒙特卡洛優(yōu)化的QSAR 模型，并進一步利用最佳模型篩選近期的自然產(chǎn)品檢索庫；最后，從片段分析的角度分析產(chǎn)生的活性分子。該方法為SARS-CoV-2 Mpro 酶的片段探索和基于QSAR 的活性分子篩選奠定了基礎，為進一步的體外和體內(nèi)研究SARS-CoV-2 提供了新的成分和靶點［49］。通過大量計算和數(shù)學模型可預測COVID-19 的傳播趨勢和感染人數(shù)，為疫情防控提供依據(jù)。

3 藥效學研究

藥效學研究主要包括疫苗的作用機制、免疫原性和保護力、免疫程序和接種途徑與效果的關系等。

3.1 疫苗的作用機制 不同的疫苗作用不同，其觸發(fā)體液和細胞免疫反應的能力也不同。如腺病毒載體疫苗和核酸疫苗對細胞免疫反應的刺激更有效，而蛋白質(zhì)亞單位疫苗和滅活病毒疫苗則對體液免疫反應的刺激更有效［50］。在已批準的疫苗中，腺病毒載體疫苗和mRNA 疫苗需接種1 或2 針方案［51-53］，而滅活疫苗和蛋白亞單位疫苗則傾向于接種2 或3針方案［54-55］。其基本原則是確保中和抗體的效價足夠高，以減少感染和嚴重疾病的發(fā)生率，并抵抗變異株［56］。

DNA疫苗通過將編碼外源性抗原的基因插入含真核表達元件的載體上，將其導入人或動物體內(nèi)，使其在宿主細胞中表達抗原蛋白，誘導機體產(chǎn)生免疫應答以預防疾?。籱RNA疫苗由編碼病毒抗原的mRNA組成，通過合適的載體送至人體，人類細胞通過翻譯這些RNA 產(chǎn)生抗原蛋白并刺激免疫系統(tǒng)；蛋白亞單位疫苗是提取或將目的抗原基因通過重組表達出抗原蛋白，純化后制成疫苗；重組病毒載體疫苗以病毒作為載體，采用基因工程技術將外源抗原基因插入病毒基因組內(nèi)，并轉染細胞獲得重組病毒，獲得的重組病毒在機體內(nèi)表達目的蛋白，誘導產(chǎn)生相應抗體，從而達到免疫接種的目的；滅活疫苗是選用免疫原性強的病原體，大規(guī)模培養(yǎng)后利用理化方法滅活制成疫苗。

3.2 疫苗的免疫原性 臨床前動物免疫原性試驗不僅可為疫苗進入臨床試驗提供支持，也可為安全性評價的試驗方案設計（如實驗動物的選擇、免疫途徑、劑量、頻率等）和臨床試驗方案的制訂提供參考。

武漢生物制品研究所有限責任公司、中國科學院武漢病毒研究所研制出新型SARS-CoV-2 全病毒滅活候選疫苗［57］。在臨床前研究中使用7 種不同的動物研究疫苗的低毒性、免疫原性和免疫持久性，結果表明，該候選疫苗具有良好的耐受性和高水平的特異性IgG 抗體和中和抗體。在候選疫苗的臨床前研究中，也證實了對3 種動物的低毒性或無毒性。在實驗動物中，劑量、增加次數(shù)、佐劑和免疫程序被證明對激發(fā)強烈的體液免疫反應非常重要。

rVSV-ΔG-SARS-CoV-2-S 是一種臨床（2 期）復制能力強的SARS-CoV-2 重組疫苗［58］。為了評估疫苗的安全性，在小鼠、倉鼠、兔、豬4 種動物中進行一系列非臨床安全性、免疫原性和有效性研究，采用多劑量（多達108 個斑塊形成單位／動物）的給藥方案。rVSV-ΔG-SARS-CoV-2-S 疫苗接種引起了中和抗體、細胞免疫反應、脾臟生發(fā)中心和區(qū)域淋巴結淋巴細胞數(shù)量的增加。非臨床數(shù)據(jù)表明，rVSV-ΔG-SARSCoV-2-S疫苗是安全的，且具有免疫原性。

3.3 動物保護力 臨床前SARS-CoV-2 攻擊試驗可評價疫苗的保護效果，建立免疫劑量與生物效價的關系，可為臨床疫苗的使用劑量、頻率、不良反應的預測等提供支持。

有研究將SARS-CoV-2 感染的金色（敘利亞）倉鼠模型作為一種有效的非致命小動物模型，用于研究疫苗對COVID-19 的保護效力。在被動轉移實驗中［59］，敘利亞倉鼠感染SARS-CoV-2可引起倉鼠肺部顯著病理改變。此外，在倉鼠中觀察到的免疫組化變化和體質(zhì)量減輕模式類似于人類中輕度SARSCoV-2 感染的過程［60］。盡管肺炎癥狀發(fā)展迅速且嚴重，研究表明，敘利亞倉鼠模型可用于研究中和抗體和疫苗對SARS-CoV-2的保護作用［61］。

采用敘利亞倉鼠模型評估幾種滅活疫苗的保護效果［62］，其中包括經(jīng)臨床認證使用的滅活疫苗。主要評價指標為感染后不同時期倉鼠的體質(zhì)量、鼻拭子、肺部和其他器官中病毒和／或病毒RNA 的存在情況。

KOZLOVSKAYA 等［63］將敘利亞倉鼠按體質(zhì)量隨機分為3 組：完整組（5 只）、接種組（15 只）和未接種組（15 只），接種組注射CoviVac 疫苗［5 μg／（劑·0.5 mL）］2 次，間隔14 d，并在第2 次免疫后14 d 鼻內(nèi)注射105TCID50的SARS-CoV-2株PIK35，每天對所有動物進行觀察和稱重，并收集鼻、直腸拭子。實驗結果表明，CoviVac 疫苗對敘利亞倉鼠的SARS-CoV-2感染表現(xiàn)出保護作用。

3.4 接種途徑與效果 目前，大部分SARS-CoV-2 疫苗均采用肌肉注射，但由于SARS-CoV-2 主要通過上呼吸道感染，鼻腔通道的微環(huán)境對免疫十分重要。如使用N 蛋白通過小鼠鼻內(nèi)免疫導致肺支氣管肺泡灌洗（bronchoalveolar lavage，BAL）比肌肉注射的T細胞反應更高，而氣管和口腔的反應相似。相比之下，鼻內(nèi)免疫誘導的脾臟、腹股溝淋巴結和腦部的T 細胞反應低于肌肉注射［64］。表明免疫途徑不僅影響靶器官的免疫應答，而且影響多個器官的免疫應答。

一些使用鼻內(nèi)疫苗的實驗已取得了良好的效果?？晌胍呙缰苿┐笾驴煞譃閮深悾阂后w制劑和粉劑制劑。在小鼠模型中，鼻內(nèi)免疫ChAd-SARSCoV-2-S（基于猿猴Ad-36載體）比腸外途徑顯示出更好的免疫效力［65］。鼻內(nèi)和皮下注射Ad5.SARS-CoV-2-S1疫苗在小鼠模型中誘導了強大的體液和細胞免疫反應［66］。在鼻腔中注射Ad5-S-nb2 也能誘導全身和局部抗體反應，從而對獼猴產(chǎn)生保護［67］。上述研究表明，鼻內(nèi)注射疫苗可保護宿主免受SARS-CoV-2感染，局部接種足以誘導全身體液免疫應答。

但其他鼻內(nèi)接種疫苗的實驗得到了不同的結果。鼻內(nèi)注射人中和抗體和DNA 疫苗并未減少鼻甲骨中的病毒載量，但對肺有保護作用［68］。與鼻內(nèi)注射相比，肌肉注射VSV-SARS2-EBOV 疫苗顯示出快速的保護作用［69］。但這與之前的研究相矛盾。雖然目前尚不清楚鼻內(nèi)接種疫苗是否優(yōu)于肌內(nèi)接種疫苗，但鼻內(nèi)接種疫苗可保護宿主免受感染。鼻內(nèi)接種疫苗的效力可能取決于劑量或疫苗種類。此外，鼻內(nèi)免疫可提供消除性免疫，防止人際傳播，可能是一種有效的群體免疫途徑。

4 SARS-CoV-2疫苗的不良反應

安全性是使用疫苗時需考慮的一個重要因素。疫苗相關藥物不良反應的范圍非常廣泛，其中最常見的不良反應為疼痛、疲勞和頭痛，見表3。大多數(shù)不良反應可忍受，嚴重程度主要為1或2級。目前已發(fā)現(xiàn)了一些嚴重的不良反應（血栓栓塞事件，每百萬劑量275例；心肌炎／心包炎，每百萬劑量2 ～3例）。疫苗對于控制COVID-19大流行是一種有效手段，具有高效力和可耐受的不良反應。此外，與疫苗相關的不良反應范圍很廣，大多數(shù)反應出現(xiàn)在注射疫苗1周內(nèi)，有些反應可能會延遲。因此，疫苗接種后需及時發(fā)現(xiàn)并處理不良反應。

表3 現(xiàn)有SARS-CoV-2疫苗的種類與不良反應Tab.3 Types of existing SARS-CoV-2 vaccines and adverse reactions

5 總結與展望

目前，已在動物模型中進行了多種SARS-CoV-2疫苗的免疫原性、有效性和安全性評價，但由于這些疫苗藥效學實驗參數(shù)存在差異，無法對抗體反應、保護效果等進行統(tǒng)一比較。盡管如此，動物模型的實驗結果仍能有效評估SARS-CoV-2 疫苗在人體的安全性和保護效果，對SARS-CoV-2 疫苗的研發(fā)具有重要的指導意義。后續(xù)疫苗的保護作用能持續(xù)多久，疫苗對不同人群的保護效力如何，疫苗中哪些成分能引起過敏反應，患者康復后有哪些后遺癥，如何避免后遺癥及不良反應的發(fā)生等問題均需不斷開展非臨床安全性評價實驗，并結合臨床研究結果，優(yōu)化實驗方法和策略，為臨床安全用藥提供參考和依據(jù)，從而提高疫苗大規(guī)模接種的有效性和安全性。