新旧技术争相研发第一支新冠肺炎疫苗

无论科学家还是普罗大众，所有人都在思考一个问题：什么时候才能用上安全有效的新冠肺炎疫苗？ 数百年来，人类一直在以各种方式接种疫苗，因此，快速研制新冠肺炎疫苗似乎是一项简单的任务。 但事实上，新型疫苗的研发仍是一项极具挑战性的科学事业，从实验室研究到临床运用之路往往充满曲折。 为解决这一关键问题，本文将综述一般的疫苗方法，并带您深入了解当前快速发展的新冠肺炎疫苗研发流程。

阅读 CAS 特别报告：新冠肺炎及其他人类冠状病毒相关疾病的治疗药物和疫苗研发（近期发表于《ACS Central Science》）。

诱导免疫的多种方法

传统的疫苗方法依赖于两种疫苗 - 减毒活疫苗和灭活疫苗。 这是我们在儿童时期接种的最熟悉的疫苗，分别用于预防脊髓灰质炎和麻疹、腮腺炎和风疹 (MMR) 等疾病。 虽然这两类疫苗对大多数人都有效，但仍在开展广泛研究，以期研发出更安全、更易于生产且从组成角度来看更好表征的疫苗。

为了解决安全问题，科学家已尝试将施用的病原体物质（即抗原或免疫原）减少到产生免疫力所需的最低水平。 其中一个著名例子是 DPT（白喉 - 百日咳 - 破伤风）疫苗，其中含有灭活的白喉和破伤风毒素以及灭活的全细胞百日咳博德特氏杆菌或无细胞百日咳博德特氏杆菌产品。 此外，我们都知道，感染过程本身可以有效增强免疫应答，因此我们利用基因工程技术，用病毒的衣壳和核膜层蛋白构建病毒样颗粒 (VLP)。VLP 不含核酸，不能自主复制，因而更加安全，而且仍可像完整病毒一样有效产生免疫反应。 也可以将病原体的免疫原性蛋白改造为无致病性或减毒的载体（例如腺病毒、沙门氏菌），可以像真正的感染一样刺激免疫系统。 最近的研究证明，抗原可以当作核酸（RNA 或 DNA）传递给宿主，翻译编码的蛋白质供免疫系统处理。 表 1 总结了所有疫苗类型及实例。

疫苗方法的影响因素

表 1 中的每种疫苗方法各有优劣。 除发现有效的方法来诱导产生对目标病原体的免疫力外，遵守法规和克服生产限制（培养、提纯、产品复杂性和稳定性）是成功的疫苗产品上市的两大挑战。 目标病原体的季节性变化和变异会进一步加剧这些限制。因此，除功效外，还有许多因素会影响治疗方法的选择。

使用减毒和灭活疫苗的传统疫苗方法最简单，也最为人所熟知，但其生产需要特殊设备。 此外，产生灭活病原体的化学处理或热处理会降低其产生所需免疫应答的效率。 亚单位疫苗是提供良好表征的免疫原的安全替代方法，但是，如果所需蛋白抗原为膜结合型、多个亚单位以非共价键结合（例如 SARS-CoV-2 刺突糖蛋白），其生产可能会比较棘手。

在最近开发的疫苗技术中，病毒样颗粒有望成为目标病原体的最佳模拟物。 然而，必须为每种病原体构建唯一的病毒样颗粒，这增加了研发成本，延长了上市时间。 载体疫苗使用转基因无致病性细菌或病毒来传递异源疫苗抗原。 与 VLP 一样，载体也是唯一构建的，但具有可作为可重用平台的优势，可以缩短研发时间，降低研发成本。 但使用载体作为疫苗抗原载体的缺点是已经存在或诱导出对载体的免疫力，这会削弱功效。 核酸疫苗避免了复杂的抗原生产问题，而且是可重用技术，但可能会在接受治疗的宿主体内降低免疫原性。

新冠肺炎疫苗研发方法分解

世界卫生组织 (WHO) 关于目前正在研发的 133 种新冠肺炎候选疫苗的数据显示，截至本文发表时，已有 10 种疫苗从临床前试验进入临床试验阶段（表 2）。 值得注意的是，这 10 种候选疫苗中，有 4 种是灭活疫苗。 有趣的是，阿斯利康 (AstraZeneca)、诺华 (Novavax)、辉瑞 (Pfizer) 和 Inovio 等疫苗巨头都选择投资于不同方法，分别将资源集中于载体、亚单位、RNA 和 DNA 平台。

* 来源：https://www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-Covid-19-candidate-vaccines（截至 2020 年 6 月 9 日）

这些新冠肺炎候选疫苗拥有前所未有的监管空间，加快了安全性和功效测试，尽力让疫苗快速上市，拯救生命。 但请务必记住，针对 SARS-CoV-2 的保护性免疫参数尚未完全确定，因此，现在选出疫苗竞争中的获胜者还为时过早。 因此，虽然全球投入了大量研发资金，而且取得成功至关重要，但尚不清楚还要多长时间才能广泛应用某种新冠肺炎疫苗。

作为全球科学界的一员，CAS 致力于充分利用我们的所有资源和能力来帮助抗击新冠肺炎。 探索其他 CAS COVID-19 资源，包括科学见解、开放获取的数据集和特别报告。