史正涵，黃濤

（1.沈陽醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)專業(yè)2019級碩士研究生，遼寧 沈陽110034；2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教研室）

新型冠狀病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID－19）的病原體是一種此前尚未發(fā)現(xiàn)的新型冠狀病毒，因其基因全序列與SARS－CoV高度相似，國際病毒分類委員會將其命名為SARS－CoV－2（severe acute respratory syndrome coronavirus 2）［1］。SARS－CoV－2屬于β冠狀病毒屬，為有包膜的單鏈RNA病毒，其顆粒呈圓形或橢圓形，常為多形性，直徑為60～140 nm，基因檢測特征與嚴(yán)重急性呼吸綜合征病毒（severe acute respiratory syndrome，SARS）和中東呼吸綜合征病毒（middle east respiratory syndrome，MERS）有顯著差異［1－2］。SARS－CoV－2在人呼吸道上皮細(xì)胞內(nèi)分離培養(yǎng)需96 h，在Vero E6、Huh－7細(xì)胞系中分離培養(yǎng)需6 d；紫外線、56℃30 min、乙醚、75%乙醇、含氯消毒劑、過氧乙酸和氯仿等均可滅活病毒，但氯已定不能有效滅活該病毒［3］。冠狀病毒的刺突蛋白（spike protein，S蛋白）是病毒感染宿主細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白；血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2（angiotensin－converting enzyme 2，ACE2）是一種跨膜糖蛋白，在人體口鼻黏膜、肺、腎等多個組織和器官中均有表達(dá)；研究發(fā)現(xiàn)SARS－CoV－2的S蛋白和ACE2有很強(qiáng)結(jié)合力，說明該病毒的S蛋白能與ACE2結(jié)合，導(dǎo)致人呼吸道上皮細(xì)胞的感染［4］。COVID－19疫苗的研發(fā)對世界經(jīng)濟(jì)和全人類的健康意義重大，本文將對COVID－19疫苗的研究進(jìn)展、安全性和有效性予以綜述。

1 疫苗研發(fā)

1.1 滅活疫苗 滅活疫苗又稱全病毒疫苗，滅活疫苗技術(shù)路線成熟且易于生產(chǎn)。秦川團(tuán)隊已研發(fā)出一種名為PiCoVacc的SARS－CoV－2候選疫苗，該疫苗是純化滅活的SARS－CoV－2疫苗，經(jīng)過培養(yǎng)、收獲、滅活、澄清、濃縮、純化及添加佐劑等過程制備而成，可在小鼠、大鼠和非人類靈長類動物體內(nèi)誘導(dǎo)SARS－CoV－2特異性中和抗體，能抵抗SARS－CoV－2的攻擊，且未發(fā)現(xiàn)疫苗相關(guān)的嚴(yán)重不良事件［5］。這種疫苗如今已廣泛用于新發(fā)傳染病的預(yù)防控制，該疫苗的安全性、耐受性及免疫原性已經(jīng)在臨床試驗中得到了證實［6－7］。

Wang等［8］報道，BBIBP－CorV作為SARSCoV－2滅活疫苗候選疫苗，能在小鼠、大鼠、豚鼠、兔子和非人靈長類動物（食蟹猴和獼猴）中誘導(dǎo)高水平的中和抗體效價，以提供對SARS－CoV－2的保護(hù)，且并未發(fā)生抗體依賴性感染增強(qiáng)（antibody dependent enhancement，ADE）；該疫苗生產(chǎn)高效，有良好的遺傳穩(wěn)定性，在全身過敏反應(yīng)評估中，過敏反應(yīng)均為陰性。此外，武漢生物制品研究所與武漢病毒研究所共同研發(fā)的我國另一款滅活疫苗，也已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗，結(jié)果表明該疫苗能高效誘導(dǎo)產(chǎn)生中和抗體，具備較好的免疫原性［9］。滅活疫苗的不良反應(yīng)僅為局部的輕微反應(yīng)，最常見的癥狀是注射部位疼痛［10］。

1.2 病毒載體疫苗 病毒載體疫苗是指以病毒為載體，用基因工程技術(shù)將外源性保護(hù)性抗原基因插入到病毒基因組內(nèi)并轉(zhuǎn)染細(xì)胞獲得重組病毒，該病毒可在宿主中表達(dá)并刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)，從而達(dá)到免疫接種的目的，病毒載體疫苗可同時誘導(dǎo)體液免疫和細(xì)胞免疫，載體本身即可發(fā)揮佐劑效應(yīng)［11］。常用的載體病毒主要有腺病毒、麻疹病毒、巨細(xì)胞病毒、水泡型口炎病毒等［12］。Alden等［13］研究發(fā)現(xiàn)，病毒載體是目前應(yīng)用最廣泛、效果最好的基因載體；腺病毒可以在體內(nèi)有效地轉(zhuǎn)導(dǎo)許多不同類型的細(xì)胞。腺病毒載體在進(jìn)行基因治療的安全性和有效性已經(jīng)得到確證［14］。正是由于腺病毒固有特性，在臨床試驗中展現(xiàn)出巨大發(fā)展前景；研究表明，基于腺病毒的載體疫苗，可誘導(dǎo)機(jī)體CD4＋和CD8＋細(xì)胞廣泛而持久的免疫細(xì)胞反應(yīng)［15］。腺病毒在機(jī)體內(nèi)的不可復(fù)制性，是其在兒童和有潛在疾病個體中相對安全的主要原因，基于腺病毒的載體具有廣泛的組織嗜向性，覆蓋表達(dá)SARS－CoV－2的ACE2受體的呼吸道及胃腸道上皮［16］。

目前，腺病毒為載體的疫苗已被應(yīng)用到COVID－19疫苗的研發(fā)中。Zhu等［17］報道，Ad5－nCoV腺病毒載體疫苗由中國工程院院士陳薇團(tuán)隊牽頭研發(fā)，該疫苗具有免疫原性，在大多數(shù)健康人體內(nèi)可迅速誘導(dǎo)體液免疫和細(xì)胞免疫；Ⅱ期臨床試驗初步報告，其主要的不良反應(yīng)為發(fā)熱、疲勞、頭痛和肌肉酸痛等，均為輕度或中度。Logunov等［18］指出，俄羅斯研制的Gam－COVIDVac疫苗為兩個載體組分，分別是重組腺病毒26型（rAd26）和重組腺病毒5型（rAd5），兩種載體均攜帶SARS－CoV－2刺突糖蛋白基因（rAd26－S和rAd5－S）；Ⅰ期和Ⅱ期臨床試驗結(jié)果綜合表明，基于rAd26和rAd5載體的COVID－19疫苗是安全的，耐受性良好，不會在健康成年志愿者中引起嚴(yán)重的不良事件，該疫苗具有很強(qiáng)的免疫原性，在100%健康成年志愿者中誘導(dǎo)了較強(qiáng)的體液免疫和細(xì)胞免疫反應(yīng)。此外，英國研制的載體疫苗Ⅲ期臨床試驗結(jié)果顯示，接受2劑次全劑量的受試者保護(hù)效果為62.1%，接受半劑量＋全劑量的受試者保護(hù)效果為90%，綜合保護(hù)效果為70.4%，未發(fā)現(xiàn)疫苗的嚴(yán)重不良事件；美國研制的疫苗臨床試驗數(shù)據(jù)顯示，也具有較好的免疫效果［19］。

1.3 重組蛋白疫苗 重組蛋白疫苗是利用基因工程技術(shù)，提取病原體免疫活性片段，將病毒蛋白注入機(jī)體從而產(chǎn)生抗體。多種蛋白亞單位疫苗如美國Novavax公司生產(chǎn)的納米顆粒包裝的S糖蛋白抗原和病毒樣顆粒等均屬此類疫苗［20］。Tian等［21］證實，美國Novavax公司研制的SARS－CoV－2亞單位重組納米顆粒NVX－CoV2373疫苗，由全長S蛋白構(gòu)建而成，在非人靈長類動物和小鼠模型中，將NVX－CoV2373聯(lián)合Matrix－M佐劑使用可誘導(dǎo)B細(xì)胞和T細(xì)胞反應(yīng)及SARS－CoV－2中和抗體等，皮下注射Matrix－M可促進(jìn)免疫細(xì)胞募集、激活和成熟，從而誘導(dǎo)一過性促炎反應(yīng)，增強(qiáng)樹突狀細(xì)胞抗原提呈效果，NVX－CoV2373疫苗可誘導(dǎo)CD4＋和CD8＋細(xì)胞免疫應(yīng)答，并在小鼠體內(nèi)對SARS－CoV－2的攻擊提供保護(hù)。Keech等［22］在對全長刺突蛋白納米顆粒疫苗NVX－CoV2373的研究中也得出相似結(jié)論，該疫苗在體內(nèi)誘導(dǎo)功能性免疫的同時，僅出現(xiàn)輕微的不良事件，如頭痛、疲勞等，NVX－CoV2373疫苗是一款值得期待的疫苗。

我國的納米重組疫苗目前進(jìn)入候選階段，納米顆粒SARS－CoV－2疫苗的設(shè)計思路與常規(guī)疫苗相比，前者的穩(wěn)定性，抗降解性都優(yōu)于后者，改善的佐劑質(zhì)量及潛在的納米抗原載體能更好地誘導(dǎo)宿主免疫反應(yīng)，疫苗本身包含SARS－CoV－2刺突蛋白結(jié)構(gòu)，安全性高，有良好的免疫功效［20］。

1.4 核酸疫苗 核酸疫苗主要包括DNA疫苗和mRNA疫苗［23］。DNA疫苗包括一個含有病毒特異性抗原編碼DNA序列的質(zhì)粒，一個可啟動轉(zhuǎn)錄的啟動子區(qū)域，以及一個促進(jìn)蛋白質(zhì)翻譯的多聚腺苷基化序列；該疫苗能夠快速誘導(dǎo)體液免疫和細(xì)胞免疫［24］。這種疫苗具有高度的靈活性，可以編碼多種類型基因，穩(wěn)定且易于儲存，基于DNA疫苗的這些自身特性，現(xiàn)已被廣泛運(yùn)用到對病原體的預(yù)防和臨床疾病的治療中［25］。

Inovio制藥公司研發(fā)的INO－4800疫苗是一款針對SARS－CoV－2的預(yù)防性DNA疫苗，該疫苗目前處于Ⅰ／Ⅱ期臨床試驗階段；INO－4800疫苗合成SARS－CoV－2 IgE－S蛋白序列，經(jīng)BamHⅠ和XhoⅠ雙酶切，酶切后的DNA在信號調(diào)控下整合到表達(dá)載體pGX0001中［26－27］。INO－4800疫苗在單次免疫后的幾天內(nèi)即可誘導(dǎo)細(xì)胞和體液宿主免疫反應(yīng)，在INO－4800免疫小鼠和豚鼠后，可檢測到針對SARS－CoV－2 S蛋白表位的抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)；而對小鼠和豚鼠的體液免疫性試驗表明，INO－4800疫苗能夠誘導(dǎo)針對SARS－CoV－2 S蛋白的功能性阻斷抗體反應(yīng)，肺部存在抗SARS－CoV－2特異性抗體［28］。此外，該疫苗在臨床試驗中發(fā)生的不良事件均為1級，接種后未出現(xiàn)發(fā)熱反應(yīng)，未報告嚴(yán)重的不良事件［29］。

mRNA疫苗是一種傳統(tǒng)疫苗的新興替代方法，與亞單位疫苗、滅活疫苗和DNA疫苗相比，mRNA疫苗的優(yōu)勢在于mRNA是一個非傳染性、非整合性的平臺，不存在感染或插入突變的潛在風(fēng)險；各種修飾使mRNA更穩(wěn)定，有更高的可譯性，mRNA載體分子能夠在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)快速攝取和表達(dá)，從而實現(xiàn)有效的體內(nèi)遞送，其還是免疫原性最低的遺傳載體，因此避免了抗載體免疫，并且可以重復(fù)接種mRNA疫苗；由于體外轉(zhuǎn)錄反應(yīng)的高產(chǎn)率，mRNA疫苗同時具有可擴(kuò)展生產(chǎn)的潛力；目前，非復(fù)制型RNA和病毒衍生的自復(fù)制型RNA正在研究中［27，30］。

Moderna是一家研發(fā)生產(chǎn)基于mRNA疫苗的美國公司，該公司研制的mRNA疫苗為mRNA1273，該疫苗可編碼SARS－CoV－2的S蛋白，當(dāng)疫苗注射到體內(nèi)，淋巴結(jié)中的免疫細(xì)胞開始處理mRNA，隨即制造蛋白，最終被識別并標(biāo)記為銷毀［31］。mRNA－1273疫苗是一種由合成mRNA包裹在脂質(zhì)納米顆粒中的疫苗，顆粒編碼SARS－CoV－2的全長；此外，由于該疫苗既不是由滅活病原體組成，也不是由活的病原體亞單位組成，所以其具備一定的安全性，目前，mRNA－1273已獲得美國食品和藥品管理局的批準(zhǔn)，可以進(jìn)行Ⅱ期臨床試驗［27］。Baden等［32］研究發(fā)現(xiàn)，mRNA－1273疫苗對包括重癥在內(nèi)的COVID－19的預(yù)防效果為94.1%，除短暫而輕微的局部反應(yīng)和全身反應(yīng)外，無其他安全問題，這些輕微的不良反應(yīng)主要局限于注射部位的疼痛，如壓痛、紅斑及硬結(jié)等，且無疫苗相關(guān)的呼吸系統(tǒng)增強(qiáng)型疾病發(fā)生；臨床試驗表明，該疫苗在預(yù)防SARS－CoV－2感染方面的效力高于其他呼吸道病毒疫苗。Corbett等［33］指出，非靈長類動物接種mRNA－1273疫苗后，能夠誘導(dǎo)SARSCoV－2中和活性，對上呼吸道和下呼吸道起保護(hù)作用的同時，無肺部病理改變。

BNT162b1是另一款mRNA疫苗，由BioTech、輝瑞、復(fù)星醫(yī)藥聯(lián)合研發(fā)，該款疫苗是一種脂質(zhì)納米顆粒配方的核苷修飾的mRNA，編碼SARSCoV－2 S蛋白的受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域（receptor binding domain，RBD），表達(dá)的RBD抗原通過添加T4纖維蛋白衍生的“Foldon”三聚結(jié)構(gòu)域進(jìn)行修飾，以提高其免疫原性；BNT162b1疫苗的Ⅰ／Ⅱ期臨床試驗結(jié)果表明，該疫苗可引起CD4＋T細(xì)胞和CD8＋T細(xì)胞反應(yīng)和RBD特異性抗體反應(yīng)，與RBD結(jié)合的IgG濃度明顯高于COVID－19康復(fù)者血清中的濃度，RBD特異性CD4＋T細(xì)胞反應(yīng)的強(qiáng)度與RBD結(jié)合IgG和SARS－CoV－2中和抗體滴度呈正相關(guān)［1，34］。此 外，Walsh等［35］報 道，BNT162b1 mRNA疫苗的受試者中出現(xiàn)的不良事件，大多數(shù)為注射不部位疼痛及輕至中度的發(fā)熱和寒戰(zhàn)，其耐受性和安全性較好。

2 疫苗安全性和有效性評估

2.1 安全性 安全性和有效性是COVID－19疫苗研發(fā)成功不可或缺的關(guān)鍵因素。鑒于疫苗對安全性的要求非常嚴(yán)格，每一種疫苗的Ⅰ期臨床試驗主要針對疫苗的安全性進(jìn)行檢測［36］。Ⅰ／Ⅱ期臨床試驗結(jié)果表明，各研發(fā)平臺制備的COVID－19疫苗耐受性和安全性均良好，并具有較好的免疫原性，局部不良反應(yīng)主要是注射部位的疼痛、發(fā)紅、腫脹、壓痛等；全身癥狀為發(fā)熱、寒戰(zhàn)、疲勞等［7，9，17，19，37－38］。在Ⅲ期臨床試驗中各種疫苗的不良事件大多是輕度或中度的，且無嚴(yán)重的不良事件發(fā)生［32，39－40］。此外，對疫苗安全性最為嚴(yán)峻的考驗是ADE，如果候選疫苗誘導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生大量針對病毒的非中和抗體，這不僅不能預(yù)防病毒的侵入，反而通過其Fc段結(jié)合細(xì)胞表面的Fc受體，進(jìn)而感染不表達(dá)病毒特異性受體的巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞等，出現(xiàn)疫苗接種后病毒感染加重的情況［41］。

2.2 有效性 SARS－CoV－2的S蛋白RBD能夠與ACE2結(jié)合介導(dǎo)膜融合，S蛋白在受體識別和膜融合過程中扮演重要角色，其可作為誘導(dǎo)機(jī)體免疫應(yīng)答最關(guān)鍵的抗原［41］。因此，評估COVID－19疫苗的有效性，關(guān)鍵是觀察被接種人是否產(chǎn)生了針對SARS－CoV－2的S蛋白抗體［36］。目前已經(jīng)公布有效性的COVID－19疫苗中，滅活疫苗、載體疫苗、mRNA疫苗均達(dá)到了世界衛(wèi)生組織提出保護(hù)效力要求在50%以上的要求，不同疫苗間，由于其臨床研究設(shè)計和臨床研究場景不同，研究結(jié)果存在一定差異［19，42］。

3 小結(jié)與展望

在攻克COVID－19疫苗的時期，快速開發(fā)安全有效的疫苗成為重中之重。目前在各國的共同努力下，疫苗研制呈現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)積極的態(tài)勢，但SARS－CoV－2的病原學(xué)特性、致病和感染機(jī)制等仍未完全研究透徹；對COVID－19患者體內(nèi)產(chǎn)生的體液和細(xì)胞免疫應(yīng)答的數(shù)據(jù)分析，COVID－19疫苗的明天仍會面臨較大挑戰(zhàn)。展望未來，期望能在疫苗的保護(hù)下，有效遏制COVID－19疫情的蔓延，迎來傳染病防控的新時代。