□文/張?zhí)锟?/p>
新冠肺炎疫情已肆虐人間一年多,全球都把希望寄托在接種疫苗上,各種新冠疫苗都在以創(chuàng)紀(jì)錄的速度研發(fā)、試驗(yàn)、緊急使用、獲批上市……
這些疫苗是采用相同的方法研發(fā)出來的嗎?哪種疫苗的效果會(huì)更好一些?病毒不斷變異,疫苗還會(huì)有效嗎?
研發(fā)新冠疫苗有不同的技術(shù)路線,目前按照這些技術(shù)路線研發(fā)出的疫苗主要有5類,分別是滅活疫苗、核酸疫苗、腺病毒載體疫苗、重組蛋白疫苗和減毒流感病毒載體疫苗。
滅活疫苗是典型的傳統(tǒng)疫苗,先對(duì)病原體如病毒或細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng),然后用加熱或化學(xué)劑將其滅活。滅活疫苗既可由整個(gè)病毒或細(xì)菌組成,也可由它們的裂解片段組成。中國生產(chǎn)的滅活疫苗由已殺滅的新冠病毒制成,滅活病毒即成為抗原,誘導(dǎo)人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體以抵抗病毒。
滅活疫苗的制備原理,可以用科興疫苗(全病毒滅活疫苗)來解讀。先從患者身上獲取新冠病毒樣本,然后用非洲綠猴腎細(xì)胞培養(yǎng)大量的新冠病毒,再把病毒泡在一種叫β-丙內(nèi)酯的化學(xué)物質(zhì)中,后者可以滅活新冠病毒。滅活的新冠病毒不能再復(fù)制,但它們的蛋白包括刺突蛋白(S蛋白)仍然完好無損。然后,將滅活病毒取出,把它們與微量的鋁基化合物(一種佐劑,可幫助刺激免疫系統(tǒng),增強(qiáng)對(duì)疫苗的響應(yīng))混合起來,疫苗就制備完成了。
新冠核酸疫苗就是信使核糖核酸疫苗(mRNA疫苗)。這種疫苗是以生物技術(shù),如以DNA為模板獲取新冠病毒的部分mRNA的基因(主要是編碼S蛋白的基因),用這一基因片段制成疫苗。這種疫苗進(jìn)入人體后,在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成S蛋白,后者再刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)記憶并產(chǎn)生抗體,以抵抗新冠病毒。最終,新冠病毒的mRNA會(huì)被體內(nèi)細(xì)胞舍棄。mRNA疫苗并未攜帶所有能制造新冠病毒的核酸,而且不會(huì)進(jìn)入人體細(xì)胞核,因此不會(huì)整合到人體細(xì)胞的基因組中。
美國輝瑞公司和德國拜恩泰科公司合作研發(fā)的BNT162b2,以及美國莫德拉公司的mRNA-1273,都是mRNA疫苗。
供圖/人民視覺
病毒載體疫苗以某一無害的病毒作為載體來運(yùn)載新冠病毒的部分基因,通常采用腺病毒為載體。當(dāng)然,首先要將病毒載體的自我復(fù)制能力消除,再把編碼新冠病毒S蛋白的RNA導(dǎo)入腺病毒基因序列中,制成疫苗后再注射到人體,刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體。中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院與康希諾生物研發(fā)的5型腺病毒載體疫苗,也已經(jīng)獲批附條件上市。
重組蛋白疫苗是把新冠病毒的部分基因,如編碼S蛋白的基因進(jìn)行重組,用來生產(chǎn)疫苗。這類疫苗以美國諾瓦克斯公司的NVXCoV2373疫苗為代表。這是一種蛋白亞單位疫苗,是把新冠病毒的S蛋白經(jīng)過改造并純化,用納米顆粒包裹起來,并且使用了該公司的專利Matrix-M佐劑,可以更有效地刺激人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體。
減毒流感病毒載體疫苗與腺病毒載體疫苗相似,就是用減毒流感病毒疫苗作為載體,攜帶新冠病毒的S蛋白,共同刺激人體產(chǎn)生針對(duì)兩種病毒的抗體。它們的結(jié)構(gòu)是低毒性流感病毒戴上新冠病毒S蛋白的“帽子”,形成融合病毒。這種疫苗既能預(yù)防流感,又能預(yù)防新冠肺炎。
滅活疫苗是傳統(tǒng)疫苗,優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟、安全性較高、制備方法較簡單和快速。但是,滅活疫苗也有短板,那就是免疫期短、免疫途徑單一、接種劑量大。另外,它們的最大弱點(diǎn)是有時(shí)會(huì)造成抗體依賴增強(qiáng)效應(yīng),即抗體(主要是非中和抗體)與病毒結(jié)合,反而增強(qiáng)病毒感染細(xì)胞的能力,致使疫苗無效。
mRNA疫苗是最新的疫苗,研發(fā)這類疫苗不需要合成蛋白質(zhì)或病毒,只需要病毒的部分RNA片段,因此流程簡單、安全性較高。目前,輝瑞/拜恩泰科公司的mRNA疫苗已投入使用,尚未出現(xiàn)明顯的短板,唯一的缺點(diǎn)是價(jià)格較貴,難以普及。
新冠病毒滅活疫苗 供圖/人民視覺
腺病毒載體疫苗的優(yōu)勢是比較安全、免疫效果較好,而且不良反應(yīng)少、比較穩(wěn)定。該項(xiàng)技術(shù)最早用于生產(chǎn)動(dòng)物狂犬病口服疫苗,目前,已經(jīng)有中東呼吸綜合征疫苗和埃博拉疫苗等人用疫苗通過腺病毒載體進(jìn)行研發(fā),主要是以5型腺病毒做載體。但是,腺病毒載體疫苗也有缺點(diǎn),人5型腺病毒對(duì)人可以普遍感染,引起輕微感冒,大約70%的成年人已經(jīng)自然感染過腺病毒,因此這部分人普遍存在對(duì)人5型腺病毒的抗體,即預(yù)存抗體,這會(huì)造成疫苗的免疫效果低下,而且可能產(chǎn)生嚴(yán)重的副作用。這種情況已經(jīng)在艾滋病疫苗的研究中出現(xiàn)過。
重組蛋白疫苗的優(yōu)點(diǎn)是較安全、高效,還可規(guī)?;a(chǎn)。這類疫苗還能節(jié)約抗原劑量,以較小的抗原就能有效刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體。重組蛋白疫苗的短板是其抗原性受到所選用表達(dá)系統(tǒng)的影響,較難找到一個(gè)表達(dá)免疫抗原性的表達(dá)系統(tǒng),在研發(fā)時(shí)需要對(duì)表達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行謹(jǐn)慎選擇。
減毒流感病毒載體疫苗的優(yōu)點(diǎn)是可以預(yù)防兩種疾病、接種次數(shù)少、接種方式簡單。不過,這是建立在已經(jīng)研發(fā)成功減毒流感病毒疫苗的基礎(chǔ)之上。如果僅僅把新冠病毒減毒來研發(fā)疫苗,會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間在病毒培養(yǎng)、傳代減毒和篩選上。因此,這類疫苗的缺點(diǎn)是研發(fā)時(shí)間漫長。
新冠疫苗 供圖/人民視覺
截至發(fā)稿,已經(jīng)投入使用的有中國國藥集團(tuán)和中國科興生物生產(chǎn)的滅活疫苗、天津康希諾公司生產(chǎn)的5型腺病毒載體疫苗、輝瑞/拜恩泰科公司生產(chǎn)的mRNA疫苗、英國牛津大學(xué)/阿斯利康生產(chǎn)的腺病毒載體疫苗、俄羅斯生產(chǎn)的腺病毒載體疫苗。
無論哪種疫苗都可能會(huì)有不良反應(yīng),普遍的情況是注射部位的局部炎癥(發(fā)紅和腫脹)或更普遍的反應(yīng),如發(fā)燒和肌肉疼痛。輝瑞/拜恩泰科公司生產(chǎn)的mRNA疫苗給出了比較詳細(xì)的不良反應(yīng)現(xiàn)象,最常見的不良反應(yīng)是注射部位的酸痛或發(fā)紅(84%)、疲勞(63%)、頭痛(55%)、肌肉疼痛(38%)、發(fā)冷(32%)、關(guān)節(jié)痛(24%)和發(fā)燒(14%)。莫德拉公司生產(chǎn)的mRNA疫苗具有相似的不良反應(yīng),但發(fā)生頻率略有不同,最常見的不良反應(yīng)是注射部位的酸痛或充血(92%)、疲勞(69%)、頭痛(63%)、肌肉痛(60%)、關(guān)節(jié)痛(45%)和發(fā)冷(43%)。
新冠疫苗包裝流水線 供圖/人民視覺
最新消息表明,阿斯利康疫苗可能引發(fā)凝血等副作用,歐洲已有多個(gè)國家宣布停用阿斯利康疫苗。但是,阿斯利康制藥公司以及歐盟藥品管理局仍堅(jiān)持認(rèn)為疫苗是安全的。
另外,接種mRNA疫苗也會(huì)出現(xiàn)另一種罕見的不良反應(yīng)——血小板減少性紫癜,也稱免疫性血小板減少癥。美國疾病控制和預(yù)防中心的疫苗不良反應(yīng)檢測系統(tǒng)VAERS已經(jīng)收集到36起ITP病例。但每年美國出現(xiàn)的血小板減少性紫癜就有5萬例,考慮到疫苗的接種率和接種時(shí)間,接種mRNA疫苗后的血小板減少性紫癜是在自然發(fā)生的范圍之內(nèi)。
不管是哪一款疫苗,在接種之后都不可避免地會(huì)出現(xiàn)死亡事件,關(guān)鍵要看死亡是偶合事件還是因?yàn)橐呙缢鶎?dǎo)致。針對(duì)已知的死亡事件,不能把疫苗接種后的死亡與疫苗質(zhì)量扯上直接的因果關(guān)系。
疫苗是對(duì)抗新冠病毒的最有力武器 供圖/人民視覺
如今,變異的新冠病毒已經(jīng)在一些國家出現(xiàn),其中英國、南非、巴西等國家出現(xiàn)的突變體更是引起全球關(guān)注。面對(duì)變異后的病毒,疫苗是否還有效?
到目前為止,接種疫苗后的效果已經(jīng)得到肯定,而且病毒的變異并未影響到現(xiàn)有疫苗的效果,因?yàn)樗幸呙缍际且罁?jù)病毒的S蛋白受體結(jié)合區(qū)域作為抗原來研發(fā)的。但是,疫苗現(xiàn)在有效,并不意味著未來也長期有效,因?yàn)椴《具€有可能發(fā)生重大變異。為此,在技術(shù)上升級(jí)疫苗也提到了議事日程。
疫苗的升級(jí)主要涉及mRNA疫苗和滅活疫苗,因?yàn)檫@兩種疫苗的升級(jí)速度最快,其他疫苗的升級(jí)因涉及環(huán)節(jié)較多,會(huì)比較慢。中國的滅活疫苗在藥企獲得變異病毒株后,只要更換病毒培養(yǎng)罐中的種子病毒,無須對(duì)其他工序做任何調(diào)整,就可以升級(jí)疫苗。至于mRNA疫苗,只需要在化學(xué)合成圖譜上更改突變的位點(diǎn),由機(jī)器合成和修飾后,即成為新的疫苗。
中國的滅活疫苗采用的是生物技術(shù),疫苗升級(jí)更新大概需要2個(gè)月,mRNA疫苗采用的是化學(xué)合成技術(shù),只需要幾周就可以升級(jí)。因此,mRNA疫苗的升級(jí)比滅活疫苗更快一些,但兩者的時(shí)間差距應(yīng)不會(huì)超過1個(gè)月。這也意味著疫苗可以快速升級(jí)以應(yīng)對(duì)病毒變異,因此,疫苗的有效性會(huì)有保障。
另外,針對(duì)新冠病毒變異問題,研究人員已經(jīng)提出要研發(fā)適用于所有冠狀病毒的通用疫苗,這是科學(xué)家下一步的重要任務(wù)。