李興航 曹守春 ，綜述 楊曉明 審校

1.武漢生物制品研究所有限責(zé)任公司,湖北武漢430207；2.國家聯(lián)合疫苗工程技術(shù)研究中心,湖北武漢430207；3.中國食品藥品檢定研究院蟲媒病毒疫苗室,北京102629；4.中國生物技術(shù)股份有限公司,北京100029

重癥急性呼吸綜合征冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)引起的2019 冠狀病毒病(Coronavirus Disease 2019,COVID-19)仍在全球流行中,也是目前最受關(guān)注的突發(fā)傳染性疾病。截至2021 年5 月27 日,已有167 492 769例確診病例,其中死亡3 482 907 例(數(shù)據(jù)來源:https:／ ／ covid19.who.int ／)。鑒于其極強(qiáng)的傳播性和目前的高流行率,接種疫苗是迅速在人群中建立群體免疫,防止疫情擴(kuò)散,保護(hù)人群生命健康最有效和經(jīng)濟(jì)的方式。

世界上預(yù)防COVID-19 的疫苗主要類型包括滅活疫苗、重組蛋白疫苗、重組載體疫苗、核酸疫苗。其中,重組載體疫苗作為一類新型疫苗,在此次抗擊COVID-19 中起到了重要的預(yù)防作用［1］。目前已在全球范圍內(nèi)緊急使用的重組載體疫苗有中國康希諾生物的克威莎、俄羅斯Gamaleya 公司的sputnik V、牛津大學(xué)和阿斯利康的AZD1222(印度生產(chǎn)的稱為Covishield)以及強(qiáng)生公司的AD26.CoV2.S。根據(jù)WHO 官網(wǎng)信息,還有17 款載體疫苗正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)以及40 余款疫苗處于臨床前研究階段。本文對SARS-CoV-2 重組載體疫苗研制的載體類型以及疫苗的研究現(xiàn)狀作一綜述。

1 重組載體的類型

反向疫苗學(xué)和基因組學(xué)研究的飛速進(jìn)展,極大地推進(jìn)了重組載體疫苗的研究。20 世紀(jì)80 年代,有學(xué)者將外源基因片段導(dǎo)入減毒或無毒的微生物基因組內(nèi),使其高效表達(dá)目的基因的同時又不影響微生物自身生存和繁殖［2］。其作用機(jī)理是基于病毒感染細(xì)胞的能力去模仿病原體感染機(jī)體過程,從而誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生固有免疫和適應(yīng)性免疫應(yīng)答。一般而言,使用載體的優(yōu)點(diǎn)是:①高效的基因轉(zhuǎn)導(dǎo)；②將基因高度特異性地運(yùn)送至靶細(xì)胞；③誘導(dǎo)強(qiáng)大的免疫應(yīng)答,既可以表達(dá)目的蛋白激活機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答,又可以起到佐劑的作用,增強(qiáng)機(jī)體細(xì)胞免疫應(yīng)答和降低抗原的降解率［3］。這些載體為人類研制針對新發(fā)傳染病和傳統(tǒng)疫苗研制方法無法奏效的疾病(如艾滋病、丙型肝炎)提供了新的解決辦法。目前針對SARS-CoV-2 疫苗研發(fā)的主要的載體特性見表1。

表1 各類載體的優(yōu)缺點(diǎn)Tab.1 Advantages and disadvantages of vectors for vaccine

1.1 腺病毒(adenovirus，Ad)載體 腺病毒是一類無包膜雙鏈DNA 病毒,感染人體后多表現(xiàn)為自限性疾病,可分為 7 個亞群(A ～ G)和 100 多種血清型［4］。1981 年,THUMMEL 等［5］首次使用腺病毒表達(dá)SV40病毒的T 抗原,構(gòu)建了一種基于Ad2 的載體。經(jīng)過多年的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)腺病毒載體具備宿主范圍廣、致病性低、可插入基因大、可誘導(dǎo)固有免疫等優(yōu)勢,這使得腺病毒成為疫苗研究和基因治療的首選工具。腺病毒載體根據(jù)是否復(fù)制可分為復(fù)制型和非復(fù)制型兩類,目前用于COVID-19 疫苗研究主要是非復(fù)制型腺病毒載體,其原理是通過刪除腺病毒中的E1、E3 等基因使得病毒喪失自主復(fù)制的能力,經(jīng)過改造的腺病毒具有容量更大、載體本身免疫原性更弱等優(yōu)點(diǎn)［6］。

目前大多數(shù)新冠載體疫苗的研制均是基于腺病毒載體,正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)的20 款病毒載體疫苗中,有11 款使用了腺病毒。如中國康希諾生物的克威莎是基于Ad5 腺病毒；俄羅斯Gamaleya 公司的Sputnik V 是基于Ad5 和Ad26 兩種腺病毒。但使用人腺病毒作為疫苗載體存在的一個問題是部分人群已經(jīng)有針對人腺病毒的預(yù)存免疫,如中國健康人群中對于Ad5 血清抗體陽性率約在50% ～82%,在部分非洲國家甚至可達(dá)100%,這可能會影響疫苗的效果［7-8］。相反,黑猩猩腺病毒(ChAd)在人群中血清流行率則相對較低［9］。為降低人群中對于人腺病毒的預(yù)存免疫的作用,有些研究者使用了黑猩猩腺病毒作為載體研制新冠疫苗,如牛津大學(xué) ／ 阿斯利康的AZD1222 使用了 ChAdOx1,Gritstone Oncology 公司使用了ChAd68 腺病毒。

1.2 痘病毒載體 痘病毒是一類體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的雙鏈DNA 病毒,可通過細(xì)胞吞飲的方式進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)行復(fù)制。1982 年,人類首次將外源DNA 導(dǎo)入牛痘病毒的TK 基因中,構(gòu)建了在哺乳動物細(xì)胞中表達(dá)外源基因的重組痘病毒［10］。痘病毒作為疫苗載體的優(yōu)勢是容量大,可插入長度30 000 bp 的外源基因而不影響其感染性。目前,常用作載體的痘病毒有痘苗病毒、牛痘病毒、豬痘病毒、雞痘病毒和羊痘病毒等,其中最為常用的載體是改良痘苗病毒安卡拉株(modified vaccinia virus Ankara,MVA)。MVA 是將痘苗病毒在雞胚成纖維細(xì)胞傳代而獲得,能容納和表達(dá)多個外源基因,并誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生體液和細(xì)胞免疫,且安全性較好［11-12］。

目前,由Munichi 大學(xué)開發(fā)的基于MVA 載體表達(dá)SARS-CoV-2 S 蛋白的重組載體疫苗(NTC0456-9383)和美國希望之城醫(yī)學(xué)中心開發(fā)的COH04S1(NCT04639466)均正在進(jìn)行Ⅰ期臨床試驗(yàn)［13-14］。此外,還有多個基于MVA 載體的新冠疫苗正在進(jìn)行臨床前研究(信息來源:https:／ ／ www.who.int ／ publications ／ m ／ item ／ draft-landscape-of-covid-19-candidatevaccines)。

1.3 慢病毒載體(lentiviral vector，LV) LV 是逆轉(zhuǎn)錄病毒的一種,是在人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)基礎(chǔ)上改造而來的。LV 的遺傳物質(zhì)是RNA,其在受體細(xì)胞中通過逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶的輔助下,將病毒基因插入受體細(xì)胞基因組中,從而高效的將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞進(jìn)行表達(dá)［15］。LV 的優(yōu)勢在于:擁有廣泛的宿主細(xì)胞；能感染分裂期和非分裂期的細(xì)胞；轉(zhuǎn)染效率高；可在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定持續(xù)地表達(dá)。但也有一些安全性上的考慮:其將基因組整合至宿主細(xì)胞中可能導(dǎo)致腫瘤發(fā)生；此外,如何防止產(chǎn)生復(fù)制能力的HIV 也備受關(guān)注［16-17］。

我國深圳市基因免疫醫(yī)學(xué)研究所研究的基于慢病毒的LV-SMENP-DC 疫苗目前正在進(jìn)行Ⅰ／ Ⅱ期臨床試驗(yàn)(NCT04276896)［18］。研究者利用 LV 修飾抗原提呈細(xì)胞(antigen-presenting cells,APC),并表達(dá)SARS-CoV-2 的微型蛋白,經(jīng)修飾的LV-DC 將激活CTL 啟動機(jī)體免疫應(yīng)答。巴斯德研究所、AIOVA和Sorbonne 大學(xué)等機(jī)構(gòu)也陸續(xù)開發(fā)出LV 疫苗,目前均處于臨床前研究階段。

1.4 新城疫病毒(newcastle disease virus，NDV)載體NDV 是一種不分節(jié)段、單負(fù)鏈的RNA 病毒,副黏病毒科禽腮腺炎病毒屬。本身無法直接表達(dá)蛋白質(zhì),需要借助自身RNA 聚合酶轉(zhuǎn)錄互補(bǔ)鏈作為mRNA合成蛋白質(zhì)。長期以來,NDV 的弱毒株LaSota 和B1株一直作為禽類疫苗的載體用于禽類傳染病疫苗的研制,如禽流感、雞傳染性法氏囊病、雞傳染性喉氣管炎和傳染性支氣管炎,其安全性和有效性在動物疫苗中獲得了充分證明［19］。由于宿主范圍的限制,其在人類和其他靈長類動物中高度減弱,可在宿主的呼吸系統(tǒng)中有效地復(fù)制,并誘導(dǎo)宿主對外源性抗原產(chǎn)生強(qiáng)烈的局部和全身免疫應(yīng)答［20-21］。此外,NDV 弱毒株可以在雞胚中培養(yǎng)并收獲較高的病毒滴度,降低生產(chǎn)成本［21］；但NDV 僅存在一種血清型,可能會限制其作為疫苗載體多次使用。

目前,已有多家機(jī)構(gòu)使用NDV 作為載體進(jìn)行COVID 候選疫苗的研究,如越南醫(yī)學(xué)和疫苗研究所的COVIVAC 疫苗已經(jīng)進(jìn)入Ⅰ／ Ⅱ期臨床試驗(yàn),該疫苗使用NDV 表達(dá)SARS-CoV-2 S 蛋白膜錨定融合前穩(wěn)定三聚體,并添加佐劑CpG1018 增強(qiáng)疫苗的免疫原性。此外,還有5 種候選NVD 載體疫苗處于臨床前研究階段(信息來源:https:／ ／ www.who.int ／ publications／m ／item ／draft-landscape-of-covid-19-candidatevaccines)。

1.5 流感病毒載體 在COVID-19 疫苗研究中,流感病毒也被作為一種復(fù)制型病毒載體表達(dá)SARS-CoV-2的S 蛋白。流感病毒是一種有包膜,遺傳物質(zhì)為分節(jié)段的RNA 病毒。將流感病毒作為載體的方式是通過敲除流感病毒的部分毒力基因(如NS1 基因)使病毒減毒,同時,將外源基因敲入病毒基因組中使其感染宿主細(xì)胞后隨著宿主細(xì)胞進(jìn)行表達(dá)［22-23］。因此,流感病毒載體均屬于復(fù)制型載體。

由香港大學(xué)、廈門大學(xué)和北京萬泰公司聯(lián)合開發(fā)的流感病毒載體新冠疫苗DelNS1-2019-nCoVRBD-OPT1 目前正在進(jìn)行Ⅱ期臨床試驗(yàn)(ChiCTR-2000039715)［24］。該疫苗是刪除了流感病毒的NS1基因,將SARS-CoV-2 的S 蛋白插入NS1 基因原有位置,使其隨病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制而表達(dá)。除此之外,BioCAD 和IEM 公司、俄羅斯FBRI SRC VB VECTOR 中心和埃及國家研究中心等使用減毒的甲型流感病毒為載體,表達(dá)SARS-CoV-2 的S 蛋白而制備的載體疫苗均處于臨床前研究階段(信息來源:https:／ ／ www.who.int ／ publications ／ m ／ item ／ draftlandscape-of-covid-19-candidate-vaccines)。

1.6 水泡口炎病毒(vesicular stomatitisvirus，VSV) VSV是有囊膜,遺傳物質(zhì)為單負(fù)鏈的RNA 病毒,最早在上世紀(jì)90 年代末期作為載體進(jìn)行研究,但直至2011 年才開始將重組VSV 在人體中進(jìn)行評估,并應(yīng)用于埃博拉疫苗的研究［25］。VSV 作為疫苗載體可搭載至少4 500 bp 長度的外源基因,除了具備能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生強(qiáng)大的針對外源基因的體液和細(xì)胞免疫外,還能在一些細(xì)胞系(如Vero 細(xì)胞)中產(chǎn)生較高的病毒滴度(可達(dá)109PFU ／ mL),這將非常有利于重組病毒的大規(guī)模生產(chǎn)［26-27］。但相比于DNA 病毒作為載體,VSV 更不易被拯救出來［26］。另外,相比于腺病毒載體大多是復(fù)制缺陷型的,VSV 大多屬于復(fù)制型載體,在一些非人類靈長類動物上有一定神經(jīng)毒性,因此需要對其安全性問題進(jìn)行考慮［28］。

目前,僅以色列生物學(xué)研究所使用VSV 為載體的 COVID-19 疫苗 rVSV-SARS-CoV-2-S 進(jìn)入Ⅰ／ Ⅱ期臨床試驗(yàn)(NCT04608305)［29］,還有 3 款 VSV 載體疫苗正在臨床前研究(信息來源:https:／ ／ www.who.int ／publications ／ m ／ item ／ draft-landscape-of-covid-19-candidate-vaccines)。

1.7 其他候選載體 除上述載體外,還有如黃熱病病毒(YF17D)、仙臺病毒、腺相關(guān)病毒等載體可運(yùn)用于COVID-19 疫苗的研制中(信息來源:https:／ ／ www.who.int ／ publications ／ m ／ item ／ draft-landscape-ofcovid-19-candidate-vaccines)。

2 獲批上市的重組載體疫苗

目前,全球范圍內(nèi)共有4 款載體疫苗已獲得不同國家的上市許可,其載體類型、接種劑次、接種途徑和接種程序見表2。目前,在我國范圍內(nèi)授權(quán)使用的僅有康希諾生物的克威莎,其在2021 年3 月4 日在我國獲得附條件上市批準(zhǔn)。

2.1 康希諾生物——克威莎 克威莎是一款基于人Ad5 載體制成的疫苗,通過刪去Ad5 的E1 和E3 基因,并導(dǎo)入SARS-CoV-2 的S 蛋白基因使病毒載體在感染細(xì)胞后表達(dá)。

該疫苗于2020 年3 月17 日于中國武漢啟動Ⅰ期臨床試驗(yàn)(NCT04313127),共招募了108 名18 ～60 歲健康成年人參與,分為高(1.5 × 1011個病毒顆粒)、中(1 × 1011個病毒顆粒)、低(5 × 1010個病毒顆粒)3 個劑量組,每個劑量組36 人。結(jié)果顯示,在安全性方面,大部分出現(xiàn)輕微或中度不良反應(yīng),如發(fā)熱、疲勞、頭痛和肌肉痛,發(fā)生概率分別為46%、44%、39%和17%,無嚴(yán)重不良反應(yīng)。在有效性方面,注射疫苗28 d 后中和抗體滴度達(dá)到峰值,3 個劑量組抗體陽轉(zhuǎn)率分別達(dá)到97%、94%和100%；注射疫苗14 d 后,特異性T 細(xì)胞數(shù)量達(dá)到峰值,28 d 后輕微下降,其中高劑量組相比低劑量組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.001),與中劑量組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＞0.05)［30］?？送蘑蚱谂R床試驗(yàn)(NCT04341389)共招募了 603 名健康受試者,并以 2 ∶1 ∶1 的比例隨機(jī)分組,接種 1 × 1011個病毒顆粒、5 × 1010個病毒顆粒和安慰劑。結(jié)果顯示,在免疫原性方面,接種疫苗28 d 后,2 個劑量組針對SARS-CoV-2 S 蛋白受體結(jié)合域(receptor-binding domain,RBD)的血清抗體陽轉(zhuǎn)率分別為96%和97%,抗體平均幾何滴度(geometric mean titer,GMT)分別增長19.5 和18.3倍；產(chǎn)生IFNγ 特異性T 細(xì)胞的人數(shù)為89.7%和75.6%。在安全性方面,注射疫苗后的28 d 內(nèi),1 ×1011個病毒顆粒劑量組有77%的人報(bào)告了不良反應(yīng),其中報(bào)告嚴(yán)重不良反應(yīng) 24 例(9%)；5 × 1010個病毒顆粒組有76%的人報(bào)告不良反應(yīng),其中嚴(yán)重不良反應(yīng)1 例(1%)。大部分不良反應(yīng)為疼痛、乏力、發(fā)熱和頭痛。最終確定Ⅲ期臨床的注射劑量為5 ×1010個病毒顆粒。

康希諾生物官網(wǎng)的最新消息,克威莎Ⅲ期臨床試驗(yàn)(NCT04526990)的中期分析數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,單劑接種疫苗28 d 后,疫苗對所有癥狀的總體保護(hù)效力為65.28%；單劑接種疫苗14 d 后,疫苗對所有癥狀總體保護(hù)效力為68.83%。單針接種疫苗28 d后,疫苗對重癥的保護(hù)效力為90.07%；單針接種疫苗14 d 后,疫苗對重癥的保護(hù)效力95.47%［31］。

克威莎是目前唯一單針免疫程序的新冠疫苗。單針免疫的優(yōu)勢在于快速實(shí)現(xiàn)免疫保護(hù),縮短接種周期,可在極短的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)群體免疫。另外,該疫苗可于2 ～8 ℃保存,疫苗可及性較好。

2.2 牛津大學(xué)／阿斯利康——AZD1222 AZD1222 是以一種復(fù)制缺陷型的猩猩來源的Ad ChAdOx1 為載體,在載體中導(dǎo)入SARS-CoV-2 全長S 蛋白序列,并加入組織纖溶酶激活劑前導(dǎo)序列,使其可表達(dá)密碼子優(yōu)化的S 蛋白編碼序列,并可在2 ～8 ℃保存。

AZD1222 的Ⅰ／ Ⅱ期臨床試驗(yàn)(NCT04324606)共招募了1 087 名受試者接種1 劑AZD1222 或1劑MenB ACWY 腦膜炎結(jié)合疫苗,其中10 人接受2劑AZD1222。結(jié)果顯示,AZD1222 相比MenB ACWY腦膜炎結(jié)合疫苗具有更高的不良反應(yīng)率,但依舊安全且耐受,未出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng),大部分僅為自限性的輕、中度反應(yīng)。其中,疲勞和頭痛是最常見的不良反應(yīng),接種1 劑AZD1222 者分別有70%和68%人出現(xiàn)；此外,肌肉疼痛(60%)、不適(61%)和寒戰(zhàn)(56%)較為常見［32］；另外,接種疫苗前預(yù)防性注射撲熱息痛可顯著減少發(fā)生不良反應(yīng)的概率［32］。在免疫原性方面,接種1 劑疫苗28 d 后,抗S 蛋白IgG 達(dá)到峰值,中位數(shù)為157 EU,如果在28 d 時加強(qiáng)免疫1劑,則第56 天IgG 中位數(shù)可達(dá)639 EU,表明初次免疫-加強(qiáng)免疫的免疫效果要顯著強(qiáng)于單劑免疫；此外,IFNγ 特異性T 細(xì)胞在接種疫苗14 d 時到達(dá)峰值,為856 個 ／ 百萬個單個核細(xì)胞［32］。EWER 等［33］繼續(xù)對Ⅰ／ Ⅱ期臨床試驗(yàn)中接受1 劑AZD1222 部分樣品的T 細(xì)胞誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答和抗體水平進(jìn)行研究,結(jié)果顯示,疫苗誘導(dǎo)了以分泌TNF-α、IFNγ 為特征的Th1細(xì)胞免疫應(yīng)答,同時誘導(dǎo)出細(xì)胞毒性的CD8+T 細(xì)胞；抗體產(chǎn)生主要類型為IgG1 和IgG3,說明誘導(dǎo)了Th1 型免疫應(yīng)答。

AZD1222 在英國、巴西和南非Ⅲ期臨床試驗(yàn)中期分析(ISRCTN89951424、NCT04324606、NCT0440-0838、NCT04444674)結(jié)果顯示,疫苗總體有效率為70.4%,連續(xù)接種2 劑標(biāo)準(zhǔn)劑量的保護(hù)率為62%,首先接種1 劑低劑量(一半標(biāo)準(zhǔn)劑量),然后接種1 劑標(biāo)準(zhǔn)劑量的保護(hù)率可達(dá)90%［34］。另外一項(xiàng)在英國進(jìn)行的Ⅱ／ Ⅲ期臨床試驗(yàn)(NCT04400838)結(jié)果顯示,疫苗在70 歲以上老年人群中安全耐受,所有年齡段具備類似的免疫原性［35］。

表2 目前上市的COVID-19 重組載體疫苗Tab.2 Approved recombinant vector vaccine against COVID-19

研究者還對疫苗是否對病毒變異株有保護(hù)效果進(jìn)行了研究,一項(xiàng)在南非開展的雙盲、隨機(jī)試驗(yàn)(NCT04444674)結(jié)果顯示,接種2 劑AZD1222 對于南非變異株B.1.351 的保護(hù)效果僅10.4%,對南非變異株未顯示出較好的保護(hù)效果［36］。另一項(xiàng)在英國進(jìn)行的臨床試驗(yàn)(NCT04400838)結(jié)果顯示,疫苗對于英國變異株B.1.1.7 和非變異株B.1.1.7 的保護(hù)效果分別為70.4%和81.5%,對于英國變異株具有較好的保護(hù)效果［37］。

2.3 俄羅斯Gamaleya 公司——Sputnik V Sputnik V是由重組腺病毒Ad26 和重組腺病毒Ad5 組成的異源COVID-19 疫苗,2 個重組載體均可表達(dá)SARSCoV-2 的S 蛋白,分別使用2 種重組載體疫苗進(jìn)行初次免疫-加強(qiáng)免疫。Sputnik V 在俄羅斯的Ⅰ／ Ⅱ期臨床試驗(yàn)入組76 名18 ～60 歲的受試者,分別對疫苗的安全性、耐受性、劑型選擇(凍干或冷凍)和免疫原性進(jìn)行了評估(NCT04436471 和NCT04437875)。結(jié)果顯示,Sputnik V 的安全性和耐受性良好,大多為輕度不良反應(yīng),未出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)。注射部位疼痛(58%)、體溫偏高(50%)、頭痛(42%)、乏力(28%)和肌肉關(guān)節(jié)疼痛(24%)是主要的不良反應(yīng)。在免疫原性方面,注射疫苗21 d 后,凍干和冷凍的疫苗所產(chǎn)生的抗體陽轉(zhuǎn)率均為100%；注射2 劑疫苗42 d后,GMT 分別達(dá)到49.25(冷凍)和45.95(凍干)。在細(xì)胞免疫方面,接種疫苗28 d 后,CD4+T 和CD8+T細(xì)胞數(shù)量顯著上升；接種冷凍劑型后兩類細(xì)胞數(shù)量的中位數(shù)分別增長了2.5%和1.3%,接種凍干劑型則增長了1.3%和1.1%。此外,研究者發(fā)現(xiàn),在初次免疫后,機(jī)體會產(chǎn)生針對載體的免疫應(yīng)答,而后通過使用異源載體進(jìn)行初次免疫-加強(qiáng)免疫的策略能克服這一問題,增強(qiáng)了疫苗的免疫原性［38］。

Sputnik V 的Ⅲ期臨床試驗(yàn)的中期分析(NCT-04530396)結(jié)果顯示,疫苗的有效率為91.6%；接種21 d 后,對于中度和重度肺炎的有效率可達(dá)100%。免疫原性方面,接種疫苗的42 d,受試者針對S 蛋白的血清抗體陽轉(zhuǎn)率為98.2%,GMT 為8 996；中和抗體的GMT 為44.5,中和抗體陽轉(zhuǎn)率為95.83%；此外,在接種1 劑疫苗的28 d,單個核細(xì)胞分泌的IFNγ含量達(dá)32.77 pg ／ mL,明顯高于接種前水平。在安全性方面,12 296 名受試者中有94%報(bào)告了1 級不良反應(yīng),5.66%和0.38%受試者分別報(bào)告了2 級和3 級不良反應(yīng),其中嚴(yán)重不良反應(yīng)均被認(rèn)定與疫苗無關(guān)。另外,此次對于60 歲以上人群也進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示,60 歲以上人群與18 ～60 歲人群相比,效力無顯著差異,同時對疫苗具有較好的耐受性,常見的不良反應(yīng)為流感樣疾病(15.2%)和局部反應(yīng)(5.4%)［39］。

最近有研究者研究了Sputnik V 誘導(dǎo)的抗體對E484K 的突變株和B.1.351 變異株的中和活性,發(fā)現(xiàn)對2 種變異株的血清中和活性的中位數(shù)分別降低了2.8 和6.1 倍,病毒變異株對疫苗的效果具有一定影響［40］。

Sputnik V 除了良好的有效性和安全性,其低于10 美元 ／ 劑的成本也具有巨大的競爭力,目前已獲得40 余個國家緊急使用許可。盡管該疫苗的液體劑型需要-18 ℃冷凍儲存,但即將問世的凍干劑型可以在2 ～8 ℃儲存和運(yùn)輸,增加了疫苗的可及性。

2.4 強(qiáng)生楊森制藥——AD26.CoV2.S 美國強(qiáng)生公司旗下楊森制藥的AD26.CoV2.S 是基于人腺病毒載體Ad26 研制,可表達(dá)SARS-CoV-2 的S 蛋白。其Ⅰ／ Ⅱa 期臨床試驗(yàn)中(NCT04436276),分別研究了高劑量(1 × 1011個病毒顆粒)和低劑量(5 × 1010個病毒顆粒)疫苗對18 ～55 歲及大于65 歲人群的安全性和免疫原性。在18 ～55 歲人群中,低劑量和高劑量組報(bào)告的局部不良反應(yīng)人數(shù)占比分別為64%和78%,報(bào)告的全身不良反應(yīng)人數(shù)占比分別為65%和84%,報(bào)告的3 級不良反應(yīng)人數(shù)占比分別為9%和20%；在大于65 歲人群中,低劑量和高劑量組報(bào)告的的局部不良反應(yīng)人數(shù)占比分別為41%和42%,報(bào)告的全身不良反應(yīng)人數(shù)占比分別為46%和55%,報(bào)告的3 級不良反應(yīng)人數(shù)占比分別為1%和2%。表明老年人群對疫苗具有更好的耐受性。試驗(yàn)中未出現(xiàn)4 級不良反應(yīng),大部分不良反應(yīng)在接種后1 ～2 d 內(nèi)消退,無受試者因不良反應(yīng)退出試驗(yàn)。免疫原性方面,接種單劑疫苗后,針對野生型病毒的中和抗體 GMT 值在 29 d 達(dá) 224 ～ 354,在 57 d 達(dá) 288 ～488,抗體陽轉(zhuǎn)率100%；另外,接種2 劑疫苗后抗體效價可提高2.6 ～2.9 倍,中和抗體GMT 值達(dá)827 ～1 266。細(xì)胞免疫方面,18 ～55 歲人群誘導(dǎo)的特異性CD4+T 和CD8+T 細(xì)胞應(yīng)答人數(shù)分別占76% ～83%和51%～64%,大于65 歲人群為60%～76%和24% ～36%。其中被檢測到的受試者Th1 ／ Th2 細(xì)胞比例大于 1,更偏向于 Th1 應(yīng)答［41］。

在目前公布的Ⅲ期臨床結(jié)果中(NCT04505722),以14 和28 d 后發(fā)病為觀察重點(diǎn)的疫苗有效率分別達(dá)到66.9%和66.1%。其中以14 d 后發(fā)病為觀察終點(diǎn),大于60 歲老年人群比18 ～60 歲人群的有效率更高(76.3% vs 63.7%),而以28 d 后發(fā)病為觀察終點(diǎn),2 組人群有效率相似(66.2% vs 66.1%),性別和民族間的效力無顯著差異。此外,疫苗在11 周內(nèi)未發(fā)現(xiàn)療效降低,與Ⅰ／ Ⅱ期臨床結(jié)果相似。在疫苗安全性方面,疫苗組中報(bào)告最多的局部不良反應(yīng)是注射部位疼痛(48.6%),報(bào)告全身不良反應(yīng)有頭痛(38.9%)、疲勞(38.2%)、肌肉疼痛(33.2%)和惡心(14.2%)；報(bào)告3 級不良反應(yīng)疫苗組和安慰劑組人數(shù)均為該組受試人數(shù)的0.4%；此外,有7 個嚴(yán)重不良反應(yīng)被認(rèn)為與疫苗相關(guān),如格林-巴利綜合征、心包炎、面部麻痹等［42］。

Ⅲ期臨床中疫苗針對變異株的有效性也進(jìn)行了研究,認(rèn)為疫苗對于E484K 的變異株和南非B1.351.1 變異株的效力不減［42］。VANDER 等［43］在倉鼠模型中研究了疫苗對于D614G 變異株的保護(hù)效果,接種1 劑疫苗可誘導(dǎo)動物產(chǎn)生大量中和抗體,可保護(hù)80%以上的倉鼠完全預(yù)防肺部感染和肺炎,接種2 劑疫苗可提高中和抗體滴度并能至少降低肺部6 個log10 的病毒載量。

3 COVID-19 重組載體候選疫苗

截至2021 年5 月,除上述4 款疫苗外,還有17款疫苗正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)以及41 款疫苗正在進(jìn)行臨床前研究,見表 3 和表 4。信息來源:https:／ ／ www.who.int ／ publications ／ m ／ item ／ draft-landscape-ofcovid-19-candidate-vaccines。

表3 正在臨床試驗(yàn)的COVID-19 重組載體候選疫苗Tab.3 Recombinant vector vaccine candidate against COVID-19 in clinical trials

表4 臨床前研究的COVID-19 候選疫苗Tab.4 COVID-19 vaccine candidate in preclinical studies

4 挑戰(zhàn)與展望

以各類載體為基礎(chǔ)研制的COVID-19 疫苗,為SARS-CoV-2 抗原在體內(nèi)的遞送提供了高效的工具,具有巨大的應(yīng)用前景,但有些問題尚需進(jìn)一步研究。

4.1 安全性問題 疫苗的安全性是疫苗的重要考量因素,據(jù)報(bào)道,歐洲地區(qū)已有200 多例因接種阿斯利康(AZD1222)或強(qiáng)生公司(Ad26.CoV2.S)生產(chǎn)的腺病毒載體疫苗出現(xiàn)嚴(yán)重凝血功能障礙［44］。有一種推測認(rèn)為,這些病例是疫苗引起的異常免疫應(yīng)答導(dǎo)致的［44］。每劑疫苗有約500 億個病毒顆粒,其中一部分會分裂并釋放其DNA。由于DNA 帶負(fù)電,與肝素一樣可以結(jié)合體內(nèi)帶正電荷的PF4 并形成復(fù)合物。這些復(fù)合物會激發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答,產(chǎn)生對復(fù)合體的抗體導(dǎo)致凝血功能障礙。SCULLY 等［45］報(bào)道了23例接種阿斯利康疫苗后6 ～24 d 出現(xiàn)血栓形成和血小板減少患者的研究結(jié)果,23 名患者中22 名患者抗PF4 抗體呈陽性,所有患者均出現(xiàn)D-D 二聚體水平增高和血小板減少等癥狀,其中造成7 名患者死亡。提示快速鑒別這類罕見的不良反應(yīng)并迅速接受相關(guān)治療是至關(guān)重要的。盡管一些流行病學(xué)專家認(rèn)為相比于極為罕見的不良反應(yīng),接種疫苗所獲得的好處要高于其風(fēng)險(xiǎn),但對疫苗在機(jī)體內(nèi)引起免疫應(yīng)答的機(jī)制,以及引起凝血功能障礙的原因需進(jìn)一步調(diào)查,并提前采取措施對罕見不良反應(yīng)進(jìn)行預(yù)防,以確保疫苗使用的安全性。

4.2 對突變株的保護(hù)效果 截至2021 年5 月,世界多個國家和地區(qū)發(fā)現(xiàn)了SARS-CoV-2 不同變異株,如英國突變株B.1.1.7、南非突變株B.1.351、巴西突變株P(guān).1、美國加州突變株B.1.429 和B.1.427、英國／尼日利亞突變株B.1.525 和印度突變株B.1.617等［46］。這些新發(fā)病毒變異株不僅導(dǎo)致新一輪的疫情暴發(fā),也對疫苗的保護(hù)效果提出了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。目前,僅Ad26.COV2.S 和AZD1222 兩種重組載體疫苗的研究人員公開發(fā)表了針對部分病毒變異株的保護(hù)效果研究,結(jié)果顯示變異株的確會對疫苗的保護(hù)效果造成一定影響。由于SARS-CoV-2 與流感病毒一樣屬于RNA 病毒,同樣具備很高的變異率。如果SARS-CoV-2 未來與流感病毒一樣持續(xù)的全球流行,那么對于SARS-CoV-2 疫苗的研究是否也應(yīng)該與流感疫苗一樣需要進(jìn)行多價疫苗和通用疫苗的研究,尚需進(jìn)一步探討。

另外,盡管S 蛋白作為病毒結(jié)合細(xì)胞表面血管緊張素轉(zhuǎn)換酶-2(angiotensin converting enzyme-2,ACE2)并介導(dǎo)病毒侵染細(xì)胞的重要蛋白,但可能還有針對SARS-CoV-2 除S 蛋白以外的蛋白能夠作為疫苗候選靶點(diǎn)。AHMED 等［47］通過美國國家過敏癥和傳染病研究所(National Institute of Allergy and Infectious Diseases,NIAID)病毒病原體和分析資源數(shù)據(jù)庫、免疫表位數(shù)據(jù)庫,比較了SARS-CoV-1 和SARSCoV-2 的 B 細(xì)胞和 T 細(xì)胞表位,發(fā)現(xiàn)了 S 和 N 蛋白的一些靶點(diǎn)非常穩(wěn)定,可以作為疫苗研究的候選靶位。目前,有2 款表達(dá)S 和N 蛋白的二價載體疫苗分別正在臨床試驗(yàn)和臨床前研究。隨著生物信息學(xué)的飛速發(fā)展,未來將會有更多候選表位會被發(fā)掘并有助于多價和通用疫苗的研究。

4.3 疫苗保護(hù)的持續(xù)時間 隨著全球COVID-19 疫情的持續(xù),更多的學(xué)者和民眾提出了接種疫苗后疫苗保護(hù)時間的問題,以及是否需要定期接種疫苗。目前,由于所有疫苗的Ⅲ期臨床試驗(yàn)尚未結(jié)束,大多數(shù)疫苗僅僅觀察了3 ～6 個月的保護(hù)效果,尚無法得出準(zhǔn)確答案,這些問題將隨著疫苗Ⅲ期臨床試驗(yàn)的完成而揭曉。同時,這也與全球疫情的流行密切相關(guān),此次疫情是否演變成流感一樣常見的流行病也將決定疫苗接種的頻率。

重組載體疫苗作為一種新型疫苗,其研究歷史僅30 余年,COVID-19 疫情大大促進(jìn)了載體疫苗的研發(fā)進(jìn)程并首次實(shí)現(xiàn)了在人群中的大規(guī)模使用。隨著反向疫苗學(xué)、疫苗組學(xué)、結(jié)構(gòu)疫苗學(xué)等多學(xué)科的發(fā)展以及疫苗設(shè)計(jì)更趨于理性化,重組載體疫苗會具有巨大的研發(fā)潛能。開發(fā)出更多、更安全、表達(dá)抗原更穩(wěn)定的疫苗載體,達(dá)到更好的免疫原性和更高的安全性,均有待于研究者進(jìn)一步去探索。此外,開發(fā)一款通用SARS-CoV-2 重組載體疫苗來應(yīng)對持續(xù)不斷的疫情也是目前的研究熱點(diǎn)。