《张江科技评论》
开博时间：2019-06-06 14:03:00《张江科技评论》是由上海科学技术出版社与上海市张江高科技园区管理委员联合创办的一本科技评论类杂志。该刊报道评价国内外创新性科学技术的发展趋势及其商业价值，介绍上海在建设全球领先科创中心进程中的制度成果、技术成果、创业成果，推动产学研密切协作，促进科技成果转化，服务经济转型发展。
应对新冠病毒突变株的疫苗研究进展
2022-06-01 10:23:00新冠病毒突变株的出现使得疫苗的有效性大大下降，提高疫苗的有效性和广谱性是当前全世界最关注的问题之一，各国需要加紧推动应对新冠病毒突变株疫苗的研发工作。
自2019年12月暴发新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情以来，全球感染人数急剧上升。随着新型冠状病毒（以下简称“新冠病毒”）的大规模流行，新的病毒突变株不断出现，目前最受关注的则属德尔塔（Delta）株。Delta株是一种具有高度传染性的新冠病毒突变株，目前席卷了全球。它的出现令人心生畏惧，因为即使接种过疫苗的人也有感染Delta株的可能性。“之前打过的疫苗还有效吗?”这是很多人最为关注的问题之一。
从近期国内散发疫情来看，国产疫苗对Delta株依然有效。为做到有备无患，各国都在推动应对新冠病毒突变株疫苗的研发工作。我国各个疫苗研发单位已经针对主要新冠病毒突变株开展了一系列疫苗研发工作。例如，我国已开展了对伽马（Gamma）株和Delta株的灭活疫苗研究，目前临床前研究已完成，已向国家药品监督管理局药品审评中心提交临床试验申报资料，一些单位正在开展二价疫苗的临床前研究。针对不同新冠病毒突变株的广谱或多价重组蛋白疫苗研究，也已向国家药品监督管理局药品审评中心滚动提交临床试验申报资料。针对贝塔（Beta）株、Delta株的腺病毒载体疫苗和核酸疫苗研发工作，已经完成动物有效性和安全性试验，正在准备申报临床试验。
灭活疫苗
灭活疫苗是指经过物理或化学方法将免疫原性强的病原体灭活，使其失去致病性但保留其免疫原性。大家接触较为广泛的几种灭活疫苗包括北京科兴中维公司、国药中生北京公司、国药中生武汉公司研发的疫苗。研究人员通过对灭活疫苗接种者血清进行研究，结果发现康复者和接种者的血清对阿尔法（Alpha）株的中和活性没有显著变化，但对Delta株和Beta株的中和活性有所降低。印度研究人员研发的Covaxin/BBV152疫苗已通过III期临床试验，该疫苗可以引起较强的免疫应答反应，但是血清中和试验发现相对原始病毒株，该疫苗对Delta株及Delta AY.1株等的中和活性大大降低。国药集团开发了针对新冠病毒突变株的灭活疫苗，其临床试验结果显示，接种第二代新冠病毒灭活疫苗的人群血清对包括Delta株在内的4种典型突变株有较强的中和活性。目前，第二代新冠病毒灭活疫苗在阿联酋做III期临床试验，预计要在通过III期临床试验后才能实行全民接种。
蛋白亚单位疫苗
重组亚单位疫苗是指将病毒抗原靶基因构建在表达载体上，通过体外系统诱导表达抗原蛋白并作为免疫原研制的疫苗，然后将其注入体刺激机体产生免疫效应，产生中和抗体，阻断新冠病毒刺突糖蛋白与宿主受体的结合，起到预防作用。
新冠病毒蛋白亚单位疫苗使用的免疫原主要是修饰后的重组新冠病毒刺突糖蛋白或新冠病毒刺突糖蛋白的受体结合区域（RBD）。RBD是目前新冠病毒疫苗和抗体研发的最佳靶点，RBD-Fc具有最强的中和免疫原性，再辅以新型佐剂便可作为高效、广谱的疫苗，防范未来的病毒感染。RBD单独作为免疫原是目前最常用的疫苗研发策略，除少量中和抗体结合在新冠病毒刺突糖蛋白N末端结构域（NTD）上以外，绝大部分的中和性抗体都以RBD为靶点。研究发现，单独免疫RBD不仅能够获得大量高中和活性的抗体，而且还有可能避免潜在的不良反应，如抗体依赖性增强作用（ADE）。
此外，RBD包含T细胞反应的抗原表位，免疫RBD的同时能够激活体液免疫与细胞免疫。目前的优化策略包括在同一载体上同时表达多个RBD单体，或对RBD进行多聚化修饰等，其中安徽智飞的RBD二聚体（ZF2001）或复星医药RBD三聚体（BNT162b1）疫苗都能够显著提升产生中和抗体的能力，均展示出对“担忧变种”（VOC）高达50%的中和活力，目前正在开展III期临床试验。瑞科生物的重组双组分新冠病毒疫苗（ReCOV）在新西兰开展I期临床试验。ReCOV使用优化抗原（NTD-RBD-Foldon三聚体），在设计抗原时采用了中和抗体指导的先进设计理念，也采用了包含NTD抗原组分的设计思路。ReCOV不仅可以诱导出高滴度的中和抗体，也可诱导高滴度的RBD及NTD特异性IgG，并对VOC具有非常强的交叉中和活性。
除了上述提到的疫苗以外，还有纳米颗粒疫苗。例如，美国Novavax公司研发了以新冠病毒刺突糖蛋白全长为免疫原的重组纳米颗粒疫苗NVX-CoV2373，目前已经进入Ⅲ期临床试验。不过，该疫苗仅对阿尔法（Alpha）株有较强的中和活性。基于新冠病毒刺突糖蛋白设计的铁蛋白纳米颗粒疫苗（SpFN）可预防小鼠鼻内新冠病毒Alpha株或Beta株诱导的疾病发生，并减弱其已感染的病毒复制能力。此外，还有一些更加新颖的蛋白亚单位疫苗。例如，英国疫苗研发公司Emergex开发了皮肤贴片疫苗，通过表面微型针头释放疫苗，可以在体内产生T细胞反应。Emergex的疫苗是针对高度保守的抗原，可以对新冠病毒突变株提供广泛的免疫保护。该疫苗于2021年11月15日启动其I期临床试验，最早要到2025年才能上市。
核酸疫苗
●mRNA疫苗
mRNA疫苗是将RNA片段直接导入宿主细胞后在体内直接表达靶蛋白并刺激机体产生特异性免疫。目前，德国BioNTech公司和美国辉瑞公司联合开发的疫苗、美国莫德纳公司研发的疫苗都是mRNA疫苗。国内市场中，mRNA疫苗研发进展最快的是艾博生物与沃森生物、中国军事科学院共同研发的ARCoV，以及复星医药从BioNTech引进的BNT162b2。国药集团拥有自主知识产权的应对新冠病毒突变株的mRNA疫苗也在研发中。新一代疫苗有望通过新冠病毒刺突糖蛋白或病毒保守蛋白诱导免疫反应，这样不仅能激发抗体的产生，还能激发细胞免疫反应，从而对抗更多变异毒株。
此外，研究人员用编码新冠病毒不同位点的多种mRNA序列构建联合疗法。美国食品药品监督管理局（FDA）要求制药公司调整技术，研发针对新冠病毒新变种和未来变种的疫苗。为此，莫德纳公司和辉瑞公司已经在开发所谓第二代疫苗。莫德纳公司从三条战线研发第二代疫苗：第一条战线是专门针对在南非发现的新冠病毒突变株的新疫苗mRNA-1273.351，并且首批疫苗正在接受评估；第二条战线是研发多用途疫苗；第三条战线是正在研发的一款微剂量疫苗。辉瑞公司也像莫德纳公司一样在测试第三剂疫苗是否可以作为能够中和变异体的加强剂，并与德国拜恩泰科公司共同研发第二代疫苗。目前，这些疫苗正在进行I期和II期临床试验。除了辉瑞公司和莫德纳两家公司以外，其他制药公司或者科研机构也在致力研发多款更廉价、易于生产和多用途的二代新冠疫苗。例如，德国CureVac公司也已将重点放在了第二代疫苗上，预计第二代CureVac疫苗在较低剂量下会比第一代疫苗引发更高的免疫反应。
●DNA疫苗
DNA疫苗作为第二代疫苗的主力军，其安全性和时效性都是相对较好的。目前，有多种针对新发突变株的新型DNA疫苗正在研发和临床试验中。例如：基于新冠病毒刺突糖蛋白RBD设计的DNA疫苗ZyCoV-D对Delta株的有效率为67%，超过大多数已上市的疫苗；COVID-19-eVax是一种适合临床开发的理想疫苗，目前已经开始了I/II期临床联合试验。
DNA疫苗是一种重要的替代方案，在动物模型试验和临床试验中可以诱导体液免疫和细胞免疫反应。不同的新冠病毒刺突糖蛋白DNA疫苗方案在体外诱导了有效中和新冠病毒的抗体，并激发了强大的T细胞应答反应。这些抗体识别并有效中和了刺突糖蛋白的不同突变体。研究人员通过比较纯DNA疫苗方案与DNA/蛋白质共免疫方案发现，后者显示出更强的抗体应答反应。
2021年10月26日，世界卫生组织（WHO）与哥伦比亚、马里和菲律宾的卫生部宣布启动共同发起的团结试验疫苗项目（STV）。团结试验疫苗是一项国际随机临床试验计划，旨在快速评价最有发展潜力的新冠病毒候选疫苗，从而创建更广泛的新冠病毒疫苗组合，以保护世界各地的人们免受新冠病毒的侵害。截至目前，大约20款新冠病毒候选疫苗已被审查，有2款候选疫苗被纳入团结试验疫苗中，分别是美国Inovio和艾棣维欣（苏州）制药公司联合开发的DNA疫苗pGX9501/INO-4800，以及我国台湾Medigen和美国Dynavax制药公司联合开发的重组蛋白疫苗MVC-COV1901。预计后续还将有其他候选疫苗加入团结试验，可能会在2021年年底或2022年期间加入试验。此外，还有不少公司在研发吸入式疫苗，如美国Altimmune公司、我国康希诺公司研发出的吸入式重组新冠病毒疫苗，正在向国家药品监督管理局申请紧急使用授权。
疫苗研究的未来之路
通过中和抗体寻找更加保守的识别靶点是目前疫苗设计的全新理念。目前，大多数有效的中和抗体靶向RBD或NTD，而不是其他结构域，这表明NTD和RBD可能是引发中和抗体的最重要免疫原。免疫原的选择对疫苗的研发成功至关重要，理想的免疫原应诱导高质量的功能性中和抗体，同时避免诱导非中和抗体。为了解决这一问题，研究人员通过多组学技术快速分离和鉴定人类单克隆抗体，确定抗体的作用机制和识别位点，有助于指导合理的免疫原设计和优化。这也是传统疫苗学迈向精准疫苗学的关键一步。
此外，抗体保护阈值是疫苗持久性的一个指标。尽管需要达到何种的抗体保护阈值未知，但数十款候选疫苗的出现，多种不同路线、不同抗原、不同载体和佐剂的抗变异毒株的第二代疫苗的相继亮相，提示序贯免疫即不同疫苗的混合免疫接种是今后疫苗接种的趋势所在。疫苗之间呈互补作用，疫苗的混合接种能够满足单一品种疫苗所不能达到的有效的保护力和持久的免疫力。当然，大规模人群序贯免疫要建立在取得足够的安全性和有效性的临床数据的前提下，才可以开展接种工作。未来，加强对这些信息深入了解，将有助于指导疫苗研发，研究人员也可以根据已有的平台及时生产出强力有效的疫苗，从而迅速应对未知的病毒变异的风险。
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