工信部新闻发言人黄利斌7月23日在国新办发布会上说,我国现有13家企业陆续开展新冠肺炎疫苗产能建设,其中9家企业已获批开展临床试验。
9家企业已获批在华开展新冠疫苗临床试验
据世界卫生组织(WHO)截至7月21日的最新数据,全球已经有24种新冠病毒疫苗进入临床试验阶段,其中,中国机构作为主要研发者的新冠病毒疫苗有8种,占了1/3。此外,全世界还有142种疫苗正在临床前研究阶段。
中国公司研发的8种疫苗中,有4种是灭活疫苗(北京科兴、武汉生物研究所、北京生物制品研究所、中国医学科学院医学生物学研究所),有1种RNA疫苗(解放军军事医学研究院),2种蛋白亚单位疫苗(安徽智飞龙科马生物制药、三叶草生物制药),1种非复制载体疫苗(天津康希诺生物)。
除了上述8种疫苗之外,复星医药获德国BioNTech SE(简称“BioNTech”)授权的mRNA疫苗BNT162b1获得国家药品监督管理局临床试验批准,并将于江苏泰州开展I期临床试验。
冠状病毒是包膜病毒,主要结构包括单股正链核酸、刺突蛋白、膜蛋白、包膜蛋白、核衣壳蛋白。其中,刺突蛋白(spike protein,S蛋白)形成三聚体结构,负责识别并结合宿主细胞表面的受体,在病毒感染的第一步发挥重要作用。目前研发中的各个疫苗除了灭活疫苗外,其他技术路线的候选疫苗均以S蛋白作为主要靶点。
复星医药作为获得BioNTech mRNA疫苗产品在中国大陆及港澳台地区独家开发和商业化授权的药企。复星医药将负责推进该产品在中国大陆及港澳台地区的临床试验、上市申请、市场销售。BioNTech将负责提供区域内临床试验申请所需的技术材料和临床前研究数据、配合区域内临床试验,并供应相关临床试验及市场销售所需的产品。
① 灭活疫苗是最传统的经典技术路线
这些企业研发中的新冠病毒疫苗在技术路线上有何不同呢?
据中国国务院联防联控机制新闻发布会此前介绍,疫情暴发后中国选择了5条技术路线加快推进新冠病毒疫苗研发,分别是灭活疫苗、基因工程重组亚单位疫苗、腺病毒载体疫苗、减毒流感病毒载体疫苗和核酸疫苗。中国采取的5条技术路线覆盖了全球在研新冠病毒疫苗的主要类型。
这五种路径下的疫苗有各自的有点和缺点。疫苗的成功上市需要克服一系列的挑战,并不是想象的那么容易。事实上,很多病原体到目前为止都没有成功研发出疫苗,比如艾滋病病毒、丙肝病毒、疟疾。
灭活疫苗是最传统的经典技术路线:即在体外培养新冠病毒,然后将其灭活,使之没有毒性,但这些病毒的“尸体”仍能刺激产生抗体,使免疫细胞记住病毒的模样。
灭活疫苗的优点是制备方法简单快速,安全性比较高,它是应对急性疾病传播通常采用的手段。灭活疫苗很常见,我国常用的乙肝疫苗、脊灰灭活疫苗、乙脑灭活疫苗、百白破疫苗等都是灭活疫苗。
但灭活疫苗也有缺点,如接种剂量大、免疫期短、免疫途径单一等,而它最可怕的缺点是有时候会造成抗体依赖增强效应(ADE),使病毒感染加重,这是一种会导致疫苗研发失败的严重不良反应。
全病毒疫苗包括灭活和减毒疫苗,这是一种修改整个新冠病毒以引发免疫反应的疫苗。制造这些疫苗意味着要培育病毒——而且是大量的病毒。这样的培养过程可能要花上几个月的时间来生产出一批新疫苗。
对于传统的灭活疫苗,产能将是一个巨大的瓶颈,新型疫苗生产规模的扩大相对而言要更容易。
② 腺病毒载体疫苗需要考虑如何克服“预存免疫”
腺病毒载体疫苗是用经过改造后无害的腺病毒作为载体,装入新冠病毒的S蛋白基因,制成腺病毒载体疫苗,刺激人体产生抗体。S蛋白是新冠病毒入侵人体细胞的关键“钥匙”,无害的腺病毒戴上S蛋白的“帽子”,假装自己很“凶”,让人体产生免疫记忆。陈薇院士团队刚刚公布二期临床试验结果的新冠疫苗就是腺病毒载体疫苗,这是一种较为成熟的疫苗技术路线。
病毒载体疫苗,利用腺病毒或其他病毒将新冠病毒的基因输入细胞的疫苗。为了研发新冠病毒疫苗,几个团队将S蛋白基因添加到一种叫做腺病毒(adenovirus)的病毒中。腺病毒进入细胞,并将S蛋白的基因卸载于此。由于腺病毒缺少了一个自身的基因,所以它不会复制,对人体是安全的。
腺病毒载体疫苗的优点是:安全、高效、引发的不良反应少。这种疫苗有成功先例:此前,由陈薇院士团队和天津康希诺生物技术有限公司联合自主研制的重组埃博拉病毒病疫苗也是用腺病毒作载体。
这种疫苗也有缺点,重组病毒载体疫苗研发需要考虑如何克服“预存免疫”。以进入临床试验的重组新冠疫苗为例,该疫苗以5型腺病毒作载体,但绝大多数人成长过程中曾感染过5型腺病毒,体内可能存在能中和腺病毒载体的抗体,从而可能攻击载体、降低疫苗效果。也就是说,疫苗的安全性高,但有效性可能不足。
③ 核酸疫苗流程简单但无先例
核酸疫苗包括mRNA疫苗和DNA疫苗,是将编码S蛋白的基因,mRNA或者DNA直接注入人体,利用人体细胞在人体内合成S蛋白,刺激人体产生抗体。通俗的说,相当于把一份记录详细的病毒档案交给人体的免疫系统。美国莫德纳公司的mRNA新冠疫苗就属于核酸疫苗。
基因类疫苗中的一种被称作DNA疫苗。
一段被编码的DNA片段将被输送到细胞中,细胞读取病毒基因后,在称为mRNA(Messenger RNA)的分子中复制,然后使用mRNA组装病毒蛋白。免疫系统在检测到这些蛋白质后,将被激活启动防御。
核酸疫苗的优点是:研制时不需要合成蛋白质或病毒,流程简单,安全性相对比较高。核酸疫苗是全世界都在积极探索的疫苗研发新技术,目前全球还没有核酸疫苗上市。中国一些高校正开展这条路线的研究。
科学界预计,上市速度最快的可能是基于DNA以及RNA的新冠疫苗,因为核酸疫苗不需要培养或者发酵,而仅需要合成过程。此外,与传统疫苗相比,RNA疫苗序列设计灵活,有利于批量制备候选疫苗抗原,因此RNA疫苗被认为可以填补常规疫苗在传染性疾病暴发期的空白。
不过,这种疫苗的技术太新了,还没有成功先例,所以也不知道研发过程中前方哪里可能有障碍。从产业角度看,虽然其生产工艺本身并不复杂,但全球多数国家该领域基础比较薄弱,尚未形成稳定可控的大规模生产供应链。所以它的缺点是:无成功先例,多数国家无法大规模生产,可能因价格较贵而难以普及到低收入国家。
虽然还没有人用DNA或RNA疫苗上市,但用于动物身上的兽用DNA疫苗在我国已有先例。
2018年5月,中国农业科学院哈尔滨兽医研究所研制的用于预防H5亚型禽流感的DNA疫苗,经过严格的审评程序,获得国家一类新兽药证书。这是我国获得批准的首个DNA疫苗产品。
一些研究人员想跳过DNA,直接将mRNA送入细胞。这样细胞将会直接读取mRNA,并产生激起免疫反应的S蛋白。
④ 重组蛋白疫苗可大规模快速生产疫苗
重组蛋白疫苗,也称基因工程重组亚单位疫苗。它是通过基因工程方法,大量生产新冠病毒最有可能作为抗原的S蛋白,把它注射到人体,刺激人体产生抗体。相当于不生产完整病毒,而是单独生产很多新冠病毒的关键部件“钥匙”,将其交给人体的免疫系统认识。我国已掌握了大规模生产高质量和高纯度疫苗蛋白的技术,这是一条可以大规模快速生产疫苗的技术路线。
重组亚单位疫苗的优点是:安全、高效、可规模化生产。这条路线有成功先例,比较成功的基因工程亚单位疫苗是乙型肝炎表面抗原疫苗。
重组疫苗。酵母或其他细胞可以被工程化改造,使其携带病毒的基因并分离出病毒蛋白,即可收获其病毒蛋白并放入疫苗中。这种冠状病毒疫苗会含有整个S蛋白或小部分蛋白。
重组亚单位疫苗的缺点是需要找到一个好的表达系统,这很困难。它的抗原性受到所选用表达系统的影响,因此在制备疫苗时就需对表达系统进行谨慎选择。
在中国预防医学杂志一篇名为《新型冠状病毒疫苗研发进展与挑战》文章中,重组蛋白疫苗激发T细胞应答能力较弱,可能需要疫苗佐剂。
病毒样颗粒疫苗(Virus-Like Particle Vaccines)。
在蛋白疫苗这一类别中还有一种名为病毒颗粒样疫苗。它们含病毒蛋白的颗粒,但不能引起疾病,因为它们不是真正的病毒,但它们仍然可以向免疫系统展示出新冠病毒蛋白质的样子。人们熟悉的HPV疫苗就属于这一类。
⑤ 减毒流感病毒载体疫苗可以“一石二鸟”
减毒流感病毒载体疫苗是用已批准上市的减毒流感病毒疫苗作为载体,携带新冠病毒的S蛋白,共同刺激人体产生针对两种病毒的抗体。简单地说,这种疫苗就是低毒性流感病毒戴上新冠病毒S蛋白“帽子”后形成的融合病毒,可以一石二鸟,既能防流感又能防新冠。在新冠肺炎与流感流行重叠时,其临床意义非常大。由于减毒流感病毒容易感染鼻腔,所以这种疫苗仅通过滴鼻的方式就可以完成疫苗接种。
减毒流感病毒载体疫苗的优点是:一苗防两病,接种次数少,接种方式简单。病毒减毒活疫苗是非常重要的一类疫苗,我们平时常见的减毒活疫苗有:乙型脑炎减毒活疫苗、甲型肝炎减毒活疫苗、麻疹减毒活疫苗等。但减毒活疫苗的缺点是:研发过程漫长。
需要注意的是,这条技术路线并不是直接将新冠病毒做减毒处理制成疫苗,因为那需要通过长时间的病毒培养传代减毒和筛选;而是把已经减毒的流感病毒疫苗作为载体,将新冠病毒上致病的S蛋白通过生物工程的方法移到减毒的流感病毒疫苗上,这样就可以节省大量的病毒培养传代减毒和筛选时间。
南都记者吴斌 综合新华社 发自北京
编辑:吴斌