疫苗|《自然》:新冠疫苗的闪电开发速度将深刻改变疫苗科学的未来( 二 )
源于多年前的研究
科学家对新冠疫苗的研究,严格来说并不是2020年1月才开始的 。好多年之前,研究人员便一直在关注冠状病毒,这一家族中的某些冠状病毒可导致严重疾病,比如SARS(严重急性呼吸系统综合征)和MERS(中东呼吸综合征) 。针对这些冠状病毒,科学家不止于研发,还针对这些冠状病毒开发新的疫苗,这些努力终究没有白费 。
常规疫苗包含病毒蛋白或病毒的灭活形式,它们可刺激接种者产生免疫力,从而能够抵抗活病毒的感染 。但是在大规模临床试验(期)中宣布疗效的两种新冠疫苗,则仅在脂质外套中使用了一系列mRNA 。该mRNA编码SARS-CoV-2的关键蛋白 。一旦mRNA进入人体细胞,身体就会产生这种蛋白质 。那就是抗原-触发免疫反应的外来分子 。辉瑞公司和BioNTech公司以及美国制药公司Moderna生产的疫苗都使用编码刺突蛋白的mRNA,该突触蛋白与人细胞膜受体对接,从而让冠状病毒得以入侵细胞 。
耶鲁医学院的免疫学家岩崎(Akaki Iwasaki)表示,科学家在mRNA疫苗技术平台上已经投入了很多研究 。Iwasaki致力于核酸疫苗研究超过二十年 。她说DNA疫苗的基础研究至少在25年前就开始了,而mRNA疫苗平台则进行了10到15年的高强度研究,其中一些旨在开发癌症疫苗 。今天,mRNA技术已日渐成熟,但在5年前该技术还没做好准备 。
美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)的MERS、SARS研究,对mRNA技术就有重要的推进作用 。他们的研究人员发现,最好在病毒刺突蛋白与宿主细胞受体对接之前就对RNA序列进行调整,这样能获取形式稳定的刺突蛋白 。NIAID疫苗研究中心副主任Barney Graham说,如果可以捕获到病毒融合前的原始状态,便可获取更好的疫苗抗原 。这项工作使与NIAID合作的Moderna团队在1月份获得SARS-CoV-2测序后取得了领先 。佛罗里达大学的生物统计学家迪恩说,人们一直密切关注冠状病毒,这使得整个疫苗研发过程得以加速 。
由阿斯利康(AstraZeneca)与英国牛津大学联合生产的疫苗在11月的III期临床试验中显示了功效,该疫苗不使用mRNA技术 。相反,该疫苗使用的病毒载体拥有编码SARS-CoV-2刺突蛋白的遗传物质 。阿斯利康团队选择了一种从黑猩猩粪便中分离出的改良形式的腺病毒 。伦敦卫生与热带医学学院疫苗中心主任坎普曼(Beate Kampmann)说,此类常规疫苗现在也有了很大的进步,这也是来自此前对SARS、MERS、埃博拉和疟疾的研究 。另外,采用这种技术的常规疫苗目前还是比mRNA疫苗要便宜 。
岩崎说,疫苗研究人员在很多方面都感到庆幸 。她说,新冠病毒的变异不是很快,它也不具备类似艾滋病毒这样挫败人类免疫系统的有效策略,在这方面它甚至还不如疱疹病毒、流感病毒 。相比之下,疱疹病毒具有更大的免疫逃脱能力,它可以主动阻止抗体结合,这使得寻找针对它的有效药物变得更加困难 。流感病毒的快速突变则需要公卫部门在每个流感季节使用不同的疫苗制剂 。
疫苗投资加大
疫苗研发中最慢的部分不是寻找候选疫苗,而是对它们进行测试 。这通常需要数年时间,公司先在动物身上进行有效性和安全性测试,然后再在人体上进行测试 。人体试验需要三个阶段,人数会逐渐增加,成本也相应增加 。新冠疫苗也需要经历同样的试验,但在这一过程中投入的数十亿资金使企业有可能在同一时间进行一些测试,从而承担财务风险 。
葛兰素史克公司的疫苗部门首席科学家Rino Rappuoli表示,一些公共投资和私人慈善家会给疫苗公司投入一大笔资金,他们可以做临床前和I期、II期和III期临床试验以及生产,并行推进而不是按顺序推进 。这意味着,企业可以押注于开始大规模测试和生产可能行不通的候选疫苗 。
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