终止疫情的“必杀技”：一文看懂新冠疫苗研发

时间：2020-03-25  作者：盛诺一家

（数据来源：世界卫生组织）

为了更好地控制病毒流行感染，除了有效地控制人群间传播、研究新的治疗方法外，让人类获得针对新冠病毒的免疫力——新冠疫苗的研发显得尤为重要。

在人类历史上，有效地控制细菌、病毒等高致病性传染病，疫苗功不可没。比如对于天花、麻疹、乙肝等传染病，疫苗的开发让这些对应的疾病在人类历史上消失，或者极大地降低了发病率。

据不完全统计，目前国内外已有60余项新冠疫苗研发项目正在紧锣密鼓地进行中，为阻止新管病毒的蔓延带来了希望。

在谈新冠疫苗之前，我们先来了解下新冠病毒是怎么“祸害”人的。

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新冠病毒的致病机制

这次全球爆发感染的冠状病毒是单链RNA病毒，被WHO命名为COVID-2019。病毒颗粒呈圆形，外有包膜，包膜上含有大量的Spike蛋白（S蛋白）。

S蛋白受体是血管紧张素转化酶2（ACE2），ACE2表达在人体多种细胞上，包括下呼吸道上皮细胞、肠上皮细胞等等。冠状病毒就是通过S蛋白与ACE2结合侵入细胞，造成人体组织损伤，尤其是肺组织。

冠状病毒外形图，表面的粉红色突起为S蛋白（图片来源：CDC）

由于S蛋白为病毒外壳蛋白，表达在病毒表面，而且它在冠状病毒侵入人体过程中发挥重要作用，所以，目前疫苗研发主要针对S蛋白为靶蛋白。

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疫苗的种类

目前，已经应用于临床的疫苗主要包括以下5个种类：灭活疫苗、减毒活疫苗、基因工程疫苗、腺病毒载体疫苗、核酸疫苗。

●  灭活疫苗：先对病毒或细菌进行培养，然后用加热或化学剂将其灭活，如百白破疫苗。

●  减毒活疫苗：经过处理，病毒或细菌毒性大大减弱，对人体不会造成危害，如卡介苗、麻疹疫苗等。

●  基因工程疫苗：利用基因工程技术人工表达疫苗蛋白，如乙肝疫苗。

●  腺病毒载体疫苗：把靶蛋白基因克隆到腺病毒质粒上，以腺病毒为载体表达靶蛋白，如HIV、丙肝疫苗等。

●  核酸疫苗：将遗传物质通过人体细胞表达靶蛋白，目前主要应用于肿瘤的免疫治疗，如DNA、RNA疫苗。

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新冠疫苗的研发进展

由于对冠状病毒生物学特性的了解十分有限，直接限制了使用灭活或者减毒活病毒作为疫苗，目前冠状病毒的疫苗研发，主要集中在核酸疫苗、腺病毒载体疫苗、基因工程疫苗等，而靶蛋白大多选择前述的S蛋白。

核酸（RNA）疫苗：

3月16日，由Moderna和美国国立卫生研究院（NIAID）联合研发的人类头例冠状病毒RNA疫苗被应用于临床试验，注射到4名志愿者上臂。

该RNA疫苗立刻引起了广泛的关注，我们接下来简要介绍该疫苗。

Moderna的RNA疫苗设计示意图，mRNA的两端被戴帽，并被递送系统包被（图片来源：Moderna）

RNA疫苗应用于临床的是信使RNA（mRNA）。mRNA在细胞核内由基因转录，然后被输送到细胞浆作为模板被翻译成蛋白。

mRNA非常不稳定，很容易被RNA酶降解。为增强mRNA稳定性，Moderna在mRNA的两端，即5’和3’端，加入若干碱基序列来增强mRNA的稳定性和翻译靶蛋白的效率。

这次Moderna研发的RNA疫苗代号为mRNA-1273，由递送系统即外壳包被，被注射到人体后迅速通过外壳与人体细胞融合，进入细胞内持续地表达S蛋白，诱导人体产生针对S蛋白的免疫反应，生成大量的抗体，进而达到清除冠状病毒的目标。

腺病毒载体疫苗：

3月17日，由陈薇院士领衔，中国军事科学院和天津康希诺生物公司联合研发的腺病毒载体疫苗已经开始招募志愿者，准备进行临床试验。

腺病毒载体疫苗人体接种现场（图片来源：军事科学院官方微信）

不过，腺病毒疫苗可能存在一定的局限，比如大多数国人对某些腺病毒亚型呈抗体阳性，意味着一旦腺病毒疫苗进入人体内，这些腺病毒将在体内被迅速清除掉，导致疫苗靶蛋白不能被充分表达而造成疫苗失败。

针对这种情况，腺病毒载体被进行改造，具有免疫原性的基因被敲除，让人体对腺病毒载体耐受。总而言之，目前腺病毒疫苗非常值得期待。

其他疫苗：

其他冠状病毒疫苗的研发也正如火如荼地进行中。

基因工程及重组蛋白疫苗，以大规模生产出高纯度的冠状病毒靶蛋白作为免疫原，目前已经进入动物实验阶段。

另外值得期待的是流感病毒载体疫苗，它是以流感病毒为载体表达冠状病毒蛋白，可通过鼻腔滴注等简易方便的免疫方式进行接种。

冠状病毒疫苗的研发正在紧密地进行中

目前已有很多医药公司和研究机构在紧密地进行冠状病毒疫苗研发，在研项目达60余项。相信不久会有更多的疫苗临床试验相关信息发布。

不管是哪个国家、哪种疫苗，一旦研发成功，通常具有很高的有效性，引起人体足够及持久的免疫力，同时具有很好的安全性。让我共同期待疫苗的成功研发，以彻底根除新冠肺炎感染，造福全人类！

作者：郭媛

盛诺一家美国分公司波士顿办事处行政主管

美国执业药学技师

毕业于四川大学华西药学院

前国内三甲医院药剂科技师