新冠疫苗研究策略及最新进展(1)
新冠疫苗研究策略及最新进展
新冠肺炎疫情继续在全球肆虐,接种疫苗是防控COVID-19的最有效的手段,自从我国科学家2020年1月11日发布SARS-CoV-2的基因序列之后,全球科学家都加强疫苗的投入和研发,争取及早开发出有效的疫苗。
根据Nature子刊综述,截至2020年4月8日,全球COVID-19疫苗的研发概况包括115种候选疫苗,其中78种已确认处于活动状态,37种尚未确认(无法从公开可获得的信息或专有信息来源确定其开发状态)。在已确认的78个在研项目中,目前有73个处于探索或临床前阶段。
疫苗开发多样化
在确认的活性疫苗候选者中,有56个(72%)由私人/行业开发商开发,其余22个项目(28%)由学术,公共部门和其他非营利组织牵头(图2)。尽管许多大型跨国疫苗开发人员(如 Janssen, Sanofi, Pfizer和 GlaxoSmithKline)都参与了COVID-19疫苗的开发,但许多主要开发人员规模较小和/或缺乏大规模疫苗生产的经验。因此,重要的是确保疫苗生产与供应能力以及满足需求的能力之间的协调。
疫苗的研发平台
所有疫苗的目的都是使人体接触不会引起疾病的抗原,但是会激发免疫反应,如果一个人被感染,该免疫反应可以阻止或杀死病毒。至少有八种针对冠状病毒的试验,它们依赖于不同的病毒或病毒组分.
全病毒疫苗
至少有七个团队正在使用病毒本身以弱化或灭活的形式开发疫苗。许多现有的疫苗都是以这种方式生产的,例如针对麻疹和脊髓灰质炎的疫苗,但它们需要进行广泛的安全性测试。
病毒载体疫苗
大约有25个小组说他们正在研究病毒载体疫苗。麻疹或腺病毒等病毒是经过基因工程改造的,因此可以在体内产生冠状病毒蛋白。这些病毒被削弱,因此它们不会引起疾病。有两种类型:仍然可以在细胞内复制的类型和由于关键基因被禁用而不能复制的类型。
核酸疫苗
DNA疫苗:直接将编码病毒抗原基因片段的DNA序列(常用质粒)注入宿主,使病毒的抗原蛋白在宿主体内表达,进而激活体液免疫和细胞免疫。
mRNA疫苗: 与DNA疫苗的技术路线类似,mRNA疫苗的原理是将病毒抗原的mRNA制为疫苗,注入宿主的mRNA可以表达病毒的抗原蛋白,从而诱发机体产生免疫应答。直接用mRNA做疫苗,无需像DNA疫苗一样需先进入细胞核完成转录过程再在胞浆进行蛋白质的翻译表达,mRNA疫苗可以直接在细胞浆内合成蛋白,比DNA疫苗省了一步。mRNA疫苗的步骤简化,不用担心病毒DNA整合到宿主DNA上。但是,mRNA不如DNA或蛋白质稳定,其最大的缺陷就是容易降解,如何保证mRNA能够顺利进入宿主细胞并产生具有一定免疫原性的蛋白质是一个难点。
亚单位疫苗/基于蛋白质的疫苗
基于S蛋白的疫苗:基于蛋白质的疫苗不需要培养病毒,只需要知道病毒的基因序列,再利用现代生物技术合成病毒的蛋白质(重组蛋白)即可。
基于病毒外壳的疫苗:该类疫苗为病毒空外壳(Virus-like particle, VLP),不含有病毒的遗传物质。通过病毒外壳模拟冠状病毒的结构,具有抗原性而不会使宿主产生感染。安全性较高,但是生产这种VLP较为困难。
参考文献:
1 The COVID-19 vaccine development landscape https://www.nature.com/articles/d41573-020-00073-5
2 The race for coronavirus vaccines: a graphical guide https://www.nature.com/articles/d41586-020-0122