新冠肺炎疫苗的挑战。我们站在哪里?
新冠肺炎疫苗的研制和生产是一个紧迫的问题,但可能需要几个月的时间才能解决。虽然许多公司已经宣布,新冠肺炎疫苗将很快准备就绪,但在现实中这将很难做到(72).
主要原因是,在投放市场之前,无论是短期还是长期,疫苗都应该是安全的。这一点非常重要,因为在疫苗生产的历史上,也曾出现过其他病毒污染的情况,幸运的是没有造成重大后果(16). 例如,美国在1955年至1963年期间接种的脊髓灰质炎疫苗中,有三分之一也含有猴病毒40(SV40),最近发现轮状病毒疫苗也含有猪圆环病毒(86-88).
为了避免这种情况,所有要在人体上测试的东西都应该首先检查纯度,然后提供无菌生产线。这需要时间。在极少数情况下,免疫产生的某些抗体可能会促进疾病的加重(这种情况称为ADE,抗体依赖性增强)(89). 当这些抗体重新与病毒接触时,它们实际上会帮助病毒进入细胞并引起感染。ADE在许多病毒感染(流感、登革热、寨卡病毒等)中都有描述,但在冠状病毒中也有描述。人类冠状病毒的ADE机制尚未得到证实(90).
几项动物研究表明,某些类型的抗SARS和抗MERS疫苗虽然能有效产生抗体,但在随后接种病毒时,会导致更严重的疾病(91).
第二个原因是疫苗不仅必须安全,而且必须有效。它必须能够确定特定类型、特定浓度(滴度)的抗体的合成,并在合理的时间内提供保护。
然而,疫苗从来不会对所有接种过疫苗的人产生免疫力(92). 原因很复杂,从遗传和免疫学因素到疫苗本身的质量和接种方式都各不相同。
年龄是一个重要方面,一些流感研究表明,免疫系统老化会显著降低疫苗接种的有效性(93). 因此,对于任何未来的抗SARS-COV-2疫苗,都应评估所有这些方面,并通过调整给药剂量或给药次数将初级免疫失败降至最低。
假设疫苗会对接种者中足够数量的人产生有效的免疫反应,那么疫苗保护的时间框架是值得怀疑的(94). 例如,麻疹疫苗接种后,一小部分最初反应良好的人在几年内失去了保护性抗体状态,这种现象称为二次免疫失败(95).
这就是为什么需要花时间检查接种后抗冠状病毒抗体的持续性。最后但并非最不重要的是,安全性和有效性在很大程度上取决于疫苗的类型,即所使用的技术或平台。
有些技术非常新,因此需要更仔细的测试。其他人年龄较大,但需要适应新冠肺炎。另一方面,不仅是公司开发技术的能力,还包括其大规模生产能力,以便在全球范围内快速实现。由于拟议平台没有商业上可获得的抗SARS-COV-2疫苗先例,因此必须考虑能够在几个月内产生数十亿剂量的全新生产线。而且,必须在不停止生产现有疫苗的情况下做到这一点,这些疫苗已经包含在官方协议和指南中。目前,将很难达到这一能力,这将是一项前所未有的努力。DNA和RNA疫苗的原理是将这些核酸插入接种疫苗的细胞中,迫使它们产生免疫原性病毒蛋白(96). 尽管最近的一些数据似乎令人鼓舞,但这些概念在人类中的效率令人怀疑。非复制载体实际上是普通的病毒(例如腺病毒),通过基因改造在外表面显示SARS-CoV蛋白(97). 但它们是如此普遍,以至于我们中的许多人在一生中都已经遇到过它们,因此,我们已经有了免疫力,并在它们发挥作用之前消除了它们。
减毒病毒是SARS-CoV-2的变种,通过基因工程使其致病性降低或根本没有致病性。它们是迄今为止最具免疫原性的病毒,但在突变后有致病性的风险(98).
灭活病毒、病毒片段和合成肽的免疫原性都相对较弱。
这些变量的分析通常在10年内以试验的形式进行。为了实现最终疫苗的最大安全性和有效性,试验的各个阶段都是僵化、标准化和严格监管的。
第一阶段是临床前研究,在这一阶段中,将选择疫苗中包含的技术,然后研究人类细胞的疗效和安全性(在体外)和动物模型(体内)已测试。如果看到预期的抗感染效果在体外细胞不会过度死亡,那么体内进行了动物研究。老鼠通常是体内研究,因为它们大约85%的基因与人类相似,相对便宜,并且不会引发重大的伦理问题(99). 然而,人类和小鼠之间的一个显著差异是固定的ACE2受体基因(SARS病毒在感染期间与之结合)。小鼠根本不会出现呼吸综合征,它们会相对较快地从体内清除病毒。这就是为什么转基因小鼠必须有人类ACE2受体,或者使用雪貂和猴子,这使得所有东西都更加昂贵,也更加难以获得。
临床前阶段持续1年半至2年半,是迄今为止最具选择性的阶段。据估计,只有不到20%的疫苗能够进行人体试验。有些失败是因为产品不起作用,另一些失败是因为他们再也找不到资金(1,100).
获得疫苗后,第一批接种疫苗的人将是最高风险类别。对于其他人来说,这个术语是在2022年的某个时候,可能是在我们自然获得免疫力之后很久。
目前仍有许多与冠状病毒免疫相关的未知因素,这就是为什么很难获得疫苗的原因。SARS-COV-2的未来突变可能随时发生,这自动意味着任何疫苗失效的高风险。迄今为止,尚未获得任何其他冠状病毒的疫苗,也没有人能保证其成功。我们可能会在很短的时间内接种抗冠状病毒疫苗,而不会从长期测试结果中获益。疫苗可能在18个月内无法提供给我们所有人。