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2020年春節(jié)期間,戴連攀(右一)帶領研究生開展新冠疫苗研發(fā)攻關。中科院微生物研究所供圖
日前,中國疾控中心主任、中國科學院院士高福在一次國際學術研討會上自曝已接種實驗型新冠病毒疫苗,引起人們對疫苗研發(fā)進展的關注;同時,全球在疫情壓力下對疫苗的需求也越來越迫切。
疫苗研發(fā)能否跟上迫切需求?近日,《中國科學報》采訪了中國科學院疫苗研發(fā)人員。
疫苗研發(fā)多多益善
自新冠疫情暴發(fā)以來,國內(nèi)外已有多個團隊啟動了疫苗研制的攻關,特別是我國支持的5種路線的疫苗研發(fā)都陸續(xù)取得良好進展,這些“在路上”的疫苗相互托底、相互保障,能夠最大程度保障疫苗的研發(fā)取得成功。
“許多人問高福院士接種的是哪種、哪家的疫苗,大家有這種問題,說明我們在疫苗研發(fā)上的進展不少,所以才有諸多選擇?!?中科院北京生命科學研究院/微生物研究所研究員戴連攀對《中國科學報》說,目前疫苗啟動研發(fā)的、開展驗證的、進入臨床的數(shù)量呈現(xiàn)出“金字塔”形狀,這是非常有利的局面。
據(jù)統(tǒng)計,全球范圍內(nèi)大約有 250 種新冠疫苗正在開發(fā)中,包括mRNA疫苗、復制型或非復制型病毒載體疫苗、重組蛋白疫苗、滅活病毒疫苗等類型,至少有17個新冠疫苗正在進行臨床試驗評估。
“目前疫情全球蔓延的勢頭不減,疫苗研發(fā)成功后,缺口將是巨大的。一個公司、一種疫苗不可能滿足這樣巨大的需求,須多家企業(yè)參與生產(chǎn),提供多種有效疫苗?!贝鬟B攀說,目前各個團隊研發(fā)進度不同,但整體上已形成了“研發(fā)—驗證—獲批臨床”的金字塔,這有利于優(yōu)秀疫苗最終脫穎而出。
就傳染病防控而言,一般人群中至少有2/3的人接種疫苗后才會形成免疫屏障。以全球人口數(shù)量為76億計,全世界對疫苗的需求數(shù)量將是一個天文數(shù)字。
戴連攀還表示,為了盡量降低臨床試驗風險,目前研制中的疫苗適用目標人群普遍在18~65歲區(qū)間內(nèi);針對青少年和老人使用的疫苗和新型疫苗的工作也在推進中。
有自主知識產(chǎn)權(quán)的抗原設計
據(jù)戴連攀介紹,目前中科院微生物研究所、北京生命科學研究院也在推進兩款新冠疫苗的研發(fā),進展順利。
其中一款由高福、嚴景華團隊聯(lián)合疫苗生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)的新冠重組蛋白疫苗,已于6月19日獲國家藥品監(jiān)督管理局批準進入臨床試驗;另外一款重組黑猩猩腺病毒載體新冠疫苗,也在研究團隊與一家疫苗生產(chǎn)企業(yè)簽署共同研發(fā)合作協(xié)議后,處于臨床前準備階段。
戴連攀先后參與了上述兩款疫苗的設計和研發(fā)。他指出,新冠重組蛋白疫苗的抗原系基于結(jié)構(gòu)設計的刺突(S)蛋白受體結(jié)構(gòu)域(RBD)二聚體抗原,是把病毒最重要的抗原部分拿出來表達,因所表達出的抗原是蛋白質(zhì)成分,其在使用、工藝生產(chǎn)的過程中更安全;同時,該二聚體抗原具有獨特的結(jié)構(gòu),不攜帶任何形式的外源標簽,具有自主知識產(chǎn)權(quán)。
而基于黑猩猩腺病毒載體的新冠疫苗,在抗原的選擇上也摒棄了新冠病毒完整的S蛋白,同樣選擇使用基于自主知識產(chǎn)權(quán)設計的抗原亞單位作為疫苗靶點。戴連攀介紹說,選用黑猩猩腺病毒作為疫苗載體,是因為在人群中針對該載體的預存免疫很低,具有較好的免疫效果。此外,做出這個選擇也是基于此前的經(jīng)驗——2018年初,高福團隊與相關單位合作基于黑猩猩腺病毒載體曾在寨卡病毒疫苗的研發(fā)中取得成功。
7月20日,《柳葉刀》發(fā)表了英國牛津大學和制藥公司阿斯利康開發(fā)的腺病毒載體疫苗《1/2 期單盲隨機對照試驗的初步報告》——該疫苗也是基于黑猩猩腺病毒載體。結(jié)果表明,在所有評估的受試者中,重組腺病毒疫苗均耐受,并產(chǎn)生了針對新冠病毒的強大免疫應答。
戴連攀告訴《中國科學報》,團隊與疫苗生產(chǎn)企業(yè)合作研發(fā)的載體疫苗與牛津大學—阿斯利康這款疫苗屬于同一技術路線,牛津大學這一階段性成果也給了團隊極大鼓舞。
目前,戴連攀等人研發(fā)的載體疫苗正在進行動物有效性評價。他向《中國科學報》披露,在該載體疫苗的制備中,除了針劑,還開發(fā)了其他劑型。
兩因素讓疫苗研發(fā)速度空前
一款疫苗的研發(fā),在設計環(huán)節(jié)和概念驗證之后,備選疫苗要經(jīng)過一系列的小動物、大動物(靈長類)實驗驗證,然后通過復雜的臨床前準備,進入臨床三期人體實驗,對有效性和安全性進行充分驗證;如果一切順利,還要完善疫苗規(guī)模生產(chǎn)前的工藝和規(guī)范,最后才是疫苗的生產(chǎn)和應用。
上述任何一個環(huán)節(jié)出了差錯,都會延宕疫苗研發(fā)的進度。因此,一般而言,疫苗的研發(fā)常常需要數(shù)年甚至十數(shù)年才能取得最后的成功。而在此次新冠疫情中,國內(nèi)外新冠疫苗研發(fā)速度空前。
在戴連攀看來,這一方面得益于各團隊此前打下的科研基礎,另一方面得益于科研人員心懷使命、分秒必爭的努力。
以中科院微生物研究所和中科院北京生命科學研究院為例,據(jù)了解,它們早在數(shù)年前就開始布局對包括中東呼吸綜合征(MERS)病毒在內(nèi)的冠狀病毒的研究探索,并搭建了系列軟硬件平臺。這其中既有對冠狀病毒感染人體的結(jié)構(gòu)生物學機制的探析,也有對相應疫苗研發(fā)的布局。特別是基于RBD二聚體抗原的設計策略在MERS疫苗研發(fā)中取得成功,研究團隊進一步拓展了其在其他β冠狀病毒疫苗研發(fā)中的應用,形成了一套行之有效的疫苗研發(fā)通用策略。
正是基礎研究的長期積累和對成果不斷轉(zhuǎn)化的嘗試,為此次新冠病毒疫苗的快速開發(fā)奠定了堅實基礎。
而與此同時,在這場與疫情的賽跑中,科研人員在巨大壓力之下“誓要成功”的信念與堅持,也是疫苗研發(fā)能夠獲得如此速度的關鍵。
戴連攀因疫情,過年剛回家就折返回單位。返京時,在空曠的首都國際機場逆行,他感到“責任和壓力一下子都來了”。而攻關核心團隊的博士后和研究生徐坤、鄭天依、韓雨璇等人也在春節(jié)期間第一時間趕回實驗室,投入到這場戰(zhàn)斗中。沒有周末、不分晝夜,他們的工作進度以小時計、以分鐘計,每個人都在超負荷運轉(zhuǎn)。
為了加快實驗,他們經(jīng)常同時開展幾套實驗方案—— 一個實驗做完了,結(jié)果可能是A也可能是B,他們就準備A、B兩個方案同時往前推進。雖然工作量會增加,但是速度會加快。
戴連攀強調(diào),一個疫苗研發(fā)成功需要經(jīng)過嚴格的臨床前與臨床試驗的驗證。盡管目前在研的這兩款疫苗都展現(xiàn)了潛力,但是要最終成功獲批上市仍然任重道遠,團隊將繼續(xù)全力以赴推進疫苗研發(fā)進程。
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