以下文章经 The Conversation 许可转载，The Conversation 是一家报道最新研究的在线出版物。
如果冠状病毒的 Omicron 变种与原始变种差异足够大，那么现有疫苗可能不如以前有效。如果是这样，公司可能需要更新其疫苗，以更好地对抗 Omicron。黛博拉·富勒是一位微生物学家，研究 mRNA 和 DNA 疫苗已有二十多年。在此，她解释了为什么疫苗可能需要更新以及更新过程会是什么样的。
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事。
1. 为什么疫苗可能需要更新？
基本上，这是一个病毒是否已经发生足够大的变化，以至于原始疫苗产生的抗体不再能够识别和抵御新的突变变种的问题。
冠状病毒使用刺突蛋白附着到人类细胞表面的 ACE-2 受体并感染它们。所有 mRNA COVID-19 疫苗的工作原理都是以 mRNA 的形式发出指令，指导细胞制造无害版本的刺突蛋白。然后，这种刺突蛋白诱导人体产生抗体。如果一个人随后接触到冠状病毒，这些抗体会与冠状病毒的刺突蛋白结合，从而干扰其感染该人细胞的能力。
Omicron 变种包含对其刺突蛋白的新的突变模式。这些变化可能会破坏当前疫苗诱导产生的一些抗体（可能不是全部）与刺突蛋白结合的能力。如果发生这种情况，疫苗在预防人们感染和传播 Omicron 变种方面的效果可能会降低。
2. 新疫苗会有什么不同？
现有的 mRNA 疫苗，如莫德纳或辉瑞生产的疫苗，编码的是原始冠状病毒株的刺突蛋白。在新的或更新的疫苗中，mRNA 指令将编码 Omicron 刺突蛋白。
通过将原始刺突蛋白的遗传密码替换为这种新变种的遗传密码，一种新疫苗将诱导产生更有效地结合 Omicron 病毒并阻止其感染细胞的抗体。
已经接种疫苗或先前接触过 COVID-19 的人可能只需要单剂新疫苗加强针即可获得保护，不仅可以抵抗新毒株，还可以抵抗可能仍在传播的其他毒株。如果 Omicron 成为优于 Delta 的主要毒株，那么未接种疫苗的人只需要接种 2-3 剂更新后的疫苗。如果 Delta 和 Omicron 都在传播，人们可能会接种当前疫苗和更新疫苗的组合。
3. 科学家如何更新疫苗？
要制造更新的 mRNA 疫苗，您需要两种成分：来自新的关注变种的刺突蛋白的遗传序列和用于构建 mRNA 的 DNA 模板。
在大多数生物体中，DNA 提供制造 mRNA 的指令。由于研究人员已经公布了 Omicron 刺突蛋白的遗传密码，剩下的就是为刺突蛋白制作 DNA 模板，该模板将用于生产新疫苗的 mRNA 部分。
为此，研究人员将 DNA 模板与合成酶和四种分子构建块混合，这些构建块构成 mRNA——简称为 G、A、U 和 C。然后，酶构建 DNA 模板的 mRNA 副本，这个过程称为转录。使用这个过程，只需几分钟即可生产一批用于疫苗的 mRNA。然后，研究人员将 mRNA 转录本置于保护指令的脂肪纳米颗粒内，直到它们安全地递送到您手臂的细胞中。
4. 新疫苗可能需要多久才能准备好？
生成制造新 mRNA 疫苗所需的 DNA 模板仅需三天。然后，大约需要一周的时间来生产足够剂量的 mRNA 疫苗，以便在实验室进行测试，还需要六周的时间在试管中的人体细胞上进行临床前测试，以确保新疫苗按预期工作。
因此，在 52 天内，科学家就可以准备好更新的 mRNA 疫苗，将其插入制造过程并开始生产用于人体临床试验的剂量。该试验可能至少还需要几周的时间，总共大约需要 100 天才能更新和测试一种新疫苗。
在试验进行期间，制造商可以开始将其当前流程切换为制造新疫苗。理想情况下，一旦临床试验完成——并且如果疫苗获得授权或批准——公司可以立即开始推出新疫苗的剂量。
5. 更新的疫苗是否需要完整的临床试验？
目前尚不清楚更新的 COVID-19 疫苗获得 FDA 批准或授权需要多少临床数据。然而，新疫苗中的所有成分都将相同。唯一的区别将是几行遗传密码，这些密码会稍微改变刺突蛋白的形状。从安全角度来看，更新的疫苗与已经过测试的疫苗基本相同。由于这些相似之处，临床测试可能不需要像第一代 COVID-19 疫苗所需的那样广泛。
至少，更新疫苗的临床试验可能需要安全测试和确认更新疫苗诱导的抗体水平与原始疫苗对原始、Beta 和 Delta 毒株的反应相当。如果这些是唯一的要求，那么研究人员将仅招募数百人（而不是数万人）来获得所需的临床数据。
需要注意的一个重要事项是，如果疫苗制造商决定更新其针对 Omicron 变种的疫苗，这不会是他们第一次做出这种改变。
之前的变种 B.1.351 于 2020 年 10 月出现，并且对当时现有疫苗的抵抗力足以保证更新疫苗。制造商迅速响应潜在威胁，开发了一种更新的 mRNA 疫苗来匹配这种变种，并进行了临床试验以测试新疫苗。幸运的是，这种变种并没有成为主要变种。但如果它成为主要变种，疫苗制造商本已准备好推出更新的疫苗。
事实证明，如果 Omicron 或任何未来的变种需要一种新疫苗，公司已经完成了彩排，并准备好迎接挑战。
本文最初发表于 The Conversation。阅读原文。