六个月前,当北半球仍在与冠状病毒大流行的第一波作斗争时,所有目光都转向了处于后期临床试验阶段的 COVID-19 疫苗。现在,在大流行首次爆发一年后,美国或英国以及其他国家已经紧急授权了三种 COVID 疫苗。其中两种疫苗,分别由辉瑞和 BioNTech 以及莫德纳开发,都采用了称为 mRNA 的新型基因技术。第三种是由牛津大学和阿斯利康开发的更传统的疫苗,它使用黑猩猩病毒来递送 SARS-CoV-2(导致 COVID 的病毒)的组分的 DNA。(俄罗斯、中国和印度已经推出了他们自己的疫苗,但除少数国家外,它们尚未在其他地方获得广泛授权。)
专家表示,尽管这些疫苗令人印象深刻,但仅靠它们可能不足以结束这场大流行。幸运的是,还有数百种其他 COVID 疫苗正在开发中——包括许多具有新的作用机制的疫苗——这些疫苗可能被证明是有效、更便宜且更易于分发的。
“我相信这种病毒会发生变化,而我们目前批准的疫苗将不会像我们认为的那样有效,”伦敦帝国学院的免疫学家 丹尼·奥特曼 说。 SARS-CoV-2 已经进化出几种新的变种——包括最初在英国和南非发现的变种,这些变种更具传播性(但至少目前而言——并没有更致命)。
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梅奥诊所的疫苗学家 格雷戈里·波兰 也认为,现在认为我们已经战胜了这种病毒还为时过早。他指出,冠状病毒疫苗从未在公共疫苗接种计划中部署过。而 mRNA 疫苗(如辉瑞和莫德纳的疫苗)——被许多人誉为疫苗学的未来——以前从未上市。“我们不知道我们不知道什么。我们不知道对于一种我们只了解了一年的病毒,我们可能会发现什么惊喜,”波兰说,他与人合著了去年十月在《柳叶刀》上发表的COVID-19 候选疫苗的广泛综述。“而疫苗学的历史——我参与其中已经四十年了——充分证明了我们认为我们知道的事情是多么的不可靠。”
如果有人接种了疫苗但仍然感染了 COVID 会发生什么?他们会遭受更严重的疾病,即所谓的抗体依赖性增强现象吗?或者,在不那么戏剧性的情况下,如果疫苗阻止了免疫个体生病,但没有阻止他们感染他人怎么办?如果接种疫苗的个体认为自己是安全的并成为无症状携带者,后者实际上可能会使大流行恶化。此外,世界各地的人们对该病毒表现出广泛的自然免疫力,因此疫苗反应可能也存在类似的差异。“可能有很多潜在的陷阱在等待着,”波兰说。
此外,莫德纳和辉瑞的疫苗存在后勤问题,阻碍了它们在全球范围内的轻松部署。辉瑞的疫苗需要储存在零下 70 摄氏度——比南极洲的平均温度还低——的冰柜中,这种冰柜的价格高达数千美元。莫德纳的疫苗可以储存在零下 15 摄氏度,但由于冰柜的要求,它仍然很少有机会到达印度或非洲的农村角落或南美洲贫穷、人口稠密的社区。只要疫苗是脆弱的、昂贵的且难以分发的,大流行就会继续。
但奥特曼说,迄今为止最重要的问题是“持久性”:人们在接种疫苗后保持免疫力的时间长短。如果疫苗提供的免疫力只有几个月而不是多年,那么在六个月内将不会取得多少进展。到那时,我们可能面临着在全球范围内传播的更具毒性的疾病形式。
然而,好消息是,研究人员正在开发“第二代”疫苗,其中许多人正在使用新技术。“我们有令人眼花缭乱的丰富选择,”奥特曼说。“大多数人肯定没有意识到的一件事是,在幕后,疫苗学领域在过去 15 年中一直在快速发展,开发出一系列令人难以置信的巧妙策略。”
有近 240 种新型候选疫苗正在开发中,等待着它们的时刻。以下是一些显示出最大潜力的疫苗。
自扩增 RNA(伦敦帝国学院)
与已批准的 mRNA 疫苗类似,这种疫苗将来自病毒的遗传物质直接插入人体细胞,刺激身体制造覆盖 SARS-CoV-2 表面的著名“刺突”蛋白。与 mRNA 疫苗一样,伦敦帝国学院的设计仅提供遗传物质,而不是实际病毒,因此如果人们在接种疫苗后被感染,不太可能加剧病情。这种疫苗的独特之处在于它经过修饰,可以将人体自身的细胞变成工厂,持续自行生产刺突蛋白——这意味着不需要加强针。此外,据报道,这种“自扩增”RNA 可以以极低的成本大量生产。“我对[这种方法]可能会像辉瑞和莫德纳的疫苗一样,甚至更好,感到非常兴奋,”奥特曼说,他没有直接参与这种疫苗的开发。
蛋白质亚单位(诺瓦瓦克斯)
马里兰州初创公司诺瓦瓦克斯的研究人员专注于递送实际的刺突蛋白本身(而不是整个病毒或遗传物质)。他们通过改造蛾细胞,在生物反应器中以低成本大量生产刺突蛋白来制造疫苗。此外,这种疫苗可以在 2 到 8 摄氏度(正常冷藏温度)下保存,使其分发起来更加实用。这种方法的诀窍是添加了一种“佐剂”——一种“增强”免疫系统反应的添加剂——由皂苷制成,皂苷是从智利皂树的树皮中提取的一种化合物。“工程蛋白质技术过去已经过测试和证明——它只是比 RNA 需要更长的生产时间,”诺瓦瓦克斯研发总裁格雷戈里·格伦解释说。
设计的蛋白质纳米颗粒(华盛顿大学蛋白质设计研究所)
与诺瓦瓦克斯一样,华盛顿大学的研究人员也选择递送来自 SARS-CoV-2 的蛋白质作为他们的武器。但他们没有注射整个刺突蛋白,而是专注于病毒的“阿喀琉斯之踵”:受体结合域 (RBD),即刺突蛋白中直接与人体细胞融合的部分。该大学蛋白质设计研究所的生物化学家尼尔·金创造了一种由球形“纳米颗粒”(形状像足球)递送的疫苗。合成制造的 RBD 蛋白以规则阵列形式附着在纳米颗粒上。金说,这种设计使疫苗能够引发的抗体反应至少比使用完整天然刺突蛋白的疫苗高 10 倍。“我们不仅仅是采用现有的蛋白质并对其进行少量调整——我们正在制造全新的蛋白质来完全按照我们的意愿去做,”他指出。该疫苗目前正在人体志愿者身上进行早期或 I 期试验。如果成功,它可能会在今年晚些时候向公众推出。
其他在研疫苗
这些只是正在开发中的少数候选疫苗。其他可能有助于减缓大流行的疫苗,包括中国科兴生物开发的疫苗,采用了更传统的设计,例如灭活病毒(一种用于帮助战胜脊髓灰质炎且仍用于许多流感疫苗的技术)。所有这些方法的效果如何还有待观察。但是,由于正在进行如此多的努力,我们有充分的理由希望这场大流行的噩梦即将结束。
当它结束时,科学家们将拥有许多现成的工具来应对下一次大流行。