第二代COVID疫苗即将到来

2021-01-21 18:54:05

六个月前,当北半球仍在与冠状病毒大流行的第一波作战时,在后期临床试验中,所有人的目光都转向了COVID-19疫苗。如今,在大流行首次爆发后的一年,美国或英国以及其他国家/地区已紧急批准了三种COVID疫苗。辉瑞,BioNTech和Moderna分别开发了两种疫苗,它们都采用了一种称为mRNA的新型遗传技术。第三种是由牛津大学和阿斯利康大学开发的更常规的疫苗,它使用黑猩猩病毒传递DNA来表达SARS-CoV-2的成分,该病毒可导致COVID。 (俄罗斯,中国和印度已经推出了自己的疫苗,但除少数国家外,它们尚未在其他地方得到广泛授权。)

专家们说,但令人印象深刻的是,仅这些疫苗可能不足以结束大流行。幸运的是,还有数百种其他的COVID疫苗正在开发中,其中包括许多具有新作用机制的疫苗,这些疫苗可能被证明是有效,便宜且易于分发的。

伦敦帝国理工学院的免疫学家丹尼·阿尔特曼(Danny Altmann)说:“我相信这种病毒将会改变,而且我们现在批准的疫苗并不会像我们认为的那样有效。” SARS-CoV-2已经发展了几个新变种,包括在英国和南非首次发现的变种,它们更易于传播(尽管目前(至少现在)更致命)。

梅奥诊所的疫苗专家格雷戈里·波兰(Gregory Poland)同意,认为我们已经感染了这种病毒还为时过早。他指出,从未在公共疫苗接种计划中部署过用于冠状病毒的疫苗。而且,诸如辉瑞和Moderna这样的mRNA疫苗(以前被人称为疫苗学的未来)从未被推向市场。 “我们不知道我们不知道的东西。我们不知道在仅仅知道一年的病毒中会发现什么惊喜。”波兰说。他是去年10月在《柳叶刀》上共同撰写了COVID-19候选疫苗的综述。 “而且我参与了四十年的疫苗学历史充斥着我们认为我们知道的事情。”

如果有人接种了疫苗但仍然感染了COVID,会怎样?他们会遭受更严重的疾病吗?这种现象称为抗体依赖性增强吗?还是在不太剧烈的情况下,如果疫苗能防止免疫接种的人患病但不阻止他们感染他人,该怎么办?如果接种疫苗的人认为自己是安全的并成为无症状的携带者,则后者实际上可能使大流行病恶化。而且,全世界的人们对病毒显示出广泛的天然免疫力,因此疫苗反应中可能也存在类似的多样性。波兰说:“有很多诱杀装置可能在等待中。”

此外,来自Moderna和Pfizer的疫苗存在后勤问题,无法轻易在全球范围内部署。辉瑞的疫苗需要储存在–70摄氏度(比南极洲的平均温度低)的冷冻机中,该冷冻机的成本高达数千美元。 Moderna可以在–15摄氏度下存储,但由于需要冷冻机,因此它几乎没有机会到达印度或非洲的农村角落或南美贫瘠,人口稠密的社区。只要疫苗脆弱,昂贵且难以分发,大流行仍将继续。

但迄今为止,最重要的问题是“耐久性”:疫苗接种后人们可以保持免疫多长时间。如果疫苗只赋予免疫力几个月而不是很多年,那么六个月内几乎没有进展。到那时,我们可能会面临更强毒的全球性疾病。

好消息是,研究人员正在开发“第二代”疫苗,其中许多人正在研究新技术。 “我们的财富很尴尬,”奥特曼说。 “大多数人肯定没有意识到的一件事是,在过去的15年里,疫苗学领域一直在向前发展,制定了一系列令人难以置信的令人眼花strategies乱的策略。”

有近240种新型疫苗正在研发中,等待着他们的一刻。以下是一些最具潜力的产品。

与批准的mRNA疫苗类似,该疫苗将病毒的遗传物质直接插入人体细胞,刺激人体制造出覆盖SARS-CoV-2表面的著名“尖峰”蛋白。与mRNA疫苗一样,伦敦帝国理工学院的设计仅提供遗传物质,而不提供实际病毒,因此,如果人们在接种疫苗后被感染,则不可能加剧疾病。这种疫苗的不同之处在于,已对其进行了改良,将人体自身的细胞转变为能够不断自行产生刺突蛋白质的工厂,这意味着无需加强注射。此外,据报道,这种“自我扩增”的RNA可以以很少的成本大量生产。 “我对[这种方法]看起来像辉瑞和Moderna的疫苗,但甚至更好的方法感到非常兴奋,”未直接参与开发这种疫苗的阿尔特曼说。

总部位于马里兰州的初创公司Novavax的研究人员专注于提供实际的刺突蛋白本身(而不是完整的病毒或遗传物质)。他们通过工程化飞蛾细胞以低成本生产出生物反应器中的刺突蛋白来制造疫苗。此外,这种疫苗可以保持在正常冷藏温度2至8摄氏度,这使其分发起来更加实用。这种方法的窍门是添加一种“佐剂”(一种可以“增强”免疫系统反应的添加剂”),该佐剂是由皂苷制成的,皂苷是一种来自智利皂树树皮的化合物。 Novavax研究与开发总裁Gregory Glenn解释说:“工程蛋白质技术过去已经过测试和证明,与RNA相比,生产时间短得多。”

像Novavax一样,华盛顿大学的研究人员选择从SARS-CoV-2运送蛋白质作为他们的选择武器。但是,它们没有注入完整的刺突蛋白,而是驻留在病毒的“致命弱点”上:受体结合域(RBD),即刺突蛋白中与人细胞直接融合的部分。该大学蛋白质设计研究所的生物化学家尼尔·金(Neil King)发明了一种疫苗,这种疫苗是由球形的“纳米颗粒”(如足球)制成的。合成制造的RBD蛋白以规则阵列固定在纳米颗粒上。金说,这种设计使疫苗能够引起比使用完整的天然刺突蛋白的抗体应答高至少十倍的抗体应答。他说:“我们不仅要摄取现有的蛋白质并对其进行一些微调,我们正在制造全新的蛋白质来完全按照我们想要的去做。”目前正在对人类志愿者进行早期或I期试验。如果成功,它将在今年晚些时候向公众发布。

这些只是正在开发中的一些候选疫苗。其他可能有助于减缓大流行的疫苗,包括由Sinovac Biotech在中国开发的疫苗,采用了更常规的设计,例如灭活病毒(一种用于征服脊髓灰质炎的技术,至今仍在许多流感疫苗中使用)。所有这些方法的效果如何还有待观察。但是,在进行了如此多的努力之后,我们有充分的理由希望这场大流行梦night的尽头即将到来。

当它结束时,科学家将为下一次大流行病袭来做好准备的许多工具。

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