武汉新型冠状病毒疫情来势凶猛,截止目前,全国各省市已确诊2840例,疑似病例多达5784例,死亡病例已达81例之多。
2020年1月27日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志发表了题为:Scientists are moving at record speed to create new coronavirus vaccines—but they may come too late(科学家正以创纪录的速度开发新的冠状病毒疫苗,但可能为时已晚)。
下面由BioWorld公众号带大家速读一下这篇报道:
在人类对抗流行病类的灾难电影中,一种新型病毒出现后,科学家们便开始疯狂地研制药物来阻止病毒的传播,到最后,他们成功地拯救了世界。
然而,现实世界却很残酷,例如,2016年肆虐拉丁美洲的寨卡病毒疫情、2014年至2016年肆虐西非的埃博拉病毒疫情以及2009年开始传播的流感大流行,疫苗对减缓这些疫情方面发挥的作用却是有限的。
埃博拉病毒
这一次,随着一种新型冠状病毒的感染在中国爆发(病例数在过去24小时内飙升至2800多例)并在世界各地蔓延,科学家们认为他们比以往任何时候都更有准备,以“好莱坞电影式”的速度生产出一种疫苗。
然而,武汉新型冠状病毒(2019-nCoV) 在这场竞赛中遥遥领先,等到疫苗通过临床试验,然后再扩大生产规模,可能对显著减缓疫情发展来说为时已晚,但科学家们仍然希望能有所作为。
流行病防范创新联盟 (the Coalition for Epidemic Preparedness Innovations, CEPI) 于1月23日宣布,将向三家公司提供总额为1250万美元的资金,用于开发2019-CoV疫苗。CEPI是一家成立于2016年的非营利组织,专门为新出现的传染病疫苗的开发提供资助。CEPI正试图以前所未有的速度开发和测试疫苗,这就是CEPI成立的目的。
CEPI支持的三个项目都是在中国研究人员首次在公共数据库中公布2019-CoV序列后数小时内开始的。在1月11日上午,美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)疫苗研究中心副主任Barney Graham开始与他的团队分析这一序列。紧接着,1月13日,Graham与马萨诸塞州剑桥市的疫苗制造商Moderna的研究人员讨论了他的发现。1月14日,他们便签署了合作协议。
Moderna通过将病毒序列转化为信使RNA (mRNA)来生产疫苗。当被注射到体内时,信使RNA会导致机体产生一种病毒蛋白,这种蛋白可以触发所需的免疫反应。Moderna公司的首席执行官Stephane Bancel说,他们已经有九种使用mRNA“平台”的疫苗在临床试验中。Stephane Bancel说:“制造第一个信使RNA疫苗平台是一个非常非常艰巨的科学挑战,但是一旦第一个成功了,那么下一个就会变得非常简单,只是更换序列而已,后续过程是一样的。”
DNA转录为mRNA,mRNA翻译为蛋白质,蛋白质执行生命活动功能
这九种疫苗中的其中一种针对的是中东呼吸综合征(MERS)。这种疾病是由一种不同但相似的冠状病毒引起的,这种病毒偶尔会感染中东地区的人。到目前为止,这种MERS疫苗只在动物身上试验过,它依赖于病毒表面的一种叫做刺突(spike)的蛋白质。理论上,该团队所需要做的就是将武汉新型冠状病毒(2019-nCoV) 的刺突(spike)基因序列替换一下就可以了。Barney Graham表示:“我们掌握了很多关于如何制造(刺突蛋白)的信息。当处于“稳定”的构象状态时,MERS蛋白会产生更强的免疫反应,因此他的团队相应地调整了该mRNA。他们希望对2019-nCoV采用同样的策略。
总部位于费城的Inovio是另一家在CEPI的资助下研发2019-nCoV疫苗的公司,也于1月11日早上启动项目。Inovio公司生产DNA疫苗。它也有一种MERS疫苗(比Moderna更早,已经进入人体试验),也依赖于刺突蛋白。Inovio的首席执行官Joseph Kim说:“我们的团队夜以继日地工作,终于在1月12日晚上设计出了一种针对刺突蛋白的疫苗。”
Moderna和Inovio都表示,他们将在一个月后生产出足够的疫苗,用于动物实验。Kim说他很期待这次比赛。“我们正好在同一时间开始,这对我们来说是个很好的机会,可以和Moderna进行一对一的交流。”
CEPI的第三笔拨款将提供给澳大利亚昆士兰大学的研究人员。他们正在开发一种由细胞培养产生的病毒蛋白组成的疫苗,这是一种较老的技术。昆士兰大学的分子病毒学家Keith Chappell是该项目的负责人之一,他说“理想目标”是在16周后为人体试验准备好候选疫苗。Keith Chappell说:“这是一个令人难以置信的计划,我们无法保证一定能够实现这个目标。但是,我们的团队正在竭尽所能地努力工作。并且我们并不是唯一一个负责应对的团队,还有其他团队也正在努力。”
一旦候选疫苗可用,研究人员将在动物体内进行测试,以检测疫苗是否安全及是否能产生免疫反应。如果检测理想,公司将必须获得监管部门的批准才能启动I期人体试验。该试验将在少数没有患病风险的志愿者身上测试安全性和免疫反应。以美国食品和药物管理局(FDA)为例,审批一般需要一个月。NIAID已经建立了疫苗试验网络,计划开展Moderna疫苗的第一阶段研究。
在进行人体试验的同时,研究人员还将测试疫苗保护有意暴露于病毒的动物的能力。这将需要设计一个小鼠模型或者找到另一种动物物种(比如猴子)。疫苗研发公司Inovio公司的首席执行官Joseph Kim说:“我们这是一边飞行一边造飞机。”
美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)疫苗研究中心副主任Barney Graham说,在最理想的情况下,Moderna疫苗将在第一阶段的研究中表现良好,并准备在夏季进行更大规模的、更真实的人类有效性测试。但之前在流行病期间加速开发新疫苗的努力遇到了意想不到的障碍,我对时间的安排更加谨慎。
即使实验性疫苗在临床试验中奏效,快速批量生产也不可避免地是一个巨大的挑战。如果Moderna把所有的疫苗生产能力都投入到一种产品上,它一年就能生产1亿剂疫苗。Inovio目前每年只能生产10万剂疫苗,但“正在积极与一家更大的制造商进行谈判,”这可能会使他们的产量增加到“数百万”剂。昆士兰大学则表示,他们可以在6个月内生产20万剂疫苗。
但是,如果这种新型冠状病毒和许多呼吸道病毒一样是季节性的,那么疫苗制造商就有时间生产足够的疫苗。例如,在世界上大多数地方,流感通常在冬季传播,在夏季消失。如果武汉新型冠状病毒(2019-nCoV) 表现出类似流感的症状,它就会出现季节性传播,疫情减缓后可能在秋季卷土重来。
所以,如果疫情再次大规模复发,疫苗可能会及时发挥作用。当然,在人群中广泛的感染(现在可能正在武汉发生)也可能导致许多人产生持久的免疫力,从而减少对疫苗的需求。”
疫苗的研制最终是一种预防措施。没人知道会发生什么,我们都希望永远不需要用到这种疫苗。
参考链接:
https://www.sciencemag.org/news/2020/01/scientists-are-moving-record-speed-create-new-coronavirus-vaccines-they-may-come-too
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