新冠疫苗类型知多少?加拿大正在用的是哪种?
2020-12-16 20:05:33
来源:星星生活

(星星生活记者捷克佳)近日本地最大的新闻是辉瑞 -BioNTech首批新冠疫苗终于运抵加拿大,并在安省和魁省首先启动了接种工作。针对超常规研发并获得紧急批准的这款疫苗是否安全,为何需要超低温运输。因此,对于疫苗的深度了解成为打消人们疑虑的重要一环。

**疫苗的研发

疫苗是用细菌、病毒等制成的可使机体产生特异性免疫的生物制剂,通过疫苗接种使接受方获得免疫力。对于新冠病毒而言,每个人都希望有一种有效的可抗击COVID-19的疫苗,以恢复正常的生活。

根据世卫组织WHO的数据,世界各地有100多个科学家团队正在努力开发和测试针对SARS-CoV-2病毒的疫苗。他们采用包括一些以前从未在批准的疫苗中使用过的各种各样的策略和技术,如DNA,RNA和非复制型病毒载体疫苗。而加拿大政府批准辉瑞-BioNTech的COVID-19疫苗便是其中之一。

不同科研团队发布的人体试验结果表明,几种疫苗在预防COVID-19方面非常有效。与此同时,加拿大已经从几家不同的制造商处提前订购了数亿剂正在研发的疫苗。

疫苗研发是一个科学、复杂、严谨的过程。前期包括根据疫苗原理不同,获取免疫原:病毒、蛋白、核酸、基因片段,携带病毒基因载体等疫苗设计,之后是生产工艺研究与质量控制。通常,疫苗从临床前开发(包括动物测试)到临床试验(人类)的三期阶段,再到市场注册所需的平均时间超过10年。

进行临床前测试的大多数候选疫苗都从未将其投放市场。研发过程中任何一个步骤出现问题,疫苗都会半途而废。2013年的一项研究发现,约有94%的疫苗失败。

由于目前各国正在采用不同的策略研发许多不同的疫苗,因此最终可能会有多种新冠病毒疫苗面世。如中国在科研攻关方面便布局了病毒的灭活疫苗、核酸疫苗、重组蛋白疫苗、腺病毒载体疫苗、减毒流感病毒载体疫苗5条技术路线。

专业人士指出,这将会带来许多好处,包括:制造商将使用不同的成分和制造设施,不会争夺资源,可以生产更多的疫苗。不同的疫苗有不同的优缺点,剂量,制造,测试和分发的难易程度都有所不同。此外,由于年龄或遗传等因素,某些疫苗可能比其他人群更适合某些人群。

**新冠疫苗类型

新冠疫苗的类型可以分为完整病毒疫苗(Whole virus vaccines)和针对部分病毒的疫苗(Vaccines that target part of a virus),这些疫苗各具优缺点。前者包括灭活病毒和减毒活病毒,后者包括病毒样颗粒,非复制型病毒载,复制病毒载体,核糖核酸RNA,脱氧核糖核酸DNA和重组蛋白。

完整病毒疫苗是最传统的疫苗类型。它们已经使用了很长时间,而且大多数人都已经使用过这类疫苗。

针对部分病毒的疫苗不包含完整的病毒。它们向免疫系统提供病毒的一部分,如蛋白质,以助其学习识别病毒并建立免疫反应。就SARS-CoV-2而言,该病毒通常针对的部分是刺突或“ S”蛋白,即外皮上的突起使其在显微镜下看起来像皇冠,这就是病毒用来结合人体细胞并使其进入人体的蛋白质。

不同针对部分病毒的候选疫苗之间的差异在于它们制备刺突蛋白并使其进入体内的方式,包括可以直接注射。由人体自身使用DNA或RNA编码的指令制造;或通过病毒载体将这些指令和/或刺突蛋白本身带入体内。


【目前世界各国进入临床三期及产品被批准使用的研发团队】

下面分别介绍完整病毒疫苗和针对部分病毒的疫苗。

1、灭活病毒疫苗(Inactivated virus)

在这种情况下,病毒会在细胞中大量繁殖,然后用一种化学物质杀死,通常是甲醛的,但也可以用加热或辐射,使其失去致病力。使用这种方法制备了两种流感疫苗,它们可以在鸡蛋或哺乳动物细胞中生长。

优点:与活病毒疫苗不同,它甚至可以提供给免疫系统较弱的人。

缺点:它可能不会导致像活病毒一样强的免疫反应。通常需要几次剂量,包括定期服用加强剂量。它要求病毒大量繁殖,这可能需要时间,而且可能不像其他种类的疫苗那样容易扩大规模。

2、减毒活病毒(Live, attenuated virus)

在这种情况下,病毒也可以在细胞中生长,但是它们不会被杀死,而是在基因上“弱化了”,因此它们无法感染细胞并有效繁殖。传统上,这是通过使病毒生长并适应不同于通常感染的环境的方式来完成的。这就是用于如水痘或黄热病疫苗的方法。

这种类型的SARS-CoV-2候选疫苗使用一种称为“密码子去优化”的高科技基因工程方法,在这种方法中,该病毒是从头开始重建的,并包含针对性的削弱其定向突变。

优点:与真正的感染相似,通常在一剂后能提供长期保护,有时甚至终身。

缺点:可能不适合免疫系统较弱,长期健康问题或进行器官移植的人。需要对活病毒进行冷藏,运输较为困难,并且在无法获得冷藏的国家中无法使用。该病毒必须大量繁殖。这可能会花费一些时间,而且可能很难扩展。

3、病毒样颗粒(Virus-like particles)

病毒样颗粒(VLP)是蛋白质亚基疫苗的一种特殊类型,即疫苗蛋白质是在人体外产生并用于疫苗。借助VLP,蛋白质可以自我组成颗粒,这些颗粒看起来像是人类免疫系统的病毒。市场上使用VLP的一些疫苗包括HPV(人乳头瘤病毒)和B型肝炎的疫苗。

优点:与常规亚单位疫苗相比,可能产生更强的免疫反应。生产可能比完整病毒疫苗快得多。

缺点:确保稳定性和提纯会增加生产时间。可能难以大量生产。

4、非复制型病毒载体(Non-replicating viral vector)

病毒载体顾名思义是“载体”,不会引起要接种的疾病,如COVID-19,但可以进行工程改造以携带诸如SARS-CoV-2之类的病毒。非复制型病毒载体是经过基因工程改造的病毒,因此它们不会复制并引起疾病。然后通过对它们进一步改良,以携带来自致病病毒的基因,如冠状病毒刺突蛋白,然后注入体内以激发免疫反应。COVID-19疫苗使用的候选病毒包括腺病毒,MVA(改良的安卡拉痘苗病毒,弱痘病毒),副流感和狂犬病。

优点:可能产生比蛋白质亚基(protein subunit)疫苗更强大的免疫反应。根据康希诺生物CanSino公司的说法,有些不需要保存在非常低的温度下,因此它们可以在资源有限的热带地区使用。

缺点:已经接触过病毒载体(如某些类型的腺病毒)的人可能具有抗药性。可能比蛋白质或DNA难以扩大规模,因为病毒仍然需要生长。由于每种病毒只能感染一个细胞,因此需要生长和注射大量病毒,从而增加了生产时间。

5、复制病毒载体(Replicating viral vector)

这些是“载体”(carrier)病毒,可以在体内复制,会减弱或不会在人类中引起任何症状。像非复制型病毒载体一样,它们带有想要保护的病毒蛋白的基因,如SARS-CoV-2的刺突蛋白。这为人体提供了制造蛋白质的指令。病毒本身也可能在其表面携带刺突蛋白。

此类疫苗先前已获准用于抗击埃博拉(Ebola)病毒。在候选COVID-19疫苗中使用的复制型病毒载体包括减弱型的流感和麻疹,以及引起动物疾病的病毒,如马痘和VSV(水泡性口腔炎病毒)。

优点:紧密模仿真实的感染并诱导更强、更广泛的免疫反应。因为它可以复制,所以可能需要注射更少的病毒来诱导良好的反应。这也意味着与完整病毒和非复制型病毒载体疫苗相比,生产该疫苗所需的生长物更少,从而减少了成本,时间和人工。

缺点:与蛋白质或核酸疫苗相比,批准前可能需要更多的测试,从而延长了开发时间。需要在凉爽的温度下进行存储和运输,以保持病毒的存活,这可能使其难以在发展中国家的温暖地区分发。

6、核糖核酸(RNA)

使用RNA疫苗,注射到体内的只是遗传指令,以制造诸如刺突蛋白之类的病毒蛋白。然后,体内的细胞会按照指令在体内制造蛋白质,以使免疫细胞看到并做出反应。

辉瑞-BioNTech合作研制的抗新冠疫苗是一种全新的疫苗。疫苗的活性成分是一种含有修饰核苷的信使RNA(modRNA)分子,它能编码SARS-CoV-2病毒突触(S)糖蛋白。这是一种研究用疫苗,此前未曾获得过任何其他临床应用许可。

优点:制备疫苗不需要病毒,与传统疫苗相比,可以减少生产时间。

缺点:不稳定,需要在非常冷的温度下存储。

7、脱氧核糖核酸(DNA)

这与RNA疫苗非常相似,只是使用DNA代替RNA。它通常以称为质粒的DNA环的形式传递。通过进入细胞,细胞产生病毒蛋白。

优点:快速且相对便宜的批量生产。储藏稳定,在库存和运输时不需要冷冻。

缺点:需要进入细胞核,这比RNA更具挑战性。

8、重组蛋白疫苗(Protein subunit)

这种类型的疫苗其蛋白质是在体外产生的。传统上是通过使用洗涤剂或溶剂(如乙醚)将整个病毒分解成碎片来完成的。但现在可以使用“重组”遗传技术完成此操作,将一种蛋白质的基因插入另一个生物中,从而使该蛋白质大量生长。

优点:可以比活疫苗更快地生产。

缺点:可能不会产生像完整病毒疫苗一样强大的免疫反应。可能需要加入另一种称为佐剂的化合物辅助以增强患者的免疫反应。可能无法像生产RNA或DNA疫苗那样迅速扩大规模。

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