我们从出生开始,就在跟疫苗打交道。
婴儿一旦离开子宫,就会面对各种病毒、细菌、寄生虫的威胁。这些能让人感染疾病的微生物,就是病原体。
为了抵挡病原体的威胁,我们的身体中诞生了一个强大的保护神,也就是我们的免疫系统,它可以识别并杀死病原体,让我们得以健康快乐地生活。
可是,每种不同的病原体有自己的脾气和特性,我们的免疫系统需要根据不同病原体来开发各式各样的武器。
其中,能够精准打击某种病原体的武器,我们称它为特异性抗体。
如果免疫系统遇到从没见过的病原体,在最开始的交战中,就只能使用常规武器。当武器不足以抵挡攻击时,我们的健康就会陷入危险。
在这个时候,我们就需要疫苗。
疫苗就像是一个情报官,让我们的免疫系统能够提前了解病原体,并做好战斗准备。等病原体的攻击真正到来时,就能稳如泰山,毫不慌乱。
听起来是不是很厉害?
但要注意,首先,为了保证精准打击,疫苗具有极高的专一性。
举个例子,麻疹疫苗只能预防麻疹,而对其他疾病束手无策。
后来经过技术上的改进,我们有了一种“大礼包”疫苗,比如麻腮风疫苗,只需一针就能同时预防麻疹、流行性腮腺炎和风疹三种疾病。
但“大礼包”之外的疾病,就不是一支疫苗能够解决的了。
其次,疫苗的保护作用是有期限的。
有些疫苗产生的免疫力能伴随你一辈子,比如天花疫苗。但有些可能只管得了几十年,甚至几年,比如乙肝疫苗。
这跟病原体的特性和疫苗的制作工艺有关。
那疫苗具体是通过什么方式来预防疾病的呢?
传统的疫苗,分为灭活疫苗和减毒活疫苗两类。
灭活疫苗是一种死疫苗,是将病原体的“尸体”或者是经过改造的无毒的病毒打入我们体内,从而激活人体的免疫反应,产生免疫力。
由于病原体已经死了,就不用再担心感染的问题。所以灭活疫苗是相对来说较为安全的品种,比如狂犬病疫苗。
另一种减毒活疫苗呢,是在一代代毒株的培育中,筛选出老弱病残的毒株做成疫苗。
毒力弱的毒株,既能有效激发人体的免疫应答,同时也很难对人体产生威胁,像脊髓灰质炎疫苗就属于这一类。
但减毒疫苗毕竟还是活疫苗,如果接种者自身的免疫能力比较差,可能会恢复毒力造成感染。所以跟死疫苗比起来,风险更大一些。
那正在研发的新冠疫苗都有哪些呢?
在目前新冠病毒的疫苗研发中,有四种技术思路齐头并进:
目前我国正在进行临床试验的,是腺病毒载体疫苗。
这是中国军事医学研究院陈薇院士团队领导研发的品种。
目前,Ⅰ期临床试验正在武汉进行,招募了共计108名18至60岁的健康志愿者,分为3组,分别接种一针低剂量、中剂量和高剂量的疫苗。
作为疫苗载体的腺病毒,是一种能感染上呼吸道的病毒,对于免疫系统健全的人来说,它引起的症状一般是普通感冒,多数可自愈。
这种疫苗的思路是“偷梁换柱”:把腺病毒改造一番,把里面的某个蛋白换成新冠病毒的,再接种到人体。
为了提高它的安全性,研究者对它进行了进一步的改造,让它失去复制的能力。将腺病毒感染的风险降低为零。
第二种是流感病毒载体疫苗。设计思路和腺病毒差不多,只不过是换了个载体,目前仍在动物实验阶段。
第三种是重组蛋白疫苗。
它的原理是将新冠病毒的核心抗原成分,也就是能诱发人体免疫反应的部分拿出来,在体外,比如大肠杆菌或者酿酒酵母中大量生产。
重组蛋白疫苗的技术已经很完善了,大家熟知的HPV疫苗,也就是宫颈癌疫苗,就是运用了这一技术。目前,这类疫苗也在动物实验阶段。
最后是mRNA疫苗,也就是美国国立卫生院牵头研制的,世界首个进入人体试验的新冠病毒疫苗。
mRMA可以在细胞中直接指导合成病毒的突刺蛋白,突刺蛋白就是让病毒和细胞相互识别的一种标志。这样就可以诱发人体的免疫反应,产生抗体。
相较于传统疫苗,mRNA是可以直接人工合成的,研发速度非常快。这也是mRNA疫苗第一个进入临床试验的原因之一。
但由于mRNA非常不稳定,极容易被无处不在的RNA酶降解,并且,病毒的变异对疫苗的影响非常大。所以在使用上有一定的限制。
目前为止,全球还没有任何RNA疫苗上市的先例,它运用于人体之后是否会产生不良反应,也还是个未知数。
既然已经有这么多疫苗都在研制中,为什么科学家普遍认为还需要6-18个月疫苗才能上市呢?
早在几个月前,网上就疯狂流传着新冠病毒疫苗研制成功的新闻。
但只要疫苗还没有获批上市,都不能算作“研制成功”。
疫苗的研发分为以下几个阶段:
抗原发现和筛选、疫苗的设计与构建、临床前的动物实验、临床申报、临床I~III期测试和各种手续的审批。
这其中,有些步骤可以加速完成,但有些必须严格遵守流程和时间规定。 新冠病毒爆发后,中国科学家迅速分离并鉴定了新冠病毒毒株,在短时间内获得病毒基因组序列,同时向全球公布,为疫苗的快速研发打下了基础。
科学家们通过对比,发现了新冠病毒与SARS病毒的相似性,借助在SARS和MERS等其他冠状病毒研究中的宝贵经验,快速确定了抗原,也大大压缩了研发所需的时间。
序列公布以后,我们上面提到的腺病毒载体疫苗、核酸疫苗(DNA和mRNA)、重组蛋白疫苗等新型疫苗便马上进入了设计阶段,科研人员可以在1-2个月内完成实验室的小规模制备。
接下来,就可以进入动物实验的阶段。
但下面的步骤,往往需要耗费大量时间。 首先是动物实验,一般是从最常见的疫苗评价动物——小鼠开始。
小鼠实验的时间是需要根据疫苗类型来改变的。
通常,在小鼠初次接受免疫后的2周,需要接受加强免疫,并进行数月的实验和观察。为了初步验证疫苗的安全性和有效性,这个时间不可省略。
保守估计,小鼠实验需要2个月的时间才能完成。
接下来是非人灵长类动物实验。
由于小鼠与人类的亲缘关系相对较远,为了进一步确认疫苗的安全性和有效性,必须进行非人灵长类动物实验,这部分的时间也无法缩减。
可能有人会问,为什么不能同时进行小鼠和猴子的实验?或者跳过小鼠直接进行猴子实验呢?
答案很简单,没钱。
猴子实验的花费十分巨大,动辄数十万、上百万的花销,让很多疫苗研发平台望而却步。
而在现实中,这些实验并不能保证一帆风顺,任何一个步骤出现问题,所有的工作都要推翻重来。
等上面的工作都完成以后,就可以进入疫苗研发的重头戏——“临床申报”。
临床申报获得审批后,疫苗将进入临床I~III期的实验。这期间,参与的志愿者人数会不断扩大,研发人员需要对参与者进行长期的统计观察,并获取抗体反应、发病情况、副反应等多种监测指标。
这一阶段,需要花费数年的时间进行长期观察和数据积累,这一步同样不可省略。
这其中任何一个环节出现问题,前期的工作都将宣告作废,大量投入的资金只能是“打水漂”。
而真正等到疫苗进入临床试验时,疫情很可能已经结束。这将导致疫苗的临床试验无法继续,疫苗有效性难以得到验证,整个研发工作都将“无疾而终”。
因此我们发现,一种疫苗从研发到上市,不仅要应付科研的限速,还要面临着诸多现实问题。
根据国家指示,如果此次疫情无法得到很好的控制,一部分疫苗或可提前用于应急。
但同时,复旦大学的姜世勃教授也呼吁,不能由于急需疫苗就放低安全性评价标准。
不同于药物,是针对病人进行治疗,疫苗的使用对象是健康人群,一旦出现问题,危害会更加难以估量。
目前世界上进展最快的新冠肺炎疫苗也才刚刚进入一期临床阶段。
如果在人体试验的任何阶段发现疫苗不符合安全性和有效性的要求,那么不管前期投入多少资金和努力,不管多么遗憾和不情愿,为了大众健康考虑,这种疫苗恐怕都没办法上市。
比如之前引起舆论热议的长生生物,由于狂犬病疫苗不达标,最终导致了公司破产。
狂犬病疫苗这种制备工艺和技术都非常完善的疫苗尚且如此,面对从无到有的新冠病毒疫苗,更是需要慎之又慎,否则差之毫厘,会酿成更大的灾难。
真实世界不像电影里那样,前一天爆发疫情,后一天就有某个超级英雄在实验室里捣鼓一番就发明出拯救世界的神药。
最后跟大家说说新冠病毒的亲戚——SARS病毒疫苗的结局吧:
在SARS疫苗被成功研制之前,SARS就已经消失得无影无踪,并且几乎再也没有出现,刚刚完成动物实验的SARS疫苗研究也就宣告了结束。
SARS疫苗虽然没能上市,但是积累了宝贵的疫苗研发经验。正是有了这些经验,此次新冠疫苗的研发速度才能如此之快。