田地

各國的競爭和方案

研發(fā)抗新型冠狀病毒的疫苗不僅是一場科研競爭，更是一種全新的科學(xué)探索。2003年，嚴(yán)重急性呼吸綜合征（SARS）暴發(fā)后，全球10多個國家的科學(xué)家花了約20個月才得到SARS-CoV的基因組序列，但此次“新冠肺炎”疫情暴發(fā)一個月左右，中國已經(jīng)聯(lián)合其他國家科學(xué)家完成了對2019-nCoV的測序，并且成功分離出了高滴度的病毒毒株（病毒能大量生長），這也為研發(fā)疫苗和藥物打下了基礎(chǔ)。

美國國家衛(wèi)生研究院（NIH）和其下屬的過敏與傳染病研究所（NIAID）表示，他們正在針對新型冠狀病毒研發(fā)疫苗，可以依賴的基礎(chǔ)是2019-nCoV與SARS-CoV、中東呼吸綜合征（MERS）病毒MERS-CoV同屬于冠狀病毒家族。在2003年SARS暴發(fā)后，研發(fā)人員研制了一款疫苗并已進入1期人體臨床試驗。但隨著SARS疫情結(jié)束，這一研究未能進一步推進。不過，從理論上講，將SARS疫苗模型調(diào)整為針對新型冠狀病毒的疫苗是比較容易的，因為中國已經(jīng)對這一新型冠狀病毒進行了測序。另一種方法是改編以前的單克隆抗體，這一抗體能夠幫助免疫系統(tǒng)攻擊異物。

曾參與研制MERS、SARS疫苗的美國生物制藥公司諾瓦瓦克斯提出的一個方案是納米疫苗。他們表示正在開發(fā)一種抗擊2019-nCoV的候選疫苗，方法是使用重組納米粒子技術(shù)。

澳大利亞昆士蘭大學(xué)研究人員正利用一種名為“分子鉗”的專利技術(shù)以期快速生產(chǎn)針對新型冠狀病毒的疫苗，這種技術(shù)是給病毒蛋白增加一個基因，使其穩(wěn)定，并讓人體免疫系統(tǒng)能檢測到一種活病毒，從而制造抗體來消滅病毒。研究團隊嘗試?yán)迷摷夹g(shù)開發(fā)針對MERS冠狀病毒、尼帕病毒、埃博拉病毒和流感病毒的疫苗，已取得非常理想的試驗效果。不過，這種能增強新型冠狀病毒蛋白穩(wěn)定性的“分子鉗”是否可行，尚不清楚。

疫苗開發(fā)首先要確認疫苗的靶點，選擇抗原。所謂抗原就是病毒，但不能用有活性的全病毒，否則就會讓人感染，因此需要選取2019-nCoV上的某些分子或基因片段，這些分子和基因片段就是抗原。用它們來制成疫苗注射到人體，可以刺激人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體來中和（抑制、抗御和滅活病毒），從而起到避免感染和發(fā)病的目的。

迄今，疫苗研發(fā)方式主要有兩種，一種是傳統(tǒng)的滅活疫苗，需要在安全級別較高的實驗室來做病毒培養(yǎng)、滅活。另一種就是基因工程疫苗。因此，研制抗新型冠狀病毒的疫苗采取的方案也不外乎以上兩種。

方案一：滅活疫苗

研發(fā)滅活疫苗可以用流感疫苗的研發(fā)來理解?，F(xiàn)在的流感疫苗分為全病毒滅活疫苗、裂解疫苗和亞單位疫苗，每種疫苗均含有甲1亞型、甲3亞型和乙型3種流感滅活病毒或抗原組分，并且這3種疫苗的免疫原性（免疫刺激作用）和副作用差別也不大。

20世紀(jì)七八十年代，研究人員在裂解疫苗的基礎(chǔ)上，又研制出了毒粒亞單位和表面抗原，即血凝素（HA）和神經(jīng)氨酸酶（NA）疫苗。通過選擇合適的裂解劑和裂解條件，將流感病毒表面的兩種糖蛋白—HA和NA裂解下來，選用適當(dāng)?shù)募兓椒ǖ玫郊兓腍A和NA蛋白。這兩種蛋白幫助流感病毒進入人體呼吸道細胞，導(dǎo)致人發(fā)病。這兩種蛋白也就是流感病毒的關(guān)鍵抗原，能刺激機體產(chǎn)生抗體，以它們?yōu)榭乖瞥梢呙?，可以刺激人體產(chǎn)生針對整個流感病毒的抗體，中和流感病毒。另外，制備流感滅活疫苗必須使用特殊的無菌雞胚，使新流行的流感病毒的抗原變異株（即變異的HA和NA蛋白，每年都會產(chǎn)生變化）能在雞胚中高效復(fù)制，才有可能生產(chǎn)大量流感病毒以制備疫苗。

要研制新型冠狀病毒滅活疫苗，就要提取出2019-nCoV或它的一部分，如2019-nCoV的S蛋白，這個蛋白與人體肺泡和呼吸道細胞上的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2（ACE2）蛋白（受體）結(jié)合，然后入侵人體。但是，在制作時要對其滅活。

方案二：基因工程疫苗

基因工程疫苗是用基因工程方法或分子克隆技術(shù)，分離出病原的保護性抗原基因，將其轉(zhuǎn)入原核或真核細胞系統(tǒng)，如酵母、細菌、昆蟲細胞或哺乳動物細胞中進行表達，產(chǎn)生該病毒的保護性抗原，制成疫苗，并且要將病原體的毒力相關(guān)基因刪除，使其不帶毒力。

基因工程疫苗可以分為基因工程重組亞單位（亞基）疫苗、重組活載體疫苗、基因缺失或突變疫苗、基因（核酸）疫苗、合成肽疫苗、單克隆抗體疫苗以及轉(zhuǎn)基因植物疫苗等多種類型。

以亞基疫苗為例，可以闡明如何通過基因工程研制新型冠狀病毒疫苗。亞基疫苗是利用病原體結(jié)構(gòu)的某一部分，即亞基制得的疫苗?，F(xiàn)在，桿狀病毒-昆蟲細胞表達系統(tǒng)已成為用于表達異源基因的最佳表達系統(tǒng)之一，在該系統(tǒng)中表達的人乙型肝炎病毒表面抗原蛋白與乙型肝炎病毒表面相應(yīng)的天然蛋白結(jié)構(gòu)可以做到非常類似，而且產(chǎn)量也相當(dāng)可觀。因此，可以用該系統(tǒng)來生產(chǎn)乙型肝炎病毒表面抗原蛋白，再用后者作為抗原來制得疫苗。

生產(chǎn)亞基疫苗首先要鑒定出病原體中哪些成分能夠激發(fā)機體產(chǎn)生抗體，如單純皰疹病毒 1型的衣殼糖蛋白D（gpD）、口蹄疫病毒衣殼蛋白1（VP1）都是能刺激機體產(chǎn)生相應(yīng)抗體的抗原成分，再分離出編碼該蛋白亞基的基因，然后轉(zhuǎn)移到特定的載體DNA，如大腸桿菌質(zhì)粒DNA上，再大量增殖大腸桿菌，在菌體溶解后，就可獲得大量相應(yīng)的病毒蛋白亞基，即gpD和VP1。把這些病毒蛋白亞基純化，并與輔劑混合，就能以它們作為抗原，生產(chǎn)大量該病毒的亞基疫苗。具有代表性的是單純皰疹病毒疫苗、口蹄疫病毒疫苗、人乙型肝炎病毒疫苗等。

同樣，如果經(jīng)研究表明2019-nCoV的S蛋白這種抗原能刺激人體產(chǎn)生抗御2019-nCoV的抗體，就可以分離編碼S蛋白的基因，然后轉(zhuǎn)移到大腸桿菌質(zhì)粒DNA上，經(jīng)過大量增殖，獲得大量的S蛋白，以其為抗原，并輔以佐劑，就能生產(chǎn)出抗新型冠狀病毒的基因工程疫苗，即亞基疫苗。