科普 | 新冠病毒疫苗研發為何這么“慢”？

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“我們正在一邊飛行一邊造飛機。”

在日前召開的一場新冠病毒疫苗研討會上，美國梅奧診所疫苗研究部主任、《疫苗》周刊主編格雷戈里·波倫如此形容研發新冠病毒疫苗的急迫性與高風險。

隨著疫情在全球持續擴散，人們對有效疫苗更加翹首以盼。然而，不管需求多么迫切，出于安全考慮，新冠病毒疫苗研發還是“不得不慢”，不能跨越疫苗設計與生產的科學流程。

2月27日，研究人員在以色列北部的米蓋爾-加利利研究所內工作。他們正在加快開發一種口服的新型冠狀病毒疫苗。新華社/基尼圖片社

疫苗研發要“有的放矢”

自疫苗的早期雛形“牛痘接種術”在18世紀誕生起，疫苗就成為人類與病毒斗爭的堅實“保護盾”。天花、麻疹、脊髓灰質炎、乙肝等曾肆虐全球的傳染病，都通過疫苗接種得到了有效控制。

不過，疫苗研發卻是一項耗時久、高風險、高投入的工作，需經歷前期設計、動物實驗和總計三期臨床試驗。根據病毒種類和采用技術路徑不同，一般短則三五年，長則十幾年才能上市。

世界衛生組織總干事譚德塞2月表示，新冠病毒疫苗有望18個月內“準備好”。這已是相當快的速度了。

2月27日，研究人員在以色列北部的米蓋爾-加利利研究所內工作。新華社/基尼圖片社

研發疫苗首先要對病毒本身足夠了解，才能“有的放矢”。盡管目前我們對新冠病毒還缺乏全面認識，但科學家并非完全“從零開始”，對其他冠狀病毒的研究經驗便是基礎。

“新冠病毒是過去18年里第三種通過動物傳播而導致人類大規模感染的冠狀病毒。有了應對嚴重急性呼吸綜合征（SARS）、中東呼吸綜合征（MERS）的經驗，我們建立了相關技術平臺，積累了可利用的數據。這讓我們更快了解新冠病毒，得到病毒序列，其受體晶體結構已被解析并確定為“血管緊張素轉化酶2（ACE2）”受體，我們也有在SARS基礎上開發出的候選疫苗。”波倫說。

研究發現，新冠病毒主要通過病毒表面的刺突蛋白與人體ACE2受體結合感染人體。刺突蛋白就像一把“鑰匙”，而細胞上的ACE2受體則像一把“鎖”。

只有鑰匙開了鎖，病毒才能進入細胞。所以目前開發新冠病毒疫苗的主要目標是阻止“鑰匙”打開“鎖”，以防病毒感染細胞。

世界衛生組織總干事譚德塞2月11日在日內瓦表示，新型冠狀病毒疫苗有望在18個月內準備就緒，目前仍需竭盡全力防控病毒。新華社記者 陳俊俠 攝

根據中國提供的病毒基因組序列，美國得克薩斯大學奧斯汀分校和美國國家衛生研究院的研究人員利用冷凍電子顯微鏡重建了新冠病毒表面的刺突蛋白在原子尺度上的3D構象。

清華大學、西湖大學等機構的科研人員也解析出了刺突蛋白與ACE2復合物的晶體結構。這些研究都為確定疫苗主要靶點提供了基礎，有助于更精確找到阻礙“鑰匙開鎖”的機制。

新技術安全性有待檢驗

除了對病毒的了解有待加強，提高疫苗制備技術也頗具挑戰。

1月29日，工作人員在上海演示新型冠狀病毒mRNA疫苗研發實驗過程。新華社記者 丁汀 攝

我們可把疫苗視為一種經滅活、減毒等手段“改造”的病毒或病毒部件。它可刺激人體產生免疫反應，進而產生針對病毒的保護性抗體和免疫記憶等，但不會讓人感染病毒。當人體接受刺激后再次遭遇活病毒，早已經過“演習”的免疫系統就可快速做出反應，全殲病毒。

疫苗制備技術經歷了多代“進化”。最常見的疫苗是第一代的減毒活疫苗和滅活疫苗，制作方便，免疫效果好，但成分復雜，接種后有毒力恢復風險；第二代疫苗包括多糖疫苗、亞單位疫苗和多肽疫苗，成分單一，安全性高，但免疫效果相對較低；第三代疫苗則是以脫氧核糖核酸（DNA）疫苗和信使核糖核酸（mRNA）疫苗為代表的基因疫苗和基因工程載體疫苗。

1月29日，工作人員在上海演示新型冠狀病毒mRNA疫苗研發實驗過程。新華社記者 丁汀 攝

譚德塞日前表示，目前全球有20多種新冠病毒疫苗正在研發。減毒活疫苗、亞單位疫苗和基因疫苗是當前各機構開發新冠病毒疫苗采用較多的技術路徑。

美國生物技術企業莫德納公司日前生產出的首批用于臨床試驗的新冠病毒疫苗就采用了第三代疫苗技術。該技術可利用mRNA誘導免疫系統對病原體中的蛋白質做出反應，但目前全球尚無完成臨床試驗的成品mRNA疫苗問世，安全性和有效性有待檢驗。

1月29日，工作人員在上海演示新型冠狀病毒mRNA疫苗研發實驗過程。新華社記者 丁汀 攝

疫苗研發有很多不容忽視的風險因素，如專家普遍關注“疾病增強”問題，即疫苗可能導致接種人群對下一次感染或其他病毒感染更為敏感。另外，研究者還希望出臺衡量疫苗有效性的國際標準，如能否在血液中找到反映抗體水平的生物標志物等。

此外，疫苗研發出來后，能否規模化生產、保存和運輸便利性等多種因素，也都直接影響人們最終接種上疫苗的“時間表”。

但如果新冠病毒成為一種季節性流行疾病，疫苗的開發和推廣將成為最重要的防治措施。

“當我們遇到這些新病毒時，特別是冠狀病毒，長期的防控希望在于疫苗。換句話說，要預防感染，而不只是依賴治療手段。”波倫說，“冠狀病毒，尤其是（新冠病毒所屬的）β屬冠狀病毒，不會很快消失。”