新冠疫苗临床试验已经开始,科学家最关心哪些问题?

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一些专家警告称,加速测试新冠病毒疫苗存在一些风险,需要谨慎权衡其中的得失。

撰文:Ewen Callaway

来源:Nature自然科研(ID:Nature-Research)

研制新冠病毒疫苗的工作正在高速推进。当地时间3月16日,首批几十名健康志愿者中的一位在西雅图接受了临床I期疫苗安全性试验,此次试验由美国政府资助。其他冠状病毒疫苗的类似安全性试验也将在不久之后展开。

虽然首次人体试验已经启动,但是仍有一些关于疫苗的问题尚未得到解答,比如人体免疫系统是如何抵抗新冠病毒的,以及如何利用疫苗安全地引发类似的免疫反应。通过研究感染人群和动物模型,可能不用多久就能得到答案。但是,也有研究人员表示,不应让信息不足阻止专家们启动人体安全性试验。另一些人则担心,如果加速研制出的候选疫苗最后被证明无效,或是更糟糕地被证明不安全,那么研究人员可能功亏一篑,最终拖慢有效疫苗的研制和广泛应用。

为了研制冠状病毒疫苗,科学家们希望以下几个关键问题能得到解答。

1. 人体会产生免疫力吗?

疫苗可以帮助个体在未暴露于病原体的情况下,对感染产生免疫反应。根据其他冠状病毒的研究成果(比如引起部分普通感冒的四种冠状病毒),大部分研究人员推测,SARS-CoV-2(新冠病毒)感染康复者在一定时间内不会出现再感染。但是,圣路易斯华盛顿大学的病毒免疫学家Michael Diamond说,这种推测需要证据支持,“机体对这种病毒有多少免疫力,我们了解的并不多。”

3月14日,中国的一支研究团队发布了一篇预印本论文1,显示两只感染了SARS-CoV-2的恒河猴康复了,而且病毒只引起了轻微的病症。两只恒河猴初次暴露后四周,研究人员又将它们第二次暴露于新冠病毒下,发现它们似乎没有重新感染。Diamond说,研究人员将设法寻找证据,证明人体能产生相同的反应,比如研究那些可能有过多次暴露的人。

2. 如果产生了免疫力,可以持续多长时间?

这是另一个重大的未知数。对于引起普通感冒的冠状病毒,机体免疫力持续时间较短;即使是对这些病毒具有较高水平抗体的人,仍有可能重新感染,爱荷华大学的冠状病毒学家Stanley Perlman说。

对于引起SARS(严重急性呼吸综合征)和MERS(中东呼吸综合征)的两种冠状病毒,相关证据更加模棱两可。Perlman表示,他的团队已经发现,MERS患者康复之后,其体内的病毒抗体大幅减少。他还说他的团队已经收集到数据(尚未发表),表明SARS抗体在患者感染15年之后仍存在于其体内。不过,还不清楚这种免疫反应是否足够预防再感染。“我们没有坚实的证据证明免疫力是持久存在的,我们也没有从SARS和MERS这里获得很好的数据。”Perlman补充说。

3. 疫苗研发者应该寻找哪种免疫反应?

上周开始的临床I期试验将测试马萨诸塞州Moderna公司开发的一种疫苗的安全性。但是,研究人员也将密切观察疫苗所引起的免疫反应的性质。

Moderna公司的疫苗包括一个RNA分子,像其他许多正在研发的SARS-CoV-2疫苗一样,这种疫苗可以训练免疫系统制造抗体,来识别和阻断病毒用以进入人体细胞的刺突蛋白。

“作为第一批疫苗,我认为它是合理,但是我们也许会发现,专门靶向刺突蛋白的抗体反应可能不是事情的全部。”Diamond说。一种成功的SARS-CoV-2疫苗可能需要促进机体生成能够阻断其他病毒蛋白的抗体,或者制造能够识别并杀死感染细胞的T细胞。

4. 我们怎么知道一种疫苗会不会有效?

正常情况下,通过动物实验证明了疫苗的安全性和有效性后,才会开展人体试验。但是,Moderna的疫苗和Inovio制药公司开发的另一种疫苗正在同时进行动物测试和临床I期人体试验。Inovio计划在4月开始首项人体试验。

“在非紧急的情况下,你可能会一步一步来,但是目前这种形势,许多事情都在并行推进。”美国国立卫生研究院疫苗研究中心的副主任Barney Graham说。该中心正在资助Moderna的疫苗试验。

在3月2日发布的一篇预印本论文2中,研究人员报告了给小鼠和豚鼠注射Inovio疫苗的情况,该疫苗是一个携带了制造刺突蛋白指令的DNA分子。他们发现,被试动物对病毒产生了抗体和T细胞。研究负责人、临床前研发高级副总裁Kate Broderick表示,她的团队目前已经向猴子注射了疫苗,不久将开始研究接种后的动物能否抵抗感染。Graham说,Moderna的疫苗也在准备开展这类“挑战性”研究。

他补充说,如果没有来自动物的这类数据,就不会开展昂贵的大规模试验来检验疫苗是否能够预防人类感染。Diamond预计,随着研究人员从人体和动物研究中掌握更多的感染信息,他们将能更好地判断哪些疫苗可能最有效。“这也许不是最高效的疫苗研制方法,但却是最方便的应急之法。”Diamond说。

5. 安全性如何?

由于疫苗是给大量健康的人注射,而药物是给已经生病的人服用,因此疫苗的安全性标准一般高于药物。对于SARS-CoV-2疫苗的安全性,研究人员主要希望避免疾病增强(disease enhancement)现象,即接种人群在实际感染后出现比未接种人群更加严重的病症。根据2004年一项关于实验性SARS疫苗的研究3,接种疫苗的雪貂在感染SARS病毒后,其肝脏出现了破坏性炎症。

美国贝勒医学院的疫苗科学家Peter Hotez认为,应该先在动物身上对候选疫苗进行测试,排除了疾病增强的可能后,才能开展人体试验。他说他理解要快速推进SARS-CoV-2疫苗人体测试的原因,但是他也表示,鉴于疫苗有可能带来疾病增强,“我不确定这就是你们想要的疫苗。”

Graham说,Moderna的疫苗正在接受测试,只有当人类和动物研究证实疫苗是安全的,美国国立卫生研究院才会开展更大规模的人类研究。他说疾病增强的风险不高,但是“不加快研制疫苗的风险相当高,只有快速推进,我们才有可能赶在下一个冬季,有东西进行实际测试”。

参考文献:

1.Bao, L.et al.Preprint at BioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.03.13.990226 (2020).

2.Smith, T. R. F.et al.Preprint at Research Square https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-16261/v1 (2020).

3.Weingartl, H.et al. J. Virol.78, 12672–12676 (2004).

原文以Coronavirus vaccines: five key questions as trials begin为标题发表在2020年3月18日的《自然》新闻解释上

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