中國團隊《Science》發文,首次公開新冠疫苗動物實驗研究結果

Lynn 5年前 (2020-05-07)

該實驗在小鼠、大鼠和恒河猴身上均取得一致效果。

為了從根本上應對疫情,全球已經有180多種疫苗在如火如荼地進行臨床試驗,不過一直以來,有關各家疫苗的更多信息并未被公開披露。

5月6日,Science發布了一篇名為《Rapid development of aninactivated vaccine for SARS-CoV-2》(《SARS-CoV-2病毒滅活疫苗的快速開發》)的論文,首次公開了新冠疫苗動物實驗研究結果。

該實驗結果是北京科興中維生物技術有限公司(“科興中維”)正在徐州進行臨床試驗的“克爾來福”,即我國正在臨床試驗的三大疫苗之一的部分基礎研究。

Science公開首個疫苗動物實驗結果,新冠疫苗最快明年3月份上市

關于該項動物實驗結果

據論文顯示,該研究成果主要是為了驗證疫苗的安全有效性,而目前研究者在動物身上的試驗也收獲了好的效果。

據悉,研究者從11名感染了新冠病毒的住院患者(包括5名重癥監護患者)的支氣管肺泡灌洗液(BALF)中分離出多個新冠病毒毒株(包括CN1、CN2等),其中5株來自國內,3株來自意大利,1例來自瑞士,1例來自英國,1例來自西班牙。這11個毒株廣泛散布在基于所有可用序列構建的系統發育樹上,在一定程度上代表了正在流行的病毒種群。

在此基礎上,研究者選擇CN2毒株制備疫苗,開發了一種純化的滅活新冠病毒候選疫苗,并進行了中試生產。該疫苗在小鼠、大鼠和非人靈長類動物中均可誘導新冠病毒特異性中和抗體產生。這些抗體能有效地中和所選的其他10株(CN1、CN3-CN5和OS1-OS6)具有代表性的新冠病毒毒株,表明它們對世界范圍內廣泛流行的新冠病毒毒株都可能有潛在的中和能力。

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圖 | 疫苗在非人靈長類動物中的免疫原性和保護效果

為評價疫苗的免疫原性,研究者在第0天和第7天分別給小鼠接種不同劑量的候選疫苗后,未觀察到炎癥或其他不良反應,新冠病毒的S蛋白和RBD特異性的免疫球蛋白在免疫后小鼠的血清中迅速產生,并于第6周達到滴度峰值。RBD特異的免疫球蛋白在S蛋白誘導產生的抗體中占一半,提示RBD是主要的免疫原,這也與恢復期患者的血清學特征非常相似。與恢復期患者血清相比,該疫苗誘導出了更高滴度的S蛋白特異性抗體。

接下來,研究者使用微量中和試驗測定新冠病毒特異性中和抗體在一段時間內的水平。結果顯示,高劑量免疫的中和抗體在初免后第1周出現,在第2周加強免疫后顯著增加,在第7周達到峰值,而對照組則未檢測到新冠病毒特異性抗體反應。研究者在大鼠中以及對不同毒株的實驗中也得到了相似的結果。

隨后研究者在疫苗免疫后的恒河猴中進行了攻毒實驗以評價疫苗免疫原性和保護效果。研究者在第0、7和14天給恒河猴接種不同劑量(3微克和6微克)的疫苗,結果顯示,S蛋白特異性的免疫球蛋白和中和抗體均在第2周被誘導出來,并在第3周繼續增加,抗體滴度與恢復期的新冠患者的血清中的抗體滴度相似。

之后,研究者在第22天進行攻毒。結果顯示,與對照組相比,疫苗免疫后的恒河猴肺部組織病理變化顯著減小,病毒載量也顯著下降。高劑量組的4只恒河猴感染后的第7天,咽喉、肛門和肺部都未檢測到病毒,也沒有觀察到抗體依賴的增強現象。中劑量組感染后第7天咽部、肛門和肺部標本中能部分檢測到病毒,但與對照組相比病毒載量降低了約95%。結果表明,接種6微克劑量候選疫苗后可以對新冠病毒攻毒提供完全的保護,3微克劑量的疫苗有部分保護作用。

研究者又通過觀測臨床指標和生化指數來驗證該疫苗的安全性。他們發現,所有接種疫苗的恒河猴均未發現發燒和體重減輕現象,且食欲和精神狀態都保持正常。在血液和生化分析方面,接種了疫苗的恒河猴的淋巴細胞亞群比例(CD3+、CD4+和CD8+)以及關鍵細胞因子(TNF-α、IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-5和IL-6)與對照組相比均沒有顯著變化。此外,第29天對接種疫苗恒河猴的肺、心、脾、肝、腎和腦在內的各種器官組織的病理學評估表明,該疫苗也沒有引起顯著的病理學特征,以上結果表明候選疫苗在恒河猴中具有安全性。

值得一提的是,因為恒河猴非常接近人類,且該研究采用了多種毒株,研究本身具有廣泛的參考意義。

該研究由中國醫學科學院醫學實驗動物研究所秦川團隊領銜,聯合浙江省疾控中心張嚴峻團隊、科興控股生物技術有限公司、中國科學院生物物理研究所王祥喜團隊、中國食品藥品檢定研究院、中國疾病預防控制中心傳染病預防控制所等多家單位合作完成。

進入臨床試驗的新冠疫苗

目前,全球新冠疫苗的研發推進速度都很快。

如上文提到,現如今已經有180多種疫苗進入了臨床試驗。其中據張文宏介紹,美國有2個疫苗進入三期臨床試驗,我國有2個疫苗進入二期臨床試驗。

基于上述研究成果正在進行臨床試驗的疫苗“克爾來福”是我國研制的一種滅活疫苗,它用新型冠狀病毒(CZ株)接種Vero細胞,經病毒培養、收獲、滅活、純化和鋁吸附制成,其主要成分為滅活的新型冠狀病毒(SARS-CoV-2),不添加防腐劑和生物保護劑。

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圖 | 新冠病毒滅活疫苗的特征描述

1月28日科興中維正式啟動了該疫苗研制項目;3月13日,科興中維先后向國家藥監局藥品審評中心(CDE)滾動提交了18輪申報資料,并于4月12日向CDE正式提出臨床試驗申請;4月16日,它的臨床一期試驗正式在江蘇省徐州市睢寧縣啟動,共招募144名18至59歲的健康志愿者,分為隨機、雙盲、安慰劑對照(不含病毒成分的對照疫苗)組三個組別。

當然,不僅如此,我國還有其他兩種滅活病毒也同樣進入了臨床試驗,國外進入臨床試驗的疫苗還包括英國牛津大學研發的腺病毒載體疫苗、美國生物科技公司Moderna研發的mRNA疫苗mRNA-1273、德國生物科技公司BioNTech研發的mRNA疫苗BNT162以及美國Inovio Pharmaceuticals研發的新冠DNA疫苗INO-4800等。

疫苗研發的進度與難點

可以說,目前在科研機構、藥廠與監管機構等的協作下,疫苗的學術研究、臨床前試驗、I/II/III期試驗和疫苗批準等階段幾乎都在同步推進,疫苗推出時間也被大幅壓縮。

理想狀態下,疫苗什么時候能上市?

張文宏指出,按照目前三期臨床研究的時間表和中國二期臨床研究的時間表,世界上最早的疫苗結果公布時間,應該在今年年底或者明年年初1月左右。如果所有數據理想,能夠申報美國FDA或中國CFDA的通過,應該在明年3月到6月之間。

但是他同時表示,我們不應該對疫苗有過高期待。

其實,目前的疫苗研究也確實存在顯著的難題。

首先,在研究時間方面,各疫苗研究機構必須爭分奪秒,因為一旦疫情受到控制,不具備研究大環境,很多疫苗的三期試驗很可能會被迫終止,前期大量的投入也會付諸東流。

此外,雖然廣撒網更容易推進疫苗的研發,但疫苗研發的資金投入也是巨大的。談及此,聯合國秘書長古特雷斯也指出,為幫助找到疫苗、新療法和更好的檢測方法而尋求的資金目標,僅僅相當于抗擊新冠病毒所需工具的“首付款”。

不過,在歐盟主辦的一次會議上,已經有世界領導人、國際組織和銀行承諾提供74億歐元(約536.5億元)資金,推動新冠疫苗的研究。

當然,困難還不止于此,后期包括招募健康志愿者等以用于臨床人體試驗,這些都將是巨大的投入。世衛組織的一個工作小組周三(5月6日)在網站發布的報告中稱,這種研究會對實驗對象構成重大潛在危險,可能會在形勢嚴峻的情況下予以考慮,并進行適當的披露和保護。

總之,如張文宏提到,疫苗雖然能夠從根本上解決問題,但因為研發難度大,未來一兩年,還是要以防控和病情的救治為止。

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