COVID-19 专题
2021年03月号

疫苗与新冠的赛跑-谁在领先?

作者:生命新知

这是一场病毒与疫苗的追逐赛,我们要征服病毒,而不是被病毒征服。作为普通大众,我们要积极参与到这场竞赛中,参与到疫苗的研究中,要坚定信心,一起和科学家们配合战胜新冠病毒。

对付新冠病毒最好的方法就是用有效和安全的疫苗。新冠病毒出现以后,在2020年1月份,中国科学家已经公布了新冠病毒的全基因序列,特别是一个关键蛋白——S蛋白的基因片段。科学家发现,病毒就是通过S蛋白结合到人体细胞上的ACE受体,从而进入细胞。所以S蛋白成为全世界科学家都瞄准的一个目标。而且他们通过产学研结合,一起攻关,快速生产出一系列针对S蛋白的疫苗,现在已经有5个疫苗接近审批或者已经获批上市。

mRNA,即信使RNA,科学家通过逆向工程(或者叫反向工程),把S蛋白相关的mRNA片段找出来以后,进行计算机设计,人工合成出mRNA。这些mRNA被脂膜包裹以后进入人体细胞,在细胞内翻译成蛋白质,即用人体的氨基酸生产出人工制造的冠状病毒S蛋白。而S蛋白表达到细胞表面以后,就可以诱导一系列的细胞免疫,诱导T细胞,诱导B细胞产生抗体,这些抗体可以直接对抗进入人体的冠状病毒,结合到病毒S蛋白,阻止它进入到细胞内。同时,细胞免疫,自然杀伤T细胞都可以直接对抗病毒。

这5个疫苗中,有辉瑞公司的mRNA疫苗,此外Moderna(莫德纳)公司也同样生产出了mRNA疫苗,现已获批在欧洲和美国上市。

第三个获得批准的疫苗是阿斯利康/牛津疫苗(与牛津大学合作)。它是一个以腺病毒为载体的DNA疫苗,即用腺病毒(普通感冒病毒)包裹病毒S蛋白的DNA遗传物质。疫苗接种后,疫苗中的DNA进入细胞核,经过转录、翻译,产生病毒S蛋白,刺激机体产生抗病毒抗体。

强生公司研发的疫苗同样是以腺病毒作为载体的DNA疫苗。还有一个是Novavax公司生产的疫苗,它直接将病毒S蛋白打入人体,不需要细胞翻译,不需要DNA转入,直接刺激机体产生抗S蛋白的抗体。

知道了疫苗的作用机理,那么它们的抗病毒疗效怎么样呢?

疫苗总体效果:

辉瑞和莫德纳公司的mRNA疫苗,总体有效率是94%至95%,也就是说相对于普通人群,接种该疫苗的人群对新冠病毒会增加94%至95%的保护率。阿斯利康/牛津疫苗低剂量注射可以达到90%的有效率。

其实在进行早期临床试验的时候,上面3个疫苗都是在欧美做的,那时候全世界的疫苗针对的都是老的病毒株,也就是2020年初刚刚发现的病毒株。针对这些病毒株,它们的有效率都达到了90%以上。

接着是正在申报中的强生公司的DNA疫苗,它的全球有效率是66%。其实,并不是它的疫苗效果和质量不好,是因为病毒有些变异了。在美国,其有效率是72%——实际上美国目前大部分的病毒和英国现在高传染性的病毒相似。

Novavax公司的病毒S蛋白直接打到人体表现如何?英国现在绝大部分已经是新的病毒株了。该疫苗针对老病毒株的有效率是95.6%,实际上和早期辉瑞和莫德纳的mRNA疫苗效果相似,但是对于英国的新病毒株,它的有效率就降到了85%。

Novavax疫苗曾在南非做了包含4 400人的Ⅱ期临床实验,后来发现这些参与者中有92%的人感染了新的病毒株。英国出现的新病毒株变异增加了传染力,它的严重性和耐药性只是稍微有一点变化。但是南非的变异株不同,它的病毒S蛋白出现了几个关键的变异,特别是受体结合域(Receptor-binding Domain, RBD)出现了三个关键的氨基酸变异,实验对象中有92%的人携带这样的病毒,94%的人是艾滋病病毒(HIV)阴性。HIV阴性人群中,相对正常免疫人群,该疫苗的有效率降到了60%。

强生DNA疫苗的全球有效率是66%,在美国是72%,南美是66%,南非是57%。

除了疫苗有效率的不同,另外还有一个需要警惕的现象——在南非第一波感染过老病毒株的人群中,有很大比例又重新感染了新的病毒株,也就是说人体对于老病毒株建立起来的免疫力、抵抗力,在新的病毒株面前保护力大大降低,有很多体外实验都发现了这一点。

图1是美国约翰·霍普金斯大学公布的全球新冠病毒病(COVID-19)的发病情况,从疫情开始后每日都在更新。图中曲线代表每百万人口中每日新确诊的COVID-19病例数,其中粉色代表英国,紫色代表美国,蓝色代表加拿大。

从图1中可以看到,2020年3月、6月到8月,特别是8月中旬以后,这些国家的疫情都有明显抬头,这可能与他们放松戴口罩、没有保持社交距离,并且增加聚会有关系。特别是在美国,11月、12月份大选的关键时期,疫情出现爆发式增长。同样,英国出现了新的病毒株以后,传染率增加了70%,达到了一个高峰,每百万人每日有800多人感染。但是到了今年1月份,加拿大、美国、英国的每日新发COVID-19病例数直线下降。为什么会这样?

主要是由于在2020年12月20号以后,这几个国家都开始接种新冠疫苗了,特别是辉瑞和莫德纳的疫苗。据悉,英国目前已经有近1 000万人、美国已经有2 000多万人接种了疫苗,使新的COVID-19发患者数直线下降。所以,疫苗在这次赛跑中暂时领先了。

但是有一个非常令人失望的现象是,如图2中蓝色曲线所示,葡萄牙的患患者数直线上升。经调查,葡萄牙是南非病毒侵入,当时没有进行全民接种,只是少量的接种,所以效果不显著。因为很多病毒逃逸了,逃出了接种人群诱发的免疫反应,疫苗没有办法保护这些患者,所以这是值得警惕的,葡萄牙的变异病毒领先了人类的疫苗。

这是一场病毒与疫苗的追逐赛,我们要征服病毒,而不是被病毒征服。作为普通大众,我们要积极参与到这场竞赛中,参与到疫苗的研究中,要坚定信心,一起和科学家们配合战胜新冠病毒。

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