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科学家争分夺秒研制新型冠状病毒疫苗,能帮得上忙吗?

编译 传植 世界科学 2022-05-04

对于武汉肺炎样病毒,美国国立卫生研究院(NIH)做好了抗击新疾病的准备,着手研发新疫苗。他们循着线索找到了罪魁祸首——一种与导致2003年SARS病毒和2012年MERS病毒爆发相似的新型冠状病毒。

NIH疫苗研究中心副主任巴尼·格雷厄姆(Barney Graham)博士敦促中国政府的科学家们公开病毒的基因组,以便他的团队可以快马加鞭地研发疫苗。

2020年1月10日,周五,中国科学家将病毒信息公布在一个公开数据库中。

第二天早晨,格雷厄姆博士的团队就开始了研究,并在几个小时内准确找到了可用于研发疫苗的基因序列。

澳大利亚的科学家和至少三家公司——美国强生、Moderna Therapeutics和Inovio Pharmaceuticals也着手研发疫苗,希望阻止疾病的传播,而截至1月31日,病毒的感染数已经高于9000人,死亡人数则高于200人。

Inovio公司的首席运营官杰奎琳·谢伊(Jacqueline Shea)说:“每个人都想尽快有所作为。

Inovio公司从流行病防疫创新联盟(Coalition for Epidemic Preparedness Innovations,CEPI)那里拿到了900万美元的补助用于研发新型冠状病毒的疫苗,该联盟希望尽快让疫苗进入市场。

Moderna治疗公司则与NIH的格雷厄姆博士团队展开合作,也收到了差不多金额的补助,澳大利亚昆士兰大学的研究者们也是如此。

疫苗昂贵且充满风险

从历史上来看,疫苗是对抗疾病最有效的公共卫生工具之一。但即使在新技术的出现、基因组学的发展以及国际合作的进步大大提升了研究速度的今天,疫苗研发依旧昂贵且充满风险

疫苗在进入市场前必须通过大量的动物及人体试验,因此要花费数月甚至数年时间。在向公众提供疫苗前,最顺利也要花上一年,但现实往往并不是那么顺风顺水。

流行病防疫创新联盟首席执行官理查德·哈切特(Richard Hatchett)说:“尽管在疾病爆发的极早期阶段可能帮不上什么忙,但如果我们及时研发出了疫苗,在后期是很有价值的。

透射电子显微镜下科学家分离得到的病毒

针对每次新疫病的爆发,科学家都要从头开始研究。

2003年SARS病毒爆发后,科学家在病毒基因组公开后的20个月才进入疫苗的人体试验阶段。2015年寨卡(Zika)病毒爆发时,时间则缩短到了6个月。

时至今日,科学家希望可以将研发时间再缩短一半(3个月)

中国科学家公开数据后的那个早晨,格雷厄姆博士的团队开始查对病毒的基因序列,并将其与已知的SARS和MERS病毒进行对比。他们的目标是刺突蛋白(spike protein),这些蛋白组成了冠状病毒的冠样结构,用于识别受体或寻找入侵宿主细胞的位置。

格雷厄姆博士属下新型冠状病毒团队领军科学家基兹梅基亚·科贝特(Kizzmekia Corbett)博士说:“一旦阻断刺突蛋白与细胞的结合,就能够有效地预防疾病。

科贝特博士和同事们仔细研究了SARS和MERS病毒的刺突蛋白,以此为依据研发实验性质的疫苗。由于公共卫生手段在疫苗准备好前就成功将SARS病毒遏制,SARS病毒的疫苗并没有上市。而MERS病毒疫苗的初步人体试验则是在去年才取得成功。

但科学家现在有了加快新型冠状病毒疫苗研发速度的方法。他们以SARS病毒疫苗为模板,换掉一些基因序列,让它适用于新的病毒。科贝特博士说:“这叫即插即用。

研发接力赛

因此,科贝特博士在几小时内就准备好了研究者们需要进行改造的序列。1月14日,团队同全美实验室的合作者们进行了一次电话会议,讨论了下一步的计划,并把这一序列发送给了Moderna公司。

Moderna公司的科学家计划利用基因信息来人工合成信使RNA,指导细胞的蛋白质合成。这一技术能够诱导产生大量抗体,识别刺突蛋白并抗击病毒的感染。

科贝特博士表示,一旦Moderna公司在数周内生产出了信使RNA,NIH就会进行更多的测试

大学实验室的合作者们会在感染病毒的小鼠中测试疫苗,通过血液样本评价实验性质疫苗的效果如何

美国国立变态反应和传染病研究所主任安东尼·福奇博士周二出席

美国公共卫生官员举行的发布会

NIH所属美国国立变态反应和传染病研究所(National Institute of Allergy and Infectious Diseases)主任安东尼·福奇(Anthony Fauci)博士负责监督格雷厄姆博士的团队,他表示期待疫苗研发快马加鞭地进行。

提到用于安全测试的早期人体试验时,福奇博士说:“不出意外的话,我们将在3个月内开始第一阶段的试验,这个速度会是新纪录

与此同时,其他的研究者也在用不同的方法各自研发疫苗。

Inovio公司同时正进行着MERS病毒疫苗的研发,其技术手段以DNA为基础。

美国强生则以腺病毒为载体递送疫苗,腺病毒会导致感冒样症状,但该病毒已被无害化。

昆士兰大学的研究者在测试模拟病毒结构的小颗粒。

明尼苏达州罗切斯特梅奥诊所的疫苗专家格雷戈里·波兰(Gregory Poland)博士说:“我们目前并不知道哪一种疫苗会有效,所以得尝试所有的可能。

公司高管们在采访中表示,研究者与政府和慈善基金的合作是至关重要的,毕竟在研发疫苗对抗病毒爆发的过程中充满了不确定性。

美国强生的首席科学官保罗·斯托菲尔斯(Paul Stoffels)博士预计其公司研发的疫苗会在8~12个月后进行人体临床试验那时候新型冠状病毒的爆发应该已经被控制了。他表示,公司内寨卡病毒疫苗的测试已经停止,正是因为寨卡病毒的新爆发有所减少。

斯托菲尔斯博士说:“在这种情况下就需要有勇气并且实力雄厚的公司来支撑,因为研发这样的疫苗其实并没有真正的经济效益。

Moderna公司的首席执行官斯特凡纳·班塞尔(Stéphane Bancel)表示:“即使疾病的爆发被控制住了,疫苗也是必须的,没有人保证它不会卷土重来。有备无患才是最重要的。

专家们认为由于气候变化、城市化以及环球旅行增加等原因,疾病爆发的频率只会逐步增高。

也许我们得考虑像对待流感一样,为冠状病毒感染者建造相应的基础设施”德克萨斯州儿童医院疫苗开发中心(Texas Children’s Hospital Center for Vaccine Development)联合主任彼得·霍特兹(Peter Hotez)博士说,他参与过SARS病毒疫苗的研发,而该疫苗或将被加以修改后用于新型冠状病毒。他表示,感染者的早期发现和监控以及疫苗的研发都是在对未来疾病的再次爆发投下的保险

“我们刚刚意识到疫苗的力量已经远远超出了公共卫生的范畴,”霍特兹博士说,“它对全球经济以及国际安全都是至关重要的。

资料来源:

Researchers Are Racing to Make a Coronavirus Vaccine. Will It Help?


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