新冠疫苗研发中国内与国外三代疫苗创新技术研究

下面是小编为大家整理的新冠疫苗研发中国内与国外三代疫苗创新技术研究,供大家参考。

?海外疫情持续恶化，亟需有效的疫苗：截至2020年11月12日，海外新冠肺炎确

诊累计约5180万人，累计死亡病例已经达到127万人，全球疫情将长期处于失控状态，疫苗作为预防型手段，阻断疫情传播扩散的根本措施，其重要性凸显。?全球企业共赴新冠研发，三代技术成为亮点，mRNA疫苗向成功获批大步迈进

目前已申报临床的疫苗品种达202种，并有10个品种进入临床3期，其中包括核

酸疫苗、病毒载体疫苗三代疫苗技术的应用成为亮点。最早公布3期临床初步数

据的BioNTech/辉瑞mRNA疫苗品种已经取得接种后7天超过90%

mRNA技术在三代疫苗品种竞赛中一马当先，同时也向技术平台成功验证迈出

一大步。

图：全球新冠疫苗临床阶段研发进度图：疫苗研发进度统计

全球疫苗企业加速推进新冠疫苗研发，三代技术成为亮点，mRNA疫苗向成功获批大步迈进

疫苗技术不断发展，向三代疫苗迈进

?疫苗的预防属性：疫苗通过让健康人的免疫系统提前识别病原体以形成记忆，从而在真正感染时迅速形成高水平免疫应答以实现预防效果。

?疫苗向三代疫苗迈进：疫苗的升级是抗原从完整到精准，平台从专用到通用，免疫应答从单一到全面的过程。一代苗是使用完整的病原体作为疫苗，包括减毒疫苗和灭活疫苗。二代疫苗将抗原精简为病原体的蛋白或多糖，可以通过基因重组技术来实现抗原设计，并在体外表达、提纯。三代疫苗则是将抗原简化成顶层的核酸物质，接种后借用人体细胞实现一步到位的胞内抗原表达。当前疫苗技术升级正处于二代疫苗向三代疫苗迈进的节点，新冠疫苗的研发加速了三代疫苗技术的应用与成熟。三类疫苗平台各有特点，三代疫苗在研发速度、产业化、以及疫苗的免疫原性上优势明显，未来应用前景良好。

图：疫苗技术和关系

图：三代次疫苗技术平台及特点

完整病原体蛋白质/多糖RNA和DNA

二代苗

一代苗三代苗

技术升级

构成顺序

适用性

灭活疫苗、减毒疫苗亚单位疫苗mRNA疫苗

DNA疫苗

病毒载体疫苗

三代疫苗更符合理想疫苗的标准

?冠状病毒通过S蛋白结合ACE2进入细胞后，在人体细胞中进行复制和释放，从人体防御机制上看，病毒会被抗原呈递细胞摄入，展现给辅助性T细胞，以激活B细胞产生抗体、细胞毒性T细胞识别并摧毁病毒的感染细胞。

?体液免疫和细胞免疫对疫苗均很重要。从免疫效果上看，新冠疫苗的理想目标，是能够激发高水平的特异性抗体免疫反应，产生足够的抗体在病毒尚未感染细胞之前就将它们消灭。这种免疫状态能够让接种者对病毒达到完全免疫，不会表现出疾病症状，而且病毒在体内也无法存活和传播。另一种“有效”方式则是疫苗激发的免疫反应虽然不足以完全防止病毒感染细胞，但是在病毒感染细胞之后能够迅速将它们消灭，大幅度减轻接种人群的疾病症状。这时疫苗激发的抗体免疫反应可能不是很高，但是抗体免疫反应与T细胞免疫反应的结合，能够迅速杀死受到感染的细胞和细胞内的病毒。

?从疫苗开发角度看，结合体液免疫和细胞免疫，理想的新冠疫苗应具备以下几个特性：

1）可激发广泛的免疫应答：体液免疫（包含粘膜免疫）、细胞免疫

2）可刺激B细胞产生强中和抗体，非中和抗体产生少

3）可激活以T H1为主的CD4+T细胞（辅助T细胞）和CD8+T细胞（细胞毒性T细胞）

?三代疫苗的优势在于其优异的免疫原性，可有效的诱导体液免疫和细胞免疫，非常契合理想疫苗的特征。图：COVID-19

感染人体细胞并诱发免疫反应的机制

三代疫苗平台型技术优势良多

?三代疫苗优点良多：三代疫苗平台包含病毒载体疫苗、DNA疫苗、RNA疫苗三类技术，三类技术有很多共同的优点，例如技术平台的延用可以缩短安全审批等方面的研发时间，并可以通过改变技术平台上搭载的抗原核酸序列实现疫苗品种的迅速拓展。三代疫苗制备过程省略了细胞培养的过程，大幅缩短疫苗的研发和生产周期，且核酸作为抗原制备简易，提高了产量。免疫反应方面，由于三代疫苗可以在胞内表达，模拟病原体感染过程，因此在免疫应答诱发上更均衡全面。

表：代表性三代疫苗技术特点

三代疫苗技术占据新冠研发半壁江山

初代疫苗

二代疫苗三代疫苗

图：临床阶段新冠疫苗技术平台分布（个）

图：历次疫情爆发和三代疫苗开发时间点

图：临床前新冠疫苗技术平台分布（个）

?三代疫苗技术趋于成熟，在新冠研发品种中占比50%：三代疫苗技术从2003年开始在以往的流行性疾病上尝试研发，到2015年前后在寨卡病毒、埃博拉病毒、流感疫苗研发中广泛使用，十余年的尝试促进了三代技术的成熟。在新冠疫情突然爆发的局面下，病毒载体疫苗、DNA 疫苗、RNA 疫苗的三代疫苗技术平台集体亮相，当前临床和临床前阶段品种占比都接近50%。mRNA 疫苗技术更是后来居上，率先披露三期保护率初步数据，已临近顺利获批的关键节点。

病毒载体疫苗-

三代疫苗先行者

?病毒载体疫苗是唯一获批过的的三代疫苗技术，是当前疫苗技术升级的重点方向之一，候选的病毒载体和相应的疫苗品种在不断的丰富。衡量病毒载体质量的主要标准：插入基因序列在病毒基因组上的稳定性；诱导免疫反应的能力；安全性；大规模生产的潜力。当前已经有人类腺病毒、痘病毒、

麻疹病毒等应用到疫苗研发中，目前在研的病毒载体疫苗品类广泛，针对埃博拉病毒的腺病毒载体和rVSV 载体疫苗已经获批，新冠品种中包含多种病毒载体平台。

图：病毒载体疫苗构建及原理示意图

表：主要候选病毒载体和在研品种

病毒载体疫苗平台已在埃博拉病毒疫苗研发中获批

?病毒载体技术在2014年西非爆发埃博拉病毒疫情引发的研发热潮中广泛使用并首次有产品获批。2019年11月11日，默沙东rVSV-ZEBOV获欧洲药物管理局（EMA）有条件批准上市；2019年12月20日，获美国FDA批准上市，品牌名为ERVEBO?，用于18岁及以上人群的主动免疫，以预防由扎伊尔型埃博拉病毒引起的埃博拉病毒病。2020年2月14日，包括刚果民主共和国(DRC)在内的四个非洲国家已经批准了ERVEBO。其中在几内亚完成的临床三期实验数据显示ERVEBO保护率达100%。

?Ad5-EBOV由中国人民解放军军事医学研究院生物工程研究所和康希诺生物股份公司共同研发，是一种5型腺病毒载体埃博拉病毒病疫苗。该疫苗于2017年10月获得中国新药申请批准，注册分类为1类预防用生物制品，已申请作为应急使用及国家储备，是我国第一款获批的埃博拉疫苗。二期临床结果显示，在安全性良好的前提下，疫苗的抗体阳转率达96%。

?俄罗斯的gamaleya研究所针对埃博拉病毒开发2剂的rVSV/Ad5 GamEvac联合疫苗,在临床一期和临床二期未见疫苗相关严重不良反应，现已在俄罗斯获批上市并开展四期临床。

?除了上述三种获批品种外，杨森制药的Ad26病毒载体品种Ad26.ZEBOV

正在美国进行Ⅲ期临床试验。

阿斯利康黑猩猩腺病毒载体新冠疫苗1/2期临床试验结果显示良好的安全性与免疫应答?体液免疫：COV001是一项设盲、多中心、随机对照1/2期临床试验，共有1077例健康成人受试者参加，年龄18-55岁，并按剂量分为单次注射和28天第二次注射，以脑膜炎球菌结合疫苗注射组作为对照。试验结果表明，在接受一剂ChAdOx1 nCoV-19接种的志愿者中，与针对新冠病毒刺突蛋白的抗体水平在接种后第28天达到峰值，在接种后56天仍然维持在高水平。在两次接种疫苗的志愿者中，针对S蛋白的抗体水平显著高于接种一次疫苗的志愿者。在接种后1个月，91%的接种一剂疫苗的参与者和100%接受第二次接种的参与者中观察到了有效削弱新冠病毒活性的中和抗体。中和抗体水平与COVID-19康复期患者相当。

?细胞免疫：研究人员也使用了特异性干扰素γ酶联免疫斑点测定对志愿者的T细胞免疫反应进行了检测。检测结果表明，志愿者在接种疫苗后第7天就出现细胞免疫反应，这一免疫反应在接种疫苗14天后达到峰值，并且在接种后第56天仍然维持在较高水平。

?安全性：ChAdOx1nCoV-19组出现一次性局部和全身反应，与既往试验和其他腺病毒载体疫苗相当。包括暂时性注射部位疼痛和压痛、轻度至中度头痛、疲乏、寒战、发热、不适和肌肉疼痛。试验未报告严重不良事件，使用预防性对乙酰氨基酚（一种止痛药）后反应减轻，第二次给药后不良事件发生频率降低。此疫苗的2b/3期临床试验已经在英国、南非和巴西展开。在英国已经有4000名志愿者入组，预计将再注册1万名志愿者。在巴西进行的临床试验计划注册5000名志愿者。

图：酶联免疫吸附测定技术检测接种后抗体水平图：酶联免疫斑点技术检测接种后γ干扰素表达水平

康希诺生物-

腺病毒载体疫苗二期临床试验显示良好的细胞免疫应答

?实验设计：单中心随机、双盲、安慰剂对照，实验组分为低剂量5×1010颗粒和中剂量1×1011组。

?低剂量组抗体水平达标：在两种剂量组中，28天时RBD 特异性的ELISA 抗体滴度的峰值是656.5和571.0，血清阳转率分别为96%和97%。两个剂量组都诱导了明显的新冠病毒SARS-CoV-2的中和抗体反应，1×1011Vp 和5×1010VP 剂量组的GMT 分别为19.5和18.3。在1×1011病毒颗粒剂量组253人中有227人，占比90%，及5×1010病毒颗粒剂量组的129中有113人，占比88%，观察到了特异性的γ干扰素酶联免疫斑点反应阳性结果。中低剂量组分别有24人(9%)以及1人(1%)出现了严重不良反应；但是整个临床试验无严重不良反应。

?试验结果表现良好的细胞免疫：临床数显示该疫苗能够成功诱发Th1型CD4+T 细胞的免疫应答,相关细胞因子IFN-γ表达量显著升高。

表：体液免疫和安全性

表：Th1型免疫应答细胞因子IFN-γ表达量显著升高

鼻喷疫苗叠加病毒载体平台助力新冠研发

?鼻喷疫苗可激活呼吸道粘膜免疫，对新冠病毒预防有独特优势。大多数的感染性疾病都是经粘膜入侵人体，粘膜免疫是人体抵抗病原体的第一道屏障，可以通过局部上皮细胞和免疫细胞的协同作用实现体液免疫和细胞免疫应答，从而第一时间扑灭入侵的病原体。已获批的粘膜免疫疫苗主要是针对各类病原体的一代疫苗。对应到新冠病毒，呼吸道粘膜的局部免疫就成为重中之重。鼻喷新冠肺炎疫苗可以模拟呼吸道病毒感染过程，激活呼吸道粘膜免疫应答，叠加三代病毒载体技术在兼顾安全性的同时或对新冠病毒起到独到的预防效果。另外，鼻腔喷雾的接种方式简便高效，让接种者避免了打针的痛苦，能够促进疫苗的推广。?北京万泰与厦门大学、香港大学合作，利用减毒流感病毒载体平台开发鼻喷新冠肺炎疫苗可以模拟呼吸道病毒感染过程，激活呼吸道粘膜免疫应答，叠加三代病毒载体技术在兼顾安全性的同时或对新冠病毒起到独到的预防效果。现已进入临床Ⅰ期；百克生物同样与香港大学、厦门大学合作研发冻干鼻喷重组新冠疫苗（流感病毒载体），目前处于临床前研究阶段；恩宝生物与华兰生物合作研发的腺病毒载体疫苗在动物实验观察到鼻喷免疫组可引起全身和肺部抗体响应，并在攻毒实验中达到保护效果。

?粘膜免疫疫苗的免疫耐受效果可延用到自身免疫病和过敏型疾病的治疗中，应用领域广阔，并且结合三代病毒载体技术或可发挥平台型技术的优势实现产品端

的快速突破。

图：粘膜系统和粘膜免疫

图：鼻喷新冠疫苗在研品种

图：呼吸道粘膜免疫疫苗潜在应用领域