臨床上，目前人類對於新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）還沒有特效藥物，因此研發疫苗被寄予厚望。雖然新冠疫苗用於人體仍需等待，但中國科學家近日發表了首個新冠病毒非人靈長類疫苗實驗結果，指出一種純化滅活的候選疫苗能夠為非人類靈長類動物提供完全保護，在有效性、安全性上均表現出積極結果。這將為用於人類的SARS-CoV-2疫苗的臨床開發提供基礎、指明方向。
當地時間4月19日，中國醫學科學院醫學實驗動物研究所所長秦川等多個科學家團隊，聯合在生物科學預印本論文平臺bioRxiv發表了研究文章“Rapid development of an inactivated vaccine for SARS-CoV-2”。
該文章作者來自北京科興生物製品有限公司、中國疾病預防控制中心傳染病預防控制所、北京協和醫學院比較醫學中心、中國科學院生物物理研究所感染與免疫院重點實驗室等多個重點科研單位。
文章的通訊作者也包含多位傳染病病毒、疫苗研究領域的頂級專家，包括早在2003年非典疫情期間就負責動物模型科研項目的秦川、浙江省疾控中心微生物檢驗所所長張嚴峻、北京科興生物製品有限公司尹衛東、中科院感染與免疫重點實驗室研究組長王祥喜、中國食品藥品檢定研究院呼吸道病毒疫苗室主任李長貴以及中國疾病預防控制中心傳染病預防控制所黨委書記盧金星。
研究團隊通過試驗規模的生產得到了一種純化滅活的SARS-CoV-2病毒候選疫苗，名為PiCoVacc。他們發現，PiCoVacc能夠在非人類靈長類動物中引發有效的體液免疫應答，對當前正在全球肆虐的SARS-CoV-2病毒株提供完全保護。
通過對恆河猴臨床體徵、血液學、生化指標等的系統分析，研究人員認為，該疫苗是安全的。
結合實驗結果，研究人員表示，該疫苗可在小鼠、大鼠和非人類靈長類動物中誘導SARS-CoV-2特異性中和抗體，且在恆河猴體內未觀察到感染增強或免疫病理惡化。
值得注意的是，疫苗的研發雖被寄予厚望，但仍需時間進行科學的流程。就在4月20日，對於疫苗研發的時間表，中國疾控中心主任、中國科學院院士高福表示，如果按照正常的流程走，可能要到今年年底、明年年初才能出來。他還透露，根據疫情走勢，在應急情況下，可能會於年底給一部分人群如醫務人員先行使用新冠疫苗。
接種後6至7周抗體反應達到峰值，病毒RBD是主要免疫原
當前， SARS-CoV-2疫苗正在多途徑緊急開發中，國內已有3個疫苗獲批進入臨床試驗，其中一款腺病毒載體疫苗已經進入II期人體臨床試驗。
本實驗中採用的純化滅活病毒是疫苗開發的傳統方法之一，這種類型的疫苗此前已被證明對於預防由流感病毒和脊髓灰質炎病毒等引起的疾病是安全有效的。
研究者從11名中國、意大利、瑞士、英國、西班牙等新冠肺炎確診患者的支氣管肺泡灌洗液中分離出了新冠病毒毒株，包含新冠病毒毒株的11個樣本廣泛分佈在所有可用基因序列構成的系統發育樹上。研究人員選擇了其中一個毒株，開發出了純化滅活的SARS-CoV-2病毒疫苗PiCoVacc。
遺傳穩定性測試顯示，PiCoVacc具有出色的遺傳穩定性，不存在任何可能潛在改變NAb表位的S突變。
為了生產用於動物研究的試驗規模的PiCoVacc，研究人員將其在50升Vero細胞培養物中繁殖，並使用β-丙內酯滅活。此後通過深度過濾等手段，研究團隊得到了用於實驗的高純度的PiCoVacc製劑。
PiCoVacc的表徵，圖A為SARS-CoV-2最大似然系統樹，圖E為其低溫電鏡（cryo-EM）圖像，它是直徑為90-150 nm的完整橢圓形顆粒，上面綴有冠狀尖峰，代表其預融合狀態
為了評價PiCoVacc的免疫原性，研究者對小鼠進行了不同劑量的PiCoVacc注射，佐劑為明礬。研究人員在第0天和第7天進行了兩次注射，未觀察到炎症和不良反應。
在初次接種後的第1至6周，研究人員通過酶聯免疫吸附測定（ELISA）評估了小鼠體內的S蛋白、受體結合域（RBD）和N特異性抗體反應。
結果顯示，接種疫苗後，小鼠體內SARS-CoV-2的S蛋白和RBD特異性的IgG（免疫球蛋白G）迅速發展，在第6周達到峰值。
其中，RBD特異性的IgG佔S蛋白抗體反應的一半，這表明RBD是主要的免疫原，這一結果也與恢復期的新冠肺炎患者的血清學特徵相匹配。
此前的研究表明，N特異性IgG在新冠肺炎患者的血清中大量存在，並且是臨床診斷標記之一。但出人意料的是，在這項實驗的免疫小鼠中， N特異性IgG誘導的病毒S蛋白抗體反應量比靶向病毒S蛋白或RBD的抗體低約30倍。
此外值得注意的是，與恢復期COVID-19患者血清相比，PiCoVacc誘導出了更高滴度的S蛋白特異性抗體。事實上，針對新冠病毒N蛋白的抗體並不能提供針對感染的保護性免疫力，這些結果表明，PiCoVacc能夠引發更有效的抗體反應。
接下來，研究者使用微中和測定（MN50）檢測SARS-CoV-2特異性中和抗體在一段時間內的水平。結果顯示，與S特異的IgG反應相似，高劑量免疫的中和抗體在第一週出現，在第二週加強免疫後顯著增加，在第7周達到峰值，而對照組則未檢測到SARS-CoV-2特異性抗體反應。
研究人員隨後在大鼠身上進行了相同的免疫實驗，並對不同毒株進行了中和測定，均得到了相似的結果。
恆河猴攻毒實驗：高劑量組7天后肺部檢測不到病毒
隨後研究者在新冠病毒感染的恆河猴中進行了攻毒實驗，以評估其免疫原性和保護功效。
首先，研究者在第0、7和14天通過中等劑量（每劑3μg）或高劑量（每劑6μg）給恆河猴接種三次疫苗。
結果顯示，接受兩種劑量注射的恆河猴體內新冠病毒S蛋白特異性的IgG和中和抗體均在第2周被誘導出來，並在第3周繼續增加，滴度與恢復期的新冠肺炎患者的血清水平相似。
PiCoVacc在非人類靈長類動物中的免疫原性和保護功效，圖A為接種後SARS-CoV-2-特異性IgG反應；圖B為接種後和感染後恆河猴體內中和抗體滴度；圖C、D、E分別代表恆河猴咽部、肛門和肺部的病毒載量，藍色代表中等劑量組，粉色代表高劑量組
值得注意的是，疫苗劑量帶來的中和抗體水平可能受個體差異影響。排除掉個例的影響後，中等劑量組恆河猴的中和抗體水平比高劑量組低約34%到40％。
隨後，研究者在第22日進行攻毒（通過氣管內途徑將新冠病毒毒株直接接種到動物肺中）。
接種病毒後第3至7天，對照組的恆河猴表現出嚴重間質性肺炎，而與對照組相比，接種過疫苗的恆河猴病毒肺部組織病理變化顯著減小。
此外，接種了疫苗的恆河猴體內病毒載量也顯著下降。高劑量組的4只恆河猴感染後的第7天，它們咽喉、肛門和肺部就都檢測不到病毒了；中劑量組感染後第7天咽部、肛門和肺部標本中能部分檢測到病毒斑點，但與對照組相比病毒載量降低了約95％ 。
論文還顯示一個細節，接種了疫苗的恆河猴體內的中和抗體滴度在感染3天后下降了約30％，隨後在感染後第5至7天水平迅速上升，以保持其有效的中和病毒效果。
排除個體差異影響後，與高劑量組相比，中等劑量組在感染後第7天有更高的中和抗體滴度，這可能是由於病毒複製水平較低，需要更長的時間才能完全清除病毒。
雖然研究人員觀察到在感染前，中等劑量組體內存在較低的中和抗體滴度，可能提供部分保護，但任何接種過疫苗的恆河猴均未觀察到病毒感染抗體依賴性感染的增強（ADE）。
PiCoVacc在恆河猴中具有安全性：感染未增強、無免疫病理惡化
此前開發SARS（嚴重急性呼吸綜合徵）和MERS（中東呼吸綜合徵）冠狀病毒候選疫苗的經驗引起了人們對肺部免疫病理學的擔憂，這些疾病由輔助型T細胞2（T helper 2 cell，Th2）反應直接引起，或者由ADE引起。
儘管許多疫苗引起的T細胞反應對於急性病毒清除至關重要，但防止後續的冠狀病毒感染主要是通過疫苗對體液免疫的介導。
臨床上已經表明，由過度的T細胞反應引起的“細胞因子風暴”加劇了新冠肺炎的發病與患者多器官衰竭。因此，研究者們表示，SARS-CoV-2疫苗引起的T細胞應答必須被很好地控制，以避免免疫病理的發生。
基於這一前提，研究者們又通過觀測臨床指標和生化指數對於該疫苗的安全性進行驗證，他們發現，所有接種疫苗的恆河猴均未發現發燒和體重減輕現象，且食慾和精神狀態都保持正常。
在血液和生化分析方面，接種了疫苗的恆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）表明與對照組相比均沒有顯著變化。
此外，第29天對接種疫苗的恆河猴的肺、心、脾、肝、腎和腦在內的各種器官組織的病理學評估表明，PiCoVacc沒有引起顯著的病理學特徵，這些結果表明了PiCoVacc在恆河猴中具有安全性。
研究人員最後表示，儘管現在還不能確定相關研究中SARS-CoV-2感染的最佳動物模型，但感染SARS-CoV-2後產生類新冠肺炎症狀的恆河猴似乎是研究該病的較為適用的動物模型。
來源：澎湃新聞
