自然文摘第 19 卷第 1 期 | doi: 10.1038 / ndigest.2022.220110
原創:自然(2021-11-08)|doi:10.1038 / d41586-021-03025-0
基於蛋白質的新冠疫苗如何改變疫情大流行
埃利·多爾金

 

Novavax 等生物技術公司開發的蛋白質疫苗即將問世。科學家表示它有很多優點。

日本和美國目前使用的COVID-19疫苗為mRNA疫苗和病毒載體疫苗,具有開發速度快的優勢。未來,也用於其他傳染病的蛋白質疫苗的生產可能會增加,但開發速度會較慢。
卡門加布里埃拉/iStock社論/蓋蒂

Pamela Sherry 希望接種 COVID-19 疫苗。但我一直在推遲。

“我相信疫苗是有效的。我想預防它,”她說。然而,由於她容易出現過敏反應並患有心血管疾病,她對接受美國使用的信使核糖核酸(mRNA)疫苗和病毒載體疫苗感到擔憂。這些疫苗對大多數人來說是安全的,但在極少數情況下,它們可能會引起嚴重的副作用,例如心肌炎和血栓形成(請參閱 2021 年 10 月號)。新冠病毒疫苗和血栓形成:迄今為止我們所知道的”,2021年8月號“自新冠疫苗接種開始六個月以來我們對疫苗的了解“參考)。

因此,她正在等待更多的疫苗選擇。我們特別期待的是通過純化病毒蛋白製成的疫苗。與使用相對較新的技術生產的 mRNA 和病毒載體疫苗不同,蛋白質疫苗已經使用了幾十年來保護人們免受肝炎和帶狀皰疹等病毒感染,它有一個歷史。蛋白疫苗不是施用使細胞合成病毒蛋白所需的基因片段,而是通過直接施用病毒蛋白本身以及稱為佐劑的免疫刺激劑來誘導保護性免疫反應。我可以做到(2020年6月號“競相開發冠狀病毒疫苗“參考)。

儘管針對COVID-19的蛋白質疫苗尚未得到廣泛應用,但後期臨床試驗數據表明,其保護作用強且副作用少,前景廣闊。雪莉在德克薩斯州普羅斯珀的家中從事在線文具銷售,她說:“如果有這樣的疫苗,我想盡快接種疫苗。”

雪莉可能很快就會接種疫苗。總部位於馬里蘭州蓋瑟斯堡的生物技術公司Novavax Inc. 的高管表示,他們希望在今年年底前提交蛋白質疫苗的批准申請,此前質量控制問題和生產延誤導致該疫苗比原計劃晚了幾個月。該藥物現已準備好提交給美國藥品監管機構。兩家亞洲疫苗生產商三葉草生物製藥(中國成都;以下簡稱三葉草)和生物E(印度海得拉巴)也將在未來幾週或幾個月內在各自國家申請監管批准。據稱,他們計劃這樣做。

古巴和台灣等一些國家已經開始使用國產蛋白疫苗進行疫苗接種。如果未來蛋白質疫苗能夠廣泛普及,像雪莉這樣猶豫是否要接種疫苗的人的焦慮將會得到緩解,而且它們還可以作為加強針,填補全球應對疫情的空白。在間隙中。

流行病防範創新聯盟 (CEPI) 已投資超過 5 億美元用於目前正在開發的五種蛋白質疫苗。 CEPI 疫苗開發項目和創新技術開發負責人尼克·傑克遜 (Nick Jackson) 表示:“蛋白質疫苗將開創 COVID-10 疫苗接種的新時代。”
 

本質上是耗時的

從大流行應對工作的早期階段開始,研究人員預計蛋白質疫苗的開發將晚於使用其他技術的疫苗的開發。

我們知道如何利用基因工程技術使哺乳動物、昆蟲和微生物細胞產生大量純化的蛋白質。然而,該過程涉及許多步驟,並且每個步驟都必須針對目標蛋白質進行優化。“這本質上是一個緩慢的過程,”一家疫苗製造商的前高管、現在負責疫苗開發諮詢的克里斯蒂安·曼德爾 (Christian Mandl) 說。目前正在研發的大多數蛋白疫苗都是基於新型冠狀病毒SARS-CoV-2的刺突蛋白(見圖“蛋白疫苗的基礎知識”)。
 

蛋白質疫苗的基礎知識
配製針對 COVID-19 的蛋白質疫苗的方法有很多,包括使用可溶性蛋白質和與納米粒子綴合的蛋白質。大多數蛋白質疫苗都是基于冠狀病毒刺突蛋白,但有些疫苗僅使用刺突蛋白的一個關鍵區域,稱為受體結合域。

Novavax 和 Clover 進行的大規模試驗已經產生了積極的數據。 根據 2021 年 10 月發表的同行預審論文,Novavax 的蛋白疫苗在預防 COVID-2021 發作方面的有效性超過 3%(LM Dunkle 等人 Preprint at medRxiv) https://doi.org/g5w9;2021)。

另一方面,據報導,Clover 的蛋白質疫苗在預防 COVID-19 發作方面的有效性僅為 67%(不考慮嚴重程度)。然而,這一低值可能是由於測試是在包括 Delta 菌株在內的高傳染性突變菌株爆發後進行的。這兩種疫苗產生的抗體水平與 mRNA 疫苗相當,而 mRNA 疫苗被認為在這次大流行中是最有效的。

Clover 疫苗中添加佐劑的製造商Dynavax Technology(加利福尼亞州埃默里維爾)首席執行官Ryan Spencer 表示,臨床試驗結果很明確:“它對COVID-19 有效。”只是因為蛋白質疫苗需要更長的時間才能發揮作用。發展並不意味著它們是一種較差的方法。”

蛋白質疫苗似乎也非常安全。目前世界各地正在進行臨床試驗的 50 多種蛋白質疫苗中,沒有一種疫苗引起過嚴重的副作用。 mRNA 和病毒載體疫苗常見的副作用,如頭痛、發燒、噁心和發冷等,也被發現在蛋白質疫苗中很少見。“我認為這將減輕很多人的擔憂,”北卡羅來納大學教堂山分校醫學院的傳染病醫生、Novavax 疫苗試驗的共同領導者辛迪·蓋伊 (Cindy Gay) 說。

然而,即使一種蛋白質疫苗被證明有效並被廣泛使用,這並不一定意味著所有蛋白質疫苗都會有效。

造成這種情況的原因之一是,根據疫苗的不同,刺突蛋白的使用方式也截然不同。 一些疫苗僅使用一種類型的刺突蛋白,而其他疫苗則使用三種類型的組合。此外,一些疫苗使用刺突蛋白的全長,而其他疫苗則僅使用片段。

更重要的是,用於生產的細胞也因疫苗而異。Novavax、大型製藥公司賽諾菲和葛蘭素史克(GSK) 生產的疫苗使用一種名為草地貪夜蛾(Spodoptera frugiperda) 的飛蛾細胞來合成蛋白質;・Vaccine Biologics(台灣台北)的疫苗使用中國倉鼠卵巢細胞,這種細胞通常用於生產治療性抗體。此外,不同的疫苗具有不同的佐劑,以獨特的方式刺激免疫系統,從而導致對疫苗的不同反應。

葛蘭素史克首席全球衛生官托馬斯·布勞爾表示,所有這些因素都可能導致不同疫苗的功效和安全性不同。 “很容易想像會有差異,但具體差異要根據三期試驗的結果和實際使用體驗來確定。”

這些結果可能會影響富裕國家的加強疫苗接種計劃,這些國家的大部分人口已經接種了疫苗。目前,mRNA疫苗經常被用作加強疫苗,但如果蛋白質疫苗問世,從耐受性的角度來看,更多的人可能會更願意使用它們。
 

消除不公正現象

如果獲得批准,蛋白質疫苗預計將迅速消除阻礙低收入國家疫苗接種工作的供應短缺。例如,Novavax 和 Clover 均承諾在 2022 年向 COVAX 免費捐贈數億劑蛋白質疫苗,COVAX 是一個在全球範圍內公平分配疫苗的框架。

全球衛生研究人員表示,為了確保公平分配 COVID-19 疫苗,發展中國家需要能夠在國內生產疫苗。美國劍橋麻省理工學院的化學工程師 Christopher Love 指出,為此,更多的研究人員應該考慮簡單、低成本的生產系統,以便發展中國家的製造商能夠快速實施。

Biological E 使用基於酵母的系統來生產獲得貝勒醫學院(美國德克薩斯州休斯頓)許可的疫苗。參與該疫苗開發的貝勒醫學院病毒學家瑪麗亞·埃琳娜·博塔齊(Maria Elena Bottazzi) 表示,這“可能是目前批准或接近批准的最簡單、最便宜的”COVID-19 疫苗,據說可以生產。

長期從事疫苗行業的 Clover 科學顧問拉爾夫·克萊門斯 (Ralf Clemens) 表示,在 COVID-19 大流行初期,mRNA 疫苗等疫苗具有速度優勢。但他說,新興的蛋白質疫苗具有更多優勢。 “我認為蛋白質疫苗最終將成為保護世界免受 COVID-19 感染的主流疫苗。”
 

(翻譯:藤山洋一)

 
* 本文轉載自《自然文摘》。
轉載自:自然文摘2022年第1期
蛋白質疫苗能終結 COVID-19 大流行嗎?
自然文摘第 19 卷第 1 期 | doi: 10.1038 / ndigest.2022.220110
 

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