病毒就是靠它表面的S蛋白与人体细胞表面的血管紧张素转换酶2(ACE2)受体结合,才能吸附到细胞上并侵入细胞。而人体对S蛋白发生免疫反应产生的抗体,可以与S蛋白结合,使病毒失去吸附人体细胞的能力,就能阻止感染。虽然机制很明确,但如果没有拿到实锤的S蛋白免疫保护率证据,谁也不敢打包票。在这种情况下,我国年初制定了5条技术路线研制新冠疫苗:其中1条是传统灭活疫苗路线,包括了病毒的所有类型蛋白成分;另外4条基于S蛋白进行设计(重组蛋白疫苗、流感病毒载体疫苗、腺病毒载体疫苗、核酸疫苗)。安全性高,技术成熟,仅激发体液免疫,生产受场地限制。灭活疫苗主要有效成分为灭活的病毒颗粒,包含所有的病毒结构组分,接近或等于天然病毒颗粒,是最易于研制的疫苗种类。灭活疫苗是一种传统疫苗技术,有120年以上的使用历史(第一个是伤寒灭活疫苗,1896年开始使用),其安全性和有效性得到了充分的验证。目前,儿童常用的灭活疫苗有脊灰灭活疫苗、甲肝灭活疫苗、手足口疫苗,全人群常用的疫苗有狂犬病疫苗(孕妇都可以接种)。一是,不能模拟病毒的感染过程,对免疫系统的刺激比较弱,通常只产生以抗体为主的体液免疫;二是,需要先培养活病原体,再灭活做成疫苗,对生产车间的生物安全等级要求高,产量也受到一定的限制。就新冠病毒来说,它含有4种结构蛋白(S、E、M、N蛋白)以及更多其他蛋白。如果确认S蛋白才是形成免疫关键成分,而灭活疫苗还含有其他组分蛋白,就相当于同等疫苗剂量下,灭活疫苗的S蛋白比例低于其他类型疫苗,有效成分降低,可能不利于产生足够强度的免疫反应。这样一来,在病毒培养和疫苗制备过程中,可能易残留宿主蛋白或其他杂质成分,除了可能影响免疫效果外,同时增加了不良反应的可能性。重组蛋白疫苗的技术相对成熟,目前已经有了很多产品走向市场。这种疫苗的本质是将有效的抗原成分经过基因工程改造,在其他细胞内完成蛋白表达,然后分离目标蛋白、添加保护剂等,最终封装为市面上出售的疫苗。
乙肝疫苗是重组蛋白疫苗的鼻祖,已经有30年的应用历史,此外还有戊肝疫苗、宫颈癌疫苗和带状疱疹疫苗。重组蛋白疫苗目标非常精确,就是病原体的关键蛋白成分,所以它的效果和安全性很可能优于灭活疫苗。其生产过程也不会产生活病原体,对生物安全的要求低,培养细胞来生产病原体蛋白的效率很高,所以产能也高于灭活疫苗。当然,重组疫苗也有缺点——由于表达宿主的限制,复制出的蛋白与天然蛋白常常不同,可能影响免疫原性。后期需要进行纯化分离与封装,也面临杂质的影响问题。产能最高,但不良反应明显更多,安全性有待观察。这两种技术都是把编码病毒S蛋白的基因转到人体细胞中,让人体细胞自己来生产S蛋白。前者通过无害病毒(比如腺病毒)作为载体,把S蛋白基因转入人体;后者是直接把S蛋白基因转入人体细胞。
(非复制型病毒载体疫苗,也是腺病毒载体疫苗的主要研究类型)