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COVID-19 候选疫苗在全球首个经同行评议的研究中展示良好前景

匹兹堡,2020 年 4 月 2 日报道——本周三,匹兹堡大学医学院的科学家们公布了一种可能对引起新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的病毒(SARS-CoV-2)有预防作用的...

COVID-19 候选疫苗在全球首个经同行评议的研究中展示良好前景

匹兹堡,2020 年 4 月 2 日报道——本周三,匹兹堡大学医学院的科学家们公布了一种可能对引起新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的病毒(SARS-CoV-2)有预防作用的新疫苗。小鼠测试结果显示,这种仅以指尖大小的皮肤贴片为载体的疫苗,可促使小鼠产生足量的 SARS-CoV-2 病毒特异性抗体。

该论文已发表在隶属于《柳叶刀》的《EBioMedicine》上,这是首篇经其他机构的科学家同行们评议后发表的关于 COVID-19 候选疫苗的研究报告。此次研究人员的行动能够如此迅速,有赖于他们早前在针对冠状病毒流行的研究中打下的基础。 「我们有应对 2003 年 SARS-CoV 病毒和 2014 年 MERS-CoV 病毒的经验。

通过对这两种与 SARS-CoV-2 关联密切的病毒的研究,我们发现,病毒所具有的一种被称为「刺突蛋白」的特殊蛋白质对于诱导身体产生抗病毒免疫有重要的作用。因此,我们确切地知道可以在哪里对抗这种新病毒。」本论文的共同第二作者,匹兹堡大学医学院外科学副教授 Andrea Gambotto 说: 「这就是资助疫苗的研发的重要性,因为你永远不知道下一次疾病的大流行会来自何处。」

COVID-19 候选疫苗在全球首个经同行评议的研究中展示良好前景

微针阵列疫苗

「能够快速的开发出这种疫苗是来自不同研究领域的科学家们为了实现共同的目标而一起努力的结果」匹兹堡大学医学院皮肤病学教授兼 UPMC 皮肤科主任,论文的另一位共同第二作者 Louis Falo 医生说。  与其他刚刚进入临床试验的实验性 mRNA 基因疫苗相比,本文介绍的疫苗——作者称之为匹兹堡冠状病毒疫苗 (PittCoVacc)——遵循一种更为成熟的方法,利用实验室制造的病毒蛋白片段来建立免疫。这与当前流感疫苗的制作方法完全相同。  

研究人员还使用了一种新型的「微针阵列」给药方式以增强药效。这个阵列是一个指尖大小,带有 400 根细小微针的贴片。这些微针将「刺突蛋白」片段直接输送到皮肤中,这也是人体免疫反应最强的部位。贴片就像创可贴一样贴在皮肤上,完全由糖和蛋白质片段组成的微针可以很容易地渗入皮肤。 「这种新型给药方式是我们基于最初在皮肤上接种天花疫苗的刮擦法开发出来的,而作为一种高科技版本,这种方法对患者更有效且可重复使用,」Falo 医生说,「并且,这是无痛的——感觉有点像尼龙扣。」 

COVID-19 候选疫苗在全球首个经同行评议的研究中展示良好前景

这种方式也很容易实现量产。蛋白质片段是由一个「细胞工厂」制造的——一层层被精心构造的培养细胞不断表达着 SARS-CoV-2 的刺突蛋白——这些细胞可以通过堆叠来进一步增加产量。蛋白质纯化工作还可规模化开展:使用离心机将蛋白质-糖类混合物旋转加入模具中来批量生产微针阵列。一旦生产出来,疫苗可以在室温下保存,避免了在疫苗运输和储存过程中对冷链的依赖。 Gambotto 医生说: 「对于大多数疫苗来讲,一开始并不需要考虑量产。然而在我们试图快速开发疫苗以应对当前疾病的大流行时,能够量产是首要的要求。」  当在小鼠体内进行测试时,微针穿刺后两周内 PittCoVacc 就诱导小鼠机体产生了大量抗 SARS-CoV-2 的抗体。  

尽管这些还不能提供对动物长期监测的结果,但研究人员指出,接种了 MERS-CoV 疫苗的小鼠体内抗体水平能够为其提供至少一年的特异性保护;到目前为止,接种了 SARS-CoV-2 疫苗的动物其体内的抗体水平似乎也在遵循同样的趋势。  重要的是,即使在使用伽马射线彻底灭菌后,SARS-CoV-2 微针疫苗仍能保持其活性——这是生产适合人类使用的疫苗的关键一步。 

COVID-19 候选疫苗在全球首个经同行评议的研究中展示良好前景

研究者们目前正在向美国食品和药物管理局(FDA)申请新药研究批准,预计将在未来几个月内开始人体 I 期临床试验。

「对病人进行测试通常需要至少一年甚至更长的时间,」Falo 说。「但目前的特殊情况与我们见过的任何情况都不同,因此我们不知道这项疫苗的临床研发过程还需要多长时间。根据最近宣布的相关审批流程的修订方案,我们或许能够更快地推进这一进程。」

该研究的其他作者还包括来自匹兹堡大学医学院的 EunKim, Geza Erdos, Shaohua Huang, Thomas Kenniston, Stephen Balmert, Cara Donahue Carey, Michael Epperly, William Klimstra, and Emrullah Korkmaz;以及 Erasmus 医学中心的 Bart Haagmans.

本研究由国立过敏和传染性疾病研究院 R21-AI114264 基金、国立关节炎和肌肉骨骼及皮肤疾病研究院 R01-AR074285 基金、R01-AR071277 基金和 R01-AR068249 基金以及国立癌症研究院 T32-CA175294 基金提供资助。

原文可至《柳叶刀》出版的《EBioMedicine》期刊查看。

图片来源:UPMC(匹兹堡大学医学中心)

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