现有疫苗可能无法有效应对奥密克戎。
如果是这样,企业很可能需要更新其疫苗,以更好地应对这一新的新冠病毒变异株。。
Deborah Fuller是一名微生物学家,二十多年来一直致力于mRNA和DNA疫苗的研究。她解释了疫苗为何可能需要更新,以及这一过程会是怎样的。
如果冠状病毒的奥密克戎变异株与原始变异株差异足够大,那么现有疫苗的有效性可能不如从前。如果是这样,企业很可能需要更新其疫苗,以更好地应对奥密克戎。Deborah Fuller是一名微生物学家,二十多年来一直致力于mRNA和DNA疫苗的研究。她在此解释了疫苗为何可能需要更新,以及这一过程会是怎样的。
1. 新冠疫苗为何可能需要更新?
从根本上说,问题在于病毒是否已经发生了足够大的变化,使得原始疫苗产生的抗体不再能够识别并抵御新的突变变异株。
冠状病毒利用刺突蛋白附着于人体细胞表面的ACE-2受体,并借此感染细胞。所有mRNA新冠疫苗的作用原理都是以mRNA的形式下达指令,指导细胞制造一种无害版本的刺突蛋白。随后,这种刺突蛋白会促使人体产生抗体。如果此人之后接触到冠状病毒,这些抗体便会与冠状病毒的刺突蛋白结合,从而干扰其感染此人细胞的能力。
奥密克戎变异株的刺突蛋白上出现了新的突变模式。这些变化可能会破坏现有疫苗所诱导的部分(但可能并非全部)抗体与刺突蛋白结合的能力。如果发生这种情况,疫苗在预防人们感染奥密克戎变异株及将其传播方面的效果可能会有所下降。
2. 新疫苗会有何不同?
现有的mRNA疫苗(例如Moderna或辉瑞公司生产的疫苗)所编码的是原始冠状病毒毒株的刺突蛋白。在新的或更新后的疫苗中,mRNA指令将编码奥密克戎的刺突蛋白。
通过将原始刺突蛋白的遗传密码替换为这一新变异株的遗传密码,新疫苗将诱导产生能更有效地与奥密克戎病毒结合并阻止其感染细胞的抗体。
已接种疫苗或此前接触过新冠病毒的人,很可能只需接种一剂新疫苗的加强针,即可不仅防范新毒株,还能防范其他可能仍在流行的毒株。如果奥密克戎取代德尔塔成为主要毒株,那么未接种疫苗的人只需接种2至3剂更新后的疫苗。如果德尔塔和奥密克戎同时在流行,人们很可能会同时接种现有疫苗和更新后的疫苗。
3. 科学家如何更新疫苗?
要制造更新后的mRNA疫苗,需要两种原料:一种新的、值得关注的变异株刺突蛋白的基因序列,以及用于构建mRNA的DNA模板。
在大多数生物体内,DNA提供制造mRNA的指令。由于研究人员已经公布了奥密克戎刺突蛋白的遗传密码,剩下要做的就是制作刺突蛋白的DNA模板,用于生产新疫苗中的mRNA部分。
为此,研究人员将DNA模板与合成酶以及四种制造mRNA的分子构件(简称G、A、U和C)混合。随后,酶会构建出DNA模板的mRNA副本,这一过程称为转录。通过此过程,生产一批疫苗用mRNA仅需几分钟。随后,研究人员将mRNA转录本置于能保护指令的脂质纳米颗粒中,直至其被安全输送至您手臂的细胞内。
4. 新疫苗可能需要多长时间才能准备就绪?
生成制造新mRNA疫苗所需的DNA模板仅需三天。随后,生产足够剂量的mRNA疫苗以供实验室测试大约需要一周,再用六周时间在试管中对人体细胞进行临床前测试,以确保新疫苗能按预期发挥作用。
因此,在52天内,科学家便可准备好更新后的mRNA疫苗,将其接入生产流程,并开始生产用于人体临床试验的剂量。该试验可能还需要至少再几周时间,因此更新和测试一种新疫苗总计约需100天。
在该试验进行期间,生产商可以开始将现有生产流程转为生产新疫苗。理想情况下,一旦临床试验完成,且疫苗获得授权或批准,企业便可立即开始分发新疫苗。
5. 更新后的疫苗是否需要完整的临床试验?
目前尚不清楚需要多少临床数据才能获得美国食品药品监督管理局(FDA)对更新后新冠疫苗的批准或授权。然而,新疫苗的所有成分都将相同。唯一的区别在于几行遗传密码,它们只会使刺突蛋白的形状发生极其细微的改变。从安全性角度看,更新后的疫苗与已经过测试的疫苗基本相同。鉴于这些相似之处,临床测试可能无需像第一代新冠疫苗那样广泛。
至少,更新后疫苗的临床试验可能需要进行安全性测试,并确认更新后的疫苗诱导的抗体水平,与原始疫苗针对原始毒株、贝塔毒株和德尔塔毒株所产生的反应相当。如果这些是唯一的要求,那么研究人员只需招募数百人(而非数万人)即可获得所需的临床数据。
需要注意的一点是,如果疫苗生产商决定针对奥密克戎变异株更新其疫苗,这并非他们第一次进行此类更改。
此前一种变异株B.1.351于2020年10月出现,并且对当时的疫苗具有足够的抗性,足以促使对其进行更新。生产商迅速应对这一潜在威胁,研发了与该变异株相匹配的更新版mRNA疫苗,并进行了临床试验以测试新疫苗。幸运的是,该变异株并未成为主要毒株。但如果它成为了主要毒株,疫苗生产商已经准备好推出更新后的疫苗。
如果事实证明奥密克戎或任何未来的变异株需要新疫苗,企业已完成了预演,随时准备应对这一挑战。

