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必看+收藏！新冠疫苗的“全景式科普”来了！
在全球新冠病毒感染人数累计超过400万例的今天，疫苗作为抵御病毒全球大流行的终极武器，被人们寄予厚望。新冠疫苗研发进展如何？安全性有保障吗？何时能投入使用？经济日报记者为你一探究竟。
全球新冠疫苗知多少
热度：一百多个疫苗在研发
近期，世界卫生组织(WHO)总干事谭德塞宣布与全球合作伙伴共同发起“全球合作加速开发、生产、公平获取新冠肺炎防控新工具”的倡议。在欧盟主办的应对新冠肺炎疫情国际认捐大会上，这一倡议得到广泛支持，各国承诺提供74亿欧元资金，用于推动新冠疫苗研发、生产以及公平分配等。
5月8日，国家卫健委新闻发言人米锋表示，中方坚定支持并决定参加这一倡议，愿意同国际社会一道为维护全球卫生安全和抗击疫情作出努力。
74亿欧元的承诺，体现了国际社会对新冠疫苗研发的重视。目前全球有多少新冠疫苗正在研发？
WHO官网在5月5日发布的一份题为《COVID-19候选疫苗草图》的文档中，列出了全球8个进入临床试验阶段的新冠病毒疫苗和100个临床前研究阶段的新冠病毒候选疫苗。这是一份不完全统计，但也足以看出新冠疫苗研发的热度。
进度：8个疫苗进临床试验
目前国际上绝大多数疫苗都处于临床前研发阶段，已经进入临床试验阶段的这8个新冠疫苗显然是进度上的第一梯队。第一梯队中，中国有4个，包括陈薇院士团队研发的腺病毒载体疫苗，和3个灭活疫苗；美国有3个，包括莫德纳公司的mRNA疫苗、辉瑞公司的mRNA疫苗、Inovio公司的DNA载体疫苗；英国有1个，是牛津大学的腺病毒载体疫苗。
这8个疫苗中，进度最快的已进入二期临床研究。
其中全球首个启动二期临床研究的新冠疫苗品种，是陈薇院士团队的腺病毒载体疫苗。该疫苗于3月16日获批启动临床试验，于3月底完成了一期临床试验受试者的接种工作，并于4月12日启动了二期临床试验。4月25日，陈薇院士透露：二期临床实验的508个志愿者已经注射完毕，现在正处于观察期，如果一切顺利将在今年5月揭盲。
全球首个进入二期临床的新冠灭活疫苗也在中国：4月24日，由国药集团中国生物武汉生物制品研究所研发的新型冠状病毒灭活疫苗，正式进入二期临床研究。
全球首个进入二期临床的mRNA疫苗在美国：5月7日，莫德纳公司宣称其mRNA疫苗已获批启动二期临床试验，计划在今夏启动三期临床试验，在明年获得生产销售许可。
最乐观时间点：今年9月
那么，最乐观情况下，疫苗最快在什么时候可以投入紧急使用？目前信息是：今年9月。
在临床试验这一阶段，大多数疫苗研发团队都从小规模试验开始。而牛津大学詹纳研究所的腺病毒载体疫苗，因为此前已经在类似的疫苗接种试验中证明了这种疫苗的安全性，一期临床试验就开启了1100人的规模，5月即将开始第二期和第三期联合试验，涉及5000人，同时验证其有效性和安全性。英国牛津大学疫苗学教授莎拉·吉尔伯特(Sarah Gilbert)说：“如果得到监管机构的紧急批准，并最终验证疫苗是有效的，那么在9月份第一批数百万剂的疫苗就能生产出来。”
辉瑞和德国制药公司BioNTech宣布，他们的新冠病毒疫苗5月4日起在美国开始人体测试，如果试验成功，该疫苗最早将能于9月做好在美国紧急使用的准备。
“疫苗是解决新冠肺炎最根本办法，不管哪个国家做出来疫苗，都不能供应全世界。这需要互相学习，且做出来后取长补短，可能要有很多厂家来生产，才能够供应全世界。”中国工程院院士、国家卫健委高级别专家组组长钟南山在回答媒体记者提问时也曾表示，“中国的疫苗发展非常快，不会比美国差多少。美国据说9月就可以用在人身上，中国也在赛跑，估计前后不会差多少。”
疫苗研发，五条路线在进军
新冠病毒是一种新病毒，疫苗研发有很多不确定因素。虽然最乐观的估计是今年9月就有疫苗能获得应急使用，但失败的可能性也不小，所以鸡蛋不能放在一个篮子里，多种技术路线并进才是多保险方案。那么，新冠疫苗研发有哪些技术路线？它们各自的优缺点是什么？
科技部社会发展科技司司长吴远彬介绍，疫情发生之初，科研攻关组就将疫苗的研发作为主攻方向之一，为了更大限度的提升疫苗研发的成功率，在梳理分析不同的技术基础和可能性之后，科研攻关组布局了病毒的灭活疫苗、核酸疫苗、重组蛋白疫苗、腺病毒载体疫苗、减毒流感病毒载体疫苗这样五条技术路线。
目前，五条路线中，除已进入临床试验阶段的腺病毒载体疫苗和灭活疫苗外，其它三条技术路线的疫苗也在加快推进，预计5月份左右就会陆续申报临床试验。
灭活疫苗
灭活疫苗是最传统的经典技术路线：即在体外培养新冠病毒，然后将其灭活，使之没有毒性，但这些病毒的“尸体”仍能刺激人体产生抗体，使免疫细胞记住病毒的模样。目前我国有3个灭活新冠疫苗进入临床研究，其中武汉生物制品研究所研发的新冠病毒灭活疫苗已进入2期临床研究。
优点 制备方法简单快速，安全性比较高，它是应对急性疾病传播通常采用的手段。灭活疫苗很常见，我国常用的乙肝疫苗、脊灰灭活疫苗、乙脑灭活疫苗、百白破疫苗等都是灭活疫苗。
缺点 如接种剂量大、免疫期短、免疫途径单一等，而它最可怕的缺点是有时候会造成抗体依赖增强效应(ADE)，使病毒感染加重，这是一种会导致疫苗研发失败的严重不良反应。
腺病毒载体疫苗
腺病毒载体疫苗，是用经过改造后无害的腺病毒作为载体，装入新冠病毒的S蛋白基因，制成腺病毒载体疫苗，刺激人体产生抗体。S蛋白是新冠病毒入侵人体细胞的关键“钥匙”，无害的腺病毒戴上S蛋白的帽子，假装自己很凶，让人体产生免疫记忆。陈薇院士团队正在做二期临床试验的新冠疫苗就是腺病毒载体疫苗，这是一种较为成熟的疫苗技术路线。
优点 安全、高效、引发的不良反应少。这种疫苗有成功先例：此前，由陈薇院士团队和天津康希诺生物技术有限公司联合自主研制的“重组埃博拉病毒病疫苗”也是用腺病毒作载体。
缺点 重组病毒载体疫苗研发需要考虑如何克服“预存免疫”。以进入临床试验的“重组新冠疫苗”为例，该疫苗以5型腺病毒作载体，但绝大多数人成长过程中曾感染过5型腺病毒，体内可能存在能中和腺病毒载体的抗体，从而可能攻击载体、降低疫苗效果。也就是说，疫苗的安全性高，但有效性可能不足。
核酸疫苗
核酸疫苗包括了mRNA疫苗和DNA疫苗，是将编码S蛋白的基因，mRNA或者DNA直接注入人体，利用人体细胞在人体内合成S蛋白，刺激人体产生抗体。通俗的说，相当于把一份记录详细的病毒档案交给人体的免疫系统。美国莫德纳公司已获批二期临床试验的mRNA新冠疫苗就属于核酸疫苗。
优点 研制时不需要合成蛋白质或病毒，流程简单，安全性相对比较高。核酸疫苗是全世界都在积极探索的疫苗研发新技术，目前全球还没有人用核酸疫苗上市。中国一些高校正开展这条路线的研究。
缺点 这种疫苗的技术太新了，还没有成功先例，所以我们也不知道研发过程中前方哪里可能有坑！从产业角度看，虽然其生产工艺本身并不复杂，但全球多数国家该领域基础比较薄弱，尚未形成稳定可控的大规模生产供应链。所以它的缺点是：无成功先例，多数国家无法大规模生产，可能因价格较贵而难以普及到低收入国家。
重组蛋白疫苗
重组蛋白疫苗，也称基因工程重组亚单位疫苗。它是通过基因工程方法，大量生产新冠病毒最有可能作为抗原的S蛋白，把它注射到人体，刺激人体产生抗体。相当于不生产完整病毒，而是单独生产很多新冠病毒的关键部件“钥匙”，将其交给人体的免疫系统认识。我国已掌握了大规模生产高质量和高纯度疫苗蛋白的技术，这是一条可以大规模快速生产疫苗的技术路线。
优点 安全、高效、可规模化生产。这条路线有成功先例，比较成功的基因工程亚单位疫苗是乙型肝炎表面抗原疫苗。
缺点 需要找到一个好的表达系统，这很困难。它的抗原性受到所选用表达系统的影响，因此在制备疫苗时就需对表达系统进行谨慎选择。
减毒流感病毒载体疫苗
减毒流感病毒载体疫苗是用已批准上市的减毒流感病毒疫苗作为载体，携带新冠病毒的S蛋白，共同刺激人体产生针对两种病毒的抗体。简单地说，这种疫苗就是低毒性流感病毒戴上新冠病毒S蛋白“帽子”后形成的融合病毒，可以一石二鸟，既能防流感又能防新冠。在新冠肺炎与流感流行重叠时，其临床意义非常大。由于减毒流感病毒容易感染鼻腔，所以这种疫苗仅通过滴鼻的方式就可以完成疫苗接种。
优点 一苗防两病，接种次数少，接种方式简单。病毒减毒活疫苗是非常重要的一类疫苗，我们平时常见的减毒活疫苗有：乙型脑炎减毒活疫苗、甲型肝炎减毒活疫苗、麻疹减毒活疫苗、风疹减毒活疫苗、水痘减毒活疫苗、口服轮状病毒减毒活疫苗等。
缺点 研发过程漫长。
需要注意的是，这条技术路线并不是直接将新冠病毒做减毒处理制成疫苗，因为那需要通过长时间的病毒培养传代减毒和筛选；而是把已经减毒的流感病毒疫苗作为载体，将新冠病毒上致病的S蛋白通过生物工程的方法移到减毒的流感病毒疫苗上，这样就可以节省大量的病毒培养传代减毒和筛选的时间。
疫苗研发难在哪儿
难点一：认识新敌人
要打败一个新敌人，首先要认识和了解它。新冠病毒是过去18年里第3种通过跨物种传播而导致人类大规模感染的冠状病毒，之前的两种是SARS和MERS。
对同类病毒的研究经验，能帮我们更好地了解新敌人。但遗憾的是，迄今尚无针对某种冠状病毒的疫苗和药物研发出来，SARS和MERS都没有特效药物和成功上市的疫苗。相对于其他病毒而言，我们对新冠病毒的生物学特征、感染过程、致病性，以及人体对它产生的免疫应答仍然知之甚少。对新冠病毒的深入了解，还需花费我们很多时间。
虽然没有现成的冠状病毒疫苗以资借鉴，SARS和MERS还是让我们对冠状病毒的认识水平提高了。此次疫情爆发后，我国科学家迅速完成了新冠病毒基因测序、毒株分离等工作，为疫苗研发打下坚实基础。
新冠病毒主要通过病毒表面的刺突蛋白Spike与人体的ACE2受体结合，来感染人类。S蛋白像一把钥匙，ACE2受体像一把锁，钥匙开锁后，病毒进入细胞。开发疫苗的主要目标，是阻止钥匙打开锁，以防止病毒感染细胞。科学家们的基础研究能帮助人们找到新冠疫苗的靶点，找到阻止钥匙开锁的方法。
难点二：敌人会变身
新冠病毒是一种高度糖基化的RNA病毒，这意味着它容易变身，导致疫苗失效。
糖基化是一种广泛存在、结构复杂多变的蛋白质翻译后修饰，在细胞和机体内发挥着重要功能。有学者对常见的包膜病毒的糖基化位点做了对比：丙型肝炎病毒有4-11个糖基化位点，流感病毒有5-11个糖基化位点，埃博拉病毒有8-15个糖基化位点，艾滋病毒有多达20-30个糖基化位点。
这些糖基化位点会让病毒容易产生多种突变。病毒糖基化后就相当于用了“易容术”伪装，人体注射疫苗后产生的的抗体不一定能够准确识别出体内病毒，也就起不到预防作用了。艾滋病毒的糖基化位点是流感病毒的3-6倍，这也是艾滋疫苗研发迟迟无法成功的主要原因之一。
而最新研究显示，新冠病毒是高度糖基化的球形颗粒，有着庞大的结构，至少有66个糖基化位点！新冠病毒的糖基化位点至少是艾滋病毒的2倍，这也意味着疫苗开发工作异常艰难。
难点三：武器反伤己
新冠疫苗是人类应对病毒的武器，但抗体依赖性增强(ADE)效应有可能让这个武器反过来加深对人类的伤害。ADE作用是指，当机体遭遇病原体感染时，原有的中和抗体不仅不能防止病毒侵入人体细胞，某些病毒在特异性抗体协助下复制或感染能力还会显著增强，引发更严重的病理损伤。ADE效应成为登革热疫苗数十年艰辛研发历程中的主要障碍之一。比如，2016 年，菲律宾儿童接种了一款登革热疫苗后，导致了约 600 名儿童的死亡。
科学家们曾在SARS疫苗研发的灵长类动物实验中发现了ADE作用：如果猴子接种表达SARS病毒刺突蛋白的“重组痘苗-SARS疫苗”后再被SARS病毒感染，急性肺部损伤反而会加重。鉴于新冠病毒与SARS病毒相近的刺突蛋白结构和感染机制，新冠病毒疫苗也存在发生ADE作用的风险，在疫苗设计中应认真加以关注和研究。
不过，这方面近日有个好消息。5月6日，中国科学家在国际顶级学术期刊《科学》(Science)上率先发表了新冠病毒疫苗的动物实验结果：《SARS-CoV-2病毒灭活疫苗的快速开发》。研究者开发了一种纯化的灭活新冠病毒候选疫苗，用于动物实验。其中，高剂量组的4只恒河猴感染后的第7天，咽喉、肛门和肺部都未检测到病毒，也没有观察到抗体依赖增强(ADE)现象。
除了上述三大困难外，新冠疫苗研发可能还有很多意想不到的困难需要一一克服，因为谁也无法保证疫苗研发一定能成功。艾滋病毒是RNA病毒，从上世纪80年代开始研发疫苗，至今不成功。呼吸道合胞病毒也是一种RNA病毒，还是一个典型的呼吸道病毒，已经研究了50年还没有结果。
不过，我国新冠疫苗的研发目前进展顺利，这让人们对研发结果还是很有信心。中国工程院院士王军志就曾明确表示：截至目前，我国五大技术方向疫苗都总体进展顺利。我国新冠疫苗研发进展目前总体上处于国际先进行列，不会慢于国外。
一支疫苗的诞生
疫苗的免疫原理
疫苗的作用机理其实就是免疫原理。疫苗是一种经过改造的病毒、或病毒的部件，当人体经过口服或注射等途径接种疫苗后，会发生免疫反应但不会使人生病，疫苗刺激人体产生免疫反应，继而产生保护抗体和免疫记忆。这相当于一场军事演习，不让人感染病毒，就能让人产生对病毒的免疫力。当人体未来遭遇真正的病毒攻击时，经过演习的免疫系统就可以快速做出反应，免受病毒的侵害。
人类历史上第一次彻底征服一种传染病——天花，就是依靠疫苗。
16世纪，中国发明人痘接种法；
18世纪，英国发明牛痘接种；
20世纪，现代天花疫苗诞生。
1977年，全球最后一名天花患者治愈，天花这一危害人类数千年的烈性传染病被彻底根除。
疫苗是人类抵抗病毒入侵的保护盾，麻疹、脊髓灰质炎、乙肝等曾肆虐全球的传染病，都是通过疫苗得到了有效控制。
传统疫苗包括灭活疫苗、减毒活疫苗和用天然微生物的某些成分制成的亚单位疫苗。
新型疫苗主要指基因工程技术研制的疫苗，如基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗等等。
疫苗的研发
疫苗生产的第一步是产生抗原，它是疫苗最主要的有效成分。通常可用做抗原的生物活性物质有灭活病毒或细菌、活病毒或细菌通过实验室多次传代得到的减毒株、病毒或菌体提纯物、有效蛋白成分、类毒素、细菌多糖、合成多肽以及近年来发展DNA疫苗所用的核酸等。
通常，一个疫苗从研发到上市，要经过好几年甚至20多年漫长的研发历程。疫苗的研发要经过哪些阶段？
临床前研究 毒株、细胞筛选是保证疫苗安全、有效、持续供应的基础保障。以病毒疫苗为例，实验室阶段需进行毒株的筛选、必要的毒株减毒、毒株对培育细胞基质适应及传代过程中的稳定性研究，并探索工艺质量稳定性，建立动物模型等。根据每个疫苗情况选择小鼠、豚鼠、兔或猴等进行动物试验。在初步提示工艺可控、质量稳定及安全有效的前提下，可以向国家药品监督管理部门申请进行临床试验。
临床试验 一般分为一、二、三期三个研究阶段。
一期临床试验 初步考察人体安全性，一般受试者为几十至百例。
二期临床试验 主要进行疫苗的剂量探索研究，以及初步的有效性评价并考察进一步扩大人群后的安全性。一般受试者为几百到上千例。
三期临床试验 采用随机、盲法、安慰剂对照(或对照苗)设计，全面评价疫苗的有效性和安全性，一般受试者为数千到几万例不等。三期临床试验是疫苗上市获得注册批准的基础。
全部临床试验可耗时数年，有的甚至长达10年以上。每期临床试验都设有严密的安全性监测、严格的终止标准，每个疫苗都可能因为达不到预设目的或预期要求在临床期间被叫停，甚至被终止。
疫苗上市 完成疫苗临床试验并拿到生产批件后，企业方可在GMP车间生产疫苗。疫苗上市后还要进行上市后扩大人群的IV期临床研究和观察，对疫苗在更大规模人群的安全性和有效性进行持久的评价。
