回顾人类的发展历史,疫苗是一个前所未有的医学里程碑,它通过利用人类免疫系统拯救了无数生命。一千六百多年前,公元384年,晋朝的“葛洪”在他的著作《肘后备急方》中记载:“疗狂犬咬人方,乃杀所咬犬,取脑敷之,后不复发”。时至今日,面对新冠疫情,疫苗接种仍然是我们能够采取的最有效的防御方式。目前,疫苗的研发经过不断地研发和改进,主要有几种类型的疫苗:一、传统疫苗(一)减毒活疫苗减毒活疫苗是将细菌、病毒等病原体及其代谢物,通过培养繁殖或接种于培养物( 如动物宿主、鸡胚、组织、细胞等) 生长繁殖等处理后,使其毒性减弱,接种到人体,引发免疫反应的疫苗。减毒活疫苗是传统疫苗,尤其是病毒性疫苗的主要研制方向,其研发关键是选择和培育毒性适合、致敏性低、遗传性质稳定的菌种或毒种。(二)灭活疫苗灭活疫苗是采用适宜的培养方法繁殖大量病原体后,再用物理(高温)或者化学(甲醛水溶液或β-丙内酯等)方法灭活,保留其免疫原性而制得的疫苗。一般选用抗原性广、稳定性高的菌种或毒种,因其毒性较强。(三)亚单位疫苗通过化学分解或有控制性的蛋白质水解方法,提取病原体上的特异性免疫原成分 ( 肽、蛋白质或多糖) ,筛选出具有免疫活性的片段制成的疫苗称为亚单位疫苗,也称组分疫苗。与灭活疫苗相比,其成分简单,不良反应减少,但免疫原性较低,需要加入佐剂来增强免疫原性。例如,无细胞百日咳疫苗由百日咳杆菌中的保护性抗原(百日咳毒素、丝状血凝素等)制得,免疫效果与全细胞百日咳相似,但安全性大大增强。二、基因工程疫苗(一)基因工程亚单位疫苗基因工程亚单位疫苗是利用 DNA 重组技术,将编码病原微生物的保护性抗原基因克隆并导入表达系统,使之高效表达后通过纯化制得的疫苗,又称重组亚单位疫苗。目前使用的表达系统有细菌、病毒、酵母和哺乳动物细胞等。这种疫苗接种后由单一蛋白诱导免疫反应,安全性较高,而且成本低廉,易于生产,但和传统亚单位疫苗一样,免疫原性低,往往需要改变抗原构象和展示方式或添加合适的佐剂提高免疫原性,如制成病毒样颗粒 ( virus-like particles,VLP ) 疫苗和纳米颗粒( nanoparticle,NP)疫苗。第一个成功研发的基因工程亚单位疫苗是 1986 年上市的以酵母为表达系统的重组乙肝疫苗,目前已取代血源乙肝疫苗(传统亚单位疫苗),成为乙肝疫苗的主要应用类型。人乳头瘤病毒( human papillomavirus,HPV) 、戊型肝炎病毒由于难以人工培养,无法采用传统技术研制疫苗,而基因工程技术很好地攻克了这一难题。(二)基因工程活载体疫苗 基因工程活载体疫苗又称重组活载体疫苗,是指把外源基因重组到用基因工程技术构建的细菌或病毒载体上,表达保护性抗原基因的活疫苗。载体疫苗根据在人体内的繁殖特点,可分为复制型和复制缺陷型(即非复制型)。为保证疫苗的安全性,载体通常使用特定微生物的疫苗株,如痘病毒、腺病毒、疱疹病毒、沙门菌、乳酸菌以及李斯特菌等,脂质体、病毒样颗粒和免疫刺激复合物亦可用于疫苗传递系统。(三)基因缺失疫苗基因缺失疫苗是用分子生物学技术将病原体的毒素基因全部或部分去除,获得定向 缺失突变的活疫苗,在保留其免疫原性的同时,防止了疫苗株毒性的恢复( 即返祖现象),较传统活疫苗更安全有效。其诱导的是强大而持久的免疫应答,包括 黏膜免疫,适用于局部接种。如删除狂犬病病毒的磷酸化蛋白基因( M 基因),制成重组狂犬病病毒活疫苗,注射后可迅速诱发人体强大的免疫反应。(四)合成肽疫苗在病原体的抗原决定簇中,对免疫应答起关键作用的只有小部分抗原核苷酸序列。利用蛋白质化学技术,将这部分基因序列人工合成出具有免疫活性的保护性多肽或抗原表位制成的疫苗称为合成肽疫苗。这类疫苗解决了某些病原微生物不能大量体外培养或生长滴度低的问题,还能诱导强烈的细胞反应,免疫时间长。合成肽疫苗不含核酸成分,因此安全性很高,且成本低,易于生产,是目前研发感染性疾病和恶性肿瘤新型疫苗的热门方向之一。三、核酸疫苗核酸疫苗是将抗原基因( DNA或RNA) 定向导入机体细胞,使其表达相应抗原,从而获得对该抗原蛋白免疫应答的疫苗。其特殊之处在于该类疫苗由基因即核酸本身制成,而不是基因表达产物、 病原微生物或载体。核酸疫苗分为 DNA 疫苗和 RNA 疫苗。DNA 疫苗免疫机体后能诱导 MHC I类和II类 T 细胞反应以及抗体反应,免疫应答全面而持久,可获得接近自然感染的免疫效果。尽管 DNA 疫苗需要特定辅助系统复制DNA进入细胞核,但不需要载体或佐剂,性质稳定,制备简单,易于大规模生产。与传统疫苗和基因工程疫苗相比,DNA 疫苗还具备下列优势: 可根据需要引入特定 DNA 序列,调控性强; 不具有致敏性,接种更安全; 同一质粒可导入不同抗原基因获得多价疫苗; 兼具免疫治疗和预防功能等。针对一些目前比较主流的烈性传染病病原体,例如新型冠状病毒、寨卡病毒、登革热、埃博拉病毒等,DNA 疫苗通常是主要手段,目前多处于Ⅰ期临床阶段。DNA 疫苗有潜在致癌风险,其安全性未得到未验证。mRNA 疫苗技术是最新的第三代疫苗技术,mRNA 疫苗注入机体后,在细胞质中翻译,无需进入细胞核,克服了DNA 疫苗递送系统难题,也不存在整合性突变风险。该技术不仅能全面诱导体液免疫与细胞免疫应答,还可激活免疫应答佐剂,同时具有研发快、产量高、成本低和更容易实现多联多价设计优点。针对 mRNA疫苗易降解问题,一般用高效 mRNA 投递方法来解决,树突状细胞、鱼精蛋白、高分子载体和脂质纳 、米粒是常用投递载体。另外,通过 mRNA 修饰可以 、改善免疫原性、半衰期和表达稳定性。目前,已在临床、试验阶段的 mRNA 疫苗有流感病毒疫苗、狂犬病毒疫苗、埃博拉病毒疫苗、寨卡病毒疫苗和新型冠状病毒疫苗。针对不同病原体开发mRNA疫苗面对的挑战和应对策略在mRNA技术在传染病疫苗领域获得突破性进展的同时,mRNA技术在其它领域的应用也正在展开。在Nature Reviews Drug Discovery上发布的一篇文章对截至今年7月,31家mRNA公司的180个管线项目进行了盘点。这一分析发现,除了主要针对传染病的预防性疫苗,多家公司也在开发治疗性疫苗(主要为癌症疫苗)和创新mRNA疗法。在研mRNA疫苗和疗法研发管线一览目前,国内已有多家企业积极布局、参与mRNA技术平台建设,主要包含:(1)生物技术公司:艾博生物、斯微生物、丽凡达生物、蓝鹊生物、嘉晨西海、深信生物、瑞吉生物、美诺恒康、厚存纳米、信然博创、威斯津生物等;(2)大中型疫苗企业:康希诺、沃森生物(与艾博生物、蓝鹊生物达成合作协议)、智飞生物(参股深信生物)、康泰生物(与嘉晨西海达成合作协议)、欧林生物(与嘉晨西海达成合作协议)、康华生物(与信然博创合作)、艾美疫苗(控股丽凡达)等;(3)制药企业:石药集团、复星医药(参股BioNtech,并与BioNtech设立合资公司)、丽珠集团(参股丽凡达)等。布局产品如下:四、展望未来,疫苗将是一个重要且有潜力的赛道。首先,依托于近三年新冠疫情的影响,民众对于疫苗的认知有了巨大提升,面对感染性疾病,民众对于疫苗接种的接受度较高。其次,近年来新冠疫苗推动了我国疫苗审评审批制度的完善,我国疫苗管理体系建设也持续提升。近年来在肺炎疫苗、HPV疫苗、带状疱疹等领域均出现了一些数十亿美元级别的“重磅炸弹级”创新疫苗,尤其是HPV疫苗在国内一上市就出现“一针难求”的盛况。国内疫苗厂家也在加紧推进相关研发工作,抓住疫苗行业高增长行情。后疫情时代,对于新型的细胞与基因疗法的关注度会上升,其技术和制备工艺与传统小分子和生物大分子药物有显著差异,对一些复杂难治性疾病具有独特治疗优势,国家政策和资本热度都在推动其快速发展,未来也将会有更多好的技术和产品到市场中来。未来疫苗技术也将着眼于更合理、更精准和更高效,保证安全性的同时,最大程度提高疫苗效力。参考:[1]杨瑾.mRNA疫苗技术:疫情下的高速赛道[J].杭州科技,2022,53(03):22-26.[2]俞陶然. 新冠mRNA疫苗技术门槛有多高?[N]. 解放日报,2022-05-05(004).DOI:10.28410/n.cnki.njfrb.2022.001674.[3]王佑春.疫苗研发及技术发展概论[J].中国食品药品监管,2022(10):6-23.识别微信二维码,添加生物制品圈小编,符合条件者即可加入生物制品微信群!请注明:姓名+研究方向!版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com),我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点,不代表本站立场。