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让我们认真地聊聊新冠疫苗

2020-03-29  科技日报  
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文 | 毕导

本文系作者授权转载

最近关于 新冠疫苗的话题一直热搜不断。

前有特朗普想10亿美元买断德国疫苗成果遭拒绝,后有我国陈薇少将成功研发重组疫苗并临床测试。

紧接着,中美几乎同一天打出疫苗第一针! 感觉像班里的一、二名考试同时提前交了卷...

美国买家秀:表情凝重,十分烦躁

我国买家秀:语言活泼,状态良好,口罩防护到位

与此同时,疫苗研发的全球考场上还有一堆同学在奋笔疾书。

据WHO统计[1],全球新冠疫苗研发项目已有44个。至少有96家公司和学术团体在同时开发[2]!

这要是给你们个舞台都可以办 《创造疫苗101》了!

这不奇怪,疫苗太重要了。

在新冠肺炎成为全球大流行病的当下,如果说疫情是一场战争,那只有疫苗的诞生,才能彻底为它插上胜利的旗帜。

现在国际社会被疫情搞得十分动荡。谁先有了疫苗,谁就能让全世界心里踏实。 新冠疫苗的研发,不仅是科学与病毒的战斗,更是大国之间的暗中较量。

朋友看到这你是否有很多问号?以前疫苗研发不是以10年为单位的吗?这咋才俩月,中美第一针都打下去了?这么快它安全吗? 我几月能打上呢?我国和美国硬刚科技谁能抢在前头?疫情都快结束了,还有必要花钱研发疫苗吗?

正好我最近翻了全世界新冠疫苗研发的各种资料,对疫苗的了解基本打遍北京市朝阳区酒仙桥路无敌手。

今天就帮大家一一解答这些问题。看完这篇文章,你应该也能成为你们小区的疫苗首席专家。

01

中美的疫苗都是啥高科技啊?

大多数人对疫苗的了解,就是挨上一针以后就不得病了。生物学得好的同学可能还记得天花牛痘的故事,知道疫苗就是个没毒性的病毒。

但 时代在进步,疫苗早就不是初中课本上那么简单了!

现代疫苗有很多种类[3],而我国在这次疫情中技能树全点,目前有5条路线在同步研发[4]。

比如HIV疫苗的开发方法就有多种

国务院发布会上的原话是:“ 疫苗研发单位不计成本,不算经济收益账,只算人民健康账。

这大概就是传说中的饱和式科研吧!

我仿佛看到了陈薇院士课题组里博士生头发-1……

下面给大家科普一下疫苗。

病毒,是一个DNA/RNA套了个蛋白质外壳。 人体遇到病毒会产生抗体,并记住病毒的长相。病好之后,下次再碰到病毒还能认出它来,哎又踏马是你?然后产生抗体干掉它。

疫苗是特殊处理过的病毒,打到人体里不会致病,但能教免疫系统认识这个病毒。

下次碰到真的病毒,哎我们好像在哪见过?然后产生抗体干掉它。

Y字形的就是抗体

根据处理手段的不同,疫苗分为以下5种:灭活疫苗,减毒活疫苗,重组蛋白疫苗,核酸疫苗,重组病毒载体疫苗。

(1)灭活疫苗,是把病毒直接杀死,然后将全尸扔给免疫系统让它认。

比如加热热死,或者用福尔马林泡死。这是最经典的疫苗类型,优点是安全成熟,缺点是病毒毕竟是死的,引起的免疫可能不够。

电子辐射破坏病毒核酸,制成灭活疫苗

(2)减毒活疫苗,一般是 让病毒多次传代,发生变异,然后从中筛出致病性弱的病毒,制成疫苗给免疫系统练手。

病毒打进体内时还是活的,所以这种疫苗能全面激发免疫反应,但也存在少量风险。毕竟毒性没有完全剔除,虽说它是软柿子,可万一你比它还软,等于是花钱把病毒请回家。

前两种都是传统的疫苗路线。随着科技的进步,人们又利用基因工程技术搞出了三种新路线。

(3)重组蛋白疫苗,拿病毒的一部分让免疫系统认。

比如新冠病毒长得像个球,球外面有些刺(S蛋白)。那我就让大肠杆菌表达出S蛋白,打进人体,让免疫系统认这个刺。以后 见刺如见毒。

新冠病毒表面的“刺”

好比毕导的胡子很有特点,你看过我胡子的照片,下次见胡如见毕。

它的优点是安全性高,毕竟就是个刺。缺点是可能被免疫系统忽视。好比有的人看毕导的胡子不足以认出这是毕导,万一毕导刮了胡子再P个图就更不认识了。

(4)核酸疫苗就比较有趣了,我们直接把S蛋白对应的DNA/mRNA打进人体,让它在细胞里表达病毒的S蛋白,再让细胞识别。等于是让细胞莫名其妙自己制了个病毒的刺,再自己消灭它。

DNA疫苗,把病毒基因做成重组质粒

这种疫苗搞起来超级方便,只要知道病毒序列就能一波反向合成。

但人体细胞毕竟不是傻子,不可能你送个莫名其妙的mRNA进来我就敞开核糖体欢迎你,所以难点在于用纳米脂质颗粒保护核酸。

美国第一针疫苗就是这种。

(5)重组病毒载体疫苗,是把致病病毒A的部分基因植入到不致病的弱鸡病毒B里,重组成新病毒C。

这个病毒C拥有A的长相,却和B一样弱鸡。

类似于毕导买了个施瓦辛格的皮肤,虽然战斗力只有5,但你看了我之后从此免疫施瓦辛格。

我国的第一针就是这种,来自陈薇少将的 腺病毒载体疫苗,2014年她也是用这种技术开发了我国首个、世界第三个进入临床的埃博拉疫苗[6]。

这组数据你可能会很惊讶:人类目前其实只有约70种疫苗,用于预防37种传染病。成功的疫苗并不多。

即使像流感这种常见病,也很难靠疫苗战胜它。流感病毒有好多株,每年流行的是其中几株。WHO、美国CDC每年会预测今年可能流行的几种流感[8]。

Illustration by Joshua seong. © Verywell, 2017.

理论上讲,你每年按WHO的建议打流感疫苗,坚持打个20年,你应该能变成一个流感免疫之集大成者,余生从此告别流感。

苗和药物不一样,疫苗是给健康人群用的,研发难度更大

以往的疫苗从研发到上市普遍要经历10-15年,每种成功疫苗几乎都使用过当前所有的研发手段。所以这次面对新冠病毒,我国果断选择了万箭齐发!

02

我国疫苗进度和世界比起来是啥水平?

先说结论:中国不慢于任何一个国家。

我国正同时进行了灭活、重组蛋白、mRNA、DNA、重组病毒载体五种研发路线, 大部分研发团队4月份都能完成临床前研究,启动临床试验[3]。

中生集团武汉制品所和北京生物制品所部分承担了灭活疫苗的研发[9]。这需要实现病毒的扩增、纯化,提高病毒活力和滴度。灭活疫苗的生产本质上就是种毒得毒再弄死的过程,安全量产比较麻烦。

中科院微生物所、军科院军事医学研究院等单位在研发重组蛋白疫苗[10]。中科院微生物所搞过MERS的疫苗,有经验。

mRNA疫苗比较快,速度与国际同步。mRNA疫苗是2018年前后的新技术,目前世界上还没有上市产品。DNA疫苗也在同步搞。

病毒载体疫苗是 军科院军事医学研究院陈薇院士团队和天津康希诺合作开发。 这个是最快的。军事医学研究院的实力也可见一斑。

理想情况下,今年底前新冠疫苗产品能正式上市。这已经是人类研发疫苗前所未有的极限速度了。

中美其实在两件事上暗中较劲:谁先打了第一针,谁先正式使用。

我试着考证了一下各自第一针的精确时间,结论是几乎平手。

根据中国临床试验注册中心文件,陈薇院士的疫苗在3月17日完成了I期临床试验注册,当时志愿者招募已经正在进行中了。

图源自中国临床试验注册中心

3月16日晚8点18分, 陈薇院士的疫苗正式获批。

据一位疫苗志愿者在采访中说,陈薇院士自己打的第一针。当然网友朋友们就不用为陈薇院士担心了,她比谁都了解自己的疫苗安不安全。就像我从地上捡薯片吃也是很有自信的。

而美国竟然也是3月16日在西雅图打了第一针!

使用的是Moderna公司参与研制的新型疫苗“mRNA-1273”。

不过两个地方有问题:(1)Moderna为了赶时间,跳过动物有效实验直接上人,这存在流程和伦理上的风险[11]。

(2)考虑到时差问题,西雅图在西八区,北京在东八区,他们换算过来要加16小时。他们的3月16号已经是我们的3月17号了

算下来说不定我们快了几小时

总之,陈薇院士已经很牛逼了!

不过我还是挺震惊的,我国疫情毕竟比世界早1个月左右,没想到还是和美国同时完成疫苗第一针,美帝科技着实强大。但我去Moderna公司的官网上看了一下时间表。

他们1月13号就启动疫苗研发了,中美几乎是同时开始研发的。这正是我们前面说的mRNA疫苗的优势,不用拿到病毒毒株,只要有序列就能动手。

网上一些质疑中国是不是有人偷拿毒株给Moderna公司的阴谋论可以先歇一歇。

中美两国都有在高暴露人员身上应急率先使用疫苗的政策, 所以几个月内,估计还要较量谁率先应急使用。到时候看这第二回合谁赢吧。

此外,世界范围内的创造疫苗101也在火热进行。英、加、德、澳都在拼命研发。

疫苗想全球C位出道竞争多么激烈啊!你憋家里俩月连个网课都看不进去,人家憋实验室俩月已经快拯救地球了。

03

我国为啥能这么快?

之前知乎上讨论新冠疫苗啥时候能出来,有说3年的,有说5年的,遇上个头铁说1年到位的,网友都喷你净瞎扯罔顾科学。

那为啥我国这次这么快呢?

因为我国的生物真是比以前强太多了。

当年SARS来的时候,我国科学家花了3个月才知道这是个冠状病毒。而这次我们3天就分离毒株搞定了病毒全基因组测序。

根据过往研究经验,科学家判断新冠病毒可能通过细胞膜ACE2蛋白侵入人体。实验一做,哑巴黎啊!动物实验搞起!

疫苗要先在老鼠身上做实验。

但新冠病毒无法通过老鼠ACE2蛋白入侵,这时候就要用转基因技术把人ACE2蛋白的基因转到小鼠体内,让它可以得病……这玩意就叫 “动物模型”,生物学家让你长啥你长啥。

好在我国一直有ACE2转基因小鼠的囤货,疫情刚开始,国家就命令小鼠赶紧生娃。小鼠妈怀孕要三周,生下小鼠吃奶要三周,然后才能变成有免疫功能的大鼠。

三周又三周,终于可以得病了。

我国科技部每天就在督促各大动物研究所的老鼠为国生娃 。

所以为啥疫苗是2月做动物实验呢,可能是科研人员在等老鼠生出来。

除了老鼠,疫苗还要在 非人灵长类动物身上做实验, 比如恒河猴,就那个红红火火恒河猴的恒河猴。

中国医学科学院恒河猴模型研究:康复后不会再次感染新冠病毒

但武汉华南海鲜市场之后,我国禁止了野生动物交易,不让人随便买卖猴了。政府部门也要专门协调,在重大科研攻关项目上要特猴特批,给科研猴亮绿灯,给科学家生猴子。

美国 跳过动物有效实验直接上人,emmm……可能因为他们没猴子吧(笑)。

图源自中华人民共和国科学技术部官网

而且我国这次疫苗研发不仅快,安全流程也几乎没瑕疵,毒理实验、动物试验、临床试验等都扎实地做了。

当然,未来如果要大规模使用,上市估计也到年底了。

图源自国资委

正是有了政府和科学家的共同努力,以及小鼠和猴子的伟大牺牲,我国才能如此迅速地研发出疫苗!

外国公司各自为战,我国科研统一调配,也算是社会主义集中力量办大事的优越性体现吧……

04

国内疫情都快结束了,花大钱研发疫苗有意义吗?

有,太有了。

这场疫情在我国是快结束了,但以世界现在这个增长架势,大概率夏天是不会结束的。这些病例反输入回我国,最终我们清零的战线可能会拖得很长。

研发出了疫苗,我们才能彻底不慌。

还有个原因,也是这次疫情给我的很大冲击:这世界上,只有病毒无国界,除病毒外的一切都是有国界的。

媒体、口罩、疫苗全是有国界的。

经济的对抗、西方对我们的歧视与成见、推卸责任、舆论为黑而黑,这世界太踏马有国界了,整天斗来斗去的,我想安居乐业真是难。

疫苗是个高度集中的行业,全球四大疫苗公司占了世界90%以上的份额[12]。国际市场上几乎没有中国疫苗,一方面是流程体制不一样,另一方面也有信任问题。

我仿佛能想象,就算我们先出了疫苗,欧美也不会用,搞不好还会花样黑。

当然这只是我个人的想象,几个月后打脸也挺好的。

但全球都在竞争疫苗研发第一人,你难道坐等美国拯救世界再反手一波恶心你?

我们太讨厌被别人卡脖子的感觉了,所以我们啥都要自力更生,啥技能树都要点满。

小国才做选择,大国我全都要。

最后我觉得最重要的一点原因,站在一个科研狗的视角上看,我们需要更强的科技去应对未来。如果下次再来个更强的 新·新冠病毒,我们有没有实力做得更好呢?

新冠疫苗不一定要帮我们解决眼前的问题,关键要思考的是,SARS、MERS、埃博拉、HIV的研究给新冠带来了什么,而新冠的研究又能给我们的未来带去什么。

让我们把视角放到更广的时间线上,思考人类与病毒斗争的历史。

以前的疫苗研发要10年,埃博拉疫苗研发花了3年,WHO说新冠疫苗可能要18个月。

为啥我国这次这么快?

因为SARS、MERS、埃博拉之后,我们练出了应对新发传染病的疫苗技术平台。

陈薇少将在抗击埃博拉的过程中,建立了腺病毒疫苗的“研发套路”,才能在面对新冠病毒时直接一通操作猛如虎。

前期积累的经验和智慧才让我们能越来越快地反应。

你可能觉得,埃博拉在非洲,关我屁事?还要派生物狗去非洲做实验,生物狗得罪谁了?

但在这个全球联系越来越密切的时代,我们跟千里之外的疾病就是一个机舱门的距离。

帮非洲抗击埃博拉,也是保护自己,更是对能力的建设。

所以新冠疫苗要大力研发,拼命把科学技能树点满。这是对我们自己健康的守护,也是世界科技的角力,更是对未来的练兵。

坐等疫苗研制成功上热搜,坐等新冠病毒肺炎彻底成为历史。

打不倒我们的终将使我们更强!

参考资料:

1、WHO疫苗统计,https://www.who.int/blueprint/priority-diseases/key-action/novel-coronavirus/en/

3、https://www.vaccines.gov/basics/types

4、国务院联防联控机制3月17日,http://www.gov.cn/xinwen/gwylflkjz60/index.htm

5、https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/inactivated-virus-vaccine

7、https://www.who.int/ith/ITH-Chapter6.pdf

8、https://predict.cdc.gov/

9、https://www.cnbg.com.cn/content/details_12_5015.html

11、https://www.scientificamerican.com/article/researchers-rush-to-test-coronavirus-vaccine-in-people/

12、Shen A K, Cooke M T. Infectious disease vaccines[J]. 2018.

来源:微信公众号“毕导”

编辑:岳靓 刘义阳

审核:王小龙

终审:冷文生

 

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