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与时间赛跑:新冠病毒疫苗研制的思考
出自识林
2020-02-10
新型冠状病毒(2019-nCoV)爆发,人们迫切希望看到特效药和疫苗横空出世,这是普通大众最为淳朴的想法,但实际上需要考虑多方面的因素,需要衡量风险与获益,需要遵循临床试验 规则,需要验证产品的安全性与疗效,以下编译自《经济学人(The Economist)》的一篇文章,文章以通俗的语言讲述了疫苗的研制并介绍了埃博拉疫情的成功经验。文章的最后抛出了一个发人深省的问题,“对于致死率 2%(或更少)的疾病,风险获益的计算方法是不同的。如果仓促做出决定导致产品并非完全安全,则可能会使人们失去对疫苗的信念,这样的话对全球卫生体系的长远危害则可能会与人们目前最担心的新冠病毒的危害相当。”
最近几周,谷歌关于《传染病》(Contagion)电影的搜索量猛增。这部 2011 年上映的惊悚灾难片中,病毒迅速在全世界范围内传播,造成 2600 万人死亡,之后随着科学家们疯狂地努力,在首例感染 133 天后成功生产出疫苗。
而现实世界中,新疫苗通常需要花费数年的时间才能开发出来,有些甚至需要用十多年的时间。而另外一些疫苗,例如 HIV 疫苗,仍困扰着科学家们。但技术创新和更简化的开发程序可以大大缩短生产针对新型病原体的疫苗所需的时间。
新型冠状病毒的爆发为疫苗生产者提出了更艰巨的考验。中国科学家于 1 月 12 日发布了新冠病毒的基因序列,这距离从一名患有神秘呼吸道感染的患者中分离出该病毒不超过一周的时间。到一月下旬,世界各地的几个小组已经开始使用这些基因数据开发疫苗。为安全起见,最早的人体临床试验可能最早会在四月份启动。如果运气好的话,疫苗可以在一年之内准备好。本周,WHO 将召集一次全球会议以制定研究议程,将就试验规则或方案达成一致,并确定哪些医学进展应作为优先事项。
人们以前就已经有过跟病毒赛跑研制新疫苗的经历。2013-16 年西非埃博拉疫情爆发,对世界医疗卫生体系的方方面面进行了一场大检阅,尤其是对于加快新治疗药物的研制方面的需求。通常情况下,大家齐心协力可以更快地完成工作。这需要来自药品监管机构、制药公司、慈善机构、专家以及与之紧密合作以推进所需试验和技术的人们共同协作。最终,取得成功。2018 年在刚果民族共和国爆发的埃博拉疫情正是由于疫苗的广泛使用而得到了遏制。
即使疫苗能够在一年之内面世,对于阻止现在中国的疫情来说也为时已晚。但是仍可以帮助到其他国家。人们越来越担心新冠病毒会像普通流感一样在世界范围内传播并成为一种季节性流行病。中国为遏制该病毒所做的非凡努力,包括隔离了超过 5000 万人,可能会在明年冬天之前阻止疾病在其他国家的流行。现在说新冠病毒的致命性还为时过早。但是,如果它至少与季节性流感一样严重,那么为高危人群提供疫苗就至关重要。2017-18 年度,仅在美国,就有 80 万人因流感住院,约 6 万人死亡。
针对新冠病毒的疫苗研发由流行病防范创新联盟(Coalition for Epidemic Preparedness Innovation, CEPI)领导。该组织于 2017 年在西非埃博拉疫情爆发之后创立,目的是在不知道疾病会是什么的情况下,让世界为未来的疾病爆发做好准备。其目标是在鉴定出未知病原体后的 16 周之内研制出可在人体内测试的针对性疫苗。为此,该组织资助了一些大学研究中心和生物技术公司,一直致力于可用于多种病原体的“即插即用”疫苗设计和生产技术。这种技术可以将特定病原体的遗传序列插入到形成疫苗基础的现有分子平台中。
过去,疫苗的实验室工作需要实际病毒储备,对病毒进行处理使其对人体无害但仍能够触发免疫系统产生可以抵御野生病毒攻击的抗体。使用致命病毒是很棘手的,需要特殊的防污染的设施和详尽的程序,以防止病毒泄露或感染科学家。
基因测序使这一过程更快、更安全、更容易。研究人员可以构建部分病毒的合成版本用于疫苗开发,而无需完整的病原体样本。
科学家已经使用这种技术生产了针对其它病毒的疫苗,包括寨卡病毒、埃博拉病毒和另外两种冠状病毒 SARS(严重急性呼吸系统综合征)和 MERS(中东呼吸系统综合征)。
与病毒赛跑
在实验室中研制出疫苗后,将其发送到工厂,转变成无菌疫苗混合物。然后灌装 并检测,以确保在进行人体临床试验之前不会被污染。许多检测是在培养皿中完成的,这个过程需要几个月的时间。基因测序可以更快地完成工作,通过对一小瓶疫苗中的所有内容物进行 DNA 测序并检查结果,科学家可以发现不应该存在的病毒痕迹。英国的疫苗研究小组正在与药品监管机构就此类替代检测方法的批准程序进行谈判。
Sarah Gilbert 表示,如果消除这一过程中的瓶颈就可以加快疫苗的开发。她领导的牛津大学的一个小组正在研究针对新冠病毒的疫苗。她的小组已经开发了一种疫苗模板,可以快速用于新的病原体。研究人员可以在短短六到八周的时间内生产出少量新疫苗。过去这一过程可能需要长达一年的时间。其他试图研制新冠病毒疫苗的研究小组也正在使用类似的方法,包括已经被证明可起作用的模板。
更快的监管批准也可以加速疫苗临床试验。Gilbert 的小组在开始研制疫苗之时就开始为疫苗的临床试验编写申请。小组计划申请加速伦理和监管审评,这一审评可以在几天内完成,就像 2014 年在英国进行的埃博拉疫苗临床试验那样。临床试验的伦理和监管审评通常需要三个月的时间。
即使已经开发并批准了疫苗,新冠病毒感染病例的迅速增加并传播也产生了新的紧迫性:提前规划快速生产大量疫苗的方法。可以批量生产疫苗的工厂并不多,因此新疫苗的生产通常需要等待很长时间。意识到这一问题后,美国政府已经建立了专用的生产设施,可以为紧急情况快速生产疫苗。英国也正在做类似的事。【周末杂谈】因质量问题导致美国流感疫苗五成市场短缺的历史事件
CEPI 负责人 Richard Hatchett 解释指出,当 CEPI 计划其工作时,相关人员考虑的是流行病(疫情仅限于一个国家)而不是大流行病(全球流行病)。上周,CEPI 呼吁征集可以利用现有产能大规模生产新冠病毒疫苗的候选工厂。2 月 3 日, GSK 作为合作伙伴加入 CEPI,GSK 已同意将其高效佐剂用于新疫苗。佐剂是一种特殊成分,可通过增强免疫应答来使疫苗更有效,这意味着疫苗接种所需的剂量更少,或核心成分的浓度更低。
即使可以生产足够量的疫苗,但将其提供给需要的人(无论其身处何地)都仍然是个问题。理论上讲,针对新冠病毒的疫苗将针对风险最大的人群,例如医务工作者、老人和那些具有使该病毒更具致命性条件的人群,例如,免疫缺陷患者。问题在于,在大流行期间通常会有政治干预,而疫苗生产设施所在地的政府可以援引国防或安全理由征用其中一些供自己使用。
Hatchett 非常清楚这一问题,他在 2009 年流感大流行期间在白宫做医疗应对工作。流感爆发的死亡率很低,但是在向美国公民提供疫苗之前出口任何疫苗都是一个难题。Hatchett 正在与相关人员合作,确保新冠病毒在世界上许多不同的地方生产,包括一些小国,在这些小国生产量很快就能满足其整个人口的需求。
刺破黑暗
围绕潜在疫苗的问题也同样存在于治疗药物中,并且只多不少。目前尚不存在用于治疗新冠病毒的已获批药物,但是实验药物正在开发中,并且有一些使用的早期数据。Gilead 公司的 Remdesivir 针对新冠病毒感染者的两项随机对照试验已于 2 月 6 日开始。另外艾滋病治疗中常用的两种药物组合也很有希望,并且已经在患者身上做了尝试。此外还有一些其它已获批药物正在尝试用于新冠病毒的治疗。
在新疾病发生之前,关于药品和疫苗研发方面,只有这么多的准备工作可做。只有在爆发期间才能测试药物或疫苗的效果。人们对于寻找新冠病毒治疗药物的急迫是可以理解的。这些努力已经在埃博拉疫情中被证明有效。人们愿意将疫苗和药物用于致死率为 70% 的疾病,就像埃博拉一样。但对于致死率 2%(或更少)的疾病,风险获益的计算方法是不同的。如果仓促做出决定导致产品并非完全安全,则可能会使人们失去对疫苗的信念,这样的话对全球卫生体系的长远危害则可能会与人们目前最担心的新冠病毒的危害相当。
编译:识林-椒
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