战胜新冠疫情的一线希望:加快疫苗开发

March 17, 2021 作者Vincenza Pironti(阅读时间:6分钟)

疫苗开发过程漫长,费用高昂,损耗率高,而且为了让人人都能接种到获得许可的疫苗,候选疫苗需要多次迭代。大流行病和流行病疫苗的开发是有风险的,由于病毒的新颖性,某些未知因素会干扰疫苗项目。例如寨卡疫情——在疫苗完全开发之前,有些流行病可能会逐渐减弱。疫苗是否能获批、何时获批以及是否仍有大量需求,这些问题都存在一定的不确定性。如果疫苗生产企业按照大流行病规模大量生产疫苗,而后疫苗因大流行病减弱而闲置,疫苗生产企业的资金链会受到重创。

从漫长昂贵的开发过程到例如新冠病毒等全新病毒的出现,这些因素使得制药行业的抗疫工作特别具有挑战性。幸运的是,尽管现实如此,新冠疫情极其严重,在许多有识之士和敏锐监管机构的推动下以及尖端技术的支持下,第一批新冠疫苗已经上市。走出疫情之路仍然漫长,但制药行业正以奇迹般的速度开发和分发新冠疫苗。

以下是新冠疫情发展及新冠疫苗开发的简要进展情况,方便您了解制药行业和监管机构对疫情的应对速度:

对这一全球大流行病的快速应对生动诠释了创新、国营与民营企业合作的力量。自 WHO 将新冠肺炎定性为大流行病之日起,制药公司和监管机构仅用不到一年的时间就让疫苗获批并为分发做好了准备;而往常疫苗开发需要五到十年,其中还不包括生产和分发的时间。

虽然如“曲速行动”等众多公私企业合作计划加快了新冠疫苗的推广应用,但为这些计划加油助力的是疫苗开发工作。“疫苗开发工作 错综复杂,成本高昂,风险极大”——大多数“候选疫苗未能顺利通过临床前研究和 I 期开发阶段。”而在向监管机构提交疫苗上市许可申请前,粗略估计的疫苗开发成本就已超过 5 亿美元。从确定医疗需求、需求量和技术可行性,直到成功完成 III 期临床试验,在准备申报之前,疫苗开发需要投入很多时间和资源,并且风险极大。

疫苗必备的特质

新冠疫情改变了生活的许多方面,而且这种改变可能会持续很长一段时间,无论是大型制药公司还是小型制药公司都应重新评估疫苗开发策略。虽然策略必须改变,但每款疫苗都应该满足下列基本要求

  • 安全性:尽管在应对大流行病时,时间是至关重要的,但与其他药物一样,疫苗必须经过临床试验,并通过科研机构和监管机构严格开展的安全性评估。
  • 有效性:虽然这话可能多余,但疫苗必须能够在疫情暴发期间防止传染病造成严重损害。
  • 持久的免疫应答:与疫苗有效性类似,疫苗应为接种者提供持久免疫。
  • 方便接种:美国人口最多的年龄段(35 至 44 岁)共有 4,500 多万人。如果这个年龄段的每个人都接种新冠疫苗,接种剂次将超过 9,000 万——大多数新冠疫苗需要接种两剂。由于需要接种疫苗的人数众多,而疫苗接种医务人员数量有限,因此疫苗必须方便接种。
  • 方便分发:当疫苗准备出厂时,必须做到方便分发。全球疫苗分发十分复杂,分发机构必须平衡监管要求、库存管理和受控温度,并具备适当的分发专业知识,才能有效管理整个分发流程,同时方便最终用户。
  • 供应充裕:为了有效抗击全球大流行病,相应疫苗必须在全球范围内有货。
  • 经济成本低:许多国家向公民免费提供新冠疫苗,具体情况取决于各国的医保制度。例如在美国,纳税人可享受免费的新冠疫苗。然而,与其他药物一样,接种疫苗仍然需要花钱。虽然像美国这样的国家有充足的预算可用于从疫苗生产企业处购买大量疫苗,但对于财政支出预算不足的其他国家来说,疫苗本身的成本仍然需要降低。
  • 减少操作:疫苗的生产方式应限制对佐剂、稀释剂的需求,并尽量减少疫苗接种医务人员的操作。

虽然一款成功的疫苗必须具备上述特质,但要切实做到却较为困难。如前所述,传统疫苗开发周期大约为十年而且方法复杂,大多数候选疫苗在最初的开发阶段就已被淘汰。这就提出了一个问题——疫苗开发者如何在短短一年内让多款疫苗获批?

大流行病期间的疫苗开发平台改造

就疫苗开发而言,开发者可以使用两种方法或平台:传统平台或新一代平台。两种平台在生产和最终产品方面都各有优劣。

传统疫苗平台

目前获得许可的大多数人用疫苗的开发或 基于病毒或基于蛋白质。“基于病毒开发的疫苗由不再具有传染性的灭活病毒或减毒活病毒组成……基于蛋白质开发的疫苗由从病毒或受病毒感染的细胞中纯化的蛋白质、重组蛋白或病毒样颗粒组成。”

传统疫苗平台是久经考验的疫苗开发方法,市场上已有。它们拥有海量可靠的历史数据,其中许多平台的处方相对简单。尽管传统疫苗平台为人们所熟悉,并且具有这些优点,但也存在一些缺点。例如,传统疫苗平台需要有专门的生物安全监测设施,并且必须通过研究来证明病毒不会恢复毒力。

传统的疫苗开发平台当然有其用武之地。从天花到脊髓灰质炎,许多疫苗都是使用传统平台开发的,而且许多疾病/病毒已被消灭。然而,传统疫苗平台也有其局限性,应对大流行病时不适合用于快速开发疫苗。

新一代疫苗平台

不同于传统平台,新一代疫苗平台能够只使用基因序列信息进行开发。基于 DNA 的平台和基于 RNA 的平台只需在实验室合成,无需培养或发酵,因而无需使用专门的生物安全设施,因为不用处理传染性物质。这样大大加快了疫苗开发,正是出于这个原因,大多数新冠疫苗临床试验使用新一代平台。此外,病毒载体疫苗具有高水平的蛋白质表达和长期稳定性,能够诱导强烈的免疫应答。

尽管新一代疫苗平台适合在大流行病期间使用,但也面临一定的挑战。RNA 较为敏感,需要谨慎保存。保存 RNA 需要用到脂质纳米颗粒,大大增加了疫苗开发的复杂性。此外,基于 RNA 的平台室温稳定性较差,因此在零度以下储存和低温供应链尤为重要——储存温度大多需要达到 -70℃。此外,基于 DNA 开发的疫苗可能需要使用专门的医疗器械来接种。

尽管使用新一代疫苗平台会面临诸多挑战,但其更加精简的工艺和方法正是开发者快速开发新冠疫苗所需要的。如果开发者采用传统平台,那么十年内疫苗都无法大规模应用。因此,即使新一代平台存在缺点并且复杂性提高了,但是也更有使用价值。

深度观察:新冠疫情对疫苗开发的影响

就大流行病期间的疫苗开发而言,疫苗平台等方面属于需要考虑的关键问题,然而还有许多其他复杂的关键问题需要考虑。整个疫苗开发策略正在改变,制药公司和科研人员正在不懈努力,加快提供可拯救生命的疫苗,同时确保疫苗的质量、安全性和有效性。

进一步了解新冠疫情对疫苗开发的影响以及专家的应对措施。