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2020年5月4日星期一

经济学人:选项甚多,时间太少,全世界能快速找到好的新冠疫苗吗?


  

2013年爆发的埃博拉疫情是世界上有史以来规模最大的一次;三年来,在几内亚、利比里亚和塞拉利昂,埃博拉疫情造成11000多人死亡。它还见证了首次人类对该疾病的疫苗试验。  

20世纪90年代末,加拿大科学家为了了解埃博拉病毒的工作原理,将其部分基因植入一种通常无害的病毒的基因组中,并将其注射到小鼠体内。这些小鼠并没有像科学家们所预料的那样生病,反而对埃博拉病毒产生了免疫力。到了2005年,这一偶然的发现已经成为一种可以给人类注射的疫苗,但没有埃博拉疫情需要它。  

2014年,随着西非埃博拉疫情的爆发速度加快,英国医疗研究的资助者,惠康基金会(the Wellcome Trust)将该疫苗投入到英国、肯尼亚、美国和其他地方的健康志愿者的早期安全试验中,也被称为I期试验。到了2015年年年中,它的疗效在几内亚的III期试验中得到了检验,并在几内亚宣布成功。该疫苗 (vaccine—rvsv-zebov, Ervebo)现在已被批准在全球范围内使用。  

一种疫苗能像埃博拉疫苗Ervebo那样,在短短十个月内从I期试验到III期试验,在当时是闻所未闻的,这在当时是一个令人震惊的例子,说明了紧急情况和组织性的作用。现在如能再来一次重演,最好是以更快的节奏进行,这就是全世界共同的愿望。在4月中旬,每三天死于新冠病毒的人数比三年来西非埃博拉的死亡人数还要多。疫苗不仅能拯救生命,还能以它将以两种不同的相关方式改变大流行的过程。一是它将保护接种过疫苗的人不致生病;二是通过减少易感人群的数量,防止病毒的传播,从而保护未接种疫苗的人。  


1月10日,当引起新型肺的新冠病毒的基因序列被公布时,还没有任何现在的疫苗可以轻松地将病毒驱散。但是,最近科学的行动速度很快。有报告称,全世界大约有86种候选疫苗正在开发,这些候选疫苗采用了多种方法(见图)。其中3种已经开始了I期试验。其中一个由中国的一家生物公司,康希诺生物股份公司(CanSino Biologics)与媒体报道说是少将的陈薇主持的中国军事医学科学院一个单位合作,已被批准进行II期试验,旨在确定疫苗是否可以激发可能抵抗病毒的免疫反应。它正在武汉招募500名志愿者。  

  

这许多努力中的一个或更多的努力产生可用的疫苗似乎很有可能。兽医们多年来一直在使用疫苗来保护农场动物免受病毒感染。在大多数感染了新冠病毒的人中,免疫系统有相当有能力处理这种病毒,这就是为什么他们不会生病的原因。在那些感染者中,在大多数情况下,免疫系统最终会清除体内的病毒。人体的免疫系统如经过疫苗的警告,应该能够更好、更快地对付病毒。  

但仅有可用的疫苗是不够的。在全球范围内提供可用疫苗的工作也同样繁重。在夏季结束前,可能会有一种候选疫苗成为实用的疫苗,也许不止一种。但是,要证明它有多好用,找到它可能遇到的任何罕见问题,并为全世界制造出足够大的数量,仍然需要时间。梅林达-盖茨(Melinda Gates)和她的丈夫比尔·盖茨通过比尔及梅琳达·盖茨基金会(the Bill and Melinda Gates Foundation)在疫苗上花费了数百亿美元(原文如此,译者注),她曾表示,让新冠疫苗准备好并分发可能需要18个月的时间。  

就人类福利而言,关键的是让这一时间尽可能安全地缩短。不过,在声望和政治方面,谁来做这件事也很重要。生产出有效新冠疫苗,对研究人员、公司和国家来说,将是一个巨大的荣誉。如果是中国人,很有可能是中国人,那么这项研发将被视为中国科学和中国体制的胜利;比较而言,其他国家也会有类似的情况。  

成功团队可能不仅仅是声望方面的问题。对一种能够为全人类提供可靠、安全保护的疫苗的需求将是巨大的。目前全球每年生产超过50亿剂疫苗,其中大约15亿剂是季节性流感疫苗。一些公司和政府在开发新冠疫苗之前就已经开始增加产能。但在不知道哪种疫苗方式效果最好的情况下,能提前准备多少产能是有限制的。  

如果疫苗生产能力受到限制,疫苗接种的政治问题可能会变得很糟糕。最有利于世界的方式使用有限的疫苗产品的最佳策略可能是将疫苗用于特定风险人群。但是,一个在疫苗生产方面处于领先地位的国家可能更愿意将其有限的疫苗产品用于普及本国公民的疫苗接种,从而为自己争取到细微的优势,但代价是给世界带来更广泛的损失。正如一个非政府组织,流行病防备创新联盟(the Coalition for Epidemic Preparedness Innovations,CEPI)的负责人理查德·哈切特(Richard Hatchett)所说的那样,“各国正处于现实世界的囚徒困境”。(囚徒困境 [prisoner's dilemma] 是指两个被捕的囚徒之间的一种特殊博弈,说明为什么甚至在合作对双方都有利时,保持合作也是困难的。 译者注)  

X-抗原  

每一种疫苗的核心是抗原,所谓的抗原,是因为它能激发人体产生抗体和其他免疫反应。当一个被病毒感染的细胞被迫制造病毒蛋白时,它就会把这些蛋白的一部分作为抗原显示在细胞表面,像小旗子一样挥舞着,吸引免疫系统的注意。  

这并不是抗原引起系统注意的唯一方式。它的一些细胞会吞噬病毒颗粒,或者只是吞噬病毒的一部分,而不会被感染,并将其加工成抗原。当这些抗原反过来呈现给其他免疫细胞时,抗体的产生就开始了。  

抗体是一种蛋白质,无论它们在哪里找到抗原,都会粘附在抗原上。这样做,它们可以防止病毒颗粒感染其他细胞,并将其标记出来进行破坏。以这种方式建立起对以前未曾接触过的病毒抗原的全面免疫反应需要时间。新冠肺炎患者通常要到出现症状的第二周才开始产生抗体。  

在基因工程出现之前,医生有三种方法让免疫系统熟悉它需要了解的病毒抗原。他们可以给它提供一种病毒或相关病毒的菌株,该菌株能够感染细胞,但已经以某种方式阻碍以免引起疾病-称为减毒活疫苗。这是许多比较常见的疫苗,如麻疹、流行性腮腺炎和风疹等疫苗所采用的方法。另外,他们还可以用一种已被灭活的病毒给它注射,这样就不会引起感染。这就是索尔克脊髓灰质炎疫苗(小儿麻痹症疫苗)的研发路径,也是季节性流感疫苗接种的技术。最后,他们可以将抗原本身输送给它,抗原是从被感染者的血液中采集的,这是最初用于制造乙型肝炎疫苗的方法。  

目前正在研究其中的两种方法用于抵抗新冠病毒。美国生物技术公司Codagenix公司正在与印度血清研究所合作开发一种活疫苗,其中新冠病毒基因组被“优化”(deoptimised)的活疫苗。总部位于北京的北京科兴生物制品有限公司(Sinovac Biotech)正在走灭活疫苗路线。在2003年的非典暴发期间,科兴生物创造了一种抗冠状病毒的疫苗(responsible—sars-cov),该疫苗与新冠病毒使用灭活病毒颗粒密切相关。在疫情还未结束之前,该疫苗就通过了I期试验。现在,科兴生物正在采取同样的方法来研究新冠疫苗。  

在过去的几十年里,基因工程大大增加了可能的疫苗范围。例如,现在使用的乙肝疫苗,不再是由从血液中提取的抗原组成;它是通过在细胞培养物中加入形成病毒外衣的蛋白质的基因,从而产生纯蛋白形式的抗原。许多团队都在研究由这种方式生产的单一蛋白块组成的新冠疫苗,其中包括中国生物技术公司三叶草生物制药(Clover Biopharmaceuticals)、美国生物技术公司Novavax、法国最大的疫苗公司Sanofi Pasteur、昆士兰大学和美国军队。这些努力大部分都是针对病毒外层的显眼的棘突蛋白。  

  

看,没有蛋白质!  

也有可能通过将相关基因植入另一种无害的病毒中,将产生的抗原转移到病人体内,有时是一种可以在体内自我繁殖的病毒,有时是一种不能在体内繁殖的病毒。这种所谓披着羊皮的狼的方法是埃博拉疫苗“rvvs-zebov”的工作原理,也是一些兽用疫苗的工作原理,但目前还没有在人类中广泛使用。  

据报道,已经进入II期试验的康希诺生物股份公司的新冠疫苗就是这种类型的“重组载体”疫苗,一种经过工程改造以表达棘突蛋白的腺病毒。使用这种方法的其他团体包括德国感染研究中心(the German Centre for Infection Research)、巴斯德研究所(the Institut Pasteur,)、制药公司强生公司和牛津大学等。  

通过基因工程生产的疫苗中,最新颖的是核酸疫苗。这里的想法很简单,就是将感兴趣的抗原的基因以DNA或RNA的形式引入人体,而RNA是一种相关的分子,许多病毒都将其作为储存基因的媒介。人体的细胞会制造出疫苗所描述的抗原,从而产生免疫反应。目前已经有两个这样的疫苗处于I期试验阶段:分别由中国和美国的生物技术公司,北京艾棣维欣生物技术有限公司和Inovio Pharmaceuticals公司开发的DNA疫苗;以及美国生物技术公司Moderna公司与美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)合作的RNA疫苗。其他一些公司也不甘落后。  

核酸疫苗的倡导者认为,核酸疫苗具有各种优势。它们的生产完全独立于病毒,甚至是细胞,使得污染的可能性很小,原则上应该很容易扩大规模。去年,流行病防范创新联盟(The Coalition for Epidemic Preparedness Innovations,CEPI)资助了德国生物技术公司CureVac,开发了一种“RNA打印机”(rna printer),可以简单地生产出这种疫苗。如果这样的生产技术能够成功,就有可能比其他疫苗生产技术更快地扩大规模。这可能是一件非常大的事情。  

挑战或灾难  

问题是,世界上任何地方都还没有RNA或DNA疫苗被许可用于人类。动物研究表明,可能存在一些东西,但牛津大学詹纳研究所(Oxford University’s Jenner Institute)的负责人阿德里安-希尔(Adrian Hill)说,把它们描述为疫苗就像说你有一辆车,却不能说它是否能动弹。虽然实验性的DNA疫苗已经在人类中产生了免疫反应,但根据风疹疫苗的开发者宾夕法尼亚大学的斯坦利-普洛特金(Stanley Plotkin)的说法,,RNA疫苗还没有走到那一步。“我们将不得不看看它是否有效,”美国生物技术公司Regeneron的高级传染病科学家克里斯托斯-凯拉索斯(Christos Kyratsous)说。  

疫苗的类型并不是试验要考虑的唯一变量。剂量也很重要,有些疫苗需要多次注射。还有一些需要佐剂,即化学辅因子,可以增强疫苗对免疫系统的作用。正确的佐剂可以发挥巨大的作用,但其原因并不总是很清楚。  

事实上,尽管疫苗制造商现在已经掌握了所有的分子技术,但免疫系统的许多工作原理仍然是神秘的。例如,用于预防结核病的BCG疫苗,似乎对免疫系统的刺激作用远远超过了结核病。这就是为什么有四个国家正在进行BCG疫苗对抗新冠病毒的试验,尽管没有添加任何特定的新抗原。  

分清疗效和剂量是需要进行试验的原因之一。安全性也是如此。新冠疫苗的一个特别的安全问题是“抗体依赖性增强”。在某些疾病中,在某些情况下,抗体会使病毒感染的危害性更大。最近在一些接种了赛诺菲(Sanofi)公司生产的登革热疫苗“cyd-tdv”人身上显示了这种效果。在2000年代初尝试开发沙氏杆菌疫苗的过程中,一些实验室看到试验疫苗显然提高了病原体进入细胞的能力。“每个人都意识到了这一点,”普洛特金博士说。“有些人认为是真的,有些人认为不是真的。” 正如希尔博士所说,“始终存在将会是很困难的风险。”  

从安全性到疗效,普洛特金博士认为,研究人员应该考虑用“挑战”试验来加快进度。挑战性试验不是像正常的试验那样,先给很多人接种疫苗,然后看有多少人在自然过程中生病,而是故意让接种过疫苗的志愿者接触病毒。这类试验的伦理后果令人不安,但2017年由美国国际开发署(NIAID)召集的一个专家委员会发现,在研究可能导致流产的寨卡病毒(Zika)时,挑战试验在某些条件下可能是合理的。哈佛大学的一组科学家最近建议对新冠病毒进行同样的试验,如果志愿者年轻健康,信息充分,能够随时退出,并保证得到良好的护理。普洛特金博士说,一个小型的挑战试验,可以在几周内产生与更大规模的现场试验相媲美的结果。  

无论选择什么样的试验,许多试验似乎都有可能进行。这很适合赛诺菲公司的老板保罗-哈德森(Paul Hudson)。他认为,世界上需要替代新冠苗的试验方法,不仅要涵盖所有生物学基础,而且“因为制造能力是个问题”。  

制造疫苗比制造普通的药要复杂得多。使用全病毒的疫苗必须以某种高度标准化的方式将其生长出来,并进行严格的纯化。而那些只使用蛋白质的疫苗则需要其他形式的超滤和纯化,以确保只有所需的抗原才能进入患者体内。每一步都要做几十项质量检查;这些检查可能加起来要花费一半以上的生产时间。  

不会再上当了  

因为疫苗制造的利润很低,没有多少西方公司觉得这样的能力值得拥有。制药行业几乎所有的疫苗生产技术都集中在四家公司:葛兰素史克、强生、辉瑞和赛诺菲。而这四家公司普遍对开发新冠疫苗持谨慎态度,更重要的是,开发出的疫苗用于治疗随后消失的疾病,利润更低。“看看优秀的寨卡疫苗,一旦证明美国不会被病毒冲击,会发生什么事情。看看2009年的大流感疫苗。”1994年出版的《即将到来的瘟疫》(The Coming Plague)一书的作者劳里·加勒特(Laurie Garrett)说。十年前,在H1N1流感大流行消退后,美国和欧洲各国政府纷纷取消了承诺的合同,却让制药公司背上了数亿美元研发费用的大包袱。尽管如此,这四家公司都在为新冠疫苗的研发贡献力量。在一次不寻常的合作中,葛兰素史克公司正在为为赛诺菲的蛋白质亚基计划提供了特别有希望的佐剂。  

理论上,使用传统方法生产新冠病毒疫苗,这四家大公司以及一些为南半球市场生产疫苗的中国和印度公司可以迅速扩大生产规模。但这样做可能意味着常规疫苗的生产量会减少,因为正如强生公司的总经理保罗·斯托菲尔斯(Paul Stoffels)所证实的那样,“没有过剩的产能”。事实上,世界卫生组织报告说,黄热病和麻疹疫苗已经不存在短缺。流感疫苗接种的季节性意味着这些生产设施在一年中的某些时候都有剩余产能。但赛诺菲公司认为,在削减流感疫苗生产之前,最多只能每年生产6亿剂新冠病毒疫苗。如果新疫苗需要大量的抗原,这个数字可能会降到1亿剂。  

齐心协力  

这意味着,政府、慈善机构和其他潜在的疫苗购买者并不只是需要想方设法向疫苗行业保证他们会为其生产的东西买单。根据比尔-盖茨的说法,在疫苗试验得出结论性的结果之前,他们需要花费数十亿美元为半数以上的领先疫苗候选者建造生产工厂。盖茨先生承认,这些数十亿美元中的一些“将被浪费掉”,而数十亿美元在全球公共卫生领域非常重要。不过,与损失的数万亿美元的经济产出比较起来,在疫苗生产能力上的支出不过是九牛一毛。  

各国政府尚未以这种方式协调其应对措施。行业内的一些企业正在单打独斗。印度血清研究所是世界上最大的贫困国家的疫苗生产企业之一,它说,它已经准备好了参与到这一行动中来。它估计,要应对新冠病毒,需要建设一个成本约为1.5亿欧元(约合1.64亿美元)的大宗生产和灌装厂。斯托菲尔斯先生说,强生公司已承诺投入10亿美元,以 “非常、非常大的扩大生产规模”。他补充说,它将在“不以盈利为目的”的基础上销售其疫苗。哈德森先生还承诺,赛诺菲公司将“不以盈利为动机”扩大规模。  

尽管做出了这样的努力,但是,疫苗的生产能力不会像需要疫苗的人群那样广泛分布,这引发了哈德森博士关于“囚徒困境”的担忧。为了试图确保采取最佳的疫苗分发战略,他和GAVI(一个支持全球疫苗接种工作的公私合作组织)的塞思·伯克利(Seth Berkley)一直在敦促G20试图就疫苗生产达成某种共识,然后资助它。G20国集团反过来又请一个人来制订一个计划,以公平分配与新冠病毒战斗所需的物资。这将是更广泛的计划的一部分,该计划的细节尚未公布,将由葛兰素史克的前负责人领导。  

哈切特博士说,不确定哪种疫苗将真正起作用,为合作提供了动力。每个人都将从中受益。他补充说:“当我们越来越确定哪种疫苗会获胜时,这种优势可能会消失,国家利益可能会开始体现出来,”他说。疫苗接种的科学很可能为人类提供了一个可行的出路,使陷入困境人类摆脱新冠病毒大流行病。政治仍可能看到一些人在急于脱身的过程中被踩在脚下。  

来源:经济学人  

编译 文婉秋)    

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