|
实际感染产生的抗体
在实际感染中,由于病毒碎片的数量非常多,并且覆盖了病毒的不同部分,因此病毒的所有“物理特征”都会毫无保留地暴露于淋巴细胞。这样筛选出的抗体可以“无死角”地与病毒的各个部分结合。
冠状病毒(左)的结构与红毛丹(右)有些相似。图片左中红色部分是冠状病毒用来侵入细胞的刺突蛋白。图片来源:联合国(左)、维基百科(右)
换句话说,新冠病毒的结构有点像红毛丹或鲜栗子,一种外皮有很多刺的水果。在即将康复的 COVID-19 患者中,抗体会紧紧包裹病毒,使其无法感染其他细胞。就好像在红毛丹外面涂了一层厚厚的泥,防止它扎手。
新型冠状病毒表面存在多种蛋白质,包括包膜蛋白(E)、膜蛋白(M)和刺突蛋白。刺突蛋白可以与人体细胞上的受体 ACE2 结合。图片来源:维基百科
疫苗接种产生的抗体
但如果你想让红毛丹不再刺痛你的手,你不一定需要粘贴整个水果。钝化它的刺也是解决问题的办法。
冠状病毒表面虽然有E、M、S等多种蛋白,但它只有一个刺突,就是能与人体细胞结合的刺突蛋白(即刺突蛋白或S蛋白)。虽然不同类型的冠状病毒有不同的刺突蛋白,但同一种冠状病毒上的每根“刺”实际上都是相同的。只要这些刺突蛋白被覆盖,即使病毒的其他部分仍然暴露,它们仍然无法进入细胞并造成麻烦。这就好比给红毛丹的每一根刺都套上一个笔帽,这样就不会刺痛你的手了。
抗体通过与病毒上的刺突蛋白结合来防止病毒侵入人体细胞。图片来源:自制
由于冠状病毒只携带一种刺突蛋白,因此疫苗刺激的抗体只要能够有效地与这种蛋白结合,就可以成功阻止病毒入侵人体。这也为疫苗研发创造了有利条件。目前中国和美国等国家正在研发的大多数新冠病毒疫苗本质上都是试图让人体产生针对刺突蛋白的抗体。
由于对COVID-19疫情的重视,中国政府在疫苗研发上采取了极其富有的“我都要”模式(唯一排除的是不适合安全性的减毒活疫苗路线)原因)。灭活疫苗、亚单位疫苗、腺病毒载体疫苗、核酸疫苗、流感病毒载体疫苗并行推进。在国家统一调度下,各条道路都取得了令人鼓舞的初步成果。
中国的疫苗研发战略采取多管齐下的模式。图片来源:中国经济网
其中,刚刚宣布完成二期临床试验的陈薇院士主导的腺病毒载体疫苗、正在美国进行一期临床试验的核酸疫苗、以及刚刚完成二期临床试验的流感病毒载体疫苗。即将投入临床试验的都是希望人体自身细胞能够表达新冠病毒的部分刺突蛋白,从而刺激人体同时产生细胞免疫和体液免疫。
亚单位疫苗在体外直接产生新冠病毒的刺突蛋白(或部分刺突蛋白),然后注射到体内,刺激机体产生体液免疫。这些技术路线都是试图让健康人产生能够与新冠病毒刺突蛋白结合的抗体,阻断新冠病毒刺突蛋白攻击人体ACE2受体的能力。
肯定有很多人想问,哪种疫苗更有效呢?
这个问题很难回答,因为mRNA疫苗、病毒载体疫苗、亚单位疫苗都可以同时诱导细胞免疫和体液免疫反应。其特异性反应谱特征和免疫原性,或者说所产生的免疫保护的强度,与所选择的抗原、载体、佐剂、免疫途径有关。这是一系列相对复杂的问题,而且并非所有一种类型的疫苗都是相同的。
目前,针对新冠病毒刺突蛋白的疫苗计划最大的担忧是其预防实际新冠病毒的能力。根本原因在于,新冠病毒上的刺突蛋白多以三聚体的形式出现,而通过疫苗产生的S蛋白多以单体的形式出现。针对后者产生的抗体能否与前者完美结合,还需要实验和时间来检验。
至于文章开头提到的新冠病毒灭活疫苗,则是完全不同的技术思路。
这种疫苗含有已被杀死(可能已被破坏)的真正冠状病毒。由于这款疫苗包含了新冠病毒的所有特征,因此它所激发的抗体应该最接近新冠肺炎康复患者的抗体。但其生产难度相对较大。需要选择有代表性、稳定的菌株。而且进入人体后,单次产生的免疫反应较弱,因此需要添加佐剂来增强免疫效果,需要多次注射。
另外,在安全性方面,虽然概率很低,但灭活疫苗存在一定风险,会导致抗体依赖性病毒增强(ADE,-)。根据目前的研究,主要原因是产生的抗体浓度较低或亲和力较弱。能够与病毒结合但不能完全中和病毒的抗体(一般来说,亲和力相对较弱的抗体)就像“间谍”一样,会将病毒“拉”进免疫细胞,导致病情意外恶化。
值得注意的是,尽管已经进行了大量研究,但这些风险的原因尚未完全了解。这些潜在的风险提醒我们,必须仔细审视每种疫苗研发的每一步,警惕可能出现的各种风险。
幸运的是,近日,科兴和中国医学科学院的一篇论文给大家带来了好消息。对猴子注射的COVID-19灭活疫苗取得了非常好的保护效果(参考文献1)。这说明灭活病毒疫苗的技术思路应该是可行的。
但笔者认为,以目前的疫苗研发技术水平和功效评价能力,无论哪一个方案最终在全国范围内实施,一定是因为国家确信它能为绝大多数人带来有效的保护。人口。
如果新冠病毒发生变异,目前研发的疫苗还有效吗?
近期,有关新冠病毒变异的消息层出不穷。有朋友可能会问,如果新冠病毒发生变异,已经接种的疫苗还有效吗?虽然这个问题的正确答案还需要时间来检验,但笔者对此持谨慎乐观的态度。
举个简单的例子,新型冠状病毒(SARS-CoV-2)和SARS病毒(SARS-CoV)的刺突蛋白有很大不同。但广东省近期的一项研究证实,很大一部分COVID-19患者的血清抗体也能与SARS病毒发生明显反应,具有一定的保护作用。
康复的 COVID-19 患者的血清抗体可以与 COVID-19、SARS 和中东呼吸综合征病毒 (MERS) 的刺突蛋白结合。但其保护作用逐渐减弱。图片来源:参考2
更令人惊讶的是,许多新冠病毒患者的血清抗体甚至可以与与新冠病毒有远亲关系的中东呼吸综合征病毒(MERS-CoV)发生反应(见上图)。
从这个结果来看,短时间内(两到三年)内发生的小规模突变应该不会对疫苗的保护作用产生太大的负面影响。但如果新冠病毒疫情演变成流感,疫苗研发机构很可能需要做好长期斗争和持续改进的准备。
最后,笔者衷心希望中国能够率先启动全民疫苗接种,全球疫情能够尽快得到有效控制。
参考:
高强,等人。 “SARS-CoV-2 的快速检测。”(2020)。Ju, Bin, et al. “人类感染 SARS-CoV-2。”(2020 年)。 |
|