與時間賽跑！國內外企業／機構新冠病毒疫苗研發紀實

　　過去5年間，全世界經歷了多次病毒疫情的突然爆發，包括非洲埃博拉病毒疫情，美洲寨卡病毒疫情，中東呼吸綜合征疫情和此次新型冠狀病毒疫情。

　　與過歷次疫情不同的是，借助先進的技術手段，此次疫情中我國研究團隊得以快速分離出病毒并獲得了新型冠狀病毒的基因序列信息。1月12日，世界衛生組織宣布已收到中國分享的從武漢不明原因病毒性肺炎病例中分離到的新型冠狀病毒基因序列信息。

　　自此，全世界多個國家與地區的研究機構和相關企業都宣布了疫苗開發計劃，一場疫苗vs病毒的競速行動正式啟動。

疫苗開發周期極大縮短

　　根據來自于Our World in Data數據顯示，1880到2016年獲批上市的疫苗中，用時最短的也需要10年時間，時間長的甚至超百年以上。

　　然而隨著以基因測序為代表的新型疫苗研發技術的出現及發展，疫苗上市速度逐漸加快。

　　隨著80年代對病毒基因序列的了解使得病毒樣顆粒（VLP）得以合成，1986年默沙東上市了第一個基因重組VLP疫苗RECOMBIVAXHB（乙肝疫苗）；21 世紀初出現了多價 VLP，包括2006年默沙東上市的4價HPV疫苗；測序技術的成熟使得反向疫苗學出現， 21 世紀初通過反向疫苗學發現保護性抗原的疫苗，2014年諾華公司上市了首支用反向疫苗學制備的B型腦膜炎疫苗Bexsero；目前結構免疫學技術的日益成熟，疫苗的開發會變得更為快速精準。

　　面對突如其來的新型冠狀病毒感染的肺炎疫情，人們對疫苗研發的期望越來越高。據統計目前國內外已經有超過30家各類企業和機構正式或非正式的宣布參與到新型冠狀病毒疫苗的研發中（下文為不完全統計，歡迎補充）。

國外企業和機構進展

　　Inovio——DNA疫苗

　　1月23日，Inovio Pharmaceuticals宣布，流行病防范創新聯盟（CEPI）已經向公司提供了900萬美金，用于開發一種針對新型冠狀病毒（2019-nCoV）毒株的疫苗。這種疫苗代號為INO-4800。

　　據了解，該疫苗的研發主要依賴于Inovio公司旗下DNA藥物平臺。DNA疫苗是一種將外源性抗原基因插入含真核表達系統質粒中，再將質粒導入體內，讓其在宿主細胞中表達抗原蛋白，誘導免疫應答從而刺激自體免疫，最終達到預防疾病效果的新型疫苗。而Inovio自主ZL的新型質粒載體和遞送技術已經在臨床上被證明可以使DNA藥物直接進入體內細胞，產生強大的免疫反應。Inovio公司總裁兼首席執行官J. Joseph Kim博士表示，“公司的DNA藥物平臺是對抗新型流行病的最佳現代技術。”此前Inovio還曾參與到另一種冠狀病毒，MERS病毒疫苗的研發中，并取得了積極結果。

　　根據英國廣播公司（BBC）報道，在收到由中國分享的病毒基因序列后，Inovio在三個小時內就完成了疫苗設計。Inovio 公司研發高級副總裁 Kate Broderick接受BBC采訪時表示，在完成疫苗設計后，疫苗的質粒DNA被轉入細菌中，用培養瓶和高通量平行發酵罐來進行生產，之后純化DNA，就可以得到用于后續驗證試驗的疫苗樣品。

　　生產過程中，Inovio公司采用了Eppendorf 公司 DASGIP Bioblock 平行發酵罐用于培養轉染質粒DNA的細菌以表達制備疫苗。

　　Eppendorf 公司的DASGIP平行發酵罐一套系統可控制多達16臺罐體，工作體積250 mL-3.8L。利用內置的DoE軟件，可快速進行基于QbD理論的藥物開發和篩選。玻璃罐體和一次性罐體均可選擇，減少周轉時間，提高設備使用率，加速工藝表征。DASGIP作為敏捷高效的研發工具，極大地縮短了疫苗研發過程的時間，同時降低了研發成本。

　　1月30日，Inovio公司宣布與國內企業艾棣維欣達成合作協議，共同推進INO-4800在中國的研發工作。Inovio表示，公司已經開始了INO-4800的臨床前測試和臨床產品生產的準備工作。此次合作的目的在于，兩家公司將同時在中國和美國平行開展INO-4800的I期臨床研究，并一起吸引更多資金與合作。根據挖貝網介紹，目前這一合作效果明顯，已經有康泰生物和鵬鷂環保與艾棣維欣達成合作協議，分別從技術與投資層面進行助力。

　　Moderna-RNA疫苗

　　Moderna是此次疫苗競速中另一家受到CEPI青睞的公司。1月23日，Moderna宣布與CEPI達成有關開發新型冠狀病毒mRNA疫苗的新合作。根據合作內容，Moderna將負責mRNA疫苗的生產，而國家衛生研究所（NIH）旗下國家過敏和傳染病研究所（NIAID）的疫苗研發中心（VRC）將協助Moderna進行疫苗設計，而HIAID將在美國進行促IND研究和I期臨床研究。

　　mRNA疫苗的原理與DNA疫苗類似，就是通過將mRNA遞送至體內，讓其在宿主細胞中表達抗原蛋白，誘導免疫應答從而刺激自體免疫。由于不會整合進靶細胞基因組，mRNA具有更高的安全性。然而mRNA疫苗一直面臨穩定性、抗原表達等問題。近年來，包括Moderna在內的mRNA疫苗技術平臺通過修飾與遞送技術的創新，在mRNA疫苗免疫原性及藥效方面取得重要突破。

△在一個給定的模式中，不同的在研候選藥物的基本組成通常是相同的（例如上圖所示的5'和3‘非編碼區）唯一不同的是編碼區。通過對編碼區的操作，Moderna賦予了mRNA藥物如同“軟件”般的特性，平臺的靈活性在疫苗研發中節省了大量時間。

　　2月6日，在一次與DeepTech的訪談中，Moderna表示，“批準疫苗的最短時間為6個月，最長可達10年……如果是公共衛生事件，速度可能會更快。”2月10日，Moderna宣布完成候選疫苗的臨床批次生產，研發代碼mRNA-1273。從1月13日確定mRNA疫苗的序列，到2月7日完成臨床樣品的生產僅用25天時間。mRNA-1273編碼新型冠狀病毒的Spike(S) 蛋白，目前正處于分析測試階段，之后將用于在美國開展的一期臨床。

　　CureVac-mRNA疫苗

　　1月31日，CureVac AG宣布與CEPI達成合作，開發一種針對新型冠狀病毒的疫苗。根據協議內容，此次合作的目的是盡快將候選疫苗推進到臨床試驗階段。本次合作將以CureVac和CEPI現有的合作關系（開發一個快速響應的疫苗平臺）與額外830萬美元初始資金為基礎，加速疫苗的開發、生產和臨床。

　　與Moderna類似，CureVac同樣專注于mRNA疫苗的研發。根據公司介紹，CureVac的mRNA技術平臺特點在于，通過對自然序列的大量分析，公司內部擁有一個內容豐富的核酸序列庫，能夠以最佳的方式組合各種mRNA片段，滿足治療需求而不用依賴于額外的化學修飾。

△兩端為定制化5’和3’UTRs，可以影響穩定性和轉錄效率，中間對閱讀窗進行優化可以控制蛋白質表達。

　　此外每個CureVac產品都是一個定制化分子。具體而言公司定制了5 '和3 '未翻譯區和開放閱讀框，以確保mRNA序列的翻譯在體內產生理想水平的蛋白質。CureVac定制化mRNA分子可以被看做一個針對不同適應癥優化的整體打包產品。

　　生產方面，CureVac正在開發一種便攜式mRNA“打印”設備。該設備可以每兩周生產大于或等于1克的產品。對此，CureVac首席技術官表示，“CureVac的技術和mRNA平臺十分適合應對這類病毒快速爆發事件。”

　　目前，CureVac公司尚未公布新型冠狀病毒疫苗的研發編號。

　　The University of Queensland-分子鉗

　　在CEPI圍繞加速新型冠狀病毒疫苗研發所達成的四項協議中，昆士蘭大學是唯一一家非企業機構。1月16日，昆士蘭大學宣布獲得了來自CEPI價值1470萬美元的資助用以開發一種新疫苗快速反應技術。1月24日，昆士蘭大學宣布CEPI已經要求學校利用該技術進行新型冠狀病毒疫苗的研發。

　　昆士蘭大學所使用的技術被稱為“分子鉗”。分子鉗是一種用于維持疫苗中蛋白質形態的多肽。病毒表面的膜融合蛋白為免疫反應提供了一個理想的靶點，然而在利用重組技術去除或制造這些蛋白質時，它們就會失去其形態，成為所謂的融合后形態。而分子鉗技術則可以“鉗住”這些蛋白并使其保持穩定，讓免疫系統更容易將其識別為正確抗原。分子鉗和病毒蛋白結合所形成的嵌合多肽可以被提純并用于疫苗的快速制備。

△針對多種病毒的分子鉗示例

　　據了解，試驗已經證明了分子鉗技術可以穩定麻疹、HIV、流感、埃博拉和人類呼吸道合胞體病毒的表面膜融合蛋白。

　　1月22日，昆士蘭大學研究團隊在接受新華社采訪時表示已經獲得了新型冠狀病毒基因序列。昆士蘭大學化學與分子生物學院長Paul Young表示，“研究小組希望在六個月內研制出疫苗。”

　　GSK-疫苗佐劑

　　2月3日，GSK（葛蘭素史克）宣布與CEPI達成協議強化對新型冠狀病毒疫苗研發工作的支持。而GSK提供的佐劑系統將是對上文中CEPI已達成的4項疫苗研發合作的有力支持。

　　根據一篇2012年發表于Expert Review of Vaccines上，題為“Development and evaluation of AS03, an Adjuvant System containing a-tocopherol and squalene in an oil-in-water emulsion”的文章，AS03是一種由DL-α-生育酚、鯊烯和聚山梨酯80組成的水包油乳劑。研究顯示，AS03的免疫應答增效，尤其是長效抗體水平的維持，可能與AS03對CD4+ 細胞應答的誘導作用有關。

△（1）AS03需要在注射部位與抗原同時存在。（2）AS03誘發瞬態NF-κB，細胞因子和趨化因子反應，并募集和增加先天免疫細胞從血液到注射部位。（3）單核細胞大體上被激活抗原呈遞細胞。（4）攜帶抗原的活化抗原呈遞細胞遷移至引流淋巴結。（5）AS03增強了先天免疫細胞在局部引流淋巴結的募集。（6）抗原呈遞細胞激活naive CD4+ 細胞。活化的CD4+ T細胞與抗原特異性B細胞產生相互作用，誘導大量的記憶B細胞和分泌抗體的漿細胞。

　　AS03佐劑此前已經被用于GSK旗下的H1N1流感疫苗（Pandemic）和H5N1流感疫苗（the new Q-pan）中。

△AS03佐劑結構

　　GSK表示，在疫苗中添加佐劑可以達到增強免疫應答、延長免疫時間的效果。在傳染病流行的情況下，佐劑的作用更加突出，因為其可以減少每只疫苗所需要的抗原量，從提升疫苗產量惠及更多人。

　　CSIRO-支持CEPI疫苗快速響應計劃

　　1月31日，澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）表示，CEPI已經與其取得聯系，尋求其對新型冠狀病毒的流行病學特點進行研究，以幫助新疫苗的研發。

△AAHL的研究人員正在為接收新型冠狀病毒毒株做準備

　　病毒特征研究是疫苗研發的關鍵步驟。根據CSIRO聲明，該組織擁有一所名為澳大利亞動物健康實驗室（AAHL）的P4級別的實驗室可供高危病毒研究。此外，該實驗室還將被用于支持CEPI合作伙伴昆士蘭大學新型冠狀病毒疫苗測試工作。據報道，CSIRO已經獲得了新型冠狀病毒毒株，預計在6周內展開疫苗動物試驗。

　　自此，由CEPI牽頭，包含4家疫苗制造企業，1所高校疫苗研究機構和1家政府科研機構共同組成了新型冠狀病毒疫苗研發團體，也代表著CEPI疫苗快速響應平臺的有效運行。

　　Novavax-納米顆粒疫苗

　　援引BioWorld1月21日報道，Novavax已經啟動了新型冠狀病毒疫苗的研發工作。

　　Novavax的疫苗開發工作將基于公司的重組蛋白納米顆粒疫苗技術與Matrix-M佐劑技術。根據公司官網介紹，20世紀70年代，Novavax從昆蟲（Spodoptera frugiperda）卵巢中分離出用于疫苗生產的細胞——Sf9昆蟲細胞。當被一種僅會感染昆蟲的細胞感染后，Sf9昆蟲細胞系可以永久存續。由于可以被設計用于攜帶一種或多種外援基因，桿狀桿菌被用于對Sf9細胞“編程（感染）”，從而生產所需要的折疊正確并具有生物活性的蛋白質。Novavax利用Sf9系統構建的重組蛋白納米顆粒，具有增強保護性的作用。

　　在接受WTOP電臺采訪時，Novavax研發部門負責人Gregory Glenn表示，公司曾在90天內開發出埃博拉疫苗。“90天從獲得序列到啟動臨床對于疫苗研發來說可謂光速。”“我們希望這次也能接近這個速度。”

　　不過截止目前，Novavax并沒有公開新型冠狀病毒候選疫苗的任何進展，管線信息中也尚未添加相應項目。

△Novavax研發管線

　　J&J-腺病毒載體疫苗

　　1月29日，強生（J&J）宣布將采用多種方式來應對新型冠狀病毒的爆發，其中就包括新疫苗開發。根據公告，強生將采用其子公司Janssen的AdVac和PER.C6ZL技術來快速放大候選疫苗的高質量生產。

△AdVac是一種腺病毒載體開發與生產技術。PER.C6則是一種高產高效的疫苗及單克隆抗體生產放大系統。互相配合，兩個系統可以快速研發并生產大量疫苗產品。

△AdVac作用模式

△AdVac產品平臺的運行流程

　　據了解，這些技術已經被用于Janssen正在研究的埃博拉疫苗開發和生產過程中。此外公司寨卡病毒、RSV病毒和艾滋病候選疫苗均使用到了以上技術。該平臺有能力將疫苗研發流程（測序-第一次人體給藥）縮短至12個月。

　　Vaxart-口服腺病毒載體疫苗

　　1月31日，Vaxart宣布啟動新型冠狀病毒的口服疫苗研發。公司表示，此次疫苗研發主要基于公司ZL口服疫苗技術平臺VAAST。

　　根據計劃，Vaxart將根據新型冠狀病毒基因遴選候選疫苗，并在臨床前模型中評估候選疫苗產生粘膜和全身免疫反應的能力，其中粘膜免疫反應尤為重要，因為冠狀病毒主要通過呼吸道感染。

　　關于其ZL技術平臺，Vaxart使用一種名為腺病毒5型(Ad5)的特殊病毒作為其技術平臺的一部分，幫助訓練人體免疫系統識別和擊敗入侵病原體。具體而言，Vaxart利用重組技術去除Ad5用于病毒復制的DNA，因此病毒無法復制自身。接著，以復制缺陷的Ad5病毒將作為載體，攜帶編碼抗原（特定致病性蛋白抗原編碼基因）和佐劑（TLR-3激動劑基因編碼），并將這兩個基因傳遞到小腸粘膜上皮細胞。當Ad5完成抗原和佐劑遞送后，基因表達并通過細胞生產免疫系統識別的疫苗抗原，同時佐劑也將有針對性的刺激免疫系統對疫苗抗原產生應答。由此，當新的感染中出現同樣抗原，免疫系統就會做出壓倒性的快速反應。

　　值得注意的是，Vaxart疫苗是以片劑形式制備，通過腸溶涂層，有效輸送到小腸保護活性成分不受胃酸環境影響。通過以小腸為靶點，疫苗可以參與到免疫系統的良性調節中，并產生廣泛的全身和粘膜免疫反應。

　　據了解，基于VAAST平臺，Vaxart已經進行了多項疫苗臨床試驗，證明口服片劑疫苗能在人體內產生強烈的粘膜反應。此外，Vaxart疫苗還在人體試驗中證明了對H1型流感的有效性，并在臨床前模型中證明了對基孔肯雅病、委內瑞拉馬腦炎和呼吸道合包病毒的有效性。

國內企業及機構進展

　　除了以上國外企業及科研機構外，國內針對新型冠狀病毒疫苗的研發一樣火熱。

　　2月4日，在國家衛生健康委新聞發布會上，科技部生物中心副主任孫燕榮介紹，疫情發生以來，科技部啟動了三批共計16個應急攻關項目，重點圍繞病毒溯源、藥物研發、疫苗研發、檢測試劑以及試驗動物模型等研究方向展開。截至到目前，各項工作都在有序的推進，前期的科研工作也取得了一定的進展。

　　援引解放日報·上觀新聞報道，2月7日，斯微（上海）生物科技有限公司首席執行官李航文表示，公司最近參與了科技部應急攻關項目，正與中國疾控中心病毒所、東方醫院合作，緊急開展新型冠狀病毒疫苗研發，截止發稿日已經完成了12個疫苗小樣的生產。樂觀估計最快于4月中旬進行臨床試驗。

　　2月9日，中國疫苗行業協會（CAV）微信公眾號發布消息稱，截止發稿日，已經有18家會員單位正在開展新型冠狀病毒疫苗的研制工作，科研人員們分別采用滅活疫苗、亞單位疫苗、病毒載體疫苗、核酸疫苗等不同技術路徑，進行攻關。

　　其中智飛生物已經通過其子公司智飛龍科馬與中國科學院微生物研究所于2020年1月29日簽訂了《合作意向框架協議》。智飛龍科馬有意受讓并進行后續產業化開發2019-nCoV重組蛋白亞單位疫苗。

　　康泰生物則在2月10日與艾棣維欣簽署協議，共同對前文所提到的Inovio新型冠狀病毒DNA疫苗進行開發。根據協議，雙方組成工作小組，協調各方資源，研究開發新冠DNA疫苗，解決疫苗臨床前研究、臨床申報和臨床試驗中遇到的問題。

　　除此上述會員單位外，此前1月31號，三葉草生物就宣布啟動新型冠狀病毒疫苗的研發。2月10日，三葉草生物宣布在哺乳動物細胞內成功表達“S-三聚體”新型冠狀病毒重組蛋白疫苗，并用新獲得的“S-三聚體”抗原在多例病毒感染患者康復后血清中檢測到病毒特異性抗體。三葉草生物的主要技術特點是其獨有的Trimer-Tag蛋白質三聚體技術。

　　2月10日，冠昊生物董事長張永明在接受證券日報采訪時表示，公司及時聯合ZY公司開展新型肺炎冠狀病毒疫苗研究，以期早日控制疫情進一步蔓延。根據公司公告，2月3日，冠昊生物宣布，擬聯合美國參股公司開展新型冠狀病毒mRNA疫苗（Z-VacciRNA）的研究和臨床項目。該疫苗的特點是運用ZY公司ZL多糖載體技術，解決mRNA疫苗傳送、儲存送輸等挑戰。

　　援引健康日報2月13日報道，復旦大學附屬公共衛生臨床中心（上海市公共衛生臨床中心），相關負責人表示，以人源細胞作為載體的“快速抗新冠疫苗”即將進入臨床前試驗。與此同時，廣譜抗冠狀病毒疫苗的項目也同步啟動，該疫苗將有望同時預防SARS、MERS、2019-nCoV以及蝙蝠跨種傳播的冠狀病毒。