新型冠状病毒概述
冠状病毒属于单股正链RNA病毒，因其形态在电镜下观察类似王冠而得名。冠状病毒依据遗传学与血清学的差异，分为：α、β、γ、δ四种亚型。新型冠状病毒属于β-冠状病毒属（WHO命名为COVID-19），又称类SARS病毒。2003年爆发的 SARS（严重急性呼吸道综合征）和2012年爆发的 MERS（中东呼吸综合征）都是由冠状病毒引起的。
冠状病毒的结构中，像皇冠一样的刺突称为刺突糖蛋白（Spike Glycoprotein，以下简称S蛋白），该蛋白通过与血管紧张素转化酶2（ACE2）受体结合从而进入细胞释放遗传物质进行繁殖。据研究表明，COVID-19对ACE2受体的亲和力是SARS的10倍，导致其非常容易结合到细胞表面，这也是其快速传播的原因。全球范围内正在进行的大多数疫苗研究针对的就是S蛋白。
疫苗概述
人类与病毒一直是相互斗争的关系，疫苗的诞生为人类赋予了一支强有力的武器。疫苗出现前，百日咳的发病率曾经超过90% 1 ，白喉的病死率超过10% 2 ，而破伤风的病死率在10%~70%，如果没有合适的医疗干预，病死率接近100%。到了2015年，全球死于破伤风的新生儿已经比1988年减少了96%，但仍然有3.4万死亡案例 3 。疫苗的出现有效预防了疾病的传染，挽救了千千万万的生命。
自新冠疫情发生以来，国务院联防联控机制科研攻关组专门设立疫苗研发专班，按照灭活疫苗、重组蛋白疫苗、腺病毒载体疫苗、减毒流感病毒载体活疫苗、核酸疫苗 5 条技术路线共布局 12 项研发任务。
表1 五条路线疫苗优缺点
八款新冠疫苗临床试验进展
2020年1月11日，我国分享了新型冠状病毒的基因序列，为各国机构、企业提供研究参考。截至4月8日，全球新冠病毒疫苗研发领域包括115种候选疫苗。其中，78种项目确认已启动，另外37种通过公开信息或专有信息来源无法确认研发现状。在78个已确认启动的项目中，73个处于研发或临床前阶段。按地域划分，大多数新冠病毒疫苗开发活动集中在北美，共有36种，在已确认处于研发状态的疫苗中占比46％。14种在中国，占比18％。中国之外的亚洲地区及澳大利亚共计14种，另有14种在欧洲 4 。
表2 部分研究机构/企业疫苗研究进展
疫苗临床试验分为三个阶段：I期主要评估安全性II期主要评估安全性和探索接种程序,III期主要评估安全性和有效性，对其安全性评价贯穿临床试验的全过程。
截至目前，全球范围内共有8款新冠病毒疫苗进入了人体临床试验（因其披露的信息过少，故本文并未讨论深圳市免疫基因治疗研究院的LV-SMENP-DC和病原特异性aAPC两款疫苗），中国独占4款，其他3款是英国牛津大学研发的腺病毒载体疫苗、美国生物科技公司莫德纳（Moderna Inc.）研发的 mRNA 疫苗mRNA-1273 、德国生物科技公司BioNTech研发的mRNA疫苗BNT162以及以及美国伊诺维奥制 药公司（Inovio Pharmaceuticals Inc.）研发的新冠 DNA疫苗INO-4800。下面就对这7款疫苗的原理和研发进展进行一一介绍。
01 Ad5-nCoV—腺病毒载体疫苗
Ad5-nCoV是由康希诺生物与军事科学院军事医学研究院生物工程研究所陈薇院士团队联合开发，该疫苗采用基因工程方法制定，以复制缺陷型人5型腺病毒为载体，将新型冠状病毒S抗原基因重组到已经去除毒性的腺病毒基因组中，使用能表达保护性抗原基因的重组腺病毒制成。携带各种抗原的腺病毒载体可以刺激机体产生很强的体液免疫或细胞免疫。值得警惕的是病毒载体本身也会引起机体的免疫反应，因此其对人体免疫系统的影响也复杂得多。
3月17日 Ad5-nCoV进行I期临床试验（ChiCTR2000030906），招募了108名年龄在18-60岁之间的志愿者，分为低剂量、中剂量、高剂量三个组别，每组36人。这是全球第一个进入临床试验阶段的新冠疫苗。目前I期试验已经完成，首批接种的4名志愿者已满14天医学隔离观察期，一切正常，回归到日常工作与生活，但需要在随后的6个月中配合开展研究随访。
4月12日 开展II期临床试验（ChiCTR2000031781)，相比I期临床试验，II期临床试验规模更大，且引入了安慰剂对照组，分为中剂量疫苗组（250例）、低剂量疫苗组（125例）和安慰剂对照组（125例）三个组别。志愿者无需集中住院观察14天。目前正在进行志愿者招募，计划招募500位18周岁及以上年龄的健康成人、持有湖北健康码“绿码”（仅限于武汉市的13个区）、无疫苗接种过敏史、无新冠肺炎病史或感染史，并能坚持完成6个月的研究随访。在这种情况下，整个试验过程最快也将持续数月甚至一年的时间。
4月24日 康希诺生物向加拿大卫生部提交了Ad5-nCoV的临床试验申请前会议请求，加拿大卫生部受理了申请。公司计划在临床试验申请获得批准后，与加拿大的合作伙伴联合开展Ad5-nCoV临床试验。
4月30日 康希诺生物科创板IPO成功过会，其在2019年3月已正式在香港联交所主板H股上市，此次成功登陆A股市场，成为“A+H”疫苗概念第一股。
02 灭活疫苗（中国生物武汉生物制品研究所/中科院武汉病毒所）
灭活病毒疫苗：使用加热或化学理化方法将培养获得的病毒灭活，灭活后的病毒失去了致病的毒性，同时保留了病毒壳体的主要抗原特征免疫原性，能够激发人体的特异性免疫反应。灭活病毒疫苗的研发流程非常简单明确，无需概念设计和验证环节。但是从以往的经验上看，灭活疫苗可能会产生严重的不良反应灭活病毒疫苗对机体刺激时间短，要获得持久免疫力需要多次重复接种，同时存在不良反应的风险。
疫情发生的第一时间，中国生物成立了由“863”计划疫苗项目首席科学家杨晓明挂帅的科研攻关领导小组，以战时节奏迅速安排了10亿研发资金，布局三个研究院所，在全病毒灭活疫苗和基因重组蛋白疫苗两条技术路线上并排开发新冠疫苗。灭活疫苗由中国生物武汉生物制品研究所、中国生物北京生物制品研究所两个科研攻关团队同时推进，都是利用系用新型冠状病毒固定毒接种于Vero细胞（贴壁依赖性的成纤维细胞，它能支持多种病毒的增殖，包括乙型脑炎、脊髓灰质炎、狂犬病等病毒，已被准许用于生产人用病毒疫苗），后续经培养、收获病毒液、灭活病毒、浓缩、纯化后，加入适宜稳定剂冻干制成。
1月5日 中科院武汉病毒所率先成功分离得到了合适的新型冠状病毒毒株。
4月12日 中国生物武汉生物制品研究所与中科院武汉病毒所联合研制的灭活疫苗获得国家药品监督管理局 I/II 期合并的临床试验许可（ChiCTR2000031809）。临床研究方案设计完全按照国家规范的要求来进行，从低剂量往高剂量爬坡，临床研究人群从中间年龄段向高年龄段和低年龄段逐步推进。临床I/II 期合并的原因一方面疫情紧急，缩减相应的审批流程可加快疫苗的研发速度。另一方面，因为I期临床主要验证疫苗的安全性，而灭活疫苗技术已经在国内运用多年，其安全性有一定的保障，试验时间可适时缩短以便更快进入II期有效性检测。
4月12日 进入Ⅰ期临床试验，分为低剂量组、中剂量组和高剂量组，各组均设置安慰剂对照组，每组24人，对照组8人。志愿者要求为6岁及以上的健康人群，从2019年12月至今未去过湖北、境外及出现过疫情的村/社区，未接触新型冠状病毒感染者或疑似病例，处于非隔离期内的人员，且同村/社区内未出现新型冠状病毒感染者或疑似病例。试验的主要测量指标是每剂接种后的不良反应的发生率，次要指标包括抗新型冠状病毒血清抗体4倍增长率和抗体水平以及细胞免疫。
4月24日 进入Ⅱ期临床试验。这是全球首个进入II期临床的新冠病毒灭活疫苗，II期将扩大受试者年龄范围，主要探索疫苗接种的程序，除了观察安全性以外，还需要测试疫苗有效性指标。Ⅰ期临床试验前三个年龄组96人已完成疫苗接种，目前接种情况显示安全性良好，持续的安全性观察仍在进行中。
03 灭活疫苗（中国生物北京生物制品研究所/中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所）
4月27日 中国生物另一款灭活疫苗获得国家药监局临床试验批件，由中国生物北京生物制品研究所与中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所联合研制。中国生物也成为全球首个同获两个新冠灭活疫苗临床批件的生物技术公司。
4月28日 在河南正式启动I期临床试验。
04 克尔来福—灭活疫苗
最后一款灭活病毒疫苗克尔来福TM来自北京科兴中维生物技术有限公司（以下简称“科兴中维”）。科兴中维研制的新型冠状病毒灭活疫苗同样系用新型冠状病毒（CZ株）接种Vero细胞，经病毒培养、收获、灭活、纯化和铝吸附制成，其主要成分为灭活的新型冠状病毒（SARS-CoV-2），不添加防腐剂和生物保护剂。
1月28日 科兴中维正式启动新冠疫苗研制项目，联合浙江省疾控中心、中国医学科学院医学实验动物研究所、中国疾控中心等单位，推进以灭活疫苗技术路线为主的疫苗研制工作。
3月13日 起，科兴中维先后向国家药监局药品审评中心（CDE）滚动提交了18轮申报资料，并于4月12日向CDE正式提出临床试验申请。
4月13日 获得国家药品监督管理局Ⅰ/Ⅱ期临床试验许可。
4月16日 临床Ⅰ期研究在江苏省徐州市睢宁县正式启动，共招募144名18至59岁的健康志愿者，分为随机、双盲、安慰剂对照（不含病毒成分的对照疫苗）组三个组别。疫苗分中剂量（抗原含量600SU/剂）和高剂量（抗原含量1200SU/剂）两种。此次研究的目的是评价不同剂量的新型冠状病毒灭活疫苗接种健康志愿者的安全性、耐受性和初步免疫原性。
05 mRNA-1273—mRNA疫苗
mRNA-1273是由Moderna公司研发的一款mRNA疫苗，编码新冠病毒的S蛋白，通过不同的递送方式递送至细胞内，经翻译后产生抗原蛋白，引发机体特异性免疫反应。mRNA结构简单、可以被正常细胞降解，通过调节序列修饰和递送载体可以改变其半衰期。相较于DNA疫苗，mRNA疫苗不会产生感染性颗粒或整合进入宿主基因组中，直接在原位表达抗原而不需要穿过核膜屏障，没有导入外源基因、引起突变的遗传风险，并且表达复杂蛋白不需要受到包装的限制起效更快，效果更强。另外，mRNA疫苗更容易产业化，一旦确认有效靶点，mRNA疫苗从分子发现到生产几乎是程序化的，其开发周期和生产周期要比传统的多肽疫苗短很多，在对抗大规模爆发性传染疾病时有着重要的意义。但是人们对于该疫苗潜在问题的认知还不够充分，目前还没有任何mRNA疫苗获批上市用于人体（有兽用疫苗获批）。
1月13日 Moderna公司确定mRNA疫苗的序列。
2月7日 完成临床样品的生产分装。
3月5日 美国食品药品监督管理局（FDA）已完成对mRNA-1273的审查，批准其进入临床试验。
3月16日 mRNA-1273疫苗正式开始临床试验，第一位受试者于当日在西雅图的凯撒永久华盛顿研究所(Kaiser Permanente Washington ResearchInstitute)接种了实验疫苗，该志愿者是一名育有两个孩子的女子，是首个注射新冠病毒疫苗的健康人。该试验将募集45位18岁至55岁之间年轻健康的志愿者参加此次实验，分为低剂量（25μg）、中剂量（100μg）、高剂量（250μg）三个组别，并且将在28天后接受第二次手臂肌肉注射。志愿者在完成两次疫苗注射后将接受为期一年的观察。
3月31日 首批接种重组新冠疫苗的4名志愿者已满14天医学隔离观察期，完成采血和肺部CT检查，结果显示4人都“双肺纹理清晰，目前一切正常，回归到日常工作与生活，同样需要在随后的12个月中配合开展研究随访。
4月27日 Moderna公司向FDA递交IND申请，计划启动mRNA-1273的II期临床试验。如果获得FDA的批准，并且得到I期安全性研究数据的支持，预计在今年第二季度启动II期临床试验。II期临床研究预计将招募600名健康志愿者，包括300名18-55岁的成人和300名55岁以上的老年人。志愿者将间隔28天，接受两次mRNA-1273疫苗（或安慰剂）注射，注射剂量为低剂量（50μg）、高剂量（250μg），之后将接受12个月的随访，观察疫苗的安全性、免疫原性和反应原性。目前，mRNA-1273的I期临床试验志愿者已经进行第二次疫苗注射，同时Moderna扩展了I期临床试验的招募范围，增加56-70岁组和70岁以上组。
06 BNT162—mRNA疫苗
德国生物科技公司BioNTech研发的BNT162同样是一款mRNA疫苗。BioNTech是业内领先的mRNA平台型生物技术公司之一，且已建立较大规模的生产制造设施。
3月16日 BioNTech与复星医药控股子公司复星医药产业签订《许可协议》，BioNTech授权复星医药产业在区域内独家开发、商业化基于其专有的mRNA技术平台研发的新冠疫苗产品。复星医药产业将根据约定向BioNTech支付至多8500万美元的许可费(包括首付款、临床开发注册及销售里程碑款项)，并在约定的销售提成期间内按该产品年度毛利的35%支付销售提成。
4月22日 BNT162获得当地疫苗监管机构Paul Ehrlich Institut批准（2020-001038-36），可以开始进行Ⅰ/Ⅱ期临床试验。该试验将在德国进行，大约200名受试者将接受1-100μg的剂量。这是欧洲首个获批人体临床试验的新冠候选疫苗。除了在德国之外，BioNTech这一款候选疫苗还将在海外测试。在美国，目前正在等待FDA批准。在中国，BioNTech与合作方复星医药计划开展BNT162的临床试验。
07 INO-4800—DNA疫苗
INO-4800是由Inovio公司研发的一款DNA疫苗，该疫苗利用公司专门设计的优化表达载体，将一个或几个抗原蛋白的编码基因克隆到表达载体上，将此重组质粒注射入机体细胞后，使编码基因借助宿主的转录和翻译获得表达而得到抗原蛋白, 进而通过抗原提呈细胞将抗原提呈给免疫细胞, 激活机体特异性免疫反应。DNA疫苗结构简单，生产工艺简便，可同时表达多种抗原并且DNA疫苗稳定性特别好，便于运输和保存，适合和平时期的战略储备。但是疫苗肌肉注射进入细胞效率低，还存在潜在的基因重组可能性、持续表达可能引起免疫耐受等缺点。值得注意的是，Inovio在DNA疫苗领域经验丰富，是第一家也是唯一一家通过临床试验证明DNA药物可以通过专用智能设备直接进入人体细胞，从而产生强大且可耐受的免疫反应的公司，也是首家将针对相关冠状病毒MERS-CoV的DNA疫苗(INO-4700)用于人体试验的公司之一。
1月30日 Inovio公司与北京艾棣维欣生物技术有限公司(Beijing Advaccine Biotechnology Co)达成合作，推进INO-4800在中国的开发。
4月6日 FDA已经接受INO-4800的研究性新药（IND）申请，为本周开始在志愿者中测试INO-4800的I期临床试验铺平了道路。INO-4800的第一阶段研究将在40名健康的成年志愿者中进行，每个参与者将接受两剂INO-4800，间隔四周。
4月29日 INO-4800已完成受试者招募，总共40名健康志愿者接种了第一剂疫苗。中期免疫反应和安全性评估结果预计将在六月底公布。I期试验旨在评估INO-4800的安全性和免疫原性，如进展顺利，应该会在今年夏天就启动II/III期有效性试验。
08 腺病毒载体疫苗（牛津大学）
4月23日 另一款由牛津大学研制的腺病毒载体疫苗I期临床试验正式开始 ，选用的腺病毒载体为ChAdOx1。目前，研究人员正在一组500人的志愿者身上进行试 验，预计受试者数量还会扩大到数千人。作为最早进行如此大规模临床试验的疫苗，即便失败了，也将提供关于新冠病毒特性、人类免疫反应等极具价值的信息。
结语
面对这一次全球危机，各国政府、疫苗开发机构、监管机构、公共卫生机构和资助者之间应形成强有力的国际合作，以确保成功的疫苗具有足够的生产能力，并公平地供应给受疫情影响的地区，特别是资源匮乏地区。在传染病面前，人类是一个共同体，我们相信，在全球政府和相关领域的科学家的齐心协力之下，我们终能战胜这一危及全球卫生健康的战役。
参考文献：
1. World Health Organization. (2015). Pertussis vaccines: WHO position paper—August 2015. Weekly Epidemiological Record= Relevéépidémiologique hebdomadaire, 90(35), 433-458.
2. 世界卫生组织关于白喉疫苗接种立场文件 - 2017 年 8 月
3. 世界卫生组织关于破伤风接种立场文件 - 2017年2 月
4. Le, Tung Thanh, et al. "The COVID-19 vaccine development landscape." Nature Reviews Drug Discovery. doi 10(2020).
