为抵抗席卷全球的 COVID-19 大流行,保卫大众健康安全,免疫疗法研发与生技制造正以超乎过往的速度不断提升,不少药厂皆在短时间内推出 COVID-19 疫苗,各国也加紧脚步审核并向药厂购入疫苗,期望尽快让民众取得免疫力。

许多人有所不知,mRNA 疫苗与传统疫苗的运作方式十分类似。过去,医师会将缺乏活性的病毒注射入患者体内,借此刺激免疫系统制造抗体,而 mRNA 疫苗则是将制造病毒棘状蛋白的 mRNA 放进人体,透过制造病毒棘状蛋白让免疫系统记忆病毒且作出反应,有时该疫苗也会靠病毒载体进行传递,增加稳定度。

mRNA 疫苗与传统疫苗各有优劣处,基因线上 GeneOnline 将整理不同疫苗种类的特性与效益,同时也解释疫苗制造过程与其临床表现。

国际 COVID-19 现况(截至 2021 月 3 月 8 日)

mRNA 疫苗

mRNA 全名为信使 RNA(messenger RNA),可将特定蛋白质的制造指示送至细胞核糖体(ribosomes)进行生产。mRNA 疫苗会将能制造新冠病毒棘状蛋白的 mRNA 送至人体内,并不断制造棘状蛋白,借此驱动免疫系统攻击与记忆此类病毒蛋白,增加人体对新冠病毒的免疫力,最终 mRNA 将被细胞舍弃。

值得注意的是,由于 mRNA 疫苗并无携带所有能制造新冠病毒的核酸(nucleic acid),且不会进入人体细胞核,所以施打疫苗无法使人感染新冠病毒。

Pfizer/BioNTech 研发的 BNT162b2 是美国第 1 个取得 EUA 的 mRNA 疫苗,施打对象除成年人,还包含 16 岁以上非成年人。且相比 Moderna 制造的 mRNA-1273 疫苗,患者施打第 2 剂 BNT162b2 的副作用较轻微。

Moderna 也不遑多让,mRNA-1273 于 2020 年 12 月中取得 EUA,且具备在 -20°C 储存超过 30 天的优势。在临床试验中,使用 mRNA-1273 的 196 位受试者皆无演变成重度 COVID-19,相较安慰剂组中却有 30 人最终被标为重度 COVID-19 患者。

全病毒疫苗

中国科兴生物开发的新冠疫苗 CoronaVac 则是用较传统的方式制作,虽然制程有更新,但仍是采用失去活性的病毒刺激人体免疫系统。

CoronaVac 会透过六员环化学物质(4 member ring chemical)的丙内酯(β-Propiolactone)解除病毒活性,并使用明矾(Alum)作为佐剂提升疫苗功效。

虽然 CoronaVac 并未取得美国 EUA,但却已在中国、土耳其、印尼、泰国、马来西亚等国取得紧急授权。其中,中国目前紧急授权的 4 个国产疫苗中,中国医药集团(Sinopharm)的 BBIBP-CorV 和 Vero cell 皆是此类疫苗。

病毒载体疫苗

病毒载体疫苗通常会用腺病毒(adenovirus)传递至人体。制造病毒载体疫苗首先得将病毒载体的自我复制能力消除,再将一段制造病毒棘状蛋白的 RNA 或 DNA 放入腺病毒基因序列中,最后将之递送至人体细胞,制造抗原刺激免疫系统。

病毒载体疫苗与 mRNA 疫苗最大的不同在于疫苗稳定度,因为主要使用稳定度较高的 DNA,结构上的不同使病毒载体疫苗能在 2°C 至 8°C 储存 6 个月。对于偏乡与基础交通建设不完全的国家与地区来说十分有利。

AstraZeneca/Oxford 共同开发的疫苗就是将新冠病毒蛋白编入黑猩猩腺病毒载体,并在传递至人体后,制造棘状蛋白引发抗体出现。

由莫斯科 Gamaleya 研究院(Gamaleya Research Institute)与俄罗斯国防部共同开发的新冠疫苗 Sputnik V(Gam-COVID-Vac)也是此类。Sputnik V 会透过腺病毒 5(adenovirus 5)将 DNA 打入人体细胞,接种 2 剂后预计产生 2 年新冠病毒免疫力。2 剂疫苗分别由 2 种人类腺病毒的血清型组成,皆含有新冠病毒的 S 抗原,所以能进入细胞且产生免疫反应。

再来是,Johnson & Johnson 子公司 Janssen 制造的重组病毒载体疫苗 JNJ-78436735(Ad.26.COV2.S)。疫苗采用人类腺病毒 Ad26 诱发免疫反应,疫苗预计能在 -20°C 维持稳定 2 年,2°C 至 8°C 的环境下保存至少 3 个月。

目前,JNJ-78436735 已于 2021 年 2 月底取得 EUA,成为美国第 3 个紧急授权疫苗,且与 Moderna 和 Pfizer/BioNTech 新冠疫苗不同的是,JNJ-78436735 只需施打 1 剂即可产生功效。

蛋白质次单元疫苗

蛋白质次单元(protein subunit)疫苗能以更直接的方式刺激免疫系统。将结合类病毒奈米粒子的蛋白质传递至患者体内,免疫系统即可迅速产生抗体,相比透过 mRNA 或其他核酸来制造棘状蛋白还直接。以下为 2 家蛋白质次单元疫苗药厂。

首先,Novavax 的蛋白质次单元疫苗 NVX-CoV2373 是将新冠棘状病毒透过杆状病毒(baculovirus)递送至蛾细胞,借此制造蛋白,随后和基底为皂苷(saponin)的佐剂混合制成。

第二,Sanofi 和 GlaxoSmithKline(GSK)则使用杆状病毒生成棘状蛋白来制造疫苗。合作中,Sanofi 提供重组 S 蛋白 COVID-19 抗原,GSK 则是供给佐剂。

综观现有疫苗和临床表现,疫苗市场的高潜力竞争者为 J&J、AstraZeneca、Pfizer/BioNTech、Moderna 和 Novavax。不过因尚未有一家药厂能满足全美的疫苗庞大需求,所以民众施打疫苗不见得能随意选择。

台湾疫苗发展进程 

截至 3 月 8 日,台湾已有 3 家疫苗研发厂进入临床试验。首先,国光生技自主研发的重组蛋白候选疫苗 AdimrSC-2f(COVID-19 S 蛋白片段)原预计 2020 年 11 月进入第 2 期临床试验,并在年底开始量产,但因第 1 期临床试验无法决定最适剂量,中央流行疫情指挥中心建议重新执行剂量探索的临床试验,并确定 2020 年年底无法开始第 2 期临床试验。

第二,高端疫苗的新冠疫苗 MVC-COV1901 是以三聚体结构呈现的 S-2P 全长基因修饰重组棘蛋白为疫苗抗原,开发案转自美国国卫院(NIH),目前已完成临床前药毒理试验、仓鼠攻毒试验和第 1 期临床试验期中报告,并在 2020 年 12 月 29 日取得台湾食药署(TFDA)第 2 期临床试验的有条件核准。1 月 25 日,高端疫苗已开始第 2 期临床试验的疫苗施打与受试者招募。

最后,联亚生技候选新冠疫苗 UB-612 的研发进程也确定无法在 2020 年年底进入第 2 期临床试验,当时计画在 2021 年 1 月提供第 1 期临床试验的完整试验数据做审查。随后,联亚生技于 1 月 29 日取得 TFDA 第 2 期临床试验有条件核准,预计在 4 月底受试者能打完第 2 剂疫苗,并在年中申请紧急使用授权。

UB-612 是一种能刺激人体 B、T 免疫细胞的多重表位次单位新冠疫苗,该疫苗针对 COVID-19 结合人类 IgG1(S1-RBD-sFc)单链 Fc 部位的 S1 次单位棘状蛋白受体结合区域(receptor binding domain, RBD)进行设计,是全球首创的 COVID-19 多重表位次单位疫苗(Multitope Protein/Peptide-based Vaccine, MPV)。

现下疫苗研发与配置仍有许多需要讨论的地方,然而透过了解各种疫苗的特色,将能协助读者在面对市场决策与政策时,拥有进一步的综观认知。

作者:Eduardo Longoria
编译:Tyler Chen

延伸阅读:接种新冠疫苗的真实现况?一位美国医师的独白

参考资料:
1. Pick your Potion, An Overview of the COVID Vaccines
2. Moderna Gains FDA Authorization for Its Coronavirus Vaccine | The Motley Fool
3. Understanding mRNA COVID-19 Vaccines | CDC
4. Immunogenicity and Safety of a SARS-CoV-2 Inactivated Vaccine in Healthy Adults Aged 18-59 years: Report of the Randomized, Double-blind, and Placebo-controlled Phase 2 Clinical Trial | medRxiv
5. How the Oxford-AstraZeneca Covid-19 Vaccine Works – The New York Times (nytimes.com)
6. Large Phase III Trial Launched for J&J’s COVID-19 Vaccine (clinicalomics.com)
7. Covid-19 vaccine: When can YOU get it? It depends on your health, occupation and where you live – CNN
8. Novavax begins 3rd-stage clinical trial in U.S. for COVID-19 vaccine – UPI.com
9. NVX-CoV2373 SARS-CoV-2 Vaccine — Precision Vaccinations
10. https://www.facebook.com/mohw.gov.tw/photos/a.484593545040402/1773938582772552/
11. http://www.unitedbiopharma.com/tw/news_detail.php?id=325
12. https://www.mohw.gov.tw/cp-16-55430-1.html
13. https://www.mohw.gov.tw/cp-4628-55266-1.html

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