随着美国及全球新冠确诊病例持续激增，研究人员正以创纪录的速度竞相开发疫苗。在美国众议院能源和商务委员会6月23日的一次听证会上，美国国家过敏症和传染病研究所所长安东尼·福奇重申，他“谨慎乐观”地认为到2021年初可能会有新冠疫苗问世。
“通常情况下，研发一种针对新病原体的疫苗需要很多年，有时甚至几十年，”美国贝丝以色列女执事医疗中心病毒学和疫苗研究中心主任丹·巴鲁什说。“在一年内开发出新冠疫苗的尝试，在疫苗学的历史上确实是前所未有的。”
截至目前，全球实验室正在研发超过145种新冠疫苗候选物。巴鲁什及其同事正在与总部位于新泽西州的强生公司合作开发一种新冠疫苗候选物，该候选物将于本月晚些时候进入首个阶段的数次人体试验。其他一些疫苗候选物已经进入人体试验阶段，包括由牛津大学研究人员和总部位于马萨诸塞州的生物技术公司Moderna Therapeutics开发的疫苗。
然而，在任何疫苗获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准之前，其开发者必须证明其安全且能真正保护人们免受目标疾病的侵害——许多潜在的疫苗都会在过程中失败。以下是研究人员希望如何简化这一复杂且昂贵的过程。
“新冠疫苗开发的目標是尽可能快地推进疫苗项目，前提是安全性和科学完整性不打折扣，”巴鲁什说。“任何可能导致患者安全风险的‘走捷径’都是不可接受的，因为安全是任何疫苗最重要的部分，包括新冠疫苗，即使在大流行期间也是如此。”
新的疫苗候选物必须首先在动物身上进行测试，然后才能在人体上进行三个阶段的临床试验。布鲁斯·格林（Bruce Gellin），华盛顿特区萨宾疫苗研究所全球免疫学主席表示，这些试验旨在调查潜在疫苗是否可能产生任何有害的副作用，需要多少剂量，会引起何种免疫反应，以及在大量人群中效果如何。然后，在疫苗获批后，研究人员将继续监测其在普通人群中的表现，并确保没有出现只有在接种更多剂量后才出现的极其罕见的反应。
“我们一直都在这样做；即使疫苗获批并被推荐使用，也有相应的系统在持续监测其安全性和有效性，”他说。“但如果罕见不良事件需要一段时间才出现，那也是一个好迹象；这意味着它确实非常罕见。”
爱荷华大学卡弗医学院执行院长帕特里夏·维诺库尔（Patricia Winokur）表示，在这个过程中可能出现的一个假设性担忧是，如果一种疫苗含有与人体内分子相似的成分，它可能会引发自身免疫反应。例如，制药公司葛兰素史克（GlaxoSmithKline）因在21世纪初少数报道称其莱姆病疫苗疑似引发关节炎，而停产了其FDA批准的莱姆病疫苗。然而，迄今为止，研究人员并未发现任何证据表明接种疫苗的人确实出现了这种情况。
如今，研究人员已经完成了人类基因组以及导致COVID-19的冠状病毒（官方名称为SARS-CoV-2）的基因组测序。“我们可以看到这些蛋白质中是否有与人体内任何物质相似的地方，”维诺库尔说。“这有助于我们做出相当科学的估计，即这种疫苗从长远来看是安全的。”
此外，可能引起此类问题的疫苗候选物通常包含佐剂——旨在帮助疫苗引发更强烈的病毒免疫反应的成分。虽然许多已获批的疫苗都含有佐剂，但验证其安全性会增加开发过程的时间。“但是那些似乎正在快速通道上的早期[新冠]疫苗没有佐剂，所以你就排除了这种担忧，”维诺库尔说。
科学家们还将警惕一种可能性，即在极罕见的情况下，新冠疫苗候选物可能会产生一种免疫反应，在个体之后暴露于真实病毒时，反而会加剧疾病的严重程度。科学家们曾担心这可能发生在先前对SARS（另一种冠状病毒）的实验性疫苗的动物研究中。“这是我们在这些快速疫苗研究中需要非常仔细地观察的情况，”维诺库尔说。到目前为止，接种了牛津团队和北京科兴生物（Sinovac Biotech）（包括SARS-CoV-2的灭活版本）开发的疫苗的猴子，在暴露于病毒后并未出现病情加重。
目前有许多不同类型的新冠疫苗候选物正在开发中。一种可能使研究人员能够特别迅速地开发出新冠疫苗的策略是使用编码病毒表面尖状蛋白的DNA或RNA片段。这种蛋白质帮助病毒附着并感染人体细胞，似乎是我们的免疫系统反应最强烈的成分。这些遗传物质片段会促使我们自己的细胞制造尖状蛋白的副本，这些副本本身不会引起疾病，但可以训练免疫系统在未来识别真正的病毒。
由于DNA和RNA疫苗仅包含遗传物质片段，因此与需要培养减毒或灭活病毒形式的传统疫苗相比，它们可能被更快地开发和评估安全性。尽管如此，研究人员仍需确定这种新型疫苗的有效性；目前还没有基于此技术的疫苗获得许可。
尽管新冠是一种新疾病，但由于此前在SARS和中东呼吸综合征（MERS）等其他冠状病毒的疫苗方面的研究基础，研究人员在开发疫苗候选物方面也占据了先机。牛津大学研究人员创建的疫苗候选物能够迅速进入人体试验，是因为该团队开发MERS疫苗候选物时使用了类似的技术，并且已经在人体中证明了其安全性。
维诺库尔说，这种新型病毒的某些特征也可能预示着我们有更大的机会快速开发出疫苗。病毒通常比细菌或像疟疾病原体这样的寄生虫更简单。这使得科学家更容易弄清楚病毒的哪些部分可能引起身体产生免疫反应并产生保护我们免受未来感染的抗体。初步研究还暗示，身体在暴露于新型冠状病毒或其蛋白片段后，可能会产生强烈的免疫反应，这可以为疫苗制造商设计有效的预防药物提供蓝图。
尽管如此，维诺库尔说，科学家们尚未确定有效的COVID-19免疫反应是什么样的。因此，证明新冠疫苗候选物能够真正预防感染可能是一个挑战。“在快速开发的疫苗中，这将更难评估，”她说。
格林说，要确定疫苗候选物是否有效，研究人员必须接种大量人群，然后等待观察，看接种的人群中感染新冠的人数是否比接受安慰剂的人数少。“疾病的流行程度越高，你评估疫苗表现的速度就越快，”他说。大流行病本身会为这些试验的参与者提供许多接触病毒的机会。“病毒如此之多，你可能能够相对快速地确定这一点。”
巴鲁什说，还有一些方法可以压缩疫苗候选物完成临床试验所需的时间。由于新冠对公众健康构成了如此严重的威胁，科学家们正在计划大型临床试验，一旦候选疫苗的小型早期试验结果出来，就可以立即启动。通常情况下，研究人员必须等到早期研究结束后，才能开始考虑设计下一轮的测试。
巴鲁什说：“患者安全没有额外的风险，因为大型研究要等到小型研究数据出来后才能开始，但完成I/II期研究与启动III期研究之间的时间间隔可能是几天，而不是几年。”
为了应对这场大流行，疫苗的大规模生产过程也可以加快。巴鲁什说：“许多公司现在在我们说话的时候就开始大规模生产疫苗，甚至在没有任何有效性迹象之前。”“通过愿意承担[这种]财务风险，公司可以以前所未有的速度加速这一过程。”
尽管研究人员正以极快的速度设计和评估新冠疫苗候选物，但他们的努力可能不会立即产生结果。巴鲁什说：“理论上，一种疫苗可能在今年冬天获得紧急使用授权，但这绝非保证。”“这将需要许多事情都第一次就做得很好，而我们知道，在科学和医学领域，并非所有事情都能第一次就成功。”
即使新冠疫苗能在创纪录的时间内问世，也很可能没有足够的剂量来立即满足巨大的全球需求。最终，我们可能需要一种广泛可用的疫苗来结束新冠大流行。但在等待疫苗问世的同时，我们可以至少在可能的情况下采取戴口罩和保持社交距离等措施来预防新冠传播。
格林说：“有了疫苗，你希望人们尽快得到保护。”“但如果他们不得不等待，他们仍然有办法保护自己。”
