科学家们已经开发出一种疫苗，可以保护小鼠免受中东呼吸综合征（MERS）的侵害，这是一种由与引起COVID-19的病毒同属一科的病毒引起的、极其致命的呼吸道疾病。在一项最新实验中，所有接种疫苗的小鼠在面对本应致命剂量的MERS冠状病毒（MERS-CoV）时均存活了下来。
这种疫苗离投入人体使用还有很长的路要走。尽管如此，其结果还是很有希望的，研究人员正在对该疫苗进行调整，以开发一种对引起COVID-19的SARS-CoV-2病毒有效的版本。
“这是一种小鼠模型疫苗，因此我们不能声称它完美地模拟了人类免疫系统以及在人类身上的表现，”爱荷华大学儿科肺病专家、新发现的合著者Paul McCray说道。这项新发现已于4月7日在《mBio》杂志上发表。“但我们认为这是一个非常鼓舞人心的一步。”
冠状病毒因其表面呈皇冠状的蛋白刺突而得名，这些刺突使其能够侵入细胞。科学家们已知的有七种会引起人类疾病的冠状病毒，其中四种引起普通感冒。另外三种则危险得多，包括引起SARS、MERS和COVID-19的病毒。
MERS最初是通过骆驼传播给人类的。该病毒最早于2012年在沙特阿拉伯出现，此后已传播到27个国家。2015年韩国爆发的大规模MERS疫情促使该国投资于未来危机的应对准备；这也是韩国能够迅速应对COVID-19并减缓新病例增长率的原因之一。
MERS的致死率约为35%，远高于COVID-19。然而，McCray表示，与引起SARS或MERS的病毒不同，SARS-CoV-2可以在上呼吸道（包括鼻腔、鼻窦和喉部）中轻易复制。COVID-19也可以由症状轻微或无症状的人传播，使其更难检测和追踪。
其结果是，COVID-19已在全球蔓延并演变成一场大流行病。MERS总共有2,494例确诊病例和858例死亡，而COVID-19自在中国武汉首次发现以来，已感染了超过140万人，造成超过83,000人死亡。尽管研究人员正在开发多种MERS和COVID-19的疫苗候选物，但FDA尚未批准任何一种用于人类。
McCray及其同事开发的疫苗含有一种无害病毒——PIV5（副流感病毒5），它能感染许多哺乳动物但不引起疾病。该团队对这种无害病毒进行了改造，使其携带MERS刺突蛋白。这种蛋白在免疫学上被称为抗原，是我们的免疫系统用来产生抗体，使我们免受进一步感染的物质。 McCray认为，这种抗原是产生有效免疫力的关键。
与某些流感疫苗的鼻喷雾剂类似，这种疫苗是通过吸入而非注射的方式接种的。然而，这种无害病毒曾与犬类的犬窝咳有关，因此活的病毒成分已包含在犬用疫苗中多年。“正因为如此，我们知道人们接触过它而没有产生任何有害影响，”McCray说。
他和他的团队对经过基因改造、易感MERS-CoV的小鼠进行了免疫。仅一次喷入小鼠鼻腔的剂量就足以保护小鼠免受致命剂量的MERS-CoV侵害。相比之下，接受了由灭活MERS-CoV（即死病毒）制成的另一种注射型疫苗的小鼠有75%死于该疾病。
当研究人员检查这些啮齿动物的肺部时，他们发现了疫苗激活了动物免疫系统的迹象；小鼠产生了针对MERS-CoV的抗体和T细胞（有助于身体识别先前接触过的病原体并产生免疫反应的白细胞）。
如果单剂疫苗能像保护小鼠一样保护人类免受MERS侵害，那么它就能更快地大规模生产。另一个优点是疫苗是通过鼻腔接种的。McCray说，由于MERS是一种呼吸道疾病，通过鼻腔递送无害病毒可以直接作用于病灶：呼吸系统本身的免疫细胞。
他和他的同事们现在已经将目光投向了COVID-19。该团队已经培育出易感新型冠状病毒的小鼠，并制备了一种由PIV5和SARS-CoV-2刺突蛋白组成的疫苗，他们计划在动物身上进行测试。
McCray及其团队正在研发的冠状病毒疫苗使用的是病毒的一部分，而不是像鼻喷流感疫苗那样减毒活病原体。然而，美国克利夫兰凯斯西储大学的免疫学家Mark Cameron（未参与此项研究）表示，研究结果表明鼻腔冠状病毒疫苗是有效的，甚至可能优于传统的注射剂。
“这是一项重要发现，它将突显现有的鼻腔递送疫苗平台的优势，这些平台可以快速应用于COVID-19疫苗的递送，”他说。“这并非目前正在测试的唯一一种疫苗或疫苗递送系统，但它无疑是一种新颖的。”
漫长的道路
COVID-19潜在疫苗的研究正在以前所未有的速度推进。科学家们正在开发多种不同类型的疫苗，其中一些已经进入人体试验。国家过敏症和传染病研究所所长Anthony Fauci也鼓励公司在临床试验结束前开始大规模生产疫苗候选物，这将节省更多时间。
然而，MERS或COVID-19疫苗的公共分发仍需一段时间。Fauci估计，COVID-19疫苗至少需要12到18个月才能问世，而一些专家认为这个时间表可能过于乐观。
这是因为创造一种新疫苗是一个复杂且昂贵的过程。Cameron说，疫苗依赖于三个基本成分。一是抗原，即能刺激免疫系统活动的病毒部分。许多疫苗还含有称为佐剂的化学物质，可促进更强的免疫反应。最后，疫苗需要通过注射或喷雾的方式递送到体内。“这些成分中的每一个都必须经过筛选、组合和测试，以在尽可能多的人群中达到最有效，”Cameron说。
在动物试验后，新的疫苗候选物还必须在人体上进行三个阶段的测试，以验证其安全性，研究其诱导的免疫反应类型，确定所需的剂量，并证明其确实能预防人类疾病。如果我们仓促进行这些临床试验，我们将面临创造一种无效甚至危险的疫苗的风险——就像1976年的猪流感疫苗一样，该疫苗导致400多人患上吉兰-巴雷综合征，这是一种可能导致暂时瘫痪的罕见神经系统疾病。
“耗时最主要的原因是[我们]必须尽可能地确定其安全性，”McCray说。而疫苗仅仅保护了小鼠，并不意味着它对人类有效。“即使你有很多理由认为某种方法会有效，但在进行人体研究之前，你永远无法确定。”
将一种新疫苗从概念推向公众分销可能需要10到15年或更长时间，而且许多候选疫苗在此过程中会失败。然而，基于2003年SARS流行病和几次MERS疫情中对严重冠状病毒的了解，科学家们在COVID-19的研究上确实取得了一些领先。
“许多设计的疫苗候选物因为SARS消失而未能通过临床前试验，”Cameron说。“这使得疫苗研究能够迅速展开，更快地推出疫苗。”
Cameron目前正在研究人们在生病时免疫系统对COVID-19的反应，以及这与SARS引起的免疫反应有何不同。他和他的同事们希望确定是什么导致某些人更容易感染COVID-19的严重形式，这可能会影响特定疫苗对他们的有效性。
“对一个人有效的疫苗可能与对另一个人有效的疫苗不同，”他说。“市场上可能需要传统疫苗和鼻腔递送疫苗相结合的‘一二拳’才能全面为人群接种疫苗。”
