邵江樵
摘要 推行新冠病毒疫苗的接種是建立群體免疫,控制疫情最有效的辦法。文中闡述了我國目前廣為使用的1針、2針、3針疫苗制備的技術(shù)線路和疫苗的成分特點和接種。
關(guān)鍵詞 新冠疫苗 新型冠狀病毒滅活疫苗 腺病毒載體重組疫苗 重組新冠病毒疫苗
中圖分類號 Q-49
文獻標(biāo)志碼 E
由新冠病毒引起的新冠肺炎對公共健康造成了極大的威脅,對經(jīng)濟發(fā)展造成了嚴(yán)重影響。新冠病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),是一種帶包膜的RNA病毒,其包膜主要來源于宿主細(xì)胞膜。膜表面主要由刺突蛋白(S)、包膜蛋白(E)和膜蛋白(M)3種結(jié)構(gòu)蛋白組成。病毒膜內(nèi)是由核衣殼蛋白(N)包裹的RNA。新冠病毒通過S蛋白(刺突蛋白)與細(xì)胞膜表面受體ACE2結(jié)合,以包膜與宿主細(xì)胞膜融合方式完成病毒內(nèi)吞,進入人體宿主細(xì)胞,開始增殖,破壞宿主細(xì)胞,同時引起人體相應(yīng)的免疫反應(yīng)。新冠病毒疫苗的研制和疫苗接種是建立群體免疫、控制疫情最有效的辦法。目前,國內(nèi)普遍使用的新冠疫苗有滅活疫苗、腺病毒載體疫苗、重組蛋白疫苗。研制思路大多以S蛋白(刺突蛋白)為抗原進行設(shè)計。
1新型冠狀病毒滅活疫苗(Vero細(xì)胞)滅活疫苗屬于比較傳統(tǒng)的疫苗類型,研發(fā)歷史比較悠久,技術(shù)也相對比較成熟。病原體在受控條件下
生長,培養(yǎng)過程中被殺死而失去致病能力,制成疫苗,利用失去活性的病毒刺激人體產(chǎn)生抗體。
新型冠狀病毒滅活疫苗(Vero細(xì)胞)的生產(chǎn)需要經(jīng)過:細(xì)胞培養(yǎng)→病毒培養(yǎng)→滅活→純化→配比(半成品)→灌裝→包裝七大步驟,每一步還有更多更細(xì)致的環(huán)節(jié),質(zhì)控檢測則貫穿全程。
滅活疫苗生產(chǎn)的核心之一是生產(chǎn)疫苗原液,通過細(xì)胞培養(yǎng)、病毒培養(yǎng)、滅活、檢測、純化等流程,得到純度極高的疫苗原液。
細(xì)胞培養(yǎng):Vero細(xì)胞是非洲綠猴的腎臟上皮細(xì)胞,是連續(xù)的非整倍體細(xì)胞,能無限增殖。用含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%新生牛血清的199培養(yǎng)基培養(yǎng),在pH控制在7.2~7.4,溫度34~37±0.2°C,微載體培養(yǎng)4d,讓細(xì)胞進入平臺期。
病毒培養(yǎng):在Vero細(xì)胞平臺期接種新冠病毒(弱病毒株或高效價病毒株)。接種病毒后,更換為含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的新生牛血清的199病毒維持液,進行灌流培養(yǎng)。
滅活是用物理或化學(xué)手段使病原體失去感染、致病和繁殖的能力,但保留抗原性的過程。常見的滅活方法:把培養(yǎng)所得的病毒液,按一定比例加入甲醛或β-丙內(nèi)酯等試劑進行滅活。甲醛為活潑的烷化劑,對病毒核酸和病毒蛋白質(zhì)都有破壞作用,甲醛使病毒核酸滅活——與腺嘌呤、鳥嘌呤和胞嘧啶等含有胺基的堿基結(jié)合而使病毒核酸變性。甲醛使蛋白質(zhì)變性,與病毒蛋白質(zhì)中的氨基酸發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),破壞空間結(jié)構(gòu),使蛋白質(zhì)變性。甲醛對單鏈核酸最為有效,故常用于RNA病毒的滅活。滅活劑β-丙內(nèi)酯直接與病毒核酸分子中的鳥嘌呤或腺嘌呤作用,引起單鏈斷裂或雙螺旋鏈交聯(lián)而達到滅活病毒的作用。
疫苗生產(chǎn)的核心之二是配比。配比是疫苗生產(chǎn)中的重要一環(huán),配比是疫苗原液中加入佐劑、稀釋液等,將其制成半成品的過程。滅活疫苗誘導(dǎo)的免疫效果相對較差,佐劑能增強機體對抗原的免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答類型,減少抗原用量,進而降低疫苗成本。
新型冠狀病毒滅活疫苗(Vero細(xì)胞)的主要成分是殺死的新冠病毒,接種后不在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制,無傳染性,保留的免疫原性可以刺激人體的體液免疫。目前,新冠病毒滅活疫苗(Vero細(xì)胞)需要接種兩劑;首劑與第2劑次的接種間隔要在3周及以上,第2劑在首劑接種后8周內(nèi)盡早完成。也就是接種完第1劑次后的21~56天內(nèi)完成第2劑接種。同種疫苗兩次接種的目的利用第一次接種產(chǎn)生的記憶細(xì)胞對相同抗原的特異性識別,迅速增殖分化,使人體產(chǎn)生更多的效應(yīng)B細(xì)胞(漿細(xì)胞),從而產(chǎn)生更多的抗體,形成較好的免疫效果。
2腺病毒載體重組疫苗(5型腺病毒載體)
腺病毒(Ad)是一種無包膜的雙鏈線性的DNA病毒。腺病毒基因組包含與腺病毒復(fù)制相關(guān)的E1~E4基因,E1基因為病毒復(fù)制必需區(qū),缺失則成為復(fù)制缺陷型載體。E3基因是病毒復(fù)制非必需區(qū),可用于外源基因的插入。Ad5是一種普通感冒病毒,以人5型腺病毒(Ad5)為載體的重組新冠疫苗是能表達外源S蛋白但復(fù)制缺陷的Ad5載體疫苗。具體來說,通過基因工程,構(gòu)建了一個插入S蛋白基因且E1基因缺失的腺病毒重組體(圖1)。重組體外殼仍然是腺病毒的正常外殼蛋白,使重組腺病毒具有同樣的感染力進入靶細(xì)胞;由于基因組的E1區(qū)域被外源目的基因取代,進入靶細(xì)胞后病毒不能復(fù)制,但含有編碼新冠病毒S蛋白的基因可以表達目的蛋白——S蛋白,并從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外,激發(fā)一系列的免疫反應(yīng)。
由于新冠病毒為RNA病毒,其遺傳物質(zhì)不能直接拼接到質(zhì)粒上,因此在制備以上疫苗時需先通過逆轉(zhuǎn)錄過程獲得相應(yīng)的目的基因——S蛋白基因。腺病毒病毒載體重組疫苗的巧妙之處在于改造后的腺病毒進入細(xì)胞后不會復(fù)制,但可使宿主細(xì)胞表達S蛋白(抗原)。腺病毒載體新冠疫苗可以同時刺激人體的體液免疫和細(xì)胞免疫。體液免疫產(chǎn)生的抗體可以直接與病毒結(jié)合,使其失去寄生能力;細(xì)胞免疫則可以殺傷被病原體感染的細(xì)胞(如被接種疫苗感染的細(xì)胞)。
目前,腺病毒載體疫苗免疫程序是接種1劑次。其優(yōu)點體現(xiàn)在能持續(xù)表達抗原,免疫應(yīng)答更持久。缺點:若在接種該種疫苗前機體曾感染過腺病毒,人體內(nèi)會具有5型腺病毒的抗體,接種疫苗時會被體內(nèi)相應(yīng)抗體部分清除而降低免疫效果或?qū)е虏荒軘y帶S蛋白基因進入細(xì)胞內(nèi)表達,使該種疫苗的有效性降低。
3重組新冠病毒疫苗(CHO細(xì)胞)
重組新冠病毒疫苗(CHO細(xì)胞)又叫重組亞單位疫苗,制備的技術(shù)線路:提取新冠病毒RNA→逆轉(zhuǎn)錄生產(chǎn)cDNA→擴增篩選RBD蛋白基因→構(gòu)建基因表達載體→導(dǎo)入CHO細(xì)胞→純化RBD蛋白→加入佐劑、稀釋液等制成疫苗。
S蛋白通過與受體血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE2)結(jié)合,介導(dǎo)病毒進入宿主細(xì)胞。S蛋白包含兩個功能性亞基S1和S2,其中S1負(fù)責(zé)與宿主細(xì)胞受體結(jié)合,S2亞基負(fù)責(zé)病毒膜和細(xì)胞膜融合。在感染過程中,S蛋白被宿主蛋白酶切割成N端的S1亞基和C端的S2亞基。RBD蛋白是真正與ACE2結(jié)合的蛋白。
CHO細(xì)胞是中國倉鼠卵巢細(xì)胞,是生物制藥最常用的細(xì)胞表達系統(tǒng)。重組新冠病毒疫苗(CHO細(xì)胞)生產(chǎn)工藝先進成熟,采用轉(zhuǎn)基因技術(shù),通過成熟的CHO細(xì)胞重組表達RBD蛋白特異性抗原,能實現(xiàn)高產(chǎn)量、高純度、低成本;并且疫苗只含RBD蛋白,純度高,無病毒核酸成分,安全性好。接種重組新冠病毒疫苗(CHO細(xì)胞)——RBD蛋白,誘導(dǎo)人體產(chǎn)生中和抗體,可以阻斷新冠病毒與宿主細(xì)胞表面的ACE2結(jié)合,達到預(yù)防感染的目的。
目前,重組新冠病毒疫苗(CHO細(xì)胞)需要接種3劑:相鄰2劑之間的接種間隔建議≥4周。第2劑盡量在接種第1劑次后8周內(nèi)完成,第3劑盡量在接種第1劑次后6個月內(nèi)完成。
以上三種疫苗的技術(shù)路線各不相同,但都是利用新冠病毒的S蛋白,使人體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng),形成保護效應(yīng)。
參考文獻:
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