第40卷第2期 张明顺,吉宁飞冠状病毒疫苗研究进展及2019新型冠状病毒疫苗研发展望[J]」 2020年2月 南京医科大学学报(自然科学版),2020,40(2):151-154,159 153 注意的是,病毒蛋白具有多种生物学功能,如3a蛋高度一致。随着感染在人群中的不断扩散和可能 白可以下调Ⅰ型IN通路降低抗病毒免疫凹,活化发生的病毒免疫逃逸,2019-nCoV是否会发生突变 炎症小体增强炎症性损伤。根据基因组测序信息,进而改变靶抗原的免疫原性?参考HIV-IDNA疫 2019-nCoV可能包括S蛋白、M蛋白、N蛋白、E蛋白苗研究经验,可以考虑在2019- nOv dna疫苗中 以及1ab/3/7/8/9/0b/13/4等12种结构蛋白。针包括多个冠状病毒株的S蛋白编码序列从而更好地 对这些结构蛋白功能与免疫原性进一步分析,将有诱导广谱中和抗体。 助于2019-nCoV亚单位疫苗的研发。 4对2019新型冠状病毒疫苗研发的思考与展望 3DNA疫苗 41安全性和有效性 相较于亚单位疫苗,DNA疫苗在体内表达病毒 对疫苗接种安全性的担忧,首先来自于疫苗本 蛋白抗原,模拟了病毒蛋白在宿主细胞内的表达,身。灭活疫苗,接种剂量大,可能会引起发热等;减 可以更好地保持病毒蛋白的天然构象表位。DNA毒活疫苗,在接种体内复制,可能在免疫功能异常 疫苗在宿主细胞中表达病毒蛋白,可以诱导相对平个体引起严重后果。在Ⅰ期临床实验中,健康志愿 衡的细胞免疫应答和体液免疫应答。传统疫苗需者可以耐受 SARS-CoV灭活疫苗,提示冠状病毒 要培养完整的病毒颗粒,亚单位疫苗则需要表达和灭活疫苗是安全的。2019-nCoV与SARS-CoV亲缘 纯化目的蛋白,而DNA疫苗只需要制备含有抗原基关系近,即便如此,在获得2019-nCoV灭活疫苗安全 因序列的表达质粒,制备工艺简单。早于SARS-有效的直接证据之前必须时刻谨慎。亚单位疫苗 CoⅤ灭活疫苗(2004年9月),2004年4月已有研是在体外表达、纯化的病毒蛋白,不利于保持蛋白 究报道,编码 SARS-COVS蛋白的DNA疫苗在小鼠体的构象表位;且亚单位疫苗一般免疫原性比较弱。 内可诱导细胞免疫应答和中和抗体。更重要的对于DNA疫苗安全性最大的担忧,来自于其可能随 是,在SARS-CoV攻毒实验中,接种DNA疫苗小鼠体机整合到宿主基因组上。近30年的DNA疫苗研究 内的SARS-CoⅤ基本被完全清除,显示DNA疫苗具已经充分证明了DNA疫苗人群接种的安全性。 有强大的保护效果。2008年11月, SARS-COVS蛋白DNA疫苗在人体内的免疫效果比较弱,采用DNA疫 DNA疫苗在I期临床实验中诱导岀保护性细胞免疫苗初次免疫、蛋白质疫苗加强免疫等免疫策略,可 应答和中和抗体。 SARS-COV的结构蛋白,如N蛋以有效增强DNA疫苗的免疫效果。DNA疫苗与 白和M蛋白等,在DNA疫苗研究中也有报道。有亚单位疫苗的联合应用,或许是2019-nCoV疫苗的 趣的是,M蛋白能比S蛋白更有效地诱导中和抗体研究方向之 和细胞免疫应答。MERS-CoVS蛋白DNA疫苗是首 2019-nCoV患者的血清中含有能阻断病毒感染 个进入Ⅰ期临床的MERS疫苗,研究结果显示其在的中和抗体;康复期患者血浆能够快速降低2019 小鼠、骆驼和猕猴中具有较好的免疫原性,并在肺-nCoV患者病毒载量,有效缓解临床症状。但是,疫 部感染模型中能够保护猕猴不受MERS病毒感染的苗接种后引起的免疫应答也是双刃剑,抗体既可能 影响。Ⅰ期临床实验结果显示,大部分受试者能结合病毒受体阻断病毒传播,也可能结合Fc受体促 够检测到疫苗诱导的体液免疫和细胞免疫反应,不进病毒感染,如SARS-CωV的S蛋白单克隆抗体可促 良反应轻微且自限。 进巨噬细胞感染圜;猫传染性腹膜炎病毒( feline in- 制备2019 nOv dNA疫苗需有两个重要前提; fectious peritonitis virus,FPV,猫冠状病毒)S蛋白的 第一是基因组信息,尤其是病毒蛋白基因编码序单克隆抗体可能促进病毒巨噬细胞感染∽;MERS- 列;第二是病毒的生物学特征和疾病的发病机制。CoⅤ灭活疫苗诱导超敏反应而加重肺部损害。随 2019-nCoV病毒的生物学特征和疾病发病机制的阐着对2019-nCoV致病机制的进一步了解,将有助于 明,有助于指导选择病毒蛋白作为适合的DNA疫苗选择更安全有效的疫苗株和靶抗原。 抗原。随着209-nCoⅤ的生物学特征和疾病发病机42牛痘苗是否有助于2019新型冠状病毒疫苗的 制研究的深入,同时参考SARS-CoV和MERS-CoV研究 疫苗的研究经验,我们可以优先选择S蛋白和(或) 历史上最成功的疫苗是牛痘苗,消除了人间天 M蛋白、N蛋白等制备单价或者多价DNA疫苗。目花病毒的传播。牛痘苗的本质是感染牛的天花病 前分离得到的2019-nCo不同病毒株的基因组序列毒,具有种属特异性。牛痘苗诱导交叉性保护免疫注意的是，病毒蛋白具有多种生物学功能，如3a蛋 白可以下调Ⅰ型IFN通路降低抗病毒免疫［22］ ，活化 炎症小体增强炎症性损伤。根据基因组测序信息， 2019⁃nCoV可能包括S蛋白、M蛋白、N蛋白、E蛋白 以及 1ab/3/7/8/9/10b/13/14 等 12 种结构蛋白［23］ 。针 对这些结构蛋白功能与免疫原性进一步分析，将有 助于2019⁃nCoV亚单位疫苗的研发。 3 DNA疫苗 相较于亚单位疫苗，DNA疫苗在体内表达病毒 蛋白抗原，模拟了病毒蛋白在宿主细胞内的表达， 可以更好地保持病毒蛋白的天然构象表位。DNA 疫苗在宿主细胞中表达病毒蛋白，可以诱导相对平 衡的细胞免疫应答和体液免疫应答。传统疫苗需 要培养完整的病毒颗粒，亚单位疫苗则需要表达和 纯化目的蛋白，而DNA疫苗只需要制备含有抗原基 因序列的表达质粒，制备工艺简单。早于 SARS ⁃ CoV 灭活疫苗（2004 年 9 月）［13］ ，2004 年 4 月已有研 究报道，编码SARS⁃CoVS蛋白的DNA疫苗在小鼠体 内可诱导细胞免疫应答和中和抗体［24］ 。更重要的 是，在SARS⁃CoV攻毒实验中，接种DNA疫苗小鼠体 内的SARS⁃CoV基本被完全清除，显示DNA疫苗具 有强大的保护效果。2008年11月，SARS⁃CoVS蛋白 DNA疫苗在I期临床实验中诱导出保护性细胞免疫 应答和中和抗体［25］ 。SARS⁃CoV的结构蛋白，如N蛋 白和M蛋白等，在DNA疫苗研究中也有报道［8］ 。有 趣的是，M蛋白能比S蛋白更有效地诱导中和抗体 和细胞免疫应答。MERS⁃CoVS蛋白DNA疫苗是首 个进入Ⅰ期临床的MERS疫苗，研究结果显示其在 小鼠、骆驼和猕猴中具有较好的免疫原性，并在肺 部感染模型中能够保护猕猴不受MERS病毒感染的 影响［26］ 。Ⅰ期临床实验结果显示，大部分受试者能 够检测到疫苗诱导的体液免疫和细胞免疫反应，不 良反应轻微且自限［27］ 。 制备2019⁃nCoV DNA疫苗需有两个重要前提； 第一是基因组信息，尤其是病毒蛋白基因编码序 列；第二是病毒的生物学特征和疾病的发病机制。 2019⁃nCoV病毒的生物学特征和疾病发病机制的阐 明，有助于指导选择病毒蛋白作为适合的DNA疫苗 抗原。随着209⁃nCoV的生物学特征和疾病发病机 制研究的深入，同时参考 SARS⁃CoV 和 MERS⁃CoV 疫苗的研究经验，我们可以优先选择S蛋白和（或） M蛋白、N蛋白等制备单价或者多价DNA疫苗。目 前分离得到的2019⁃nCoV不同病毒株的基因组序列 高度一致。随着感染在人群中的不断扩散和可能 发生的病毒免疫逃逸，2019⁃nCoV 是否会发生突变 进而改变靶抗原的免疫原性？参考 HIV⁃1 DNA 疫 苗研究经验［28］ ，可以考虑在2019⁃nCoV DNA疫苗中 包括多个冠状病毒株的S蛋白编码序列从而更好地 诱导广谱中和抗体。 4 对2019新型冠状病毒疫苗研发的思考与展望 4.1 安全性和有效性 对疫苗接种安全性的担忧，首先来自于疫苗本 身。灭活疫苗，接种剂量大，可能会引起发热等；减 毒活疫苗，在接种体内复制，可能在免疫功能异常 个体引起严重后果。在Ⅰ期临床实验中，健康志愿 者可以耐受 SARS⁃CoV 灭活疫苗［15］ ，提示冠状病毒 灭活疫苗是安全的。2019⁃nCoV与SARS⁃CoV 亲缘 关系近，即便如此，在获得2019⁃nCoV灭活疫苗安全 有效的直接证据之前必须时刻谨慎。亚单位疫苗 是在体外表达、纯化的病毒蛋白，不利于保持蛋白 的构象表位；且亚单位疫苗一般免疫原性比较弱。 对于DNA疫苗安全性最大的担忧，来自于其可能随 机整合到宿主基因组上。近30年的DNA疫苗研究 已经充分证明了 DNA 疫苗人群接种的安全性。 DNA疫苗在人体内的免疫效果比较弱，采用DNA疫 苗初次免疫、蛋白质疫苗加强免疫等免疫策略，可 以有效增强DNA疫苗的免疫效果［28］ 。DNA疫苗与 亚单位疫苗的联合应用，或许是2019⁃nCoV疫苗的 研究方向之一。 2019⁃nCoV患者的血清中含有能阻断病毒感染 的中和抗体［19］ ；康复期患者血浆能够快速降低2019 ⁃nCoV患者病毒载量，有效缓解临床症状。但是，疫 苗接种后引起的免疫应答也是双刃剑，抗体既可能 结合病毒受体阻断病毒传播，也可能结合Fc受体促 进病毒感染，如SARS⁃CoV的S蛋白单克隆抗体可促 进巨噬细胞感染［29］ ；猫传染性腹膜炎病毒（feline in⁃ fectious peritonitis virus，FIPV，猫冠状病毒）S蛋白的 单克隆抗体可能促进病毒巨噬细胞感染［30］ ；MERS⁃ CoV灭活疫苗诱导超敏反应而加重肺部损害［17］ 。随 着对2019⁃nCoV致病机制的进一步了解，将有助于 选择更安全有效的疫苗株和靶抗原。 4.2 牛痘苗是否有助于2019新型冠状病毒疫苗的 研究 历史上最成功的疫苗是牛痘苗，消除了人间天 花病毒的传播。牛痘苗的本质是感染牛的天花病 毒，具有种属特异性。牛痘苗诱导交叉性保护免疫 第40卷第2期 2020年2月 张明顺，吉宁飞. 冠状病毒疫苗研究进展及2019新型冠状病毒疫苗研发展望［J］. 南京医科大学学报（自然科学版），2020，40（2）：151-154，159 ·153·