SARS-CoV-2疫苗非临床安全性评价的研究进展

2023-06-28 02:57肖莉春杜娟综述张芳梅朱迎男审校
中国生物制品学杂志 2023年6期
关键词:仓鼠动物模型疫苗

肖莉春,杜娟,2 综述,张芳梅,2,朱迎男,2 审校

1.郑州大学药物安全性评价研究中心,河南 郑州 450001;2.郑州大学药物研究院,河南 郑州 450001

2020年3月,新型冠状病毒肺炎(Coronavirus Disease 2019,COVID-19)成为全球性大流行病(pandemic),给人类生活带来巨大影响。COVID-19 的病原体严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory symptom coronavirus 2,SARS-CoV-2)持续在全球范围内感染人类,据世界卫生组织(World Health Organization,WHO)数据显示,自暴发以来,SARSCoV-2 引起的COVID-19 大流行已导致全球超过5 亿人感染,600多万人死亡[1]。SARS-CoV-2是冠状病毒家族成员,与β冠状病毒相似,基因组大小为29 900 bp,具有由基因组RNA 和磷酸化的核衣壳蛋白组成的核衣壳,核衣壳位于磷脂双分子层中,表面覆盖有两种刺突蛋白:存在于所有冠状病毒中的刺突糖蛋白三聚体(S)和仅存在于某些冠状病毒中的血凝素酯酶(hemagglutinin esterase,HE)。膜蛋白M 和E 蛋白包膜位于病毒包膜中的S蛋白之间。

SARS-CoV-2 在复制过程中易出错,大量复制可引起多种变异。一旦出现一种适应性好的变异株,则可能引起广泛传播。SARS-CoV-2 刺突蛋白的亚基S1 被认为是一个突变热点,可能在毒性、传播能力和宿主免疫逃逸方面具有很高的临床相关性,其他突变也可能导致病毒对抗SARS-CoV-2 抗体的抵抗力增强。与原型株相比,变异株的传播能力更强,且可不同程度地逃逸宿主的免疫反应。由于发病率高,潜伏时间较长,人类对SARS-CoV-2无免疫力,而且目前缺乏有效的治疗手段和特效药物。因此,迫切需要开发安全有效的疫苗来控制并防止SARSCoV-2 的进一步传播,而SARS-CoV-2 疫苗的非临床安全性评价作为临床使用前的最后一关至关重要。

本文参考国内外指导原则和相关文献,对当前SARS-CoV-2 疫苗的非临床安全性评价的研究进展作一概述,以期为SARS-CoV-2 疫苗的非临床研究提供参考。

1 国内外指导原则

为指导和规范SARS-CoV-2 疫苗的研发工作,WHO、国家药品监督管理局(National Medical Products Administration,NMPA)、美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)、欧洲药品管理局(European Medicines Agency,EMA)等全球卫生组织或监管机构和日本独立行政法人医药品医疗器械综合机构(Pharmaceuticals and Medical Devices Agency,PMDA)均发布了评估SARS-CoV-2 疫苗紧急使用的相关非临床/临床研究框架和指南。

WHO发布的《Considerations for evaluation of COVID-19 vaccines》[2]中提到,针对其他冠状病毒(SARSCoV 和MERS-CoV)的某些疫苗构建动物模型的研究引发了人们对新冠疫苗相关的增强性呼吸道疾病(enhanced respiratory disease,ERD)理论风险的担忧。目前人们对SARS-CoV-2 疫苗相关ERD 潜在风险的认识和理解有限,对可用动物模型在预测人类发生此类事件可能性方面的了解也十分有限。但研究动物模型(如啮齿动物和非人类灵长类动物)对解决疫苗相关ERD 的潜在风险至关重要。另外,为适合每个纳入的SARS-CoV-2 抗原,研究应包括对体液、细胞和功能免疫反应的评估,还应考虑使用抗原特异性ELISA 来表征体液反应。细胞反应的评估应包括使用敏感和特异性的试样检测CD8+和CD4+T 细胞反应,应在任一野生型病毒的体外中和试验或假病毒微量中和试验中进行免疫反应的活性评估。

美国FDA 发布的《Development and licensure of vaccines to prevent COVID-19》[3]中指出,SARS-CoV-2候选疫苗非临床研究的目的是通过体外和体内试验确定其免疫原性和安全性特征。动物模型的非临床研究有助于识别疫苗潜在的安全风险,并指导临床研究中使用剂量、给药方案和给药途径的选择。对于由一种新产品类型组成的SARS-CoV-2 候选疫苗,如无先前的非临床和临床数据,在进行首次人类试验(first in human,FIH)前,需进行非临床安全性研究。应选择对SARS-CoV-2 疫苗抗原有反应的动物模型开展免疫原性研究,以评估SARS-CoV-2 候选疫苗的免疫特性,并支持首次FIH临床试验。

日本PMDA 发表的《Principles for the evaluation of vaccines against the novel coronavirus SARS-CoV-2》[4]中提到,SARS-CoV-2 候选疫苗的非临床安全性评价研究应按照良好实验室规范(good laboratory practice,GLP)的规定进行。为了支持临床试验,通常需进行安全药理学、一般毒性(多剂量毒性)和局部刺激的评估。用于非临床安全性评价研究的试验物质应是适当反映其特性(成分、配方、制造工艺和控制等)的配方,且其剂量应包含临床试验中的最大人用剂量。在开始临床试验前,任何作为预防传染病的SARS-CoV-2 候选疫苗均需确认疫苗功能和评估疫苗的免疫原性,检验相关动物对候选疫苗的免疫反应。此外,为了评价SARS-CoV-2 疫苗可能引起的潜在疾病增强风险,在开始临床试验前,必须对使用候选疫苗所引起的免疫反应进行描述。

2020 年8 月,中国NMPA 发布了《新型冠状病毒用疫苗研发技术指导原则(试行)》[5]和《新型冠状病毒预防用疫苗非临床有效性研究与评价技术要点(试行)》[6],建议非临床安全性评价研究进行SARSCoV-2的攻击试验以评价疫苗的保护效果;建立剂量与生物效价的关系,在药效学试验中探索免疫程序和接种途径,为临床试验方案提供参考。在开展临床试验前,需有疫苗的免疫原性、体内保护力等药效学研究数据。

2 SARS-CoV-2感染的实验模型

2.1 体外模型

与SARS-CoV、MERS-CoV 和其他新出现的病毒一样,体外模型可了解病毒复制动力学和病毒诱导的细胞损伤概况。SARS-CoV-2 的研究涉及诸多体外模型,包括原代细胞培养、细胞系、诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cell,IPSC)的细胞、器官芯片、类器官和组织块,见表1。

表1 体外模型在COVID-19研究中的优势和局限性Tab.1 Strengths and limitations of in vitro models in COVID-19 research

2.1.1 原代细胞培养物 基于血管紧张素转换酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2)和跨膜蛋白酶丝氨酸2 型(transmembrane protease serine type 2,TMPRSS2)的高表达,人气道上皮细胞如鼻杯状细胞和纤毛细胞、支气管细胞为SARS-CoV-2 药物筛选提供了临床相关模型[7]。PIAAORNO等[8]利用在气液界面(air-liquid interface,ALI)培养的人气道上皮(human airway epithelium,HAE)来表征病毒传染动力学、组织水平的细胞超微结构重塑、SARS-CoV-2 诱导的转录免疫特征,是用于评估瑞德西韦或瑞德西韦-地尔硫卓联合对抗SARS-CoV-2 抗病毒活性的有效模型。由于该模型可很好地再现病毒-宿主细胞的相互作用(如在受感染的上呼吸道和下呼吸道),已被用于评估抗病毒药物的疗效[9]。

2.1.2 细胞系 细胞培养模型可表征细胞向性、病毒诱导的细胞损伤和新出现病毒的复制,因此被用于研究SARS-CoV-2 感染[10]。Caco-2 是一种来自人类结直肠腺癌的上皮细胞系,已被用于评估COVID-19 病理。ELLINGER 等[11]利用Caco-2细胞系筛选了5 632 种化合物,以检测其抑制病毒诱导的细胞毒性的潜力。Caco-2 细胞还揭示了与SARS-CoV-2 感染相关的途径,包括核酸代谢、蛋白质稳态、翻译和剪接[12]。

CHU 等[13]分析了25 个细胞株的差异敏感性,并比较了SARS-CoV-2 的复制能力,采用定量反转录PCR进行评估[14],结果显示,在120 h内,SARS-CoV-2在人类胃肠道(Caco-2)和呼吸道(Calu-3)细胞中感染并复制至类似水平。该研究为SARS-CoV-2 的细胞取向、复制动力学和细胞损伤提供了有意义的信息,但研究者也指出了这些细胞株的一些局限性:首先,细胞系间的趋向性可能不能完全反映SARS-CoV-2在生理条件下复制和影响人体器官的方式;其次,研究仅使用了一种病毒分离株(但与其他报道的SARSCoV-2分离株高度同源);另外,人体器官和组织中含有多种异质性表达ACE2的细胞类型。

2.1.3 IPSC 的细胞 虽然原代细胞培养模型常被用于研究SARS-CoV-2,但其在体外维持时间较短,而且由于基因组改变,细胞系可能不能精确地对SARSCoV-2 感染做出反应。相比之下,IPSC 与人体组织细胞相似性更高。IPSC来源细胞的转录组与其各自的主要对应物相似,同时可对免疫刺激做出反应。目前,已有几种IPSC 类型用于开发药物、系统探索SARS-CoV-2趋向性以及研究细胞对感染的反应。

2.1.4 类器官 由于具有克服二维培养和永生细胞株局限性的潜力,干细胞的体外三维细胞培养方法的出现受到了广泛关注[15]。类器官是主要由多能干细胞(pluripotent stem cell,PSC)或多能成体干细胞在组织中建立的三维结构。其由特定组织的细胞类型组成,通过细胞分类和自我组织,生成具有相应组织功能和结构特征的细胞组合。类器官最优地包含目标器官中存在的全部分化细胞类型[16]。许多类器官被用于在单细胞和组织之间研究SARS-CoV-2 感染,由于SARS-CoV-2 的主要感染靶点是呼吸道,多个研究组已使用肺类器官来模拟人的肺。腭扁桃体是免疫系统抵御病原体的第一道防线,扁桃体上皮细胞衍生的类器官具有相应组织的鲜明特征,已被用于研究冠状病毒感染和COVID-19 生物学特征。尽管类器官技术有许多优点,但一个重要的限制是在体内器官之间缺乏通信。因此,这些发现需在更复杂的模型中进行验证。人类的类器官培养仍处于发展阶段,许多研究仍在进行中。

2.1.5 器官芯片 器官芯片技术为模拟人体器官感染提供了一个特殊的平台。人体器官芯片是用人体细胞填充的微流体装置,可再现组织-组织界面、流体流动、机械信号和器官水平的生理学[17]。SI 等[18]开发了一种以人肺气道上皮为衬里的器官芯片微流控培养装置,细胞在ALI 条件下由连续流动的培养基培养。该模型模拟了病毒的进入、复制和宿主细胞因子的产生,为加快药物再利用提供了一个更有利的平台。肺部是SARS-CoV-2 感染的主要靶点,可导致轻度或重度肺损伤综合征,最终可能导致多器官功能衰竭。肺泡是肺的主要功能单位,肺泡-毛细血管屏障在维持气体交换和防止病毒感染传播方面起着重要作用。许多严重的COVID-19 病例发展为进行性呼吸衰竭,导致死亡的部分原因是弥漫性肺泡损伤、炎症和肺炎。因此,肺芯片三维模型可通过精确的流体流动,在正常和疾病状态下建立SARSCoV-2引起的肺损伤模型。

2.1.6 组织块 组织细胞结构背景下发生的人类细胞-细胞和细胞-病原体相互作用的研究对于破译许多正常和致病过程的潜在机制具有重要意义[19]。由手术切除材料建立的稳定的体外模型-组织外植体或器官培养,可在细胞培养模型和动物模型之间的水平上成为高度匹配的平台。与其他体外方法相比,这些模型具有几个独特的优势:通常保留其起源区域的组织结构,保持细胞-细胞和细胞-基质相互作用,并允许直接进行实时观察[20]。人肺组织外植体是比较SARS-CoV-2 与SARS-CoV 的病毒动力学、细胞向性和先天免疫反应最有效的体外模型之一。

2.2 体内模型

体外方法可能无法洞察有害的体内效应。因此,迫切需要开发用于研究SARS-COV-2对靶器官的影响和全身感染效应的动物模型。动物物种的选择在疫苗非临床评估中十分重要。动物模型应尽可能模仿需预防的人体疾病,且能够证明疫苗对疾病的预防作用。目前已有多种动物模型用于SARS-COV-2疫苗的非临床安全性试验,其中包括小鼠、仓鼠、雪貂、非人灵长类(non-human primate,NHP)模型等,每种模型各有优点和局限性,见表2。

表2 体内模型在COVID-19研究中的优势和局限性Tab.2 Strengths and limitations of in vivo models in COVID-19 research

2.2.1 小鼠 由于小鼠ACE2(mACE2)不像hACE2易与SARS-CoV-2结合,实验室小鼠品系不易被SARSCoV-2 感染[21-22]。为提升SARS-CoV-2 的易感性,基于基因修饰的多种干预措施已被引入。SUN 等[23]介绍了一种基于腺病毒转导的可感染SARS-CoV-2 的小鼠模型(Ad5-hACE2-致敏小鼠),这些小鼠可发展为肺炎,其特征是体重减轻、严重的肺部病理和高滴度病毒在肺部复制。该模型为研究COVID-19 的发病机制以及潜在的治疗模式提供了一个有效工具。另一个建议的模型是细胞角蛋白18(cytoke-ratin 18,K18)-hACE2转基因小鼠,其中hACE2的表达受上皮细胞K18 启动子的驱动。这些转基因小鼠与严重的COVID-19感染有许多共同特征[24]。

除了转基因小鼠外,研究者还对感染了适应型SARS-CoV-2 变异株的野生型小鼠进行了COVID-19病理学研究。GU 等[25]通过给小鼠接种SARS-CoV-2有效感染幼龄和老年BALB/c 小鼠,引起中度肺炎和炎症反应。DINNON 等[26]利用反向遗传学重塑病毒S 蛋白和mACE2 的结合界面,绕过了病毒S 蛋白和mACE2 的低效相互作用,产生了利用mACE2 进入的重组病毒(SARS-CoV-2 MA)。无论小鼠鼠龄大小,这种SARS-CoV-2 MA 均能在小鼠上下气道中复制。虽然这两种野生型小鼠模型被认为是药物和疫苗筛选的可靠平台,但它们可能不能完全概括人类疾病的所有方面[27]。

2.2.2 仓鼠 叙利亚金仓鼠是另一种被广泛用于模拟SARS-CoV-2 感染的小型啮齿动物[28-30]。仓鼠ACE2对SARS-CoV-2 S 糖蛋白受体结合域具有高亲和力。CHAN 等[31]发现,除人类和恒河猴外,仓鼠ACE2对S蛋白的亲和力最高。此外,SARS-CoV-2 分离株在仓鼠肺中的高效复制,可导致鼻内感染后严重的病理性肺部病变[32]。值得注意的是,感染了SARS-CoV-2的仓鼠,除表现出疾病的临床症状外,还可通过直接接触和/或气溶胶将病毒传播给同居的动物[33]。尽管该模型可概括人类发病机制的某些方面,但受感染的动物可在感染后2 周内恢复至原来的体质量,并产生中和抗体,保护其免受SARS-CoV-2 随后的再次感染[34-35]。另一项实验中,OSTERRIEDER 等[36]比较了幼龄仓鼠和老龄仓鼠的感染过程,发现两组仓鼠的上、下呼吸道病毒复制率相同,但仅在幼年仓鼠中观察到肺部快速恢复,这与人类年龄相关的差异有相似性。因此,仓鼠模型是研究SARS-CoV-2 传播、发病机制、治疗和疫苗接种的有效模型。

2.2.3 雪貂 在研究流感病毒和SARS-CoV 引起的人类疾病中,雪貂是一种非常有效的动物模型,因为其呼吸道在解剖学上与人类相似,且其在气管和支气管的Ⅱ型肺泡和颗粒上皮细胞上大量表达ACE2[37-38]。此外,雪貂ACE2 含有关键的SARS-CoV 结合残基,使其对SARS-CoV-2 敏感[39-40]。受感染的雪貂在上呼吸道显示出高病毒滴度,因此,可通过直接或间接接触发生雪貂之间的高效传播[41]。RICHARD 等[42]对雪貂传播模式进行了研究,在间接接受者中发现了受感染的病毒,表明SARS-CoV-2 雪貂模型再现了人与人之间的传播。考虑到SARS-CoV-2 在人类中的快速传播,雪貂成为了解COVID-19传播动态的有力模型。

2.2.4 NHP SARS-CoV-2 的NHP 模型因其具有与人类的遗传同源性和解剖相似性,成为模拟人类发病机制和测试临床干预措施的黄金标准[43]。恒河猴ACE2 刺突活性高,是一种易受SARS-CoV-2 感染的NHP[44-45],已广泛应用于评估医疗措施的有效性。目前研究者正在开发多种候选疫苗,并在NHP 模型中评估其有效性。

LU 等[46]比较了3 种NHP,包括恒河猴、食蟹猴和普通狨猴,用相同的SARS-COV-2菌株进行攻击,以确定最适合COVID-19的模型。从临床症状、病毒复制、组织趋向性和宿主对SARS-CoV-2感染的反应分析,恒河猴对SARS-CoV-2 的反应最强。NHP 很好地再现了人类的反应情况,在研究当前COVID-19大流行中与人类病理相关方面,NHP是理想的动物模型。

2.3 计算和数学模型 除了体内和体外模型,一些计算和数学模型也被用于研究SARS-CoV-2。这些计算模型已被广泛应用于筛选潜在的抗SARS-CoV-2 药物[47-48],定量构效关系(quantitative structure-activity relationship,QSAR)研究是一种从复杂数据集中提取关键信息的有效技术。QSAR 模型可分析化合物的结构和物理化学特征对所研究的生物活性的影响,并同时提供虚拟文库的预测。一方面,通过结构和物理化学解释(structure and physicochemical interpretation,SPCI)分析进行片段/指纹分析,估计不同分子特征对主蛋白酶(the main protease,Mpro)的抑制作用;另一方面,构建基于蒙特卡洛优化的QSAR 模型,并进一步利用最佳模型筛选近期的自然产品检索库;最后,从片段分析的角度分析产生的活性分子。该方法为SARS-CoV-2 Mpro 酶的片段探索和基于QSAR 的活性分子筛选奠定了基础,为进一步的体外和体内研究SARS-CoV-2 提供了新的成分和靶点[49]。通过大量计算和数学模型可预测COVID-19 的传播趋势和感染人数,为疫情防控提供依据。

3 药效学研究

药效学研究主要包括疫苗的作用机制、免疫原性和保护力、免疫程序和接种途径与效果的关系等。

3.1 疫苗的作用机制 不同的疫苗作用不同,其触发体液和细胞免疫反应的能力也不同。如腺病毒载体疫苗和核酸疫苗对细胞免疫反应的刺激更有效,而蛋白质亚单位疫苗和灭活病毒疫苗则对体液免疫反应的刺激更有效[50]。在已批准的疫苗中,腺病毒载体疫苗和mRNA 疫苗需接种1 或2 针方案[51-53],而灭活疫苗和蛋白亚单位疫苗则倾向于接种2 或3针方案[54-55]。其基本原则是确保中和抗体的效价足够高,以减少感染和严重疾病的发生率,并抵抗变异株[56]。

DNA疫苗通过将编码外源性抗原的基因插入含真核表达元件的载体上,将其导入人或动物体内,使其在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答以预防疾病;mRNA疫苗由编码病毒抗原的mRNA组成,通过合适的载体送至人体,人类细胞通过翻译这些RNA 产生抗原蛋白并刺激免疫系统;蛋白亚单位疫苗是提取或将目的抗原基因通过重组表达出抗原蛋白,纯化后制成疫苗;重组病毒载体疫苗以病毒作为载体,采用基因工程技术将外源抗原基因插入病毒基因组内,并转染细胞获得重组病毒,获得的重组病毒在机体内表达目的蛋白,诱导产生相应抗体,从而达到免疫接种的目的;灭活疫苗是选用免疫原性强的病原体,大规模培养后利用理化方法灭活制成疫苗。

3.2 疫苗的免疫原性 临床前动物免疫原性试验不仅可为疫苗进入临床试验提供支持,也可为安全性评价的试验方案设计(如实验动物的选择、免疫途径、剂量、频率等)和临床试验方案的制订提供参考。

武汉生物制品研究所有限责任公司、中国科学院武汉病毒研究所研制出新型SARS-CoV-2 全病毒灭活候选疫苗[57]。在临床前研究中使用7 种不同的动物研究疫苗的低毒性、免疫原性和免疫持久性,结果表明,该候选疫苗具有良好的耐受性和高水平的特异性IgG 抗体和中和抗体。在候选疫苗的临床前研究中,也证实了对3 种动物的低毒性或无毒性。在实验动物中,剂量、增加次数、佐剂和免疫程序被证明对激发强烈的体液免疫反应非常重要。

rVSV-ΔG-SARS-CoV-2-S 是一种临床(2 期)复制能力强的SARS-CoV-2 重组疫苗[58]。为了评估疫苗的安全性,在小鼠、仓鼠、兔、猪4 种动物中进行一系列非临床安全性、免疫原性和有效性研究,采用多剂量(多达108 个斑块形成单位/动物)的给药方案。rVSV-ΔG-SARS-CoV-2-S 疫苗接种引起了中和抗体、细胞免疫反应、脾脏生发中心和区域淋巴结淋巴细胞数量的增加。非临床数据表明,rVSV-ΔG-SARSCoV-2-S疫苗是安全的,且具有免疫原性。

3.3 动物保护力 临床前SARS-CoV-2 攻击试验可评价疫苗的保护效果,建立免疫剂量与生物效价的关系,可为临床疫苗的使用剂量、频率、不良反应的预测等提供支持。

有研究将SARS-CoV-2 感染的金色(叙利亚)仓鼠模型作为一种有效的非致命小动物模型,用于研究疫苗对COVID-19 的保护效力。在被动转移实验中[59],叙利亚仓鼠感染SARS-CoV-2可引起仓鼠肺部显著病理改变。此外,在仓鼠中观察到的免疫组化变化和体质量减轻模式类似于人类中轻度SARSCoV-2 感染的过程[60]。尽管肺炎症状发展迅速且严重,研究表明,叙利亚仓鼠模型可用于研究中和抗体和疫苗对SARS-CoV-2的保护作用[61]。

采用叙利亚仓鼠模型评估几种灭活疫苗的保护效果[62],其中包括经临床认证使用的灭活疫苗。主要评价指标为感染后不同时期仓鼠的体质量、鼻拭子、肺部和其他器官中病毒和/或病毒RNA 的存在情况。

KOZLOVSKAYA 等[63]将叙利亚仓鼠按体质量随机分为3 组:完整组(5 只)、接种组(15 只)和未接种组(15 只),接种组注射CoviVac 疫苗[5 μg/(剂·0.5 mL)]2 次,间隔14 d,并在第2 次免疫后14 d 鼻内注射105TCID50的SARS-CoV-2株PIK35,每天对所有动物进行观察和称重,并收集鼻、直肠拭子。实验结果表明,CoviVac 疫苗对叙利亚仓鼠的SARS-CoV-2感染表现出保护作用。

3.4 接种途径与效果 目前,大部分SARS-CoV-2 疫苗均采用肌肉注射,但由于SARS-CoV-2 主要通过上呼吸道感染,鼻腔通道的微环境对免疫十分重要。如使用N 蛋白通过小鼠鼻内免疫导致肺支气管肺泡灌洗(bronchoalveolar lavage,BAL)比肌肉注射的T细胞反应更高,而气管和口腔的反应相似。相比之下,鼻内免疫诱导的脾脏、腹股沟淋巴结和脑部的T 细胞反应低于肌肉注射[64]。表明免疫途径不仅影响靶器官的免疫应答,而且影响多个器官的免疫应答。

一些使用鼻内疫苗的实验已取得了良好的效果。可吸入疫苗制剂大致可分为两类:液体制剂和粉剂制剂。在小鼠模型中,鼻内免疫ChAd-SARSCoV-2-S(基于猿猴Ad-36载体)比肠外途径显示出更好的免疫效力[65]。鼻内和皮下注射Ad5.SARS-CoV-2-S1疫苗在小鼠模型中诱导了强大的体液和细胞免疫反应[66]。在鼻腔中注射Ad5-S-nb2 也能诱导全身和局部抗体反应,从而对猕猴产生保护[67]。上述研究表明,鼻内注射疫苗可保护宿主免受SARS-CoV-2感染,局部接种足以诱导全身体液免疫应答。

但其他鼻内接种疫苗的实验得到了不同的结果。鼻内注射人中和抗体和DNA 疫苗并未减少鼻甲骨中的病毒载量,但对肺有保护作用[68]。与鼻内注射相比,肌肉注射VSV-SARS2-EBOV 疫苗显示出快速的保护作用[69]。但这与之前的研究相矛盾。虽然目前尚不清楚鼻内接种疫苗是否优于肌内接种疫苗,但鼻内接种疫苗可保护宿主免受感染。鼻内接种疫苗的效力可能取决于剂量或疫苗种类。此外,鼻内免疫可提供消除性免疫,防止人际传播,可能是一种有效的群体免疫途径。

4 SARS-CoV-2疫苗的不良反应

安全性是使用疫苗时需考虑的一个重要因素。疫苗相关药物不良反应的范围非常广泛,其中最常见的不良反应为疼痛、疲劳和头痛,见表3。大多数不良反应可忍受,严重程度主要为1或2级。目前已发现了一些严重的不良反应(血栓栓塞事件,每百万剂量275例;心肌炎/心包炎,每百万剂量2 ~3例)。疫苗对于控制COVID-19大流行是一种有效手段,具有高效力和可耐受的不良反应。此外,与疫苗相关的不良反应范围很广,大多数反应出现在注射疫苗1周内,有些反应可能会延迟。因此,疫苗接种后需及时发现并处理不良反应。

表3 现有SARS-CoV-2疫苗的种类与不良反应Tab.3 Types of existing SARS-CoV-2 vaccines and adverse reactions

5 总结与展望

目前,已在动物模型中进行了多种SARS-CoV-2疫苗的免疫原性、有效性和安全性评价,但由于这些疫苗药效学实验参数存在差异,无法对抗体反应、保护效果等进行统一比较。尽管如此,动物模型的实验结果仍能有效评估SARS-CoV-2 疫苗在人体的安全性和保护效果,对SARS-CoV-2 疫苗的研发具有重要的指导意义。后续疫苗的保护作用能持续多久,疫苗对不同人群的保护效力如何,疫苗中哪些成分能引起过敏反应,患者康复后有哪些后遗症,如何避免后遗症及不良反应的发生等问题均需不断开展非临床安全性评价实验,并结合临床研究结果,优化实验方法和策略,为临床安全用药提供参考和依据,从而提高疫苗大规模接种的有效性和安全性。

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