新冠疫苗你打了吗？研发我来，接种靠你们了 | 戴连攀

科普中国-我是科学家 2021-04-09

　　2021年03月28日，“科普中国-我是科学家”第32期“复苏”演讲现场，中国科学院微生物所研究员、创新疫苗与免疫课题组组长戴连攀带来演讲：《新冠疫苗，你打了吗？》。

　　以下为戴连攀演讲实录：

　　2021.03.28 北京

　　大家好，我是戴连攀。在我的演讲开始之前，我想先问一下大家，各位观众朋友有多少人已经打了新冠疫苗？请举手。好，还是有不少人的。那有多少人已经至少接种了一剂疫苗？我们可以看到，仍然还有少数人未接种，但在我们北京地区疫苗接种率还是较高的。那么我就来讲一讲，我们疫苗开发的故事。

　　《传染病》电影海报

　　我们知道，传染病是我们人类面临的一个长期威胁。在我的演讲开始前，我给大家介绍几部电影。这部由马特·达蒙、裘德·洛主演的好莱坞大片《传染病》，讲述的是一种呼吸道传播的疾病，怎样给我们社会带来巨大的危害，最终靠科研人员研究出疫苗将疫情控制。

　　《战疫》电影海报

　　同样，这部韩国电影叫《战疫》，也叫《流感》，讲述的是一种猪流感病毒在韩国传播，给韩国带来了严重的社会负担，最终通过在女主身上分离到有效的抗体，才得以将疫情控制。类似题材的电影还有很多，大家感兴趣都可以去看一下。这些电影在新冠疫情发生之前就已经完成了拍摄，说明大家都预感到，这种新发突发传染病，对我们人类来说是一种巨大的威胁。

　　2002年非典型性肺炎（SARS）疫情 | 戴连攀供图

　　对我们中国人来说，相关记忆最深刻的，恐怕就是2002年的非典疫情。非典有10%的死亡率，非常之高。当时，非典疫情不仅给公共卫生带来了巨大的挑战，社会也为此付出了巨大的代价。从SARS以后，我们改变了国家公共卫生体系，从此重视对新发传染病的防控。在10年以后，中东地区出现了第二种冠状病毒，引起了严重的疾病，即中东呼吸综合征MERS。

　　2012年中东呼吸综合征（MERS）疫情 | 戴连攀供图

　　左边是一张典型的MERS冠状病毒的照片。大家可以看到，照片上，病毒颗粒表面有很多红点，像皇冠一样，故称作冠状病毒。这也是一种通过呼吸道传播的病毒，死亡率有35%，比SARS还要高。

　　它主要在中东地区的骆驼上自然存在。虽然骆驼携带这种病毒，它却并不发生疾病。但是，骆驼在中东地区特别常见，与人关系亲密，所以通过与人的亲密接触，病毒传播到人群中。所以，MERS在中东地区，从2012年暴发以后一直没有间断，直到最近仍然有病例。究其原因，它有一个稳定的中间宿主在传播。

　　我2014年回国，我在国外时是从事疫苗方面的研究，那么回国以后我就聚焦在MERS上面，因为我当时想要关注会对社会产生重大影响的新发突发传染病，并对没有解决的问题进行突破。我瞄准了MERS。

　　我在沙特的骆驼养殖场 | 戴连攀供图

　　这是我前几年，在沙特访问阿卜杜拉国王研究中心的时候，当地人带我去到的他们一个骆驼的养殖场。骆驼养殖基地对沙特人来说是一种娱乐场所，我们中国人周末一般会开车去郊外玩，对于沙特人来说，周末他们会赶着骆驼，一家老小去沙漠里搭个帐篷，过上一两天，周末回来。

　　骆驼在当地有着举足轻重的作用。当地的饲养员，据说大部分都有MERS病毒抗体，说明他们可能感染过MERS病毒，所以MERS病毒在中东地区是一个长期的威胁，很有可能以后还会大规模暴发。所以我当时回国，第一个课题就是研究引起中东呼吸综合征的MERS病毒。

　　MERS病毒受体结合区 | 戴连攀供图

　　那么如何研究病毒？我们知道打蛇要打七寸，那么MERS冠状病毒的七寸在哪里呢？就在它的“皇冠”上，这个受体结合区RBD。该受体结合区如同钥匙一般，通过它来开启宿主细胞的大门。

　　RBD的二聚体与单体 | 戴连攀供图

　　所以，我们最开始就是基于RBD结构，来进行疫苗设计。我们实验室在表达RBD受体结合区的蛋白时，发现一个很有意思的现象。蛋白在被表达后，都会出现一种二聚体和一种单体这两种形式。对于研究蛋白功能的人来说，可能觉得研究与受体结合的单聚体更有意义，而二聚体蛋白会被忽略。

　　但是我当时认为，这个二聚体蛋白可能是一个很有意义、很有趣的靶点，所以我们当时将二聚体和单体进行了比较，发现二聚体是一个非常好的免疫原，按照疫苗设计的思路，我们做了后续的研究。我们经过了反复的设计，进行了体外、体内的实验，对免疫原结构进行了改建设计，最后通过二聚体研制出了很好的疫苗。

　　MERS病毒RBD二聚体蛋白结构 | Cell, A Universal Design of Betacoronavirus Vaccines against COVID-19, MERS, and SARS/ Dai et al., 2020

　　上边这幅图，就是典型的RBD二聚体的形式，特别巧合的是，它像我们人的双肺结构。

　　基础研究快速产业转化 | Dai et al, 2020, Cell

　　我们也基于这个结构进行迅速的研究，发现这是一种通用的、可以开发冠状病毒疫苗的结构，所以我们在第一时间对成果进行转化，我们当时合作的企业将其用于MERS疫苗的开发，很快我们就有了流畅的研发线，也进行了工艺的摸索，完成了临床前的验证。此时，2020年“新冠”暴发，当时高福院士告诉我们新冠疫情已经在武汉地区非常严重，所以我们急需要开发疫苗，疫苗是解决新冠疫情的终极武器之一，那么怎么开发？

　　当时我和高院士说，我们非常有底，因为我们有之前应对MERS的经验，用它来开发新冠疫苗是有据可行的，前期工作也是为我们做了未雨绸缪的准备。

　　戴连攀团队投入新冠疫苗研发工作 | 戴连攀供图

　　春节期间，疫情急剧加重，我们放弃了春节的假期，回到了实验室。当时召集团队，大家很快在过年期间回来，赶在大年初四，学校因为疫情规定学生不得返校之前，我们已经组建好了攻关的核心团队，开始了新冠疫苗开发。

　　重组蛋白疫苗研发流程图 | 戴连攀供图

　　我们采用了重组蛋白这一技术路线。该路线曾经成功应用于乙肝疫苗和宫颈癌疫苗的研发中。简而言之，它是把受体结合区的抗原蛋白，放到工程细胞中去表达和生产，再进行纯化。相对来说，它的工艺比较简单，成分比较单一，不需要生物安全等级的实验室去生产，产量也非常可观。

　　全球首个重组蛋白新冠疫苗研发历程 | 戴连攀供图

　　这是我们的一个开发流程。我们从2020年春节期间开始启动这个项目，在6月份我们的疫苗进入到临床试验，在10月份我们一期二期临床数据揭盲，安全性和有效性均显示良好。11月份，我们启动了国际多中心的三期临床，到了今年2月份，我们首先是在中亚的乌兹别克斯坦获批紧急使用这个疫苗。到了今年3月份，在我们中国国内也纳入了紧急使用的通道，我们的疫苗包装如图所示。

　　大家可能会问，这个疫苗开发这么快，安全吗？有效吗？可靠性能得到充分的保障呢？这也涉及到新冠疫苗开发的一个特殊性，新冠疫苗是特殊时期的特殊产品。我们的新冠疫苗开发与传统的疫苗开发还是不同的，流程上有了优化。

　　传统疫苗开发流程 | Nature, SARS-CoV-2 vaccines in development / Krammer, 2020

　　可以看到，传统的疫苗开发，如上图所示，我们首先需要花很长时间进行实验设计，然后我们需要经过概念的验证，经过反复的动物实验以及临床前的毒理学安全性评价、有效性的验证，再加上一期二期三期临床试验，这样一个过程往往需要10年以上的时间。

　　但考虑到新冠疫情的紧迫性，考虑到风险与收益的平衡，那么全球的研究者在新冠疫苗的开发上，都进行了流程的优化。我们首先在概念设计上有了应对MERS、SARS的一些经验，很快就找到了设计的出路。

　　新型冠状病毒疫苗开发流程 | SARS-CoV-2 vaccines in development / Krammer, 2020

　　然后我们在临床前与临床试验的流程中可以看到，疫苗研发由传统的串联进行的方式，变成并联同时进行。过程中的每一个步骤都没有少，没有省略，所以在疫苗研发到上市这一年多的时间里，我们完成了所有监管部门所要求的、保障疫苗安全有效的试验，获得了数据上的支持，保证了疫苗的安全可靠。

　　新冠疫苗开发的七条主要技术路线 | Nature Reviews Immunology，Viral targets for vaccines against COVID-19 / Dai and Gao, 2021

　　我们认为新冠疫情对于全球的疫苗来说都是一次大阅兵。可以看到，全球有几百种候选疫苗正在开发，多种技术路线同时进行。我们耳熟能详的国产疫苗主要有灭活疫苗、重组蛋白疫苗、腺病毒载体疫苗三种。而在国外，以mRNA为代表的核酸疫苗，第一次打到人身上，这也是新冠疫情对于科技发展的改变。

　　但这种首次应用于人身上的技术，长期会有怎样的情况，会对人产生怎样的影响，这需要我们持续的跟踪和随访。

　　mRNA疫苗第一次打到人身上| AP, Ted S. Warren

　　上图就是美国的mRNA疫苗第一次在人体上注射的照片，这对以后的科技发展是一个里程碑式的事件。有了这些安全有效的疫苗，那么你可能会问，我们到底需要多少人来打疫苗，才能有效地控制疫情呢？

　　通过疫苗接种构建免疫屏障 | Nature Reviews Immunology, A guide to vaccinology: from basic principles to new developments / Pollard and Bijker, 2021

　　我给大家讲一个免疫屏障的概念。上面这张图，红色表示感染者，蓝色表示易感人群，如果大家都没有打疫苗（图左侧部分），没有免疫力的话，可以看到大部分易感人群都会变成新的感染者。很多人会因此健康受损甚至丧命，社会也会付出巨大的代价。

　　假如只有一部分人打了疫苗将会是什么情况（图中间部分）？可以看到，打了疫苗的（图中橙色人群）有了保护力的这些人，他们可以有效抵御疾病的感染。但是，仍然有很多没打疫苗没有抗体的人，他们仍会通过一些渠道被感染者所传染，这样依旧会造成一定社会成本并使人付出健康的代价。

　　一旦我们的免疫屏障建立起来以后（图右侧部分），绝大部分人都是有免疫力的，即便有少量的感染者，也会有一个免疫屏障将他隔离开来，疾病不会传播给易感人群。如此，我们就能回到疫情之前的一种社会状态。

　　现在普遍的一个共识，接种率需要达到70%以上，才能建立有效的免疫屏障。

　　截至3月25日我国新冠疫苗接种情况 | 国务院联防联控机制国家卫健委国是直通车

　　那么来看看我们国内现在已经打了多少，从最新的3月25号的数据来看，全国接种的剂量是9000多万，记住了，这是剂量，它不是人次，所以，这离我们所说的，建立全面的一个免疫屏障，仍然还是有一个很大的距离，所以我们的疫苗接种任务依旧任重道远。

　　当然我们北京的接种率相对还是比较好的，刚刚我看了一下在场接种疫苗的人还是非常多的，但仍然有不少人还没有接种，所以我在此，借这个机会呼吁大家，能接种就尽快接种，能预约就尽量预约上。我们国内现在有三款疫苗，一款灭活疫苗，一款腺病毒疫苗，还有一款是我们重组蛋白亚单位疫苗，都是已经获批使用的。接种疫苗不仅仅是为了自己的健康，同时也是为我们国家的公共卫生做出自己的贡献。

　　谢谢大家。