科学家|中国巴菲特、硅谷钢铁侠看好的新冠疫苗,3位中国科学家功不可没

导语:在抗击新冠疫情方面 , 中国科学家的力量越来越不容忽视 。
——《华盛顿邮报》
2021年1月25日晚8时许 , 有「中国巴菲特」之称的复星集团董事长郭广昌在他的个人微博上激动地对外宣布:
「刚刚从香港传来一个振奋人心的消息:中德合作研发的mRNA新冠疫苗BNT162b2 , 也就是COMIRNATY(中文商品名:復必泰TM)在中国香港获认可紧急使用!将正式开始服务国人、保护国人!」
他的上一条微博 , 还停留在去年的11月9日 。 内容依然是不留余力地在为这个名为BNT162b2的mRNA新冠疫苗打Call 。
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郭广昌微博截图
来源:微博
关于郭广昌口中的这串代号 , 不少人可能还很陌生 。 但这款新冠疫苗所使用的mRNA技术已经有了不少的高光时刻 , 比如特斯拉CEO、硅谷钢铁侠埃隆·马斯克最近就给予了mRNA技术高度评价 , 将它称之为「医学的未来」 , 「基本上你可以使用mRNA治愈一切」 。 另外 , 这款疫苗在以色列的接种率已高达49.1% , 有望让以色列通过接种疫苗成为世界首个实现群体免疫的国家……
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特斯拉CEO马斯克称mRNA技术是「医学的未来」
来源:网络
不过 , 在这些BNT162b2的高光时刻背后 , 大多数人不知道的是 , 在这款mRNA疫苗研发的许多关键节点上 , 都凝结着中国研究者的心血与力量 。
今天我们就来说说这个名字里带着几分「洋气」 , 却与中国科研密不可分的mRNA新冠疫苗的故事 。
由一串基因序列缘起
2019年12月26日 , 上海市公共卫生临床中心收到一份来自武汉的不明原因发热患者标本 。 收到标本后 , 研究团队立即连夜着手测试 , 终于在2020年1月5日凌晨 , 从标本中检测出一种新型SARS样冠状病毒 , 并通过高通量测序获得了该病毒的全基因组序列(GenBank:MN908947) , 整个过程只用了不到十天时间 。
2月3日 , 一篇题为《一种与中国呼吸道疾病相关的新冠状病毒》以「加快评审文章」(Accelerated Article Preview)形式发表在了顶尖学术期刊《自然》(Nature)上 。 这篇论文公布了来自中国科研团队的重要发现 , 最早向世界公布了新型冠状病毒的全基因组序列系 。 研究者还将它与此前在中国蝙蝠体内找到的一组SARS样冠状病毒作比对 , 并发现它们密切相关 。
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【科学家|中国巴菲特、硅谷钢铁侠看好的新冠疫苗,3位中国科学家功不可没】来源:文献内插图
当时的研究者可能还不知道 , 他们称之为「WHCV」的病毒将在2020年席卷全球、彻底改变世界 。 他们更不知道的是 , 正是由于病毒全基因组的及时发现和公布 , 才为mRNA新冠疫苗的后续研发提供了最重要的「原料」 , 使得新冠疫苗能在1年内快速研发上市 , 惠及了数以千万计的民众 , 让他们远离病毒的侵扰 。
在了解这项工作有多重要之前 , 我们先得明白mRNA疫苗到底是怎么激发人体免疫反应的 。
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mRNA新冠疫苗的作用原理
来源:复星疫苗官网
mRNA , 也就是 Messenger RNA(信使核糖核酸) , 是携带遗传信息的小型核酸片段 。 顾名思义 , mRNA新冠疫苗会携带着来自信使RNA关于特定病毒特征(病毒抗原)的蓝本或者密码子 。 当它进入人体后 , 机体内的细胞会将它抗原呈递到细胞表面 , 并释放携带病毒信息的mRNA , 激发人体主动地生成抗原 , 刺激体内产生对抗病毒的特异性免疫反应 。
说到这 , 想必各位一定明白了 。 研发mRNA疫苗所需的这串病毒密码子就藏在由我国科学家提供的病毒基因组序列之中 。 对于mRNA 疫苗的研发人员来说 , mRNA技术并不是什么新鲜事 , 只要能拿到病毒的基因序列 , 他们便可以立刻按部就班地投入到 mRNA 疫苗的设计研发中去 。
事实也确是如此 , 正是以这个基因组序列为参考 , BNT162b2的原研单位BioNTech才得以在疫情暴发当即(2020年1月)就迅速启动了mRNA新冠疫苗的研发工作 。
突破第二道关卡:抗原选择
拿到病毒的基因组序列只是疫苗研发的第一步 。 下一个难题是选择合适的抗原 。 要知道 , 早前呼吸道合胞病毒(RSV)疫苗的研发时就曾因抗原的选择问题 , 直接导致了III期临床试验以失败告终 。
对于新冠病毒来说 , 可以选择的抗原其实有不少 。
它含有一条正链RNA基因组 , 能编码4种主要的结构蛋白:刺突蛋白(S蛋白)、包膜蛋白 (E蛋白)、 膜蛋白(M蛋白)和 核壳蛋白(N蛋白) 。 理论上 , 这些编码的结构都可以作为疫苗研发的抗原候选蛋白 。
在这四种结构蛋白里 , S蛋白很特别 。 当新冠病毒入侵人体后 , 病毒表面S 蛋白上的受体结合域会特异性地与体内广泛分布的 ACE2 受体结合 。 它们俩的亲和力很强 , 要比SARS病毒的结合能力高出10-20倍 。 这样 , 病毒的核酸便能迅速侵入细胞进行病毒的体内复制 。
同样的道理 , 如果能够在此处做文章 , 阻断S蛋白与ACE2受体的结合 , 便可以拦截病毒入侵宿主细胞 , 从而保护宿主免于感染 。
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SARS-CoV-2表面S蛋白三聚体3D结构
来源:Jason McLellan/Univ. of Texas at Austin
不过 , 要选择S蛋白作为抗原 , 必须先解决一个重要问题——把它稳定下来 。 S蛋白具有融合前构象与融合后构象两种形态 , 融合前构象的免疫原性比融合后好很多 , 是疫苗抗原的理想选择 。 但野生型S蛋白的结构极其不稳定 , 一旦蛋白结构不稳定 , 就会降低其免疫原性 , 使得疫苗无法产生足够的中和抗体滴度 , 疫苗就没那么「有效」了 。
为了使S蛋白的构象更加稳定 , 很多中外科学家都全力投入到了这场「研究战役」中 。 中国科学家王年爽就是其中之一 。
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S-2P主要设计者王年爽(右三)
来源:网络
2016年 , 王年爽和他的团队基于冠状病毒S蛋白的冷冻电镜结构 , 设计了一种通过添加2个脯氨酸突变(K986 , V987)来稳定融合前构象S蛋白的方法 , 即S-2P 。 这种方法能大大提升多种不同类型冠状病毒的表达量、稳定性及免疫原性 , 在应对新发冠状病毒方面发挥了巨大优势 。
得益于中国科学家的这一发现 , 只要S蛋白稳定住了 , mRNA新冠疫苗就有了关键的抗原靶点 。 如今在全球范围内广泛使用的由BioNTech及 Moderna mRNA新冠疫苗 , 都采用了S-2P方法 。 它们的临床研究显示 , 疫苗在健康接种者体内所引起的中和抗体滴度要远高于新冠肺炎康复期患者的抗体滴度 , 这就是选对了抗原的最好证明 。
中外合作:将尖端技术引进国门
最后 , 再来聊聊这款融合中外科研结晶的疫苗是如何被引进国门、护佑国人健康的 。
对于世人来说 , BNT162b2的面世极大地提升了德国公司BioNTech的国际声望 , 但实际上 , 它是一款名副其实的国际合作疫苗产物 。 除了科研人员外 , 我国的医药企业也在这其中扮演了极为重要的角色 。
2020年1月 , 在基因序列数据的基础上 , 德国BioNTech迅速研制出了多个候选疫苗 。 当时不少的中国科学家及医药企业便已经意识到 , mRNA 疫苗可能会在这次疫情当中起到至关重要的作用 。 这可比马斯克早了足足一整年 。
2月初 , 正在美国波士顿的中国科学家回爱民博士就与BioNTech CEOUgur Sahin博士见面 , 协商中德两国共同开发新冠 mRNA 疫苗的事宜 。 仅6周后 , 复星医药便达成了与德国BioNTech的合作 , 成为了它在中国的战略合作伙伴 , 致力于mRNA新冠疫苗产品的研发、临床试验开展及合规注册等工作 , 推动该疫苗上市(包括中国大陆和港澳台地区) 。
自双方合作以来 , 复星医药就开始深度参与到了mRNA核酸疫苗研发工作中 。 除了与BioNTech全面深入探讨研发计划 , 设计并与中国研究单位完成了包括BNT162b2在内的多个mRNA获选疫苗的动物攻毒试验 , 复星医药还推进了疫苗在中国境内临床试验的开展 。
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第三届进博会上 , 复星医药董事长兼首席执行官吴以芳(右) , 复星医药高级副总裁、全球研发中心总裁兼首席医学官回爱民博士(左)与BioNTech围绕“mRNA技术”进行了远程对话
来源:网络
比如 , 去年11月就已在中国开展BNT162b2 II期临床试验 , 这不仅是该疫苗在中国上市的关键性科学证据 , 也将对该疫苗在全球其他种族 , 尤其是在其他亚洲国家和地区的使用 , 起到积极作用 。
如今 , 这款mRNA新冠疫苗已获得了香港特别行政区食物及卫生局认可 , 在香港作紧急使用 , 截至目前已经完成了生产程序的首批约100万剂疫苗 , 预计将于2月下旬由德国运抵香港 。
自此 , 这个从一开始就与中国结下深厚情缘的新冠疫苗 , 也能够开始真正地激发国人针对新冠病毒的高保护力 , 护佑成千上万个中国家庭了……
今天笔者说的这些故事 , 虽然听起来并没有马斯克的言论来得轰动 , 但值得被更多人听到 。
因为 , 正是mRNA新冠疫苗BNT162b2研发背后的中国力量 , 为全世界人民战胜新冠病毒做出了不容小觑的贡献 。 伟大的中国人民不仅严格遵守防疫措施 , 用自身的行动践行全民抗疫的决心 , 更发挥了民族智慧 , 热心参与国际合作 , 参与到优秀的新冠疫苗的研发中 。 我们也期盼着这款和中国结下情缘的新冠疫苗能够成为对抗疫情的最有利武器 , 守护我们的健康 。


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