张文宏：奥密克戎或已达进化极限！

2023 年 6 月 23 日下午，上海市科协指导的“从新冠病毒疫苗研发到新发再传染病的防治”研讨会在沪举行，国家传染病医学中心主任、复旦大学附属华山医院感染科主任张文宏教授等专家做了演讲和交流。

复旦大学基础医学院复旦大学基础医学院教授、病原微生物研究所所长姜世勃表示，要警惕新冠病毒奥密克戎变异株与 MERS（中东呼吸综合征）病毒的重组，加快研发广谱疫苗。

“如果这种重组病毒在全球传播，是很可怕的，因为 MERS 的致死率高达 35%，但传播力很低，而奥密克戎的致死率很低，但传播力非常强。它们在重组中存在‘强强联合’的可能性。”

MERS 是 2012 年中东及韩国等地出现的一种人畜共患的严重呼吸道传染疾病，甚至出现过一人传播 85 人的 “超级毒王”，且死亡率为 35.5%，远高于 SARS-CoV。2013 年，WHO 将其命名为中东呼吸综合征（MERS）。MERS-CoV 在结构上属于Ⅰ类包膜病毒，目前认为其 SARA-CoV 为同一来源，有学者认为该病毒通过骆驼作为中间宿主感染人类。

针对两种病毒重组传播的可能性，姜世勃呼吁科学界加紧研发广谱冠状病毒疫苗，不要以为新冠疫情已经消退，没必要再研发相关疫苗。对这个观点，张文宏表示认同：“截至目前，新冠病毒的变异都是 RBD 区域（病毒受体结合域）的基因漂移，还没有出现病毒基因组杂交，这是很幸运的。我们要做好病毒基因组的研究监测工作。”

SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2的二级结构

这三种冠状病毒S蛋白均由两个亚基组成：S1和S2。病毒通过S1亚基的受体结合域（RBD）与细胞受体结合，然后通过S2亚基在病毒和细胞膜之间融合，导致病毒进入宿主细胞。其中 RBD 将病毒锚定在宿主细胞膜上，以调节病毒的传播性和感染过程。

有学者对MERS-CoV、SARS-CoV 和 SARS-CoV-2 的 S1 糖蛋白单体进行了红外（IR）光谱比较研究，并通过对蛋白酰胺Ⅰ振动带的光谱成分分析，确定了MERS-COV、SARS-CoV 和 SARS-CoV-2 S1单元的二级结构。通过这些测量，他们证明三种 S1 糖蛋白具有不同的二级结构。与 MERS-CoV 和 SARS-CoV 相比，SARS-CoV-2 的 S1 二级结构显示出更多的扩展β片层结构。这种构象差异可能与 RBM 区域有关，也表明 SARS-CoV-2 的蛋白质结构更稳定。

关于 MERS-CoV 疫苗的研究

由于 MERS-CoV 持续以高死亡率感染人类，开发有效的疫苗来预防感染并减少对全球健康的威胁是十分必要的。S蛋白，包括其RBD，是开发针对中东呼吸综合征冠状病毒和其他高致病性冠状病毒（如SARS-CoV-2和SARS-CoV）的有效疫苗的重要靶标。

SARS-CoV-2 在 S 蛋白（尤其是 RBD）中迅速积累突变，导致出现多种值得关注的变体。与原始 RBD 或 S 蛋白相比，SARS-CoV-2 变体的 RBD 或 S 蛋白含有超过 15-30 个氨基酸突变。因此，基于原始 SARS-CoV-2 毒株的 RBD 或 S 蛋白的疫苗可能会诱导针对变异株（尤其是 Omicron 变体及其亚变异株）滴度降低的中和抗体，反之亦然。与SARS-CoV-2不同，中东呼吸综合征冠状病毒在S蛋白中检测到的突变较少，包括RBD。因此，基于中东呼吸综合征冠状病毒原始RBD的疫苗仍然能引发针对中东呼吸综合征冠状病毒突变株的广泛而有效的中和抗体。因此，设计有效的中东呼吸综合征疫苗是可行的，这些疫苗靶向原始RBD，但仍诱导针对各种中东呼吸综合征冠状病毒突变体的广谱中和活性。

目前，已有学者开发出一种有效的基于中东呼吸综合征冠状病毒 RBD 的 mRNA 疫苗。他们发现具有伪UTP修饰的 MERS-CoV RBD-mRNA 可引发具有强效中和活性和T细胞免疫应答（持续至少6个月）的长期 IgG 抗体。换言之，这种编码中东呼吸综合征冠状病毒原始RBD的核苷修饰mRNA（RBD-mRNA），诱导了持久有效的中和抗体反应，从而防止了中东呼吸综合征冠状病毒感染。重要的是，该疫苗引发了对多种中东呼吸综合征冠状病毒毒株具有广谱中和活性的中和抗体。

总之，这种RBD-mRNA疫苗具有进一步开发和使用的巨大潜力，可以作为预防未来可能出现的各种中东呼吸综合征冠状病毒株以及中东呼吸综合征相关冠状病毒感染的安全有效方法。

关于 SARS-CoV-2 疫苗的研究

面对 SARS-CoV-2 病毒的不断变异，特别是最近流行的 Omicron 突变株，第一代新冠疫苗提供的交叉保护力和保护持久性仍存在不足。因此可以有效预防新变异病毒的第二代疫苗就显得十分重要。截止到 2022 年 11 月 11 日，目前全球处于临床研究阶段的新冠疫苗共有 172 种，此外还有 199 种新冠疫苗处于非临床研究阶段。

大多数新冠疫苗的靶点是病毒 Spike 结构，因为病毒 Spike 蛋白在感染细胞过程中发挥重要作用。但是病毒含有大量结构蛋白（如核衣壳蛋白 NP）和非结构蛋白（NSP），这些蛋白表达量高且免疫原性强，更重要的是序列相对保守。病毒结合表位结构研究有助于发现更加保守的标为，有研究提出在第二代疫苗需要针对在 sarbecovirus 亚属中进化保守的位点产生中和抗体。同时，细胞免疫在抵抗病毒过程中发挥重要作用，如 T 细胞的激活。

目前研究进展较快的第二代疫苗有：

1、CV2CoV

CureVac AG 研究的 CV2CoV 疫苗是第二代 mRNA 疫苗，含有未修饰的核苷，但具有优化的非编码区和增强的抗原表达，基于 RNActive 技术。目前正处于临床 I 期研究阶段（NCT05260437）。

2、BNT162b2SA

BNT162b2SA 是基于 B.1.351 突变株的 Spike 区域进行开发的 mRNA 疫苗，虽然关键突变位点在 RBD，但 Spike 的其余部分也存在突变位点，因此 BNT162b2SA 可导致更广泛的免疫反应。目前该疫苗处于临床阶段。

3、PTX-COVID19-B

PTX-COVID19-B 是一种由 Providence Therapeutics 与 Holdings Inc 共同开发的脂质纳米颗粒 mRNA 疫苗。临床前研究表明，在小鼠和仓鼠中进行的进一步测试表明，PTX-COVID19-B 可诱导强大的体液和细胞免疫反应，并完全保护接种疫苗的动物肺部免受 SARS-CoV-2 感染。对仓鼠的研究还表明，PTX-COVID19-B 可以保护上呼吸道免受 SARS-CoV-2 感染。由 PTX-COVID19-B 疫苗引发的小鼠免疫血清能够中和 SARS-CoV-2 相关突变株，包括 Alpha、Beta、Gamma 和 Delta 突变株。 PTX-COVID19-B 在小鼠或仓鼠中均未引起不良反 应。目前，正在进行 II 期临床试验（NCT05175742）。该疫苗已加入世界卫生组织的新冠疫苗团结试验。

4、INO-4800

INO-4800 是 Inovio 研发的一款基于 DNA 的新冠候选疫苗，可用于对抗导致新冠肺炎的冠状病毒 SARS-CoV-2。前期临床研究表明 INO-4800 具有良好的安全性和耐受性，并且通过引发体液或细胞免疫反应中的一种或两种，在 100%（38/38）的接种对象中可诱导特异性免疫反应。针对不同突变株的交叉反应对比研究表明，INO-4800 疫苗接种诱导针对所有测试变体的中和抗体，针对 B.1.351 突变株的中和抗体水平降低了 6.9 倍，但是针对 P.1 突变株的中和抗体水平却保持不变。此外目前该疫苗处于临床 II/III 期研究阶段（NCT04642638），并已获准与灭活疫苗开展探索序贯免疫策略的临床试验。

5、MVC-COV1901

MVC-COV1901 是一种以氢氧化铝和 CpG 1018 为佐剂的 SARS-CoV-2 S-2P 亚单位蛋白疫苗。 MVC-COV1901 采用重组 S-2P 抗原，以 Dynavax 提供的 CpG 1018 和氢氧化铝为佐剂。根据疫苗的临床前 、I 期和 II 期临床研究数据表明，MVC ⁃ COV1901 显示出了强大的安全性和良好的免疫原性反应，因此在中国台湾申请并获得了紧急使用授权 EUA （EUA），并将继续寻求全球监管认可。目前该疫苗处于临床 II 期阶段（NCT04695652），并被 WHO 纳入疫苗团结试验。

参考文献：

[1] D'Arco A, Di Fabrizio M, Mancini T, Mosetti R, Macis S, Tranfo G, Della Ventura G, Marcelli A, Petrarca M, Lupi S. Secondary Structures of MERS-CoV, SARS-CoV, and SARS-CoV-2 Spike Proteins Revealed by Infrared Vibrational Spectroscopy. Int J Mol Sci. 2023 May 31;24(11):9550. doi: 10.3390/ijms24119550. PMID: 37298500; PMCID: PMC10253540.

[2]Tai W, Zheng J, Zhang X, Shi J, Wang G, Guan X, Zhu J, Perlman S, Du L. MERS-CoV RBD-mRNA vaccine induces potent and broadly neutralizing antibodies with protection against MERS-CoV infection. Virus Res. 2023 Jun 19;334:199156. doi: 10.1016/j.virusres.2023.199156. Epub ahead of print. PMID: 37336390; PMCID: PMC10278997.

[3] 王涛，赵云霞，江魁．第二代新型冠状病毒疫苗研究进展[J/OL]．病毒学报.