唯有科学才能解决疫情 疫苗问题全解答就看这!
前言
世界卫生组织在2020年3月11日宣布由新型冠状病毒SARS-CoV-2所引起的传染病COVID-19已经造成全球大流行(Pandemic)。截至2021年6月21日为止,已经有超过1亿7千800万人确诊及超过380万人死亡。
和所有其他传染病一样,宿主的免疫系统在对抗 SARS-CoV-2 感染的过程中扮演关键的角色,但免疫系统活化也会引起发炎反应,甚至造成严重的疾病。我们对宿主免疫反应的暸解有助于发展疾病的预防或治疗的方法。
免疫反应的组成,如抗体,也可用来开发具有灵敏性和专一性的诊断及治疗的药剂。虽然遏制和封锁的手段可以暂时控制住,但我们终究需要有效的疫苗或治疗的药剂来阻止COVID-19的传播与造成的伤害。
COVID-19疫苗的研发以前所未有的速度在进行,目前WHO紧急批准(Emergency Use Listing, EUL)的疫苗共有6种, 包含AZ (AstraZeneca)、辉瑞BNT (Pfizer-BioNTech)、莫德纳 (Moderna)、娇生 (Johnson & Johnson)、国药 (Sinopharm)及科兴 (Sinovac)。
虽然世界各国在接种疫苗的人口比率各不相同,但是控制社区传播的能力与疫苗接种率成正比。由于台湾在全球大流行之前提早实施许多措施,让我们在去年及今年初只有少数感染案例。
不幸的是,在最近几个月,社区感染开始爆发了,并且让疫情提升到第三级警戒。虽然我国政府有收购多种疫苗,而且台湾的疫苗公司所研发的疫苗也在进行临床试验,但台湾在接种疫苗速度却远远落后于其他国家。
免疫学家在这场大流行中发挥了重要功能,包括开发诊断方法、治疗试剂和疫苗。近日国内因为COVID19疫苗相关议题,造成社会热烈讨论。
中华民国免疫学会为结合临床与基础免疫学之专业学术法人,秉持学术单位的社会责任,以专业角度提供相关科学讯息。
▲施打疫苗。(示意图/路透社)
新型冠状病毒及疫苗
新型冠状病毒是单股有套膜的RNA病毒。在RNA 遗传物质外,这病毒还由核壳 (N)和包裹在病毒外的棘 (S)蛋白组成。这次疫情中,各家药厂纷纷使用传统与新型的疫苗平台,包含使用载体、DNA 和 RNA,来制作抗新冠病毒的疫苗。
使用载体的疫苗可以经由插入病毒基因的抗原组成,在疫苗接种后可以体内产生病毒蛋白而引起具有保护性的免疫反应。其中,RNA疫苗是以可以在人体细胞内表达病毒蛋白的mRNA为主, 另外加以佐剂刺激免疫反应,并用特殊的包裹技术送入细胞内。
RNA疫苗可以很快速地在几周内完全合成,并配制一定的数量足以做临床试验,这是在面临潜在大流行时的一个宝贵的特色。这次疫情中,距离首次发现新冠病毒仅2个月就有第一个RNA的疫苗发展出来,并于2020年3月16日用于测试其在人类中的安全性。
传统平台如去活化的新冠疫苗,则是利用体外的细胞株培养新冠病毒,并以化学的方式杀死病毒,达到去活化的效果。这样的疫苗设计简单快速,由于是包含整个病毒多个成分,会引发较复杂的免疫反应。
另外,蛋白质次单元的新冠疫苗,则是利用细胞株制造病毒的棘蛋白,再加上刺激免疫反应的佐剂。蛋白次单元疫苗中,作为抗原的棘蛋白的结构,还有佐剂的种类,对于诱发免疫反应的强弱非常重要。
由于大量高纯度蛋白质在开发与生产上比较困难,开发时间较长,制作成本也较高。
▲NOVAVAX疫苗,是使用蛋白质次单元技术开发的新冠疫苗(图/路透)
临床试验
临床试验是指将药物用在人身上的研究,不同于细胞或动物实验,这是验证药物有效性跟安全性的黄金标准。临床试验分为四期:
第一期
是第一次将这个药物用在人身上的研究,目的是探索药物的在人体上的安全剂量,还有潜在的毒性。针对疫苗的第一期(或是第一/二期)临床试验,主要评估疫苗在不同剂量安全性,并同时观察免疫刺激的反应(如保护性抗体之产生),样本数通常为数十人。
第二期
又称为概念验证(proof-of-concept)试验,目的是初步有效性跟安全性的探索,通常是随机双盲对照式试验,希望找出适当的有效且较少副作用的剂量。
疫苗的第二期临床试验疗效评估的指标通常是血中的中和性抗体,因为是双盲试验,解盲之后才知道受试者是使用试验药物或是安慰剂。样本数通常是数百人到数千人。
第三期
又称为确认性(confirmatory)临床试验。疫苗的第三期临床试验疗效评估的指标是临床感染率,重症率或死亡率等硬指标,这些硬指标的观察,需要更长的时间以及更大的样本数,因此样本数通常是数万人。
由于人体试验时间较长,在现在新冠病毒疫苗临床试验中,会在施打疫苗后两个月时执行期中分析,期满完成通常需要两年。大部分国家的药物监管单位会在第三期临床试验期满完成结果出来之后,根据实验结果考察通过给予药证。
在目前新冠肺炎疫情的急迫性下,美国与欧盟采取评估第三期期中分析报告给予紧急授权使用(Emergency Use Authorization, EUA)。
第四期
是药物上市以后,使用在社区人群更大规模的上市后监测计划,目的在评估长期的有效性及安全性。
▲研发疫苗需要经过层层临床试验,需耗时大量时间。(图/路透)
疫苗保护力
是指「接种疫苗的人群与没有接种疫苗的人群相比,减少了多少罹病、重症或死亡的风险」。
疫苗效力(vaccine efficacy)
可经由严谨的临床试验得知,然而每个临床试验的研究方法、执行地点与评估指标均不相同,所以不建议直接比较不同疫苗的临床试验结果,并以此评断疫苗的优劣。
▲疫苗接种。(图/记者汤兴汉摄)
疫苗的资料
根据WHO数据,截至110年6月18日,全球开发中的新型冠状病毒疫苗共287款,其中至少102款已进入临床试验阶段,23款进入第三/四期临床试验,14款在不同国家获紧急授权使用。下面的资料谨简要的提供世界上用的最广泛的三个疫苗:
辉瑞BNT
种类:RNA;收案人数*:4万3548;疫苗保护力**:95%
莫德纳
种类:RNA;收案人数*:3万420;疫苗保护力**:94.5%
AZ
种类:腺病毒载体;收案人数*:2万3848;疫苗保护力**:81.3%
(*:第三期临床试验;**评估项目:降低确诊人数)
▲市面上已经有多款新冠疫苗可供使用。(图/路透)
台湾的国产疫苗近况
高端疫苗(次单位疫苗)
第二期临床试验共计有3815名受试者完成第二剂疫苗施打(65岁以上838人)。在6月10日公布的二期期中结果解盲,显示疫苗有高的安全性。
中和抗体:不分年龄疫苗组的血清阳转率为99.8%,其中20至64岁疫苗组族群为99.9%。
联亚生技(次单位疫苗)
第二期临床试验共计有3,844名受试者完成第二剂疫苗施打 (65岁以上792人)。预计将在六月下旬公布二期期中结果。
全球COVID-19疫苗接种率
WHO估算至少7成人打疫苗 COVID-19疫情才会结束。下图为世界几个国家施打疫苗的情况。
▲各国至少接种一剂疫苗的百分比图。(图/中华民国免疫学会提供)
有效疫苗接种对于新冠感染率与重症率的效应
以色列人民自2020年12月起就接种辉瑞BNT疫苗,是截至2021年6月全球少数几个已达成「群体免疫」的国家之一,打完2剂疫苗接种率近6成 (目前全球疫苗接种率第二高的国家)。
因有效疫苗的接种,使得以色列的新冠确诊数持续下滑 ,由2021年1月单日确诊数超过1万例,才短短3个月(2021年4月)就降到130例。直到2021年6月,单日确诊数皆在两位数以下。根据官方数据及国际期刊分析结果,自疫苗开打以来,以色列的新冠感染率、住院率、重症率和死亡率都显著降低。
以色列最大的健保机构「大众健康服务(Clalit Health Services)」,近期针对疫苗保护效力进行比对研究,结果发现60万名完成两剂疫苗者,比起60万名未接种疫苗者,有征状的确诊比例下降94%,重症比例也减少92%。
与此同时,以色列境内也迈向全面解封,越来越多人前往公共场所活动,回归正常生活。由此可见有效疫苗的接种对于新冠感染率与重症率和死亡率都有显著的效应。
▲以色列青少年施打疫苗。(图/达志影像/美联社)台湾采购COVID-19疫苗进度
疫苗采购数量 (资料截至06/21/2021)
COVAX:476万剂AZ:1000万剂莫德纳:505万剂国产疫苗:高端500万剂;联亚500万剂
累计采购2981万剂,刚好达到台湾居民的群体免疫(一个国家或地区至少60%的人口比例应该完整接种两剂疫苗或产生抗体)的需求,但是目前尚未全部到货并施打。
另外,日本捐赠约124万剂AZ疫苗及美国捐赠250万剂莫德纳疫苗,累计总到货量只有约485万剂。
台湾COVID-19疫苗接种人次
截至6月21日,国内累计接种疫苗有154万1732人次。其中接种AZ疫苗有 147万8402人次, 莫德纳疫苗有6万3330人次。
▲指挥中心公布疫苗大规模接种作业规划。(示意图/资料照)
建言
1. SARS-CoV-2疫苗研发紧急,各种技术的疫苗已经紧急上市或是开发中。国产疫苗采用的是蛋白质次单元疫苗,技术较为稳定成熟,学理上安全性比较理想。然而人体,疫苗与病毒间的交互反应非常复杂,没有足够的科学与临床研究报告出来之前,安全性与有效性无法定论。
2. 临床试验是非常专业的学问。第二期主要是初步探讨有效性,而第三期则是大规模验证有效性与安全性。目的不相同,实验设计也会有不同。目前几个主要紧急核准的疫苗,包括AZ,辉瑞,莫德纳疫苗,都是在做了第二/三期或第三期试验后,利用初步的结果直接申请紧急使用。
3. 国产疫苗目前在第二期人体试验的诱发抗体反应的评估,是用受试者因疫苗产生抗体的浓度,以及在体外实验中的中和病毒感染能力当作指标。
▲高端疫苗日前宣布二期试验解盲成功。(图/翻摄自重大讯息说明会直播)
4. 目前各国疫苗需求孔急,加上科学研究的进展与实际执行三期研究的困难。WHO与各国厂商已开始讨论是否可以放宽用所谓免疫桥接(Immune bridging study),也就是用体外免疫学实验来验证保护力,作为申请紧急使用的标准。
目前学界的研究,也认为体外免疫学研究和临床保护力之间有明显关联性。这点仍待学界与各国法规讨论达到共识。期望政府与国产疫苗厂商,能跟上世界规范变化,加速疫苗的开发,造福国人。
5. 制药是一个结合商业,科学,医学与政府法规的复杂活动。需要各方专业人士的参与合作,并受到学术,医学伦理与法规的严格规范。由于疫情孔急,美国与欧洲政府,因应疫情给与大量的行政上的方便与加速的协助。在科学为基础上也大幅简化相关要求与规定,并根据规定执行独立与超然的审查。
除了在紧急情况下,尽力保证人民的安全,也得到各国政府与人民的信任。
▲接种疫苗。(图/记者李毓康摄)
6. 政府为疫苗与药物审查单位,需要超然立场。政府相关人员不应该对疫苗研究与效果做非正式的发言,违反行政中立。疫苗临床研究成果,应统一由该公司按照学术伦理与政府规范统一发布正式新闻。
7. 科学是解决疫情唯一的方式。在这人心最不安的时候,更需要抛开个人的意见与立场,以数据与科学作为依据,做出正确的决定。
科学与疫苗将帮助人类走出这次世界危机。在此同时,台湾2300万人同岛一命,请大家互相理解合作,相信科学,带台湾尽快走出这次危机。免疫学会也将秉持专业,提供社会正确的科学资讯。
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