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埃博拉疫苗,為什么會被擱置數十年?

www.youzhilunwen.com  2021-07-26 12:20  

  來源: 我是科學家iScientist

  很少有一種疫苗的研發能像新冠疫苗受到全世界的矚目和合力。

  一年半前,我們還深陷新型冠狀病毒突然來襲的恐懼,如今,世界衛生組織已經批準5款新冠疫苗緊急使用,包括2款中國疫苗。而在中國,本土研發的5款疫苗已獲批上市,截至2021年7月,接種超過十五億劑次。

  但人們不了解的是,其實,這種非常規的疫苗研發上市速度并不多見。大部分疫苗的研制都超過了10年,花費超過10億美元。我們熟悉的流感疫苗研發了14年,脊髓灰質炎疫苗20年,登革熱疫苗20年……一支疫苗從研發到上市,一般需要5-20年,其中3~6年用于臨床前研究,而臨床試驗一般需要5~8年,這期間要經歷無數的失敗和挫折,且不都是科學問題。

埃博拉病毒|FREDERICKA.MURPHY/CDC

  就拿前年上市的埃博拉疫苗來說,就沒有新冠疫苗那么“幸運”了。雖然兩種疫苗都被認為是國際合作共贏的典范。但埃博拉疫苗從出生到面世,經歷了重重波折,數次流產,最終耗費了15年之久。

  探尋這支國際合作疫苗的歷史能讓我們得到哪些經驗,又能吸取哪些教訓呢?

  被廣為傳播的成功典范

  2005年4月的一天,加拿大微生物學家史蒂文·瓊斯( Steven Jones)身穿厚厚的防護服走進隔離病房,他抱起一名胖嘟嘟的男嬰,給他喂奶,這名男嬰感染了與埃博拉病毒同屬的馬爾堡病毒,生命危在旦夕。一個月前,史蒂文飛抵非洲安哥拉,參與平息馬爾堡病毒爆發的國際援助工作。兩天后,那個男孩去世。而他參與研究的埃博拉疫苗(rVSV-ZEBOV)已經在動物實驗中證明了對埃博拉及馬爾堡病毒百分之百有效。

  “我們現在還用不了它。”史蒂文遺憾地說[1]。

  這是人們最早看到有關埃博拉疫苗研發進展的時間。

  更多人對埃博拉疫苗的記憶始于2014年,這一年春天,西非埃博拉疫情再度爆發,形勢嚴峻,并有從農村蔓延至城鎮的風險。

  埃博拉病毒是一種罕見但往往可能致命的烈性傳染病病毒,病毒潛伏期長達21天,通過野生動物傳染到人,并在人際之間蔓延,平均致死率約為50%,自1976年被發現以來,始終是全球的健康挑戰,僅2013-2016年的西非埃博拉疫情就導致了11300多人死亡。

 2013年幾內亞出現埃博拉病毒疫情后,工作人員正在消毒 | Flickr, EC/ECHO/Jean-Louis Mosser / CC BY-NC-ND 2.0(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0)

  沒有特效藥物,疫苗的研發成為重中之重。

  在無數潛在疫苗項目中,由加拿大公共衛生署和加拿大溫伯尼國家微生物實驗室開發的一款基于VSV載體的在研埃博拉疫苗(rVSV-ZEBOV)動物實驗數據積極。很快,加拿大科學家主動聯系世衛組織,加拿大政府也愿意捐贈實驗室疫苗。

  2014年8月8日,世衛組織宣布此次疫情為全球衛生緊急事件,這款實驗室疫苗變成了唯一的希望。

  之后的故事你可能已經知道了。

  2014年至2016年間,疫苗開始在幾內亞進行大規模臨床試驗,結果證明免疫效果顯著,5837人只接種一劑疫苗后均無感染病例。而未接種疫苗的對照組人群10天內便發生了23例病例感染[2]。

  2016年12月,多機構科學家聯合在《柳葉刀》雜志(The lancet)發表文章,公布對這款疫苗臨床試驗的結果:有效率100%。

  2019年11月,歐盟宣布這款埃博拉疫苗獲得上市許可,成為全球首款正式獲批上市的埃博拉疫苗。一個月后,美國FDA也批準了這款名為Ervebo的減毒活疫苗在美上市[3]。

  不僅如此,該疫苗還創造了當時世衛組織有記錄以來的最快疫苗資格預審紀錄,被認為是“全球公共衛生的一次重大成功”。

  剛果民主共和國,工作人員在為埃博拉防護服消毒(2019年5月31日) | Maria Santto/芬蘭紅十字會

  剛果民主共和國,工作人員在為埃博拉防護服消毒(2019年5月31日) | Maria Santto/芬蘭紅十字會

  如果故事只是這樣寥寥幾句,埃博拉疫苗的誕生聽起來并沒有多少曲折和傳奇。但背后的事實是,埃博拉病毒距首次發現已經四十余年了,早在2005年,各大媒體就已經宣布,候選疫苗效果顯著,預計五年內面世。

  從病毒發現到實驗室研究

  科學家對埃博拉病毒的認識早在上世紀六七十年代。1976年,一種十分罕見的病毒出現于蘇丹南部和剛果的埃博拉河地區,埃博拉病毒也就此得名[4]。再早之前,科學家在德國發現了同屬絲狀病毒科的馬爾堡病毒。

  上世紀八十年代,德國馬爾堡的兩位學者漢斯·克倫克(Hans-Dieter Klenk)和其學生海因茨·費爾德曼(Heinz Feldmann)開始研究這類烈性病毒,為之后的埃博拉病毒研究奠定了重要基礎。

  但如何利用已知病毒研發疫苗依然是難以逾越的障礙。

  1990年,耶魯大學的科學家約翰 羅斯(John “Jack” Rose)發現可以用重組水泡性口炎病毒(Vesicular stomatitis virus,VSV)作為疫苗的載體平臺,盡管VSV會讓動物患病,但卻不會感染人類,直到1994年,羅斯都沒有成功。在那一年,德國科學家成功利用VSV作為狂犬病毒的疫苗載體,給了羅斯巨大的激勵。他修改了此前的實驗,最終在流感病毒、禽流感、麻疹、SARS、MERS病毒上,大獲成功[5]。

  申請專利后,羅斯將這一載體分享給全球一百多個實驗室,包括正在研究埃博拉病毒的費爾德曼所在的實驗室。所有的科學家都為這一成果感到興奮,費爾德曼也不例外,但由于埃博拉病毒的研究需要在生物安全最高等級的P4實驗室進行,他一直在等待機會。

  動物試驗的成功

  1999年,機會來了。

  遠在北美的加拿大溫尼伯國家微生物學實驗室開始籌建,其中包括研究埃博拉病毒所需的P4實驗室。費爾德曼被聘請來領導特殊病原體小組。與他一同前來的,還有埃博拉病毒樣本。

  在溫伯尼實驗室,費爾德曼和史蒂文·瓊斯終于有機會對此前一直想進行的研究開展實驗。他們將帶有VSV載體的埃博拉病毒注射小鼠,并暴露在病毒環境下,結果安然無恙,而未注射的小鼠全部死亡。換句話說,實驗取得了初步的成功[6]。

  之后,加拿大與美國兩個實驗室合作,證明了VSV載體的埃博拉疫苗在食蟹猴上獲得了完全的保護,且疫苗誘導了明顯的體液和細胞免疫反應。

  2005年,頂級期刊《自然醫學》(Natural Medicine)上發表了這一研究[7],證明了基于VSV載體的埃博拉病毒疫苗的可行性,而且只需免疫一次即可獲得快速完全保護,針對馬爾堡病毒同樣有效。更令人興奮的是,研究還證明了疫苗在暴露后的預防作用。

  “埃博拉疫苗的大門真正被打開了。”科學家們相信,研發埃博拉疫苗最艱難的關口已經闖過。

注射疫苗|Pixabay

  無人問津的研究成果

  2005年之后,世界各地不少媒體公開報道了埃博拉疫苗的研究成果,并宣稱,疫苗將在幾年內面世[8]。費爾德曼和合作的科學家也如此堅信,當時他們認為,疫苗將在兩年之內進行臨床試驗,到了2010或2011年,疫苗就能成功上市了。

  然而,接下來的一系列遭遇卻讓費爾德曼和他的團隊心灰意冷。

  一種新疫苗從研發到上市的花費需要10億美元,其中三分之二的資金要耗費在人體臨床試驗環節。費爾德曼想要將疫苗推進至下一個階段,就必須尋找到大量資金投入。

  加拿大溫伯尼實驗室首先想到尋求加拿大政府的助。然而,從2004~2014年間,他們始終未能說服政府來投入這樣一個傳染病項目。

  他們也無數次尋求制藥企業的支持。然而,制藥行業很難對這樣一種罕見且僅存在于貧窮國家的傳染病有研發意愿,無論是何種模型推算,這都是注定虧本的買賣。自埃博拉病毒發現以來到2013年間,造成的死亡病例也僅有1500余人,還主要集中在幾個非洲國家。制藥企業投入巨額資金研發出的疫苗,可能根本沒人用得起,可能也沒多少人用得上。

  這是藥物研發領域里常見的困境:某些國家的民眾飽受特定疾病的困擾,但這些國家既沒有能力也沒有資金研發藥品和疫苗,而有能力研發和生產的國家卻因為“看不見”這些疾病而將頗有潛力的研發項目束之高閣。

  在無數次推介埃博拉疫苗項目后,一家名為BioProtection的小公司表示有興趣并購買了埃博拉疫苗的研發權益,但他們只不過為了增加公司的資產組合,從未推動過臨床開發。之后BioProtection被NewLink公司收購。

  四處碰壁后的蓋斯伯特很無奈,他一度認為埃博拉疫苗再也不會面世了。

  疫情催生疫苗誕生

  直到2014年初,西非埃博拉疫情來勢洶洶。

  一開始,人們以為這次疫情和以前一樣,散發幾例便會很快平息。但很快,死亡人數不斷上升,病例和死亡數字超過了過往埃博拉疫情的總和[9]。疫情還在蔓延,首先在幾內亞發生,隨后傳到塞拉利昂和利比里亞。

  2014年3月23日,世界衛生組織報告稱,幾內亞東南部爆發了一場“不斷升級”的埃博拉疫情,造成49人感染,29人死亡,第二天這個數字就幾乎增加了一倍:86人感染,59人死亡。

  就在幾個月前,加拿大的傳染病學家蓋瑞·庫賓格(Gary Kobinger)在猴子身上測試的試驗取得了成功。他是加拿大溫伯尼國家微生物實驗室特殊病原學的專家,其團隊在研究埃博拉病毒和其他出血熱疾病上享有盛譽。他本人也牽頭開發了治療埃博拉病毒的方法。在史蒂文·瓊斯之后,他和團隊將基于VSV載體的埃博拉疫苗(rVSV-ZEBOV)推進至新的動物實驗并取得積極數據,但因為經費和支持欠缺遲遲未能推進到人體臨床試驗階段[10]。

  當他得知疫情暴發的消息,第一時間聯系世衛組織希望提供他們研發的疫苗并盡快進行人體臨床試驗,幫助遏制疫情。

  2014年9月,世衛組織召開國際專家會議,以評估潛在的埃博拉療法和疫苗。

  但得到的回應卻是拒絕。

  在WHO看來,這款疫苗不夠成熟,還無法在人體使用。“WHO認為現在推進這款疫苗的研發上市還為時過早,況且幾內亞根本沒有適合臨床試驗的基礎設施。”蓋瑞·庫賓格說,他也認可(沒有基礎)這點。

  蓋瑞·庫賓格沒有放棄,除了世衛組織,他還試圖聯系無國界醫生組織(MSF)等機構,希望其他國際組織能幫助說服。MSF的埃博拉專家Armand Sprecher很早就了解過rVSV-ZEBOV疫苗的潛力,他認為應該盡快在非洲進行臨床試驗。

  反對者的理由也十分充分:向非洲捐贈未經臨床試驗的疫苗是不道德的,非洲脆弱的醫療基礎設施和薄弱的科研能力根本無法進行嚴格的臨床試驗控制。

  眾人也在擔心。面對動物實驗數據積極,但從未在人身上臨床的實驗室疫苗,如何妥善在大流行的背景下進行臨床試驗?

  2014年8月8日,世衛組織終于宣布這次埃博拉疫情已經上升為全球衛生緊急事件,需要聚全球之力,共抗疫情。

  期間,蓋瑞·庫賓格還拿出2009年3月,一名德國研究者在實驗室意外接觸埃博拉病毒后緊急接種這一疫苗成功得到保護作為案例,證明埃博拉在人體上使用沒有明顯副作用。

疫苗的安全性是人們最關心的問題之一|Pixabay

  最終,世衛組織召開緊急會議討論后決定:在評估疫苗所需的劑量和保障安全的情況下,使用試驗性的疫苗是眼下的“當務之急”。

  聯合專家小組的成員很強大,rVSV-ZEBOV的試驗由世衛組織資助,并得到了無國界醫生組織和不少基金會、政府支持。之后,世衛組織成立了VSV埃博拉病毒聯盟,并設計了一套程序來評估緊急情況下醫藥產品的性能、質量和安全性——緊急使用評估和上市機制(EUAL,后改稱緊急使用清單EUL)保證了資助機構可以在緊急情況下進行國際采購[11]。

  與此同時,三個疫情最嚴重的國家——幾內亞、利比里亞和塞拉利昂都表示愿意在本國范圍內進行埃博拉疫苗的臨床試驗。

  一切準備就緒,就待試驗啟動了。

  但當聯合小組要求疫苗的持有者NewLink公司在非洲組織開展臨床試驗時,他們表示無能為力——因為此前從未進行過任何一項臨床項目。

參與臨床試驗的志愿者正在接受疫苗注射丨Wikimedia Commons, NIAID / CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

  無數批評聲指責NewLink公司購買了這么優秀的在研產品卻束之高閣。

  “如果NewLink公司做過哪怕一點基礎的試驗,疫苗都有可能可以救人。但他們浪費了巨大的機會。”無國界醫生組織在當時的報告中指出。

  批評聲來得太遲了。

  聯合小組不得不在世界范圍內重新尋找有臨床試驗經驗且愿意承擔的大公司,最后,美國默沙東公司承擔了臨床試驗和制造疫苗的任務。

  最終獲批和反思

  2015年3月7月,rVSV-ZEBOV疫苗在幾內亞開始III期臨床試驗。研發團隊創造性地采用了“環圍接種”方法,即為所有接觸過埃博拉確診病例的人都接種疫苗——同樣的方法曾被用于消滅天花。

  三期結果效果出眾[12]。2015年7月31日,相關試驗結果發表在《柳葉刀》雜志上。柳葉刀在編者按中也寫道,這一試驗的進行,不僅證明了研究團隊高超的技能,更證明了社會能為被疫情毀壞的國家帶來希望,“在此之前,幾內亞從未有過這樣規模的臨床試驗”。

  截至2019年9月,默沙東公司已向世衛組織提供了24.5萬劑疫苗供在剛果民主共和國及其鄰國使用,同時建立了19萬劑疫苗儲備,隨時可運往剛果民主共和國[13]。

  針對此次疫情,一些國際媒體不斷發問,為什么十年前就可以走向臨床的疫苗,被擱置到了現在?

  “我曾經認為埃博拉疫苗研發的遲緩是技術和生物學問題。”作為最早參與埃博拉疫苗研發的科學家,史蒂文·瓊斯忍不住感嘆,“但現實是這雜糅了巨大的政治、經濟以及不平等的問題。”

  對照新冠疫情,史蒂文·瓊斯并沒有說錯。

  過去的幾十年里,各類傳染病的暴發和流行對全球衛生的應急和響應系統帶來了挑戰:從尼帕病毒、SARS、禽流感、中東呼吸系統綜合癥、埃博拉病毒、寨卡病毒,再到如今的新冠病毒。地球已經變得太小,它們帶給人恐懼,又讓人無法躲閃。

  事實上,面對任何一種新型的傳染病暴發,想到短時間找到解藥或疫苗可能性都是極低,如果等到疫情足夠大,影響的人足夠多,才能全球合力找尋找“解藥”。那么絕大部分發生在低收入國家的疫情,都將付出十分慘痛的代價。

  但開發抗病毒藥物,特別是針對傳染病的特效藥始終困難重重,它不僅缺少成熟的商業模式,對科研機構和企業而言沒有急迫性。根據世衛組織估算,針對這些被忽視傳染病的研發資金,僅占總衛生研發資金的2%以下,而且大部分研發資金來自于公共部門,僅有約六分之一的研發投入來自于私立部門。在每一次疫情期間,大量科研機構都會同步啟動研究項目,但隨著疫情結束,社會不再關注,資金支持也隨之中斷,致使大部分科研項目無疾而終。

被擱置的疫苗|Pixabay

  也有好消息。西非埃博拉疫情不僅催生了埃博拉疫苗,更重要的是促成了世衛組織流行病研發藍圖的制定,為應對新冠病毒做好了準備。

  COVID-19疫苗研發迅速取得成果不是偶然的。世衛組織認為,COVID-19疫苗研發可追溯到2014年至2016年西非埃博拉疫情[14]。

  2015年5月,應194個會員國要求,世衛組織召集各國專家,制定開發了“世衛組織應對和預防流行病研發藍圖(An R&D blueprint for action to prevent epidemics)”,為今后可能的傳染病暴發做好預案,主要針對尚無診斷治療預防手段、但有可能引發新的公共衛生危機的八個優先病原體/疾病,已有成熟診斷防控體系的傳染病不在其中。2016年世衛組織發布的研發藍圖確定了重點疾病清單,如SARS、MERS和各種冠狀病毒以及被稱為“X病”的未知病原體[15]。2020年1月底,世衛組織在此基礎上制定了新冠研發路線圖,到4月,世衛組織已發表了一系列指導新冠疫苗開發的文件,包括目標產品概況、疫苗試驗的核心方案、動物模型、分析等。

2019年7月,剛果民主共和國,一名女孩接受埃博拉疫苗接種 | JEROME DELAY/美聯社

  未來人類也許還會受到未知病毒的侵襲,它就像是隨時可能落下的“另一只靴子”。為應對下一次病毒來襲,研發準備和響應機制需要被改善,以克服現有的市場失靈,更好應對那些被不受重視的傳染病;政府和私營部門需要進行更多的合作,將傳染病藥物和疫苗的研發作為優先事項;研發機構和企業也需要政府給予更多的支持,可以根據既往的疫情,提前對一些潛在藥物進行研發,完成臨床前研究后暫停研發,并提前設計好臨床研究方案,再由政府采購儲備相關藥品。一旦出現疫情暴發,就可迅速把儲備藥物用于開展臨床試驗。

  在每一次疫情中,我們可能都會犯下致命的錯誤,但面對強大的敵人和持久的戰爭,人類也在不斷地進步,并從錯誤中一次次吸取教訓。

  下一次大流行來臨前,愿我們不再沒有準備。

  全球健康與發展守衛計劃

  我們關心科學家的每一次靈光一現,關心在未知領域的每一步開拓和探索。但這次,我們想把目光投向全球貧困人群。

  他們生活窘迫,面對傷害也更加脆弱:氣候變化、傳染病、饑餓、貧困、新生兒死亡、性別歧視……科學和創新,能為他們帶來什么?

  全球健康與發展守衛計劃通過招募并培養創作者、傳播者,促進各類優質內容產生,鼓勵傳播和發聲,從而將關注全球健康與全球發展的理念傳播給大眾,讓貧困人群獲得更多關注,并期待讓這種關注實實在在改善他們的境遇。

  參考文獻

  [1]https://www.pbs.org/wgbh/frontline/article/behind-the-life-saving-ebola-vaccine-is-a-story-of-missed-opportunity/

  [2]https://apps.who.int/mediacentre/factsheets/fs103/zh/index.html

  [3] “First FDA-approved vaccine for the prevention of Ebola virus disease, marking a critical milestone in public health preparedness and response”。 U.S。 Food and Drug Administration (FDA)。 19 December 2019。

  [4]Ebola haemorrhagic fever in Zaire, 1976。 Bull World Health Organ。 1978;56:271–293。

  [5]Whelan SP, Ball LA, Barr JN, Wertz GT。 Efficient recovery of infectious vesicular stomatitis virus entirely from cDNA clones。 Proc Natl Acad Sci U S A。 1995 Aug 29;92(18):8388-92。 doi: 10.1073/pnas.92.18.8388。 PMID: 7667300; PMCID: PMC41162。

  [6]Garbutt M, Liebscher R, Wahl-Jensen V, Jones S, Mller P, Wagner R, Volchkov V, Klenk HD, Feldmann H, Strher U。 Properties of replication-competent vesicular stomatitis virus vectors expressing glycoproteins of filoviruses and arenaviruses。 J Virol。 2004 May;78(10):5458-65。 doi: 10.1128/jvi.78.10.5458-5465.2004。 PMID: 15113924; PMCID: PMC400370。

  [7]Baize, S。 A single shot against Ebola and Marburg virus。 Nat Med 11, 720–721 (2005)。 https://doi.org/10.1038/nm0705-720

  [8]https://www.cas.cn/xw/kjsm/gjdt/200906/t20090608_631829.shtml

  [9]https://apps.who.int/mediacentre/factsheets/fs103/zh/index.html

  [10]《‘Against all odds’: The inside story of how scientists across three continents produced an Ebola vaccine》

  [11]World Health Organization。 An R&D Blueprint for Action to Prevent Epidemics。 15 May 2016。

  [12]“Ebola test vaccines appear safe in Phase 2 Liberian clinical trial” (Press release)。 National Institutes of Health (NIH)。 26 March 2015。

  [13]https://www.who.int/zh/news/item/18-10-2019-major-milestone-for-who-supported-ebola-vaccine

  [14]https://www.who.int/zh/director-general/speeches/detail/who-director-general-s-opening-remarks-at-the-vaccines-and-global-health-symposium-covid-19-vaccine-development-strategy-and-implementation

  [15]Mehand MS, Al-Shorbaji F, Millett P, Murgue B。 The WHO R&D Blueprint: 2018 review of emerging infectious diseases requiring urgent research and development efforts。 Antiviral Res。 2018 Nov;159:63-67。 doi: 10.1016/j.antiviral.2018.09.009。 Epub 2018 Sep 24。 PMID: 30261226; PMCID: PMC7113760。

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