上篇文章中，九游會j9簡單介紹了新型冠狀病毒的基本結(jié)構(gòu)特征，針對國內(nèi)外臨床治療現(xiàn)狀進行了簡單梳理（詳情點擊）。本篇文章，九游會j9將繼續(xù)介紹針對新型冠狀病毒包膜蛋白的結(jié)構(gòu)特征，基因疫苗的臨床研發(fā)思路有哪些，以及目前國內(nèi)外基因疫苗的研發(fā)現(xiàn)狀。
2019-nCoV包膜S蛋白結(jié)構(gòu)
圖片來源：puntomagazine; Science, doi: 10.1126/science.abb2507
1.基因疫苗的臨床研發(fā)思路解析
研究數(shù)據(jù)表明，2019-nCoV是一種來自Sarbecovirus亞屬的新型β冠狀病毒，與SARS-CoV同源性為79%，與MERS-CoV同源性為50%。分子建模結(jié)果顯示，2019-nCoV 與SARS-CoV存在380個差異性氨基酸位點，二者之間的受體結(jié)合域類似，盡管存在氨基酸的突變，但2019-nCoV仍通過包膜S蛋白與受體細胞表面ACE2結(jié)合而感染宿主細胞[1,2]。
2019-nCoV與SARS-CoV和MERS-CoV受體結(jié)合區(qū)域（RBD）同源性分析
圖片來源：Lancet, 395 (10224), 565-574
因此，九游會j9可以考慮借鑒SARS-CoV和MERS-CoV疫苗研發(fā)靶點和思路，應(yīng)用到2019-nCoV的疫苗研發(fā)中。
針對SARS-CoV的基因疫苗主要基于其包膜S蛋白，主要包括DNA疫苗、病毒載體疫苗和mRNA疫苗。
SARS-CoV感染宿主細胞過程及其包膜S蛋白結(jié)構(gòu)
圖片來源：Du, Lanying et al. Nature reviews. Microbiology vol. 7,3 (2009): 226-36.
基于SARS-CoV S蛋白研發(fā)的DNA疫苗結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，能夠刺激機體產(chǎn)生IgG中和抗體，引起細胞免疫反應(yīng)；但在人體可能具有低免疫源性，而反復(fù)接種又會引起毒性等[5,6]。運用病毒載體制備的疫苗病毒工具包括腺病毒載體、改良型痘苗病毒安卡拉株(MVA)等，病毒載體疫苗能夠有效地產(chǎn)生中和抗體和引起細胞免疫，卻容易引起ADE[7,8,9]。詳見表1。
表1 基于SARS-CoV S蛋白設(shè)計的疫苗情況
針對MERS-CoV的基因疫苗主要基于其包膜S全長蛋白、S蛋白三聚體、S蛋白不同亞基及功能單位，主要包括病毒載體疫苗（ADV/MVA/MV/VSV/RABV）、DNA疫苗和mRNA疫苗等，詳見下表2，3。
MERS-CoV及其S蛋白結(jié)構(gòu)
圖片來源：Expert Rev Vaccines. 2018 August ; 17(8): 677–686.
表2 基于MERS-CoV 全長S蛋白及三聚體結(jié)構(gòu)設(shè)計的疫苗情況
表3 基于MERS-CoV 全長S蛋白片段設(shè)計的疫苗情況
2.國內(nèi)外基因疫苗的研發(fā)現(xiàn)狀
綜上所述，九游會j9發(fā)現(xiàn)，可通過冠狀病毒S蛋白的全長蛋白、片段、不同結(jié)構(gòu)構(gòu)象或亞基等作為靶點進行疫苗的研發(fā)。
而現(xiàn)階段，對于臨床前新冠病毒基因疫苗的研究之所以如火如荼，一是因為疫情爆發(fā)，傳統(tǒng)抗病毒新藥和傳統(tǒng)疫苗的研發(fā)周期過長，無法趕上快速蔓延的新冠疫情；二是因為傳統(tǒng)疫苗（如滅活疫苗和減毒疫苗）對于新冠病毒的有效性和安全性仍存質(zhì)疑。
因此，突發(fā)疫情下，新型疫苗成為扼制疫情蔓延的希望：
Inovio公司與艾棣維欣開發(fā)針對新冠病毒的INO-4800DNA疫苗，雙方此次合作旨在利用艾棣維欣的技術(shù)在中國進行一期試驗。Inovio近期宣布，流行病防范創(chuàng)新聯(lián)盟(CEPI)已經(jīng)向Inovio提供高達900萬美元的資助，以此支持Inovio在美國通過INO-4800一期人體試驗，以此評估疫苗的安全性和免疫原性。
康泰與艾棣維欣合作，雙方將組成工作小組，協(xié)調(diào)各方資源，研究開發(fā)新冠病毒 DNA 疫苗，解決疫苗臨床前研究、臨床申報和臨床試驗中遇到的問題，以加快推進新冠 DNA 疫苗的研發(fā)。
康希諾研發(fā)的腺病毒載體疫苗目前處于臨床前階段，康希諾公司產(chǎn)品Ad5-EBOV曾在短時間獲批上市并成為中國唯一申請用作應(yīng)急使用及國家儲備的埃博拉病毒疫苗。
Johnson&Johnson繼續(xù)利用AdVac®腺病毒載體平臺和/或PER.C6®生產(chǎn)細胞系技術(shù)，研發(fā)新冠病毒腺病毒載體疫苗，其早前應(yīng)用該平臺開發(fā)的埃博拉疫苗目前正在測試階段。
武漢博沃與GeoVax-BravoVax合作開發(fā)新型冠狀病毒疫苗，GeoVax Labs將利用其MVA-VLP疫苗平臺及專業(yè)知識，使用源自武漢的冠狀病毒基因序列來設(shè)計和構(gòu)建候選疫苗。
ModernaTherapeutics公司開發(fā)的治療新型冠狀病毒的mRNA疫苗mRNA-1273，是針對新冠病毒表面S蛋白而制成的，目前已開始招募健康志愿者，計劃于4月底開始正式啟東臨床。
同濟大學附屬東方醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學平臺與斯微生物科技有限公司合作，依托“上海張江國家自主創(chuàng)新示范區(qū)干細胞戰(zhàn)略庫與干細胞技術(shù)臨床轉(zhuǎn)化平臺”課題子任務(wù)——mRNA合成平臺成果，快速推動新型冠狀病毒mRNA疫苗研發(fā)。
目前，九游會j9生物 聯(lián)合軍事醫(yī)學研究院研發(fā)的針對新冠病毒的小試DNA疫苗正在開展動物實驗，助力新冠疫情DNA疫苗的快速研發(fā)，期望能以實際行動助力國家扼制疫情。
九游會j9生物 近日完成億元B+輪融資，近7萬平米的基因藥GMP生產(chǎn)基地已破土動工。CDMO平臺可提供臨床級重組病毒載體服務(wù)，推進基因治療藥物及基因工程疫苗領(lǐng)域，助力基因治療造福人類的偉大愿景。
更多疫苗相關(guān)信息，請您關(guān)注九游會j9生物 公眾號“obio GeneTherapy”，后續(xù)為您分享更多市場和工藝開發(fā)信息。
參考文獻:
1.Roujian Lu et al., Genomic Characterisation and Epidemiology of 2019 Novel Coronavirus: Implications for Virus Origins and Receptor Binding. Lancet, 395 (10224), 565-574, 2020 Feb 22. DOI: 10.1016/S0140-6736(20)30251-8.
2.Yusen Zhou et al., Prospects for a MERS-CoV spike vaccine. Expert Rev Vaccines. 2018 August; 17(8): 677-686. Doi: 10.1080/14760584.2018.1506702.
3.Czub M, Weingartl H, Czub S, He R, Cao J. Evaluation of modified vaccinia virus Ankara based recombinant SARS vaccine in ferrets. Vaccine. 2005;23:2273–2279.
4.Weingartl H, et al. Immunization with modified vaccinia virus Ankara-based recombinant vaccine against severe acute respiratory syndrome is associated with enhanced hepatitis in ferrets. J. Virol. 2004;78:12672–12676.
5.Yang ZY, et al. A DNA vaccine induces SARS coronavirus neutralization and protective immunity in mice. Nature. 2004;428:561–564.
6.Zhao P, et al. DNA vaccine of SARS-CoV S gene induces antibody response in mice. Acta Biochim. Biophys. Sin. (Shanghai) 2004;36:37–41.
7.Bisht H, et al. Severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein expressed by attenuated vaccinia virus protectively immunizes mice. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2004;101:6641–6646.
8.Chen Z, et al. Recombinant modified vaccinia virus Ankara expressing the spike glycoprotein of severe acute respiratory syndrome coronavirus induces protective neutralizing antibodies primarily targeting the receptor binding region. J. Virol. 2005;79:2678–2688.
9.Kim E, Okada K, Kenniston T, et al. Immunogenicity of an adenoviral-based Middle East respiratory syndrome coronavirus vaccine in BALB/c mice. Vaccine 2014;32(45):5975–82.
10.Munster VJ, Wells D, Lambe T, et al. Protective efficacy of a novel simian adenovirus vaccine against lethal MERS-CoV challenge in a transgenic human DPP4 mouse model. NPJ Vaccines 2017;2:28.
11.Haagmans BL, van den Brand JM, Raj VS, et al. An orthopoxvirus-based vaccine reduces virus excretion after MERS-CoV infection in dromedary camels. Science 2016;351(6268):77–81. A report about a modified vaccinia virus Ankara (MVA) vectored vaccine with protective efficacy against MERS-CoV and camelpox virus in dromedary camels.
12.Volz A, Kupke A, Song F, et al. Protective efficacy of recombinant modified vaccinia virus Ankara (MVA) delivering Middle East respiratory syndrome coronavirus spike glycoprotein. J Virol 2015;89(16):8651–6.
13.Alharbi NK, Padron-Regalado E, Thompson CP, et al. ChAdOx1 and MVA based vaccine candidates against MERS-CoV elicit neutralising antibodies and cellular immune responses in mice. Vaccine 2017;35(30):3780–8.
14.Song F, Fux R, Provacia LB, et al. Middle East respiratory syndrome coronavirus spike protein delivered by modified vaccinia virus Ankara efficiently induces virus-neutralizing antibodies. J Virol 2013;87(21):11950–4.
15.Malczyk AH, Kupke A, Prufer S, et al. A highly immunogenic and protective Middle East respiratory syndrome coronavirus vaccine based on a recombinant Measles virus vaccine platform. J Virol 2015;89(22):11654–67.
16.Liu R, Wang J, Shao Y, et al. A recombinant VSV-vectored MERS-CoV vaccine induces neutralizing antibody and T cell responses in rhesus monkeys after single dose immunization. Antiviral Res 2018;150:30–8.
17.Al-Amri SS, Abbas AT, Siddiq LA, et al. Immunogenicity of candidate MERS-CoV DNA vaccines based on the spike protein. Sci Rep 2017;7:44875.
18.Muthumani K, Falzarano D, Reuschel EL, et al. A synthetic consensus anti-spike protein DNA vaccine induces protective immunity against Middle East respiratory syndrome coronavirus in nonhuman primates. Sci Transl Med 2015;7(301):301ra132.
19.Phase I, Open label dose ranging safety study of GLS-5300 in healthy volunteers. [cited July 27, 2016]. Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02670187?cond=MERS&rank=21.
20.Wang L, Shi W, Joyce MG, et al. Evaluation of candidate vaccine approaches for MERS-CoV. Nat Commun 2015;6:7712.
21.Wang C, Zheng X, Gai W, et al. MERS-CoV virus-like particles produced in insect cells induce specific humoural and cellular imminity in rhesus macaques. Oncotarget 2017;8(8):12686–94.
22.Wirblich C, Coleman CM, Kurup D, et al. One-Health: a safe, efficient, dual-use vaccine for humans and animals against Middle East respiratory syndrome coronavirus and Rabies virus. J Virol 2017;91(2).
23.Chi H, Zheng X, Wang X, et al. DNA vaccine encoding Middle East respiratory syndrome coronavirus S1 protein induces protective immune responses in mice. Vaccine 2017;35(16):2069–75.
24.Wang C, Zheng X, Gai W, et al. Novel chimeric virus-like particles vaccine displaying MERS-CoV receptor-binding domain induce specific humoral and cellular immune response in mice. Antiviral Res 2017;140:55–61.
25.Mou H, Raj VS, van Kuppeveld FJ, et al. The receptor binding domain of the new MERS coronavirus maps to a 231-residue region in the spike protein that efficiently elicits neutralizing antibodies. J Virol 2013;87(16):9379–83.
