新型冠状病毒特点及疫苗分析

魏薇　彭南求

【摘要】  新冠疫情对于人们的生活产生了巨大影响，由于新型冠状病毒传染性强，新冠疫情迅速波及全球，确诊人数突破1亿，死亡人数也超240万，全球团结共克难关，新冠疫苗的研发迫在眉睫。本文主要针对于新冠的致病特点、传播方式及目前新冠疫苗的种类及优缺点进行了分析。

【关键词】  新型冠状病毒肺炎；致病特点；传播方式；疫苗

New coronavirus characteristics and vaccine analysis

Wei Wei，Peng Nanqiu.The School of Medical Technology of Shanghai Medical College， Shanghai  201318

【Abstrac】  The COVID-19 has had a huge impact on people's lives， due to the huge infectious nature of the new coronavirus， the new crown outbreak quickly spread around the world， the number of confirmed people exceeded 100 million， the death toll has increased to 2.4 million. Global solidarity is at a difficult time， and the development of a new crown vaccine is imminent. This paper mainly analyzes the pathogenic characteristics of the new crown， the mode of transmission and the types and advantages and disadvantages of the current new crown vaccine.

【Key Words】  COVID-19；Pathogenic character；Mode of transmission；Vaccine

中图分类号：R181        文献标识码：A        文章编号：1672-1721（2023）01-0115-03

DOI：10.19435/j.1672-1721.2023.01.038

2019年末我国暴发的新型冠状肺炎疫情是由一种新型严重急性呼吸综合征冠状病毒所引发，至2020年3月11日，WHO宣布新冠肺炎疫情进入“全球大流行”状态，仅短短3个多月，全球已经笼罩在新型冠状病毒的乌云下，其具有极大的传染性，是近百年来人类遭受的影响范围最广的全球性大流行病。据WHO在2021年2月21日公布的最新数据，全球累计确诊新冠肺炎病例已达110 749 023例，死亡人数2 455 131例。疫情对全球人民的生活产生巨大影响，新型冠状病毒的疫苗研发刻不容缓，目前多个国家地区都进行实验。据WHO发布，截至2020年12月29日全世界共有232种新冠疫苗处于活跃研发状态，其中60种进入了临床实验阶段。在本次疫情中，中国不仅在疫情防控方面表现出色，而且在新冠疫苗研发技术上也全球领先，我国生产的新冠疫苗已上市。

1    新型冠状病毒的特点分析

1.1    新型冠状病毒的致病方式    SARS-CoV-2属于套式病毒目、冠状病毒科、正冠状病毒亚科，是一种新型的β属有包膜的冠状单股正链RNA病毒[2]，其结构特点大体与其他冠状病毒相同，但其内含基因组较大，有29 891个碱基，编码9 860个氨基酸。SARS-CoV-2病毒粒子呈球形，通过包膜表面上形成独特冠状结构的刺突蛋白S中的S1亚单位的受体结合域与宿主细胞的ACE2受體形成相互作用，由S2亚单位的七肽重复区1（HR1）形成同源三聚体，再与七肽重复区2（HR2）连接形成6-螺旋束（6-helix bundle， 6-HB）的方式侵入细胞内部[2]。在新型冠状病毒侵入人体后，会同时脱去表面的包膜释放病毒RNA，然后通过侵占细胞内部的方式来不断大量复制并抑制细胞原本的基因表达。一般而言，感染早期对人体的器官或者组织损伤更多的是病毒入侵复制所造成的，而到了感染中晚期的人体损伤更多是病毒诱导而引起的炎症风暴所导致的。

1.2    新型冠状病毒传播特点    新型冠状病毒的一般传播方式为接触传播、飞沫传播与气溶胶传播等。当疫情首次在中国武汉暴发后，政府迅速采取应对政策，倡导全民带口罩、减少外出，最大程度切断病毒传播，加强对于密切接触人员的监管及定期核酸检测，中国的防疫成果显著。

新型冠状病毒具有传染性强、传播速度快等特点，在7种人冠状病毒全基因组序列比较中发现SARS病毒与新型冠状病毒具有79.08％的相似性。COVID-19与 SARS 肺炎都是通过细胞膜表面的ACE2受体进入细胞，但与 SARS 病毒的结构比较，SARS-CoV-2的S蛋白结合人体 ACE2 的亲和力远高于 SARS-CoV 的S蛋白（10～20倍）[3]，并且SARS-CoV-2的Spike蛋白可以在肺泡上皮细胞中与hACE2形成共定位[4]，使得新型冠状病毒的传染性极强。有研究表明30％～60％的COVID-19患者呈现无症状或仅有轻微的症状，不过此类患者仍具有较高的传染性，病毒的隐藏性更高，使得疫情防控难度大大增加。

新型冠状病毒在传播中易发生变异，由于其病毒RNA聚合酶对自身复制错误的纠正功能有限[5]，在病毒传播过程中S基因不断发生突变。据GenBank数据库中部分来自欧洲国家的新冠病毒序列统计得出S基因序列发生突变的总比例高达86％[6]。这些不断发生突变的S基因改变了S蛋白的抗原性，也增加了新冠病毒结构的复杂性，Yu等通过追溯SARS-CoV-2 传染源及扩散路径，可以发现SARS-CoV-2在早期发生过 2次明显的种群扩张。这也说明了SARS-CoV-2在感染后会在体内进化，可能进一步影响其毒力、传染性等。2020年10月5日在印度首次发现新型冠状病毒的双突变变体，被命名为德尔塔，截至2021年7 月，德尔塔变异株已经传播至132个国家及地区，成为时下全球新冠疫情的主要流行病毒株。相比于野生株，德尔塔变异株的潜伏期更短、传播速度更快、传播人数更多、致病性更强。而新型冠状病毒变异株的不断出现也预示着这场疫情在未来的一段时间内将持续存在于我们的生活中，并深刻地影响当今人类社会和世界格局。

1.3    新型冠状病毒感染患者主要症状    新型冠状病毒感染患者的临床首要表现为发热、乏力和干咳，部分患者出现呼吸困难和肺部双侧毛玻璃样病变；重型及危重型患者大多在发病后第3～10天内发生全身炎症反应，并出现急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）、多器官功能衰竭等危及生命安全的症状[7]。而由于个体差异性及新型冠状病毒的变异，感染患者表现出来的症状也存在不同，感染变异毒株的患者早期症状不典型，可能仅仅为轻度肌肉酸痛、易疲劳、乏力或者嗅觉障碍等。

高龄是一个巨大的COVID-19感染危险因素，调查显示，高龄患者的发热、咳嗽、呼吸困难及乏力等症状均比非高龄患者更明显，老年患者由于机体免疫力低，易引发其他严重的并发症，死亡风险也更高。高龄患者与非高龄患者罹患基础疾病的病种也有明显不同，高龄患者以糖尿病和高血压多见，而非高龄患者以非酒精性脂肪肝多见[7]。通过这些可以判断出，伴有糖尿病、心肺疾病和高血压的老年患者及伴有慢性肝病的青壮年是新冠病毒青睐的感染对象。

随着新型冠状病毒在人类社会流行时间的延长，相比于出现感染症状的患者而言，同样具有传染性的无症状感染者是防疫的难点，这些具有潜藏性的病毒携带人群不容忽视。

2    新型冠状病毒疫苗研发

2.1    新型冠状疫苗研发进程    新型冠状病毒的迅速传播使得全球陷入疫情的恐慌中，其传播特点也决定了短时间难以控制。研究表明，90%的患者体内SARS-CoV-2中和抗体在感染后的第5个月时仍维持在高于1∶320滴度的水平，并且其中超过70%的患者体内SARS-CoV-2中和抗体滴度维持在 1∶960 以上[8]。自然感染或接种 SARS-CoV-2 疫苗，对于显著降低再次感染的风险有较大作用，证明了全民接种疫苗的必要性，新型冠状病毒疫苗的研发刻不容缓。

2020年1月7日，中国便成功分离出新型冠状病毒的毒株，为疫苗研发奠定了基础，也使得中国成为世界上第一个开始疫苗研发的国家，五条疫苗研发技术路线并行，以求以最快速度研发出有效疫苗。截至2021年1月底，全球仅有中美英俄四个国家研发出疫苗，共有8款新冠疫苗获批紧急使用或者附条件上市。2021年2月5日，WHO总干事谭德塞表示，全球新冠疫苗接种数量已超越新冠肺炎感染者总数。截至2021年9月，中国国内疫苗接种总人数超过10亿，并向其他国家出口疫苗超过12亿支，中国疫苗不仅在研发速度上领先，在质量上也同样出色，对于新型冠状病毒的变异株仍有效。为了尽快建立起群体免疫屏障，恢复正常社会经济活动，全民疫苗接种已成为全球大趋势。

2.2    新型冠状疫苗研发方向    一般疫苗的品种包括复制和非复制的重组病毒载体疫苗、病毒样颗粒疫苗（包括减毒活疫苗、灭活疫苗、类毒素疫苗等）、组蛋白疫苗、RNA 疫苗、DNA 疫苗等[9]。截至2021年3月，中国上市的中国国药集团和科兴公司的两种新冠疫苗均为灭活疫苗。灭活疫苗沿用的技术更为传统，通过VERO细胞培养技术在体外培养新冠病毒，并使其灭活，将已灭活的新冠病毒注射入人体，使人体产生抗体。但灭活疫苗常常会面临灭活过程中导致免疫原性下降，相比于其他种类疫苗需要進行多次注射，在疫情需要广泛甚至全民接种时，灭活疫苗的生产速度相比于其他种类疫苗略慢。但对于中国而言，灭活疫苗的技术最为成熟，并且由于中国作为率先分离出新型冠状病毒毒株的国家，灭活疫苗的研发相比于其他国家早了近1个月时间。目前国产的灭活疫苗已经能达到避免重症100％，并且国产的灭活疫苗对于全球毒株都有广泛的保护作用。

美国首先上市的疫苗辉瑞-BioNTech为mRNA疫苗。mRNA疫苗不同于传统的多肽和DNA疫苗，mRNA疫苗安全性更高，通过模拟自然病毒发生过程来诱导人体细胞产生与病原体表面相同的蛋白，从而起达免疫作用。mRNA也称为信使RNA，mRNA的改变并不会改变人体基因，mRNA疫苗的注入也不会导致基因突变，并且在一定时间内，可以被细胞分解，副作用较小。mRNA疫苗的开发周期和生产周期更短，由于mRNA所具有的巨大潜力和优势，美国投入巨大的资金进行研发。但目前mRNA技术仍处在完善进步当中，上市的mRNA疫苗仍具有潜在的不确定性，其注射后的实际效果及未来可能诱发的问题还需要进一步研究探索。

2021年2月22日，中国科学院微生物研究与智飞生物联合研发的中国首个重组蛋白新冠疫苗“ZF2001”在巴基斯坦获批进入Ⅲ期临床试验，2021年3月7日，该重组新型冠状病毒疫苗在中国国内紧急使用获得批准，成为国内第四款获批紧急使用的新型冠状病毒疫苗，也是全球首个获批临床使用的新型冠状病毒重组亚单位蛋白疫苗。重组蛋白疫苗相对于灭活疫苗更容易量产，其是通过基因工程大量生产能作为抗原的S蛋白，注射后使人体受到刺激产生抗体。而这款ZF2001疫苗是利用基于结构设计的S蛋白受体结构域（RBD）二聚体抗原。新型冠状病毒变异株的持续出现，使得重组疫苗将成为中国乃至世界疫苗研发的重点。

在俄羅斯，首个研发的新型冠状病毒疫苗名为卫星-V，其是一种腺病毒载体疫苗。英国研发的阿斯利康/牛津疫苗也是一种腺病毒载体疫苗，相对而言腺病毒载体疫苗的技术也较为成熟。腺载体疫苗是利用改造后无害的腺病毒作为载体，重新装入新冠病毒的S蛋白基因，然后注入人体，刺激人体产生抗体，不良反应较少。目前的阿斯利康/牛津疫苗的效力并不算高，价格相对较低，对于不发达国家或许是更好的选择。减毒流感病毒载体疫苗也是疫苗的研发方向之一，但是相对而言，其以减毒流感病毒疫苗作为载体，配合携带新冠病毒的S蛋白的疫苗研发所需时间较长。

疫苗研发的途径方向很多，全球科研人员都在不断探索攻克，各种类型的疫苗都有其优缺点。不同的新型冠状病毒疫苗也都有其不同的接种剂次和接种间隔要求，由于传播过程中不断发生变异，使得大半已上市的疫苗效力降低，目前当务之急是研发出一款可以普遍应对于所有现存的甚至未来可能出现的新型冠状病毒变异毒株的疫苗。中国已经开始研发全球首个对多种变异株均有效的疫苗，据2021年9月一项临床试验显示，我国企业三叶草生物自主研发的重组蛋白新冠候选疫苗SCB-2019对于新冠变异毒株的保护效力达到全球领先水平。

3    总结

新冠病毒中的S蛋白不仅起着介导病毒识别宿主细胞受体血管紧张素2（angiotensin converting enzyme 2， ACE2）和促进膜融合的关键作用[10]，而且还能在免疫反应中诱导宿主机体产生中和抗体[6]。各国研发的疫苗也大多与新冠病毒中的S蛋白有关联。但由于新型冠状病毒的变异，存在免疫逃离，导致疫苗效果降低，仍需不断研发改进疫苗。新型冠状病毒的传染性强，感染后对于人体的损伤并不能完全修复，对人们健康产生极大的威胁。需要时刻保持警惕，配合国家及地方相关政策规定，出行佩戴口罩，不去风险地区。新型冠状病毒的特点也预示了本次疫情的持续性。只有及时切断病毒传播，加强新冠疫苗及相关药物研发，呼吁全民注射新冠疫苗，促使全球形成对于新型冠状病毒的群体免疫屏障，才能真正走出疫情的阴霾。

参考文献

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（收稿日期：2022-10-13）