最近有关 COVID-19 疫苗的有效性和安全性的好消息为疫情带来了希望的曙光，这场疫情在 2020 年扰乱了全球的正常生活。辉瑞/BioNTech 以及莫德纳公司研制的两款 mRNA 疫苗刚刚在美国获得紧急使用授权 (EUA)，并已在英国和加拿大获得授权，紧随其后的还有许多其他候选疫苗。然而，随着多种疫苗有望在未来几个月内与公众见面，对许多人来说，这种希望伴随着无数的问题。在此，我特用这篇文章回答一些有关当前 COVID 候选疫苗的常见科学问题，并提供获取更多信息的关键资源。我希望大家能够共同分享这些经过科学审查的准确信息来源，以确保公众能够就疫苗接种做出明智的决定。
目前在研的 COVID-19 疫苗有哪些主要种类？
目前全球有超过 200 种 COVID-19 疫苗正在研发中，这些疫苗采用多种不同的接种方法。所有疫苗的工作原理都是通过给人体注射一种与致病病原体结构相似、毒性较弱或不致病的病原体（或抗原），使人体免疫系统能够识别该特定病原体，并在遇到真正的病原体时做出有效反应。不过，不同的疫苗平台在所使用的抗原种类以及如何将该抗原导入人体以启动免疫反应方面存在差异。
mRNA 疫苗是疫苗研究领域中较新的疫苗种类。不过，这项技术在 COVID-19 疫情爆发之前，就已经在寨卡病毒和巨细胞病毒疫苗中显示出巨大的前景。辉瑞/BioNtech 的疫苗 (BNT162b2) 和莫德纳的候选疫苗 (mRNA-1273) 都是 mRNA 疫苗，它们预计将率先广泛应用。目前还有 20 多款 mRNA COVID-19 候选疫苗处于不同的开发阶段。
mRNA 疫苗不是直接将引发免疫反应的抗原送入人体，而是将一段含有遗传密码的 mRNA 送入人体，人体细胞可以利用该遗传密码来制造抗原。mRNA 是一种脆弱的生物分子，在温度升高或人体酶的作用下很容易降解。因此，这些疫苗必须在极低的温度下储存。这些疫苗制剂中的 mRNA 还被包裹在脂质纳米粒中，以保持其稳定性，并有助于将 mRNA 输送到人体细胞中。
尽管我们在 mRNA 疫苗方面的经验有限，但一般认为它们比采用病毒材料的传统疫苗更安全，因为它们最大限度地降低了导入病原体所带来的风险或引起基因组突变的风险。与其他类型的疫苗相比，mRNA 疫苗的制造也更快、成本更低、规模更大。鉴于当前疫情形势严峻，这一点尤为重要。
有关 mRNA 疫苗的更多详细信息，请阅读这篇近期发表的博客，并观看下面的视频，了解这些疫苗如何在细胞水平上发挥作用。
非复制性病毒载体疫苗使用非致病性病毒作为载体，携带表达致病病毒抗原蛋白的基因指令，然而这种载体病毒已经过基因改造，无法在我们体内进行复制。使用这种疫苗技术的一个很好的例子是埃博拉病毒疫苗，它最近在欧盟获得了紧急使用许可。目前约有 30 款这种候选疫苗正在开发中，包括阿斯利康/牛津 (AZD1222) 和杨森 (Ad26COVS1) 的领先候选疫苗。这种疫苗方法具有生产能力高、成本低、储存和运输过程中对温度要求较宽松等优点。
蛋白质亚单位疫苗不同于 mRNA 疫苗和非复制性病毒疫苗，它们不引入遗传信息供细胞制造抗原，而是将触发免疫反应的抗原蛋白直接引入体内。获得许可的流感疫苗 FluBlok 就是使用这种方法的一个例子。目前，基于蛋白质亚单位疫苗技术开发的 COVID-19 候选疫苗约有 70 款，其中 10 多款进入了临床试验阶段。
灭活病毒疫苗通过细胞培养使致病病毒生长，然后将其灭活并引入体内。大多数常见的流感疫苗都采用这种方法。目前约有 20 款 COVID-19 灭活病毒候选疫苗正在开发中。这种方法由于将整个病毒引入体内，它适用于多种抗原蛋白，并且在免疫反应方面通常能模拟真实的感染情况。不过，由于需要高生物安全级别的设施来处理活病毒，这种疫苗的生产能力有限。
如需进一步了解各种疫苗的比较及其作用原理，请参阅这篇文章。
为什么 COVID-19 疫苗开发速度如此之快？
在传统上，疫苗从实验室到上市通常需要 15 年或更长时间，期间包括设计、开发、临床前试验、临床试验和监管审查环节。因此，在不到一年的时间里能有多款针对 COVID-19 的高效疫苗获得批准或接近批准，这确实非同寻常。但是这种破纪录的速度并不意味着科学家们在开发或测试阶段走了什么捷径。这些疫苗的研发过程中没有跳过任何步骤，也没有降低任何监管标准。相反，研发进程得到提速是由于以下原因：(1) 自从中国科学家在今年一月初向全球研究界公开 SARS-CoV-2 病毒基因组序列开始，研究人员的合作和信息共享就达到了前所未有的程度。(2) 尽管 mRNA 疫苗被认为是一项新技术，但其基本理念实际上在 20 世纪 90 年代就已经出现，自 2003 年 SARS 爆发以来，这项技术一直在向前发展，并为 COVID-19 疫苗的开发起到了支撑作用。(3) COVID-19 疫苗的开发在资金和监管方面都得到了全球各国政府的大力支持，如美国的“曲速行动” (the Operation Warp Speed) 等举措将这些疫苗列为了优先事项，以便尽快通过监管程序，并预先规划好疫苗分发。(4) 疫情的广泛性和公众的高度关注为支持多个同时进行的后期临床试验提供了足够的参与者。
什么样的 COVID-19 疫苗会很快上市？哪款最好？
总体而言，全球目前有超过 50 款候选疫苗正在临床研究中，近 170 款处于临床前评估阶段。有超过 30 个国家一直在致力于开发 COVID-19 疫苗，其中至少有半数国家拥有一款或多款处于临床试验的疫苗（图 1）。公众有望获得的首批疫苗包括来自辉瑞/BioNTech 和莫德纳的 mRNA 疫苗，这些疫苗最近获批在美国、英国和加拿大分发。此外，中国和俄罗斯也已开始分发其开发的疫苗，并选择在临床试验完成前授予紧急使用授权。
下表突出显示了四款领先疫苗的主要特征，这些疫苗的后期临床试验初步疗效数据已发布。根据初步数据，两款 mRNA 疫苗的有效性均高于阿斯利康/牛津的非复制性病毒载体候选疫苗。不过，后者在成本和存储要求方面具有一些优势。另一款由杨森研发的非复制性腺病毒载体疫苗有望进行大规模临床试验，而且可能只需要一剂即可完成接种，但目前还没有疗效数据。
不过请注意，首先上市的疫苗并不一定是适合所有人的最佳长期解决方案。除了上述领先的候选疫苗外，还有许多其他有前景的候选疫苗仍在进行临床试验。其中一些候选疫苗也许可以作为替代方案，以克服领先候选疫苗可能面临的后勤挑战，包括需要多次注射、储存温度要求极端、货架期短以及公众对新疫苗平台可能缺乏信心等。
如果获得批准，这些后期候选疫苗对于临床和公共卫生基础设施较为有限的地区的疫苗接种计划将特别重要。例如，诺华公司研发的 NVX-CoV2373 目前正处于 III 期临床试验阶段，它是一种蛋白质亚单位疫苗，其疫苗技术与现有的乙肝疫苗相同。这种候选疫苗似乎具有较温和的副作用，且可比 mRNA 疫苗引发更强的免疫反应，能够在常规冷藏温度下储存，并且由于公众对该技术较为熟悉，可能会增强公众对其安全性的信心。另一个例子是来自 Arcturus Therapeutics 的 ARCT-021 mRNA 疫苗，目前正在进行 II 期临床研究。它直接将自扩增的 RNA 有效载荷传送到细胞中，只需一次注射，所需剂量也低得多。。由于采用了冷冻干燥技术，ARCT-021 也可以在正常制冷温度下储存。
我如何确定疫苗是否安全？
疫苗接种被认为是现代文明最伟大的医学成就之一。它使我们摆脱了许多曾造成大量人口死亡的致命传染病。自从 200 多年前爱德华·詹纳 (Edward Jenner) 博士开创性地研究牛痘疫苗以来，预防麻疹、腮腺炎、风疹、小儿麻痹症、甲肝和乙型肝炎、人乳头瘤病毒 (HPV) 和流感等许多致命传染病的疫苗已成为基本医疗保健的常见组成部分。现在人们对这些疫苗习以为常，而 COVID-19 疫苗的开发过程与它们并没有什么不同，只是它得益于快速的研究和审批流程。
疫苗在向公众推广之前必须经历的整个开发、评估和监管过程都经过精心设计，并以安全性作为首要考虑因素。疫苗临床试验是一项规模庞大的工程，需要大量不同类型的志愿者参与，以确定疫苗的有效性，并排除罕见的短期和长期安全问题。大量先前疫苗的开发数据表明，最严重的疫苗反应和副作用发生在疫苗接种后的 6 周内。因此，FDA 坚持要求至少有两个月的 III 期临床试验安全数据才能考虑授予紧急使用授权，但参与者数据会被跟踪多年，以确保不会出现长期问题。
目前几款领先的 COVID-19 候选疫苗在临床试验参与人群规模上与过去的疫苗试验大约处于同一水平。辉瑞的临床试验数据显示，在 44000 名受试者中，迄今为止已确诊 170 例 COVID-19 病例。在这些病例中，162 例来自安慰剂组，只有 8 例来自接种疫苗组。莫德纳的 30000 人临床试验数据显示，在接种疫苗的人群中，只有 5 人确诊了 COVID-19，而接受安慰剂注射的组有 90 人患病。尽管多数受试者确实出现了一些副作用，但大多是轻微的，包括疲劳、头痛、注射部位疼痛和肌肉疼痛，有多人反映这些副作用在第二次给药后更为明显。
COVID-19 疫苗能提供多长时间的保护？
对于感染了 COVID-19 或通过接种疫苗获得免疫力的人，我们还不完全清楚其免疫能力能保持多久。研究人员报告称，COVID-19 患者康复后几周内，血液中的抗体水平会迅速下降。不过，记忆性 B 细胞和 T 细胞都能对可能的再次感染做出快速免疫反应，且已知其存活时间远长于数周。人们观察到，康复的 COVID-19 患者在至少 6 个月内不太可能再次感染该病，由此看来，这些细胞可能的确能提供更持久的免疫力。此外，科学家还预计，COVID-19 疫苗诱导的免疫力可能比自然病毒感染产生的免疫力更强。这一观点得到了以下数据的支持：接种莫德纳 mRNA 疫苗人群的早期抗体测试结果显示，其抗体产生量高于 COVID-19 康复患者；此外，包括人乳头瘤病毒疫苗和破伤风疫苗在内的许多广泛使用的疫苗的长期数据也支持这一观点。此外，从目前观察到的情况来看，这种冠状病毒的变异速度不如流感病毒，因此研究人员预测不太可能每年都需要重新设计一种针对 COVID-19 的疫苗。
不过，我们必须明白，大多数 COVID 疫苗临床试验的目的只是证明每种疫苗是安全的，并确定它如何有效地预防疾病。一种疫苗可以预防疾病，并不代表它能预防感染。所以，在明年进行进一步测试之前，这些疫苗是否能阻止人们传播病毒仍然不得而知，即使他们没有生病。因此，在大部分人接种疫苗之前，我们仍建议佩戴口罩并保持社交距离。
有关 COVID-19 疫苗和疗法的更多详细信息，包括科学见解、开放访问数据集和特别报告，请查看 CAS COVID-19 资源。