亞特蘭大華人醫師協會 (CMAATL)醫學科普專欄|新冠病毒疫苗浅谈 唐学新医师(佐治亚州)(美國美中報道)

首刊序言
亞特蘭大華人醫師協會(CMAATL)2021年會長 馮方 醫師,神經內科
亞特蘭大 華人醫師協會 (CMAATL)成立於1989年. 經過多年的歷程, 我們協會由最初的數位會員醫師發展到現在約100 多 位 會員醫師, 橫跨多個醫學專業, 包括內科 ( Internal medicine),家庭醫學科 ( Family medicine),兒科 ( Pediatrics) , 婦產科 ( Gynecology and Obstetrics ) ,神經內科 ( Neurology), 心血管內科 ( Cardiology),腎臟內科 ( Nephrology),血液病/ 腫瘤 內科 (Hematology and Oncology), 內分泌科 ( Endocrinology), 過敏免疫科 ( Allergy and Immunology), 胃腸內科 ( Gastroenterology ), 精神科 ( Psychiatry), 眼科 ( Ophthalmology), 泌尿外科 ( Urology), 等臨床專業。
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今年2021 年,由於COVID19 仍然流行, 我們醫師學會改變回饋華人社區的形 式。亞特蘭大華人醫師協會 (CMAATL)和社區的華文報紙媒體合作,在報紙媒體上開闢 “亞特蘭大華人醫師協會 (CMAATL)醫學科普專欄”, 不定期地刊登會員醫師的醫學科普文章,介紹常見病 和常遇到 健康問題的基本知識。 
經常閱讀。 多有收益。

新冠病毒疫苗浅谈

唐学新医师(佐治亚州)

(图:唐学新医师)

新冠病毒疫苗浅谈

暴虐全球, 百年不遇的新冠病毒(Covid-19)感染全球大流行已经造成了空前的人类大灾难。

面对疫情的发展, 除了少数国家以无为的政策来对付疫情外,绝大多数政府采用了包括鼓励或者要求公众戴口罩、 洗手、有效距离接触,对病人进行隔离、 治疗、 以及大规模史无前例的封城等措施。 尽管如此,疫情仍然没有得到有效控制。截至文章送稿的2021年1月13日, 全球已有近9220万人感染患病, 198万人死亡。美国国内则有 229万人感染患病, 38.1 万人死亡。民众对新冠病毒疫苗的研制寄予了极大的期望。

经历近一年的等待,在刚刚过去的2020年12月中旬,人们终于听到了等待已久的喜讯。

美国食品药品监督管理局(FDA 药监局)和美国免疫接种咨询委员会(ACIP)通过两款新冠疫苗紧急使用授权(EUA)申请。(请注意, 这是疫苗紧急授权)!

2020年12月11日,FDA发布了辉瑞-生物新技术( Pfizer-BioNTech) 新冠病毒疫苗的EUA,适用于16岁以上的人员。2020年12月13日,ACIP发布了该疫苗使用建议.。

2020年12月18日,FDA发布了莫德纳( Moderna) 新冠病毒疫苗EUA,适用于18岁及以上的人员。2020年12月20日,ACIP发布了该疫苗使用建议。

辉瑞的第一批新冠疫苗于12月15日交付临床应用,随后莫德纳的第一批疫苗也于12月22日交付。

美国之外, 俄国于2020年12月7日 开始全国疫苗接种。 中国方面,由国药集团 (Sinopharm)生产的的新冠病毒灭活疫苗于2020年的12月31日上市。 印度政府也于今年元月3日宣布批准本土疫苗上市。

新冠疫苗在多个国家研制成功, 给全世界的大众战胜新冠疫情带来了希望。

疫苗的概念是在200 多年前 ( 1796 年)由英国医生爱德华.詹纳 Edward Jenner发现事先接种牛痘能够阻止天花感染之后首先提出的。疫苗是用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品。其中用细菌或螺旋体制作的疫苗亦称为菌苗。疫苗接种能够有效地诱导机体产生保护性抗体,其已广泛用于传染病的预防和治疗近百年。 随着免疫学研究的发展, 1995年之后人们发现不仅可以作预防疾病, 新开发的特殊疫苗还可以治疗一些特殊的疾病。疫苗接种被认为是医学科学最伟大的成就之一,也是回报率最高的公共卫生投入之一。 其是预防和控制传染病最经济、有效的公共卫生干预措施。据估计,免疫接种每年能使全世界避免大约200-300万例因白喉、破伤风、百日咳和麻疹等病毒病菌感染导致的死亡。

图1. 英国医生爱德华.詹纳 Edward Jenner发现事先接种牛痘能够阻止天花感染

疫苗的研制和开发可分为以下三个阶段:

第一代疫苗:包括减毒活疫苗、灭活疫苗和类毒素疫苗。

第二代疫苗:主要代表是亚单位疫苗和重组基因疫苗。其它第二代疫苗还包括重组蛋白疫苗、载体疫苗、基因疫苗和重组载体疫苗, 等等。

第三代疫苗:包括DNA(脱氧核糖核酸)疫苗和mRNA(信使核糖核酸)疫苗两种。其是将编码某种抗原蛋白的病毒基因片段(DNA 或RNA ) 直接导入动物体细胞内, 并通过宿主细胞的蛋白质合成系统产生抗原蛋白, 诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答,产生抗体, 以达到预防和治疗疾病的目的。两者的区别在于DNA是需要先被转录成mRNA,然后再合成蛋白质,mRNA则直接可以合成蛋白质。

其它疫苗:可食用疫苗。此类疫苗的载体是采用可食用的植物如马铃薯、香蕉、番茄的细胞,通过食用其果实或其它成分而启动保护性免疫反应。植物细胞作为天然生物胶囊可将抗原有效递送到粘膜下淋巴系统。

疫苗研制的分期发展显示出疫苗制作技术在进步,但其工艺也越来越复杂。疫苗的开发通常是一个漫长而复杂的过程,且成本很高。据统计, 平均开发一个疫苗需要耗时大约11年左右。备选疫苗方案最终进入市场的概率仅为6%。疫苗的生产也不容易。 不同疫苗的生产时间各不相同,有的疫苗可能需要20 多个月才能生产出一个批次。这次新冠病毒疫苗的短期内成功制作,给全人类带来了巨大的惊喜。

新冠病毒疫苗的作用机理

所有的冠状病毒(萨斯 SARS, 摩斯MWES, 和新冠病毒COVID-19)外形看起来都像一个外表带有很多“尖刺”的球体。这些“尖刺”是由一种被称为S-糖蛋白的蛋白质构成的。绝大多数疫苗都是针对这些“尖刺”研发的。要么模仿一整株“尖刺”,要么模仿“尖刺”的一部分。当这些模仿的“尖刺“生物制品(疫苗)被注入人体, 或者是通过人为操作 (mRNA疫苗)让人体细胞生产独特的新冠病毒“刺突”蛋白质后,人体免疫系统就会锁定这种类似病毒外表的“尖刺”S-糖蛋白,并产生相应的抗体。之后,当遭遇冠状病毒侵袭攻击时,人体免疫系统便会认识这种特殊的“尖刺”蛋白质,进而开始自卫反击。

图3. 新冠病毒抗体工作机理示意图

新冠病毒疫苗研制过程

新冠疫苗在实验室制作成功后,紧接着便需要进行动物和人体试验,以确定其安全和有效性。

1.疫苗动物试验:疫苗被注射进动物,然后开展观察和测试工作, 以证实安全并有抗体出现。如果动物试验显示结果满意,下一阶段就是生产高质量版本的疫苗,继续进行动物测试。 在最终确定安全、有效之后, 疫苗便被允许进入人体临床试验阶段。

2.临床分期试验:疫苗临床试验的分期有其相对性,各期之间并不存在十分严格的界限,特别是在Ⅱ~Ⅲ期。

Ⅰ期临床试验:研究重点是疫苗的安全性。通过少数(10-100)健康志愿者作为受试者,来确定人体的耐受性和初步了解疫苗的安全性,同时尽可能取得一些免疫学参数(包括血清学参数)。

Ⅱ期临床试验:疫苗安全性和免疫原性指标一起观察。 检测疫苗在更多的目标人群中( 数百人或更多试验者)的初步有效性(免疫原性)和更多的安全性信息。

Ⅲ期临床试验: 其所需的样本量更大(上万人)。在流行的人群、流行区域中,观察疫苗接种是否能够防止感染病毒,即保护率的情况。其目的是全面和充分的评价疫苗的保护效果和安全性,为疫苗的上市提供基本可靠的依据。

Ⅳ期:是指疫苗上市后继续进行的临床试验。

疫苗接种的效果要考量以下四个主要因素:抗体水平、抗体持久性、免疫记忆、预防疾病的效果。多项综合指标被用来评估一个疫苗的优劣,其中安全性、有效性、可及性、可负担性是最重要的。

如果通过了三期人体试验,疫苗就会进入监管机构审批阶段。若通过上市审批,制造商便开始批量化生产,用于大众疫苗接种。

疫苗的有效率:面对严峻的全球疫情, 为了加速疫苗的临床试验和上市批准, 今年4月,世卫组织(WHO)决定降低疫苗资格标准。 专家同意如果疫苗能为暴露在高风险中的人群提供6个月内50%的保护效率即可申报审批。 美国食品和药物管理局(FDA)在2020年6月份也出台了一份关于新冠疫苗审批标准指南, 给新冠疫苗产品的申请设置了一个类似的门槛:参与者必须能够证明受试者组接种疫苗后,在降低感染和疾病风险方面,效果至少要好于安慰剂组50%。疗效标准以新冠病毒的直接感染作为证据。

全世界科研攻关组布局了病毒的灭活疫苗、核酸疫苗、重组蛋白疫苗、腺病毒载体疫苗、减毒流感病毒载体疫苗这样5条技术路线。美国瑞辉-生物新技术公司研制的疫苗和莫多纳公司疫苗在第三期试验中的免疫有效率达95%。

目前,以下两种疫苗基于安全性、有效性、可及性、可负担性评估 后 被授权和推荐用于预防新冠病毒感染的有:

辉瑞-生物科技​​​​​​​ mRNA疫苗, 有效率95% ,-70 ℃储存

莫德纳疫苗​​ mRNA疫苗, 有效率95%,-20 ℃ 储存

截至2020年12月28日,美国还有另外三种COVID-19疫苗的大规模(第3阶段)临床试验正在进行或者计划中。

阿斯利康的疫苗—腺病毒载体技术。 2-8 ℃ 运输

杨森制药的疫苗—腺病毒载体技术。 2-8 ℃ 运输

Novavax疫苗​, mRNA技术

图4. 新冠病毒疫苗数据比较

从上图两种疫苗结果, 和至今为止报道的两种疫苗接种副作用结果比较可以看出, 已经这两种接种疫苗的差别不明显。 唯一重大区别是瑞辉公司疫苗需要在 -70 ℃条件下保存。 这个要求给疫苗接种运输,储存和接种带来了一些不便和困难。其对大规模接种疫苗的影响不仅困扰不发达国家和地区,其实也同样困扰像美国这样的国家。

新冠病毒疫苗的安全性和副作用:接种新冠病毒疫苗后,接种人可能会出现一些副作用,也就是接种普通反应,如注射部位疼痛、疲劳、头痛、肌肉疼痛、发冷、关节疼痛、发烧、注射部位肿胀、注射部位发红、恶心、感觉不适 和淋巴结肿大(淋巴结炎症)    等症状。这些症状是正常现象,表明身体正在建立免疫力。接种新冠病毒疫苗的副作用类似感染流感,其严重时甚至可能影响人们日常活动,但一般几天后其会自然消失。接种严重过敏反应的可能性很小。如有严重过敏反应 通常会出现在接种后几分钟至一小时内。严重过敏反应的症状包括: 呼吸困难、脸和喉咙肿胀、心跳过快、全身起严重的皮疹 、头晕和乏力。

值得注意的是,上述这些情况可能并不是新冠肺炎疫苗可能产生的所有副作用。新冠肺炎疫苗仍在临床试验中进行研究。有专家认为,理论上核酸疫苗还存在与人类基因有关的潜在的副作用。首先,虽然与宿主DNA同源重组的可能性很小,但随机插入还是有可能的。虽然还没有这个问题的定量数据,但是否诱导癌变仍然是一个关注的问题。其次,由于不同抗原或不同物种DNA疫苗效价的不同,人们应正确评价人用疫苗在模型动物的效应。第三,机体免疫调节和效应机制有可能导致对抗原表达细胞的破坏,导致胞内抗原的释放,激活自身免疫。其四,持续长时间的小剂量抗原的刺激可能导致免疫耐受,从而导致受者对抗原的无反应性。上述疑问值得探讨,但至今为止,科学家们尚没有发现这些潜在的副作用。

所以,针对上述安全上的考虑和疫苗副作用,美国疾病防治中心没有建议孕妇和16-18岁以下的青少年儿童目前作为接种对象。对新冠病毒疫苗中的任何成分有严重的过敏性反应的人群不应该接种任何一种目前可用的mRNA疫苗。如果在接种第一剂疫苗后出现严重过敏性反应,就不应该接种第二剂疫苗。 有与疫苗或注射药物无关的严重过敏性反应史的人(如食物、宠物、毒液、环境或乳胶过敏)也不应该接种疫苗。有口服药物过敏史或有严重过敏性反应家族史的人也不推荐接种疫苗 。这些建议包括对聚乙二醇(Polyethylene Glycol PEG)和聚山梨酯( Polysorbate 80)的过敏性反应。聚山梨酯不是mRNA疫苗中的成分,但与制作疫苗工艺中存在的聚乙二醇密切相关。对聚乙二醇或聚山梨酯过敏的人群不应接种mRNA新冠病毒疫苗。

过敏和其它接种反应保障措施

为了安全起见, CDC 发布下列建议:所有接种疫苗的人都应接受现场监测。对疫苗或注射疗法有过严重过敏性反应或任何类型的速发型过敏性病史的人群,接种疫苗后应当接受至少30分钟的监测。所有其他人应在接种疫苗后接受至少15分钟的监测。疫苗接种提供者医护人员应在所有疫苗接种点配备适当的药物和设备,如肾上腺素、抗组胺药、听诊器、血压表和脉搏计时装置。如果接种疫苗后出现严重过敏反应,疫苗接种人员应提供快速护理并要求紧急医疗服务。

当接种人群在美国接种疫苗时, 会收到一些有关接种的信息。 同时会得到建议到接受疫苗的公众上网登记注册V-safe(V-safe.cdc.gov)。 这是一款能够在智能手机运作的医疗工具。接种新冠疫苗后,它使用短信和网络调查的方式为接种人提供个性化的健康检查。通过v-safe,接种疫苗者可以迅速告知CDC是否有任何副作用。根据回答,CDC的工作人员可能会回电话,并获取更多信息。如果需要,v-safe会提醒您接种第二剂COVID-19疫苗。

美国疾病防治中心(CDC) 网上有关于新冠病毒疫苗很详细、权威的解释  https://chinese.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/vaccines/different-vaccines/how-they-work.html

我在这里将其总结一下, 并和大家分享。

美国食品药品管理局(FDA)根据紧急使用授权法(EUA)授权或批准疫苗上市,免疫实施咨询委员会(ACIP)将迅速举行公开会议,审查有关每种疫苗的所有可用数据,并提出在美国使用的建议。所有疫苗的临床试验必须首先证明它们是安全和有效的,然后才能被授权或批准使用。COVID-19新冠病毒疫苗的已知和潜在益处必须超过在所谓的紧急使用授权(EUA)下使用该疫苗的已知和潜在风险。

所有ACIP推荐的疫苗都将纳入美国COVID-19疫苗接种计划。CDC将持续与包括卫生保健协会在内的各级合作伙伴合作,制定灵活的新冠病毒疫苗接种计划,以适应不同的疫苗和不同的情况。各州、部落、地方和地区的卫生部门均要分别制定分发计划,以确保所有推荐的疫苗都能提供给其社区。

由于美国的新冠病毒疫苗预计初期供应数量有限制,CDC向联邦、州和地方政府提出优先接种疫苗的建议:

1a阶段:首先给从事医疗服务人员和在长期护理设施中心生活治疗的人群接种。

1b阶段:一线基本工作人员,如消防员、警察、狱警、食品和农业员工、美国邮政服务员工、制造业员工、杂货店员工、公共交通服务员工,以及教育部门的工作人员(教师、辅助人员和日托员工)。75岁及以上人群,他们因新冠病毒住院、患病和死亡的风险很高。年龄在75岁及以上并且也是长期护理机构住户的人员应在1a阶段就接受免疫接种。

1c阶段:65-74岁人群,他们因新冠病毒感染住院、患病和死亡的风险较高。年龄在65-74岁同时也是长期护理机构住户的人员应在1a阶段就接受免疫接种。

年龄在16-64岁之间且患有基础疾病的人群,他们因新冠病毒感染而患上严重威胁生命的并发症的风险较高。

其他基本工作人员,如交通物流、食品服务、住房建设和金融、信息技术、通信、能源、法律、媒体、公共安全、公共卫生等领域的工作人员。

美国最近授权和推荐的疫苗以及目前还在临床试验的其它新冠病毒疫苗不是由可能引起直接感染的新冠病毒活病毒技术制做的。虽然属于与人体基因有关的核酸疫苗, mRNA疫苗不会进入细胞核,而细胞核是我们的DNA(基因物质)被保存的地方。它也不会影响我们的遗传物质DNA,或通过任何方式与其互动。被批准的疫苗均不会导致阳性新冠病毒核酸检测结果。​接种人群可能会出现某些新冠病毒抗体阳性检测结果。这表明要么接种人有过既往感染,或因为新冠疫苗接种而拥有对该病毒某种程度的免疫保护。由于新冠病毒感染对人体健康危害巨大,以及可能再感染新冠病毒这个顾虑,有过新冠病毒感染史的人群也仍然应该接种新冠病毒疫苗。

时至今日, 科学家们尚不清楚新冠病毒感染康复之后,感染者产生的免生病保护作用能持续多久。人们从感染中获得的免疫,即自然免疫,是因人而异的。一些早期证据表明自然免疫的持续时间可能不是很长。在得到关于疫苗接种后功效的更多数据之前,人们不知道新冠病毒疫苗免疫接种的免疫时间能持续多久。疫苗接种后,人体通常需要几周的时间才能产生T淋巴细胞和B淋巴细胞。因此,一个人如果在接种疫苗之前或之后的短时间内感染了新冠病毒,这这种情况下,因为疫苗尚没有足够的时间提供免疫保护,接种人仍然会可能患病。

用美国纳税人的钱购买的疫苗将免费提供给美国人民。但疫苗接种提供者、医疗机构可能会收取注射操作费用。疫苗接种提供者可以从患者的公共或私人保险公司获得此费用。对于没有保险的患者,可以通过卫生资源和服务管理局的提供者救济基金得到补偿 。

结束语

美国传染病学专家Anthony Fauci福奇曾经预期,只要新冠病毒接种率够高,疫情可望在今年盛夏到第三季度获得控制。 但众多问题之一是多少希望疫苗接种的人能够得到及时接种? 美国政府曾经宣称在2020年底批准新冠疫苗上市之后的15天后,也就是截至2020 年底,保证接种2千万民众。而事实上到新年来临的那一天,美国全国总共只接种了这个数目的十分之一, 也就是二百万民众。 截至发稿之日的元月 13 日,也就是美国疫苗接种近一个月后, 疫苗制作商生产了总计近3000万支疫苗, 接种人群为1080万, 占美国总人口的3%。上面信息表明, 各医疗单位提供接种的人数目前只是其疫苗接受数目的三分之一。好消息是美国各地基本上都开始了65岁以上年龄人群的接种的工作。

众多问题之二是多少人愿意接种疫苗?纽约最近的线上调查显示:52.6%的受访者愿意接种,20%的人不会接种,27%的人尚未想好。针对消防员、公共交通员工及其他一线服务行业的调查则显示,半数以上的人不打算接种。

接种疫苗的目的是期望在一个特定人群,众多的人对病菌有免疫力, 从而达到群体免疫。有人计算, 在美国如果是通过接种疫苗来达到群体免疫的话, 接种人群需要至少65%或更高。 上述两种情况告诉我们,研制开发有效疫苗是一回事,能不能及时接种, 以及民众愿不愿意接种是另一回事。在美国接种新冠病毒疫苗工作面临很大挑战。

疫苗接种是人类防疫最为成功而有效的方法,是保护自己和他人免于病毒感染的众多措施之一。接种疫苗不但保护群体,也保护自己,是一件利己、利民、利国的大好事。信息时代,虽然 我们每一个人都有众多的信息来源,包括政府、专家建议、流言和一些想当然的街巷传说,我们应该以 疫苗是经过严格的研发程序和临床试验开发出来 这个事实为根据,来判断疫苗接种的利弊。在新冠疫苗接种这件事上, 我们应该相信科学!

面对日复一日的新冠感染和死亡人数创纪录的新高、有效治疗药品的缺失,众多无症状病毒携带患者,病毒自然短期内匿迹的希望破灭,以及去年年底在全球多个国家新发现的多个变异病毒开始广泛传播, 使我们不得不接受新冠病毒还要继续在全球大流行这个严肃的现实。在通过疫苗接种和感染形成群体免疫前,我们仍需继续遵循社交疏离原则、戴口罩、勤洗手、保持社交距离,加强病毒检测。我们满怀美好愿望,期待疫情早日得到控制,最终病毒得以衰败灭绝。虽然现实告诉你我, 理想很丰满,现实很是骨感。 让我们拭目以待吧!

附,中国新冠疫苗的研制概况:

中国国内至今为止5条技术路线共15个疫苗进入临床试验。由于新冠肺炎疫情在中国国内得到控制,国内已不具备开展Ⅲ期临床试验的条件,因此上述Ⅲ期临床试验主要在海外进行,面临着一些异常的挑战。中国政府宣布新冠疫苗接种全免费

五款进入三期临床的新冠疫苗:

国药集团下属北京生物研究所(Sinopharm)的灭活疫苗;12/31/2020开始接种,有效率 79%, 储存温度 2-8℃, 普通冰箱。

国药集团下属武汉生物研究所的灭活疫苗

军科院联合康希诺公司研发的腺病毒载体疫苗;陈薇

安徽智飞龙科马生物制药有限公司的重组蛋白疫苗

北京科兴中维生物技术有限公司的灭活疫苗

唐学新 MD

Family Medicine 家庭/全科医师

Brookhaven Health Center, Grady Memorial Hospital布鲁克海文健康中心,格瑞迪医院

电话404 616 6999

写于2021年1月13日 亚特兰大

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