News & Views: Getting Familiar with COVID-19 Adenovirus-replication-deficient Vaccines
虽然美国即将拥有一种新型新冠肺炎疫苗，但强生(让桑)腺病毒复制缺陷型新冠肺炎疫苗不会是第一种获得批准的疫苗。事实上，截至2021年2月中旬，11种新冠肺炎疫苗被批准在世界不同地区使用，其中四种基于腺病毒平台。事实上，腺病毒疫苗目前正在大约70个国家分发。因此，让我们更仔细地看看这种类型的疫苗，直到现在，这种疫苗被广泛研究，以对抗许多病原体，但很少获得批准。具体来说，在新冠肺炎腺病毒疫苗获得批准之前，只有另一种腺病毒疫苗被批准使用——两剂埃博拉疫苗，其中第一剂是腺病毒载体，第二剂是重组疫苗。埃博拉疫苗于2020年7月获得欧盟委员会批准。美国以前没有基于腺病毒的疫苗。此外，令人感兴趣的是，强生公司预防埃博拉病毒的腺病毒疫苗被批准用于1岁以下儿童。
新冠肺炎腺病毒疫苗
强生公司提交批准的疫苗使用了一种大多数人都没有免疫力的人类腺病毒，称为腺病毒26 (Ad26)。与新冠肺炎mRNA疫苗一样，这种疫苗针对新型冠状病毒刺突蛋白。俄罗斯生产的Sputnik V疫苗使用Ad26(剂量1)和Ad5(剂量2)载体病毒。
阿斯利康疫苗和印度制造的名为Covishield的相同疫苗使用的是名为ChAdOx1的黑猩猩腺病毒。中国生产的另一种腺病毒疫苗依赖于人腺病毒5型(Ad5)。Ad5是感染人类最常见的类型，因此研究人员需要平衡它产生免疫反应的能力和一些人群中预先存在的高水平抗体。这些担忧通常是科学家选择使用较少或从不感染人类的其他类型腺病毒的原因。
强生疫苗被提交给美国美国食品药品监督管理局(FDA)作为单剂量疫苗考虑；然而，正在进行的研究将评估在第一剂后56天增加第二剂的效用。在目前批准在其他国家使用的疫苗中，阿斯利康和Covishield疫苗分0天和28天两种剂量。Sputnik V在第0天和第21天接种两剂疫苗，中国生产的疫苗CanSino接种一剂。都是肌肉注射。
制造腺病毒载体疫苗
最常被用作疫苗载体的腺病毒是复制缺陷型的，这意味着它们不能在疫苗接受者体内繁殖。这是通过去除腺病毒繁殖所需的两个基因，并用感兴趣的蛋白质基因替换来实现的——在这种情况下，是新型冠状病毒刺突蛋白。
因为病毒需要细胞来繁殖，而改变的病毒不能繁殖，科学家需要一种方法来大量生产改变的疫苗病毒。这通常是通过使用已经被修饰以包括从腺病毒中去除的基因的细胞系来实现的。虽然有几种选择，但最常见的两种是:
- HEK-293—这个最初于1972年分离的人类胚胎肾细胞系，在20世纪70年代后期被改造成包含腺病毒繁殖基因。虽然这是一种流行的选择，但有时，这种细胞系允许生产少量的腺病毒，这些腺病毒已经恢复了繁殖能力。因为研究人员意识到这种趋势，他们可以检查它，并且在2001年，FDA制定了指南来标准化样本中可能存在的活病毒的量。然而，为了避免这种担心，一些公司选择使用不同的细胞系。
- PER.C6—最受欢迎的替代品，这个细胞系最初是在1985年分离出来的，是在20世纪90年代末由人类胚胎视网膜细胞发展而来的。虽然这些细胞不太可能恢复复制能力，但这种情况偶尔仍会发生，但问题要小得多。然而，这种细胞系有其自身的问题需要克服，包括更严格和更昂贵的许可以及适应无血清培养中生长的困难。
不管使用哪种细胞系，一旦大量病毒生长，疫苗病毒在准备销售前要经过一系列步骤纯化。在批准(或提交)的新冠肺炎疫苗方面，强生公司使用了PER.C6细胞系；所有其他人都使用HEK-293。
因为基于腺病毒的疫苗在生产过程中使用胎儿细胞，所以一些个体可能不愿意接受这些类型的疫苗。新冠肺炎疫苗情况的好消息是，与其他一些在生产过程中依赖胎儿细胞的疫苗不同，替代疫苗的可用性将使人们能够免受新冠肺炎病毒的影响，即使他们不愿意接受用胎儿细胞制成的疫苗。
作用机理
腺病毒进入肌肉细胞和免疫系统的细胞，因此这两种细胞类型都产生病毒蛋白，导致免疫系统细胞直接加工刺突蛋白以及被感染的肌肉细胞激活免疫系统细胞。免疫反应的某些部分也可能发生在更远的部位，如脾脏。
与mRNA疫苗不同，腺病毒疫苗通过DNA传递指令。这种差异意味着，当基于DNA的腺病毒载体被递送到细胞中时，DNA进入细胞核，在细胞核中作为蓝图产生释放到细胞质中的mRNA。然后，该mRNA被用于指导冠状病毒刺突蛋白的产生，该蛋白最终被免疫系统细胞处理以产生免疫力。
DNA的输送需要考虑两个重要因素:
- 基因含义—听说DNA进入细胞核，自然会让一些人怀疑疫苗是否会引起基因变化。好消息是它不能。腺病毒在感染过程中不会整合到我们的DNA中，因为它们不含整合酶，整合酶是整合所必需的。所以，即使DNA在细胞核里，它也不会与我们的DNA混合或改变。的确，我们无时无刻不在被腺病毒这样的DNA病毒感染。这些相遇从来不会导致我们DNA的改变。
- 寿命——虽然mRNA在我们的细胞中被分解得相对较快，但DNA却没有那么快被去除。这种情况解释了疫苗接种后数周内免疫应答增加的原因，以及这些疫苗中的一些可以作为单剂量给药的原因。因为DNA继续制造mRNA，细胞产生刺突蛋白的时间更长，这意味着免疫系统暴露于抗原的时间更长。因此，在这一漫长的时期，免疫反应有时间成熟和加强。在强生公司的I期研究中，65岁及以上人群的大多数参与者在疫苗接种后两周检测到免疫反应，但更多的人在疫苗接种后约一个月检测到免疫反应。同样，18至55岁的成年人在接种疫苗后约两个月的平均抗体滴度(包括中和抗体)高于接种疫苗后一个月的平均抗体滴度。
免疫反应
腺病毒载体疫苗刺激先天和适应性免疫反应，并且包括T细胞和B细胞反应，包括产生记忆。此外，T细胞反应的类型有利于那些通常在病毒感染后发生的反应，称为Th1反应。因此，疫苗诱导的免疫预计会很强；然而，与mRNA疫苗试验中的参与者一样，试验参与者将继续受到监测。
认识到除了产生对新型冠状病毒刺突蛋白的免疫力之外，还可能产生对腺病毒载体蛋白的免疫力也是很重要的。随着时间的推移，如果更多的疫苗使用相同的载体，这意味着什么还有待观察。鉴于对Ad5已有免疫力的人对具有这种骨架的载体疫苗的免疫反应较低，未来的疫苗可能会有类似的发现。或者，这种担忧可能是Ad5特有的，这是由评估接受基于Ad5的HIV疫苗后男性对HIV易感性增加的数据所表明的。出于这个原因，一些人建议Ad5载体不应用于新冠肺炎疫苗的开发。