揭秘新冠疫苗：動物試驗做到啥程度，才能上臨牀？_風聞

來源：微信公眾號“科學網”

作者 | 韓揚眉 李晨陽

據科技部宣佈，目前我國部分疫苗品種已進入動物試驗階段，預計最快的疫苗將於4月下旬左右申報臨牀試驗。

萬眾期待的疫苗背後，正在緊鑼密鼓開展的動物試驗是什麼樣的？動物試驗做到什麼程度，才能上人體臨牀試驗呢？

《中國科學報》專訪鍾南山院士團隊成員——廣州醫科大學呼吸疾病國家重點實驗室王健教授和湯海洋教授，談談有關疫苗研發動物試驗的那些事兒。

**《中國科學報》：****目前我國部分疫苗品種已進入動物試驗階段。**但新冠肺炎作為一種新發傳染病，能在短時間內找到理想的動物模型嗎？

​

▲ 王健：

現實中沒有一種動物模型能完全複製人類疾病的真實情況。特別對這種新爆發的疫情，是沒有一個單一的理想動物模型的。

但好在我們可以根據研究目的的不同，選擇不同的動物模型。

例如，要研究新冠肺炎的致病機理或發病機制，我們優先考慮動物模型的“表面效度”。也就是選擇可以表現出跟人類疾病相似症狀和特徵的動物模型。

要做藥物和疫苗研發，就優先考慮動物模型的“預測效度”，只要在動物模型的組織中，病毒能夠複製達到一定水平的病毒滴度，並且病毒滴度與疾病的嚴重程度相關就可以了。

▲ 湯海洋：

模擬人類疾病的動物模型不僅為研究疾病的發病機制提供了有力的研究工具，同時也為疫苗的開發和治療藥物的篩選提供了良好的實驗平台。

但任何動物模型（包括鼠和猴）的應用都需要針對病毒感染進行很好的表徵，包括病毒感染途徑、病毒複製、動物個體特徵(年齡、性別等)對病毒感染的影響，以及感染動物的臨牀體徵、發病率、致死率，還有組織病理學特徵等。

因此，短時間內不會出現理想的動物模型。如果疫苗或者抗體在動物試驗中能預防或顯著降低病毒的複製水平，就可以作為療效證據，申請進一步開展臨牀試驗和免疫預防評估。

**《中國科學報》****：**目前哪些動物模型適用於新冠肺炎的研究？

▲ 王健：

借鑑對SARS-CoV的研究經驗，目前以鼠、猴作為動物模型居多，其他模型的研究數據還遠不足以支持考慮用在COVID-19的疫苗研發和藥效評估上。

在SARS-CoV的疫苗和抗病毒藥物研究中，常用的齧齒類動物有小鼠、倉鼠，非人靈長類有食蟹猴、恆河猴等。借鑑過往經驗，這些動物可能是此次新型冠狀病毒研究較適合的動物模型。

▲ 湯海洋：

近交系齧齒類動物模型的優勢在於，重複性好、標準化程度高。在對SARS-CoV的研究中，小鼠模型就有BALB/C、C57BL/6、129SvEv、STA1基因敲除小鼠和hACE2轉基因小鼠等。這些小鼠模型支持病毒的複製，有的還表現出一定程度的肺炎症狀。

還有研究發現，倉鼠模型中表現出了很高的SARS-CoV複製水平，並且能發展成肺炎症狀，在呼吸道表現較長時間的病毒脱落並能擴散到肝臟、脾臟等，因此倉鼠很有可能也適用於新型冠狀病毒疫苗和藥物的免疫預防和治療研究。

非人靈長類動物模型的優勢則在於，解剖生理、組織器官功能以及免疫應答反應等性狀與人類非常接近。但受可用於研究的免疫反應試劑的限制，人們目前更多采用恆河猴和食蟹猴。

**《中國科學報》：**目前國內已有單位開展了非人靈長類動物模型的試驗研究，情況怎麼樣？

▲ 王健：

在動物模型建立過程中，條件允許的情況下應儘量選擇與人相似，進化程度高的動物作為模型。非人靈長類動物因為解剖生理、組織器官功能以及免疫應答反應等性狀與人類非常接近，從而是生物醫學研究中的理想的動物模型。

國內外已有研究表明SARS-CoV或MERS-CoV能夠感染恆河猴、食蟹猴、狨猴、非洲綠猴、獼猴等非人靈長類動物，並展現出不同程度的臨牀症狀。

▲ 湯海洋：

根據目前報道來看，靈長類動物支持新型冠狀病毒的複製，也表現出一定程度的跟人類相似的疾病特徵。

但值得注意的是，這些大動物模型普遍存在個體差異大，結果重複性比較差，樣本數比較小的問題。無論採用哪種模型，用於臨牀前研究的動物數量必須足夠大，以反映動物個體之間的差異，一隻或者幾隻動物樣本是遠遠不夠的。

因此，鑑於實驗的成本和研究數據的可靠性，我們不用片面地追求使用非人靈長類動物模型。

**《中國科學報》****：**動物實驗做到什麼程度，才能進入人體臨牀試驗？

▲ 王健：

根據美國FDA“動物法則”，通過一個以上動物種屬或者充分認可的一種動物模型，能提供以下明確的結果：明確的疾病病理機制；疫苗和藥物的作用與生效機制；明確與臨牀獲益相關；明確疫苗和藥物與臨牀獲益相關；動物的藥效和藥代動力學數據足夠推算出人體的安全有效劑量……

值得注意的是，鑑於新冠肺炎對老年人羣或者有其他慢性病人威脅更大，因此在年輕動物模型中篩選的藥物或者疫苗可能會誤導研究結果。需要注意動物模型的年齡結構等因素。

▲ 湯海洋：

疫苗產品設計出來，都需要在動物模型上進行有效性、安全性評價，獲得足夠的數據支持才能申請進一步開展臨牀試驗。

這個時候，動物免疫反應相關的保護作用（包括提高存活率以及減少發病率等），外推到人能夠達到相同免疫反應水平時所預期的保護效力，人們可以根據動物試驗結果選擇合適的臨牀有效劑量。

**《中國科學報》****：**在特殊時期，相關程序可否有所簡化？

▲ 王健：

根據“動物法則”的附加要求，在疫情或者生物災害事件爆發時，可以制訂切實可行的臨牀有效性實驗研究方案，開展人體有效性臨牀試驗和免疫原性研究。

因此，特殊時期，相關程序可以簡化！但必須是在保證臨牀受試者安全性的前提下，並且要經過充分的方案討論及嚴謹的臨牀倫理評估。

**《中國科學報》****：**那是不是説我們可以走捷徑了呢？

▲ 湯海洋：

恰恰相反，我們要警惕“走捷徑”的想法。

相關程序的簡化對研究人員提出了更高的能力要求，必須儘量避免程序簡化導致的臨牀前研究不足，從而引起療效和安全性方面的重大問題。

**《中國科學報》****：**還有什麼是您想強調的？

▲ 王健：

合作的重要性和確保生物安全。

疫苗研發絕不僅僅是基礎科研人員的事，還需要病理學家、免疫學家、病毒學家和臨牀專家的協同合作，通過建立並共享試劑抗體庫、臨牀樣本庫等，開發標準化的動物模型、病理評分系統以及免疫檢測方法等，為闡明疾病的發病機制、研發疫苗及治療藥物而共同努力。

實驗室SARS病毒泄露事件的殷鑑在前，我們在科研實驗中，既要特事特辦，加快研究步伐，也要嚴格遵守規章制度，加強對實驗室各種生物樣品的管理，確保生物安全。

▲ 湯海洋：

結果可重複性，數據可靠性。

動物模型得到的實驗結果往往有一定的偏倚。特別是大動物模型，在重複性比較差而樣本數又比較小情況下，再加上大多數非客觀測量的數據難以標準化，研究人員往往傾向於高估疫苗或者藥物的保護治療效果。

我們一方面支持在非人靈長類動物模型的研究，但要集中資源用在最有希望的候選藥物和疫苗上，增加大動物模型的樣本量；另一方面也要支持在其他不同動物模型的研究，評估疾病的發病機制、藥物治療效果和疫苗的免疫原性等，進一步提高科研結果的可靠性。