【“巾帼科苑•女科学家”专辑】现代疫苗学赋能新突发病毒性传染病疫苗的快速“智造”——以猴痘疫情为例

中国科学院微生物研究所王奇慧团队与北京大学王寒团队合作在《科学通报》发表观点文章，归纳总结了疫苗学的发展历程，提出了AI时代背景下现代疫苗学的发展方向——针对新突发病原体特性快速“智造”现代化疫苗，并以猴痘疫情下新型疫苗研发的进展和局限性为例，探讨了疫苗快速“智造”面临的机遇与挑战。

疫苗发展历程源远流长，最早可追溯至12世纪，尽管原理未明，却成功开启了疫苗学的大门。随着理论认知与技术手段的双重飞跃，疫苗的发展从经验疫苗学逐步迈向经典疫苗学，直至进入了追求更为精准与安全的现代疫苗学新纪元。当前，面对全球公共卫生领域的严峻挑战，尤其在新冠疫情的猛烈冲击下，现代疫苗技术迎来了前所未有的加速发展期，各类新型疫苗平台及支撑技术纷纷涌现。其中，mRNA-LNP疫苗凭借快速响应性脱颖而出，蛋白亚单位疫苗则以安全性见长，腺病毒载体疫苗、DNA疫苗等亦取得显著进展。同时，疫苗生产的合作模式、供应链等不断优化，为应对新突发病毒提供了坚实的“智造”保障。

在新冠疫情持续肆虐并促使全球疫苗技术取得飞速发展后，两度引发PHEIC的猴痘疫情再次凸显了现代疫苗研发与生产体系在应对全球公共卫生紧急状况中的关键作用和紧迫需求。猴痘病毒长期在非洲中西部地区的局部流行，其以往的传播途径主要是从动物到人类。对于新生儿、儿童、孕妇以及存在基础免疫缺陷的人群而言，罹患重症猴痘及死亡的风险较高。然而，近年来猴痘病毒发展出以人际间传播为主的新毒株，并导致全球性传播，其传播途径与易感人群的特征也出现了明显变化。在2022年疫情中，猴痘病毒的传播主要与男男性行为密切相关，并在众多病例中观察到了猴痘病毒与HIV合并感染的现象。

那么，针对猴痘病毒的高风险人群，如男男性行为人群、HIV感染者、孕龄妇女和儿童等，接种猴痘疫苗是必要的。疫苗研发需考虑高风险人群的免疫系统特点，确保足够的免疫原性和安全性。同时，考虑到非洲等经济落后地区的实际情况，疫苗平台技术应选择成本低、稳定性强、耐储存的方案，并注意提高疫苗的易用性和可操作性。目前，天花疫苗对猴痘有交叉保护作用，但活病毒疫苗存在成分复杂、生产工艺繁琐和安全性不足等问题。面对全球猴痘疫情，疫苗需求急剧增加，未来疫苗还需具备高产能、生产便捷、运输方便和存储要求低等特点。

为解决现有猴痘疫苗供给不足的现状和其他种种弊端，国内外团队正利用mRNA-LNP和蛋白亚单位疫苗平台开发新型猴痘疫苗。这些疫苗多采用“鸡尾酒”法，即疫苗由多种猴痘抗原蛋白或基因混合制备而成。其中，Moderna和BioNTech的多价猴痘mRNA疫苗进展最快，已进入临床试验阶段，并表现出优越的保护效果。然而，这种“鸡尾酒”法疫苗无疑极大地增加了工业化开发难度和生产成本。此外，中国科学院微生物研究所和北京大学团队独辟蹊径，采用抗原结构指导的多表位嵌合策略，研发了二价嵌合猴痘蛋白亚单位疫苗和三价嵌合mRNA-LNP疫苗。根据这一策略设计的“多合一”免疫原，有效降低了疫苗所需的免疫原数量，简化了生产工艺，提高了疫苗的工业化开发和施用的可行性。然而，由猴痘病毒主要涉及人群和地区的特殊性所带来的诸多问题，则需要在新型猴痘疫苗研发过程中持续的关注、评估和改进，包括由猴痘疫情主要涉及人群所导致的有效性、安全性和长效性问题，以及由猴痘疫情主要涉及地区和波及范围所带来的可及性问题等。

在全球化背景下，新突发病毒性传染病带来严峻挑战，使得疫苗学的发展至关重要。传统疫苗在应对新型病原体时存在诸多局限，而现代疫苗技术带来了革命性改变，从免疫原设计、新型佐剂开发、疫苗平台技术发展、递送技术和施用方式迭代等诸多方面提高了新型疫苗的安全性、有效性、研发速度和生产效率。未来，现代疫苗学与AI技术的深度融合，将引领现代疫苗进入“智造”时代，进一步提升疫苗开发的成功率和成本效益，并为个性化定制和精准医疗开辟新可能。因此，我们需继续深入探索突破，推动现代疫苗学向未来疫苗学和疫苗“智造”时代的发展，为全球公共卫生安全贡献更多智慧和力量，构筑更坚实的全球防疫防线。

上述研究得到国家自然科学基金（82225021，32270157）的资助。

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