Wayne Koff是世界上疫苗开发专家之一，总统，人类疫苗项目的首席执行官。他对研制安全有效的新型冠状病毒疫苗所面临的机遇和挑战有着深刻的理解。他曾多次获奖，发表数十篇科学论文，在学术界、政府、工业界和非营利组织担任要职。但67岁的考夫从未研制出成功的疫苗。
“我是一个可悲的失败者，”他说。他微笑着，带着一种迷人的、自嘲的幽默感。“这就是我要传达的信息。”
考夫没有成功的真正原因是，他的大部分职业生涯都在寻找一种对抗HIV(一种导致艾滋病的病毒)的疫苗。正如他和其他许多人所说的那样，这仍然是病毒感染对疫苗开发产生抗性的“完美风暴”。近40年前，医生们首次在洛杉矶五名男子身上发现了这种疾病——目前全世界已有7000万人感染了这种疾病——但至今仍没有足够的动物模型。中和抗体是许多疫苗的支柱，但并不能阻止它。最重要的是，艾滋病病毒通过攻击CD4 T细胞开始攻击身体，而CD4 T细胞是免疫系统的指挥中心。
至于COVID-19，“我们都希望这次会更容易，”考夫说。他身材瘦小，留着胡子，一头浓密的花白卷发。“COVID疫苗的研究仍有问题需要解决。但它们比我们处理艾滋病毒要直接得多。”
让我们说我们有18个月的疫苗。你如何制作10亿剂或40亿剂或者将每个人免疫的东西？
考夫和其他人开始人类疫苗项目2016年，以人类基因组计划为模型。该项目与工业界和学术界合作，研究人类免疫系统并开发疫苗，使用包括人工智能、计算生物学和大数据集在内的所有现代工具。如今，它与哈佛大学陈曾熙公共卫生学院(Harvard T.H. Chan School of Public Health)合作。
考夫说，对于COVID-19，科学家“知道目标是刺突蛋白结合位点”。这就是从病毒中伸出来的蛋白质附着在人体呼吸系统细胞上的地方。“如果你能诱出针对这些蛋白质的抗体，它们应该是中和的。”他非常强调“应该”。为了证明抗体能够预防感染，科学家们必须观察已经被感染数月或更长时间的人群。这是一个很好的赌注，基于类似的病毒，抗体将出现并保护-尽管现在没有人能预测多久和多好。
取决于你用什么计数，超过70岁公司、大学和其他机构正在提供候选疫苗。考夫说，公司的实际数量更少。他说，在艾滋病危机期间，“许多人声称他们正在开发一种试验性的艾滋病疫苗。其中一些是一个人的实验室，他们创建了一家纸业公司来吸引投资者。”
但是，即使人数较少，几乎所有参与疫苗研究的人都认为，不同研究机构的几种不同方法需要并行进行。这个世界没有时间把赌注压在一匹马上。这场竞赛既不简单也不便宜。
“取决于疫苗中使用的成功概率，是在6到10％的候选疫苗之间，使其通过许可证从动物模型中，”Koff说。“该过程成本为10亿美元或以上。所以你可以做数学。“
Koff在一开始就看到了很大的潜在问题。“在所有世界中，让我们说我们有18个月的疫苗。谁知道流行病在哪里以及它的影响将是什么？你如何制作10亿剂或40亿剂或者将每个人免疫的东西？我们需要一剂或两三个或三个吗？这些问题是人们刚刚面对的问题。“
COVID-19还对疫苗安全带来了一些独特的危险。根据病毒感染某些人时的表现，疫苗可能会危险地过度刺激免疫系统，这种反应叫做免疫增强．“我希望它比真实更为理论，”Koff说。“但必须解决，它可能会减慢整个过程。”为了确保安全，他说：“它可能意味着我们必须在更多的人中测试疫苗。在健康成年人中作为安全信号做了50人试验的一件事。训练4,000或5000个或更多个人的试验是另一件事。“
这个世界没有时间把赌注压在一匹马上。这场竞赛既不简单也不便宜。
病毒有时也会引起神秘的、潜在致命的血凝块。这意味着一种实验性疫苗可能会引起同样的损伤。“这是一种坏细菌，”考夫说。“我们才刚刚开始了解这种发病机制。”
一个很大的问题是，谁应该成为大规模疫苗测试的第一批志愿者。“高危人群是谁?””Koff问道。他说:“是养老院的居民和工作人员、医疗工作者和一线人员，还是杂货店等其他地方的人?我们还必须确保疫苗对老年人和发展中国家的人有效。”
许多疫苗对年轻人和健康人有效，但对老年人无效，因为免疫力会随着年龄的增长而下降。流感疫苗就是一个最好的例子。轮状病毒疫苗可以预防最致命的致命疾病——儿童腹泻——在发达国家效果更好。在发展中国家，这种病毒经常全年传播。婴儿从母乳中获得抗体，但不足以预防疾病。更糟糕的是，这些抗体会降低疫苗的效力。
另一个假设的障碍是，COVID-19病毒的突变可能会使今天设计的疫苗在未来的有效性降低。虽然病毒经常变异，但到目前为止还是有几乎没有变化在与人类细胞结合的尖峰的关键部位。
当然，既不是koff也不是所有其他人在Covid-19疫苗上专注于潜在的障碍。一次性，对病毒的所有疫苗无论是杀死病毒，如术脊髓灰质炎疫苗，或使它们无害，如Sabin Polio疫苗。现在存在多种方法来刺激免疫应答，以防止感染或减少后果。这些包括转基因蛋白质亚基（肽）或病毒样颗粒。这种方法导致了针对乙型肝炎和人乳头瘤病毒的成功疫苗，这导致宫颈癌。研究人员现在使用附着在蛋白质亚基和病毒颗粒上的“载体” - 无力病毒将它们传送到体内。还有许多新的佐剂，化学品可以提高对疫苗的免疫应答。
新的平台包括直接注射信使rna。M-RNA是一种化学物质，用于将DNA中的信息转化为所有细胞中的蛋白质。Moderna公司从美国政府获得了4.83亿美元的拨款，并开始了早期临床试验，该公司利用m-RNA试图让身体产生预防COVID-19病毒的蛋白质。INOVIO制药公司使用一种叫做质粒的DNA片段来达到同样的目的。它也已经开始了第一阶段的研究。
Koff说:“目前大约有8个平台，在每个平台上都能看到一些疫苗是很好的。”他说，预测其中哪一个最有可能成功或失败“简直是愚蠢的”。
包括人类疫苗倡议在内的许多组织正在制定路线，以比传统规定的“适应性试验设计”更快地测试任何可能的疫苗。通常情况下，试验开始于第一阶段，对约50名健康人进行研究，以寻找任何直接的毒性迹象，然后进入第二阶段，对约200人进行研究，仍在寻找危险和免疫信号，然后进入第三阶段，对数千人进行研究。但这里的计划是在第2阶段和第3阶段完成之前就开始，只要没有危险信号出现，就继续招募更多的志愿者。
好的动物模型是几乎每天都会出现．猕猴、仓鼠和基因工程小鼠都在实验室中被感染，可以确定潜在的疫苗是否表现出不同类型的免疫。来自两党的国会议员建议健康的人类志愿者应该被允许成为实验对象，允许自己被感染。宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的疫苗研究员斯坦利·普罗特金(Stanley Plotkin)是最早提出这一想法的人之一。
纽约大学的生物伦理学家阿瑟·卡普兰说:“故意在人类身上致病通常是令人憎恶的。”但COVID-19绝不是一种正常情况。卡普兰说，在这种情况下，“要求志愿者在没有压力或胁迫的情况下冒险不是剥削，而是从利他主义中获益。”至少有1500人这样做了已经自愿尽管没有一种实验性疫苗已经足够长时间来进行这种具有挑战性的实验，但它还是成为了人类的小白鼠。
Koff说，成功疫苗的关键是合作效果。“这将采取全部不同的思考方式将其移动到加速火车上，”他说。“老狗吃狗，'我要打败你到比赛的尽头，'不会帮助我们。”在国际艾滋病疫苗倡议中与Koff合作的Seth Berkley，现在是一个国际疫苗组织的Gavi，同意Covid-19疫苗需要一个曼哈顿项目方法。“这一规模的主动性并不容易，”伯克利说。“非凡的信息和资源共享将是至关重要的，包括病毒数据，各种疫苗候选者，疫苗辅助剂，细胞系和制造业进步。”
考夫并不后悔花了这么多年研制艾滋病疫苗却毫无结果。他说，他学到了很多东西，他正在把这些东西用于应对COVID-19危机。“COVID-19疫苗应该容易得多的原因是，大多数平台、新方法和疫苗测试的临床基础设施都来自艾滋病毒。”他停顿了一下。“我们准备得更好。”
罗伯特·巴泽尔是耶鲁大学分子、细胞和发育生物学的兼职教授。38年来，他一直担任NBC新闻的首席科学记者。
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