由Covid-19病毒引起的新型冠状肺炎疫情在全球蔓延，严重危害了人们的正常生活及生命安全[1]。接种疫苗是预防和控制传染病最经济、有效和便捷的公共卫生干预措施之一。在全球科研工作者的不懈努力之下，各种不同技术路线的新冠疫苗相继面市，截至2021年上半年，全球获批上市的新冠疫苗主要有13种，覆盖多条不同技术路线，其中包含7种中国疫苗[2]。根据国家卫健委通报，截至2021年7月31日，我国累计报告接种新冠疫苗已突破16.5亿剂次，新冠疫苗无疑是建立免疫防线，抗击新冠疫情的重要武器[3]。

我国新冠疫苗多技术路线开发进展及成果

在疫情发生之初，为了切实保障疫苗早日研制成功，我国科技部同时对多条技术路线进行了布局和推进，下文将简要介绍各技术路线的基本原理及我国在各条技术路线新冠疫苗开发上所取得的成果[4-6]。

第一条技术路线：灭活疫苗(Inactivated Vaccine)，即首先对病毒或细菌进行培养，然后通过物理方式(如加热)或者化学方式(如加入福尔马林)使其失去活性，在灭活之后，原本的病毒或细菌已不具备毒性，但是可以引起人体的免疫反应[7]。灭活疫苗的制备和产业化技术平台成熟、稳定性好、使用安全、质量标准可控，但其对灭活工艺和生产过程中的生物安全等级要求较高，且灭活疫苗只可诱发体液免疫而不能诱发细胞免疫，从而导致其产生的抗体滴度会随着时间的推移而下降，所以灭活疫苗一般需要定期加强接种[8-10]。我国新冠灭活疫苗已获批使用的代表厂商包括中国科兴、国药集团北京生物制品研究所、国药集团武汉生物制品研究所[11]。

在新冠病毒结构中，包含四种主要的结构蛋白：刺突蛋白(Spike Protein，S蛋白)、核衣壳蛋白(Nucleocapsid，N蛋白)、膜蛋白(MembraneProtein，M蛋白)和包膜蛋白(Envelope Protein，E蛋白)，其中S蛋白是病毒入侵细胞的主要部件[12,13]。病毒载体疫苗，即利用其他无毒病毒或已批准上市的病毒疫苗作为载体，将新冠病毒的最重要的表面蛋白S蛋白通过生物工程转移到载体病毒上制成的疫苗。目前常用来制备载体的病毒包括：腺病毒、减毒流感病毒和麻疹病毒[14]。

第二条技术路线：即以腺病毒作为载体制成的疫苗，称之为腺病毒载体疫苗(Adenovirus-Vectored Vaccine)，2017年获得国家药品监督管理局上市批准的“重组埃博拉病毒病疫苗(腺病毒载体)”即为采用腺病毒作为载体制成的疫苗，该疫苗由军事科学院陈薇院士团队和天津康希诺生物技术有限公司联合自主研制[15]。应对本次新冠疫情，陈薇院士团队继续联手康希诺生物，以人源5型腺病毒(Ad5)作为载体开发的Ad5-nCoV新冠疫苗已获批使用[11]。

第三条技术路线：即以减毒流感病毒作为载体制成的疫苗，称之为减毒流感病毒载体疫苗(Attenuated Influenza Virus Vector Vaccine)，由于减毒流感病毒容易感染鼻腔，所以减毒流感病毒载体疫苗仅通过滴鼻的方式就可以完成疫苗接种，且该类疫苗可共同刺激人体产生针对两种病毒的抗体，从而达到既能预防流感又能预防新冠的目的，在新冠肺炎与流感流行重叠时，其临床意义明显，但其开发难度较大。目前我国由厦门大学、香港大学、万泰生物Innovax联合研制生产的减毒流感病毒载体疫苗已进入二期临床试验阶段[16]。

第四条技术路线：重组蛋白疫苗(Recombi-nant Protein Vaccine)，即将新冠病毒的S蛋白基因重组整合到酵母菌、大肠杆菌等微生物里，然后再大量培养，从而表达出病毒的S蛋白，通过纯化后制备成新冠重组蛋白疫苗[17]。重组蛋白疫苗无需培养活病毒，对生产车间的生物安全等级要求低，具有安全有效、副作用小及产量高的优势，但其生产过程较为复杂，市面上常见的重组蛋白疫苗有重组酵母乙肝疫苗等[6,13]。目前我国已获批使用的重组蛋白新冠疫苗是由智飞生物与中微所合作研发生产的重组新型冠状病毒蛋白疫苗[11]。

第五条技术路线：核酸疫苗是近年来新兴的疫苗研制技术，也被称为基因疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗。其机制是直接对关键的蛋白结构进行基因编码，将编码好的蛋白核酸注入到人体内，利用人体自身免疫功能在体内合成蛋白抗原，诱导人体产生免疫应答[18,19]。相较于减毒活疫苗、灭活疫苗和重组疫苗等传统疫苗研制技术，核酸疫苗外源因子传播风险低，不需要合成蛋白质或者病毒，开发流程较快，容易量产，生产周期短，但存在整合到人体自身细胞核DNA的风险(DNA疫苗)以及容易被降解、储存运输温度要求严格(mRNA疫苗)等缺点[19-21]。在新冠疫苗开发之前，没有任何核酸疫苗被许可和批准用于人类，仅有进入临床研究阶段的核酸疫苗，如HIV疫苗、狂犬病疫苗和寨卡病毒疫苗等[19]。针对新冠疫苗，国际上有BioNtech/辉瑞(mRNA)和莫德纳Moderna/NIAID(mRNA)的新冠核酸疫苗已获批使用[22]；在国内，由沃森生物与艾博生物合作的国产mRNA新冠疫苗于7月21日在国内开展三期临床试验[23]。

不同疫苗包装形式特点对比

在疫苗的大规模商业化生产过程中，疫苗包装是不容忽视的重要环节。我国新冠疫苗的初包装主要采用两种形式：一种是西林瓶(Vial)包装，一种是预灌封注射器(Prefilled Syringe，PFS)包装。西林瓶包装的疫苗又分为单剂量西林瓶(Single-DoseVial，SDV)包装和多剂量西林瓶(Multidose Vial，MDV)包装，西林瓶包装的疫苗接种时需结合注射器来完成疫苗注射，其具有前期包装成本低的优势，但后期可能存在给药剂量错误，产品浪费和劳动力成本增加等缺点。预灌封注射器包装其实就是一种预先填充药物的注射器，结合了药物包装和注射两种功能，具备安全便捷的特点。预灌封注射器包装的前期成本更高，但它们的使用会降低医疗错误、药物浪费、人力成本等方面的费用。

吕敏等[24]的研究分别使用PFS、西林瓶和安瓿瓶装疫苗模拟一剂计时接种和10min计时接种，对三种包装疫苗的接种时间、接种量、差错事件进行定量分析。结果表明相较于西林瓶和安瓿瓶装疫苗，PFS包装疫苗完成一剂接种所需要时间约节省63%~64%。在10min计时接种中，PFS包装疫苗接种量均值是(26.8±7.4)剂次，明显高于西林瓶装疫苗接种量均值(9.5±2.4)剂次和安瓿疫苗接种量均值(9.3±2.1)剂次。西林瓶装疫苗和安瓿瓶装疫苗人均差错事件发生率分别为19.4%和10.4%，明显高于PFS包装疫苗发生率(4.6%)。该研究结果表明PFS包装疫苗可显著提高预防接种工作效率[24]。

Pereira等[25]的研究比较了在2009年~2010年美国流感流行期间，MDV与PFS两种包装形式流感疫苗的接种成本。结果显示接种一剂MDV包装疫苗的平均时间比PFS包装疫苗长37.3s，使用MDV包装疫苗进行1000次免疫接种的成本为8596美元，而使用PFS包装疫苗的成本为8920.21美元，但PFS包装流感疫苗的接种效率明显高于MDV包装疫苗，这将有助于在大流行期间短期内实现大规模接种。

Moreira等[26]的研究对比了PFS和西林瓶包装药物有关剂量方面的错误率，研究发现，西林瓶包装药物会造成约22%的剂量错误，且在这22%的错误率中，三分之二是严重过量或剂量不足的错误。相比之下，PFS所导致的剂量错误仅占约4%，且没有严重错误发生。此外，在安全方面，2016年对46项研究分析得出结论，当使用PFS代替西林瓶和安瓿时，医护人员针刺伤显著减少[27]。结合包装和注射双重功能的PFS，在疫苗及生物制药初包装领域的应用越来越广泛，但其作为初包装也面临一些挑战：如作为润滑剂硅油在PFS内壁的使用可能引起注射剂中不溶性微粒问题及与药物之间兼容性的问题等，更具兼容性的材料也在不断开发之中[28,29]。

此外，经预先处理/灭菌的即用型(Ready-to-Use，RTU)初包装容器/密封系统也正逐渐成为疫苗及其他无菌药品传统初包装的替代品，与传统包装相比，即用型初包装容器/密封系统具有以下优势[30]：

① 即用型初包装容器/密封系统已预先经过清洗、灭菌、除热源等处理，可直接用于疫苗等的无菌灌装，简化疫苗的灌装/完成操作，有助于提高运营效率，并符合现有监管要求；

② 疫苗生产企业能够绕过所有传统的初包装处理步骤，这不仅节省了时间，而且还节约了空间和设备投资，因为不再需要用于无菌处理的设备；

③ 由于整个灌装/完成过程中步骤的减少，从而为疫苗生产企业节省劳动力成本；

④ 由于减少了人工干预，所以也大大降低了污染的机会；

⑤ 标准化、具有高度兼容性的蜂巢形式可以在灌装/完成过程中实现更高程度的自动化，也为处理多种初包装容器类型提供了更大程度的灵活性；

⑥ 即用型初包装降低了容器破损率。

图 1. 即用型初包装与传统初包装系统的成本比较[30]

一些研究也表明，即用型初包装组件其初始成本比普通或传统初包装的成本高出约2.5倍，这是限制其广泛使用的重要限制因素；然而，结合其他加工阶段分析传统初包装和即用型初包装在运营成本上的主要差异(图 1)，结果发现，与传统的包装容器相比，使用即用型初包装组件可节省高达45%的总成本[30]。

杜邦™ Tyvek® 产品在疫苗生产及包装中的应用

杜邦™ Tyvek® 产品作为预灌封注射器等蜂巢形式即用型初包的首选灭菌包装材料，为预灌封注射器等初包装提供优异的保护和无菌屏障(见图2)[31]。

图 2. 蜂巢式预灌封注射器

同时在西林瓶胶塞、铝盖和预灌封注射器活塞等初包装密封系统的灭菌方面，特卫强® 灭菌包装也发挥了不可忽视的重要作用(见图3)。

图 3. 胶塞灭菌包装

在无菌生产过程中，对于一些常用耗材，如称量容器、硅胶管、取样器材、无菌过滤器等的灭菌，特卫强® 灭菌包装(见图 4)发挥了重要作用。

图 4. 无菌生产中的灭菌包装袋

特卫强® 可与多种灭菌方式兼容(如受控蒸汽灭菌)，提供优异的力学性能(如抗撕裂性、拉伸强度高等)，其长丝结构不易产生微粒，为疫苗生产及其包装提供卓越的微生物屏障和保护，为新冠疫苗的生产与包装保驾护航。

参考文献 

[1]Wu YC, Chen CS, Chan YJ. The outbreak of COVID-19: An overview[J]. Wolters Kluwer Public Health Emergency Collec-tion,2020,83(3):217-220.

[2]https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/covid-19-vaccines[OL].

[3]http://www.nhc.gov.cn/[OL].

[4]钱红芬 , 陈永昌 , 王晓琴 . 国产新型冠状病毒疫苗的研发进展与思考 [J]. 卫生职业教育 ,2021,39(8):153-156.

[5]张亚男 , 马俊扬 , 胡晓光 , 等 . 冠状病毒疫苗研发的若干技术路线 [J]. 中国新药杂志 ,2020,29(18):2103-2108.

[6]朱瑶 , 韦意娜 , 孙畅 , 等 . 新型冠状病毒肺炎疫苗研究进展 [J]. 预防医学 ,2021,33(2):143-148.

[7]邓强 , 王子晨 , 吴沁 , 等 . 新型冠状病毒疫苗的研究进展 [J]. 暨南大学学报 ( 自然科学与医学版 ),2020,41(6):511-519.

[8]Mulligan M J. An inactivated virus candidate vaccine to prevent COVID-19[J]. JAMA,2020,324(10):943-945.

[9]甄永苏 , 赵铠 . 疫苗研究与应用 [M]. 北京 : 人民卫生出版社 ,2013.

[10]Kaur S P, Gupta V. COVID-19 vaccine: a comprehensive status report[J]. Virus Res,2020,288:1-12.

[11]https://www.nmpa.gov.cn/[OL].

[12]DuLY,YangY,ZhouYS,etal.MERS-CoVspikeprotein:akeytargetforantivirals[J].ExpertOpinTherTargets,2017,21(2):131-143.

[13]Li K F, Wu H, Yan H, et al. T Cell Responses to Whole SARS Coronavirus in Humans[J]. The Journal of Immunolo-gy,2008,181(8):5490-5500.

[14]Loomis RJ, Johnson P R. Gene-based vaccine approaches for respiratory syncytial virus[J]. Curr Top Microbiol Immu-nol,2013,372:307-324.

[15]成传刚,慕婷,袁军,等.重组病毒载体疫苗研究进展[J].中国病毒病杂志,2018,8(4):318-328.

[16]https://baijiahao.baidu.com/s?id=1677402241382957820&wfr=spider&for=pc[OL].

[17]耿淑帆,吴丹,余文周.新型冠状病毒重组蛋白疫苗研发进展[J].中国疫苗和免疫,2020,6:718-724.

[18]Kutzler MA, Weiner DB. DNA vaccines: ready for prime time?[J]. Nat Rev Genet,2008,9(10):776-788.

[19]Pardi N, Hogan MJ, Porter FW, et al. mRNA vaccines-a new era in vaccinology [J]. Nat Rev Drug Discov,2018,17(4):261-279.

[20]Suschak JJ, Williams JA, Schmaljohn CS. Advancements in DNA vaccine vectors, non-mechanical delivery methods, and molecular adjuvants to increase immunogenicity [J]. Human Vaccines Immunother,2017,13(12):2837-2848.

[21]Mascola J R, Fauci A S. Novel vaccine technologies for the 21st century[J]. Nat Rev Immunol,2020,20(2):87-88.

[22]https://www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/vaccines[OL].

[23]https://www.chictr.org.cn/index.aspx[OL].

[24]吕敏,白云骅,卢莉,等.预灌封注射器用于预防接种的效率评价[J].中国疫苗和免疫,2001,17(6):535-539.

[25]Pereira CC, Bishai D. Vaccine presentation in the USA: economics of prefilled syringes versus multidose vials for influenza vaccination[J]. Expert Review of Vaccines,2010,9(11):1343.

[26]MariaE.Moreira,CalebHernandez,AllenD.Stevens,etal.Color-CodedPrefilledMedicationSyringesDecreaseTimetoDeliveryand

Dosing Error in Simulated Emergency Department Pediatric Resuscitations[J]. Annals of Emergency Medicine,2015,66(2):97-106.

[27]Harvey A. Selecting the Right Primary Container for Injectables in Acute Care[J]. Drug Development & Delivery,2019,19(8):1-4.

[28]侯晴晴,张毅兰.预灌封注射器中硅油使蛋白药物产生不溶性微粒问题的探讨[J].中国医药工业杂志,2018,49(6):730-736.

[29]Felsovalyi F, Janvier S, Jouffray S, et al. Silicone‐oil‐based subvisible particles: Their detection, interactions, and regulation in prefilled container closure systems for biopharmaceuticals[J]. Journal of Pharmaceutical Sciences,2012,101(12):4569-4583.

[30]Roots Analysis. Research Report: Pre-Sterilized/Ready-to-Use Primary Packaging: Focus on Cartridges, Syringes and Vials[R].2018-2030.

[31]ISO 11040-7:2015 Prefilled syringes — Part 7: Packaging systems for sterilized subassembled syringes ready for filling[S].2015.https://www.iso.org/standard/59937.html.