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。”
假设18个月后我们有了疫苗。你如何制造10亿剂或40亿剂或任何能让每个人免疫的疫苗?
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。
Koff说:“成功的概率取决于疫苗使用的标准，大约有6%到10%的候选疫苗通过许可从动物模型中获得成功。”这个过程要花费10亿美元甚至更多。所以你可以计算一下。”
考夫一开始就看到了巨大的潜在问题。“最好的情况是，假设我们在18个月内研制出疫苗。谁知道到时候疫情会在哪里爆发，会产生怎样的影响?你如何制造10亿剂或40亿剂或任何能让每个人免疫的疫苗?我们需要一剂还是两剂还是三剂?这些是人们以前从未遇到过的问题。”
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．“我希望这更多的是理论而不是现实，”考夫说。“但这必须得到解决，这可能会减慢整个进程。”他说，为了确保安全性，“这可能意味着我们必须在更多人身上测试疫苗。在健康成人中进行50人的试验作为安全信号是一回事。而在4000或5000人以上进行试验则是另一回事。”
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，无论是考夫还是其他所有COVID-19疫苗的工作人员，都不是只关注潜在的障碍。在同一时期，所有针对病毒的疫苗要么杀死病毒，如Salk脊髓灰质炎疫苗，要么使病毒无害，如Sabin脊髓灰质炎疫苗。现在有多种方法来刺激免疫反应，以防止感染或减少后果。这些包括基因工程蛋白亚单位(多肽)或病毒样颗粒。这些方法已经成功研制出了乙肝疫苗和人类乳头瘤病毒疫苗，后者会导致宫颈癌。研究人员现在使用“载体”——附着在蛋白质亚单位和病毒颗粒上的无害病毒，将它们传播到人体内。还有许多新的佐剂和化学物质可以增强免疫系统对疫苗的反应。
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。
考夫说，成功疫苗的关键是合作努力。他说:“这将需要一个完全不同的思维方式来将这一问题转移到加急列车上。”“那种狗咬狗的老一套，‘我要把你打到游戏的最后’，对我们没有帮助。”赛斯·伯克利(Seth berkeley)曾在国际艾滋病疫苗倡议(International AIDS Vaccine Initiative)与考夫一起工作，现在是国际疫苗组织全球疫苗免疫联盟(GAVI)的负责人，他同意COVID-19疫苗需要曼哈顿项目方法。伯克利说:“这种规模的倡议并不容易。”非同寻常的信息和资源共享将是至关重要的，包括关于病毒、各种候选疫苗、疫苗佐剂、细胞系和制造进展的数据。”
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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