以下文章經 The Conversation 許可轉載，The Conversation 是一家報道最新研究的線上出版物。
如果冠狀病毒的 Omicron 變種與原始變種差異足夠大，那麼現有疫苗可能不如以前有效。如果是這樣，公司可能需要更新其疫苗，以更好地對抗 Omicron。黛博拉·富勒是一位微生物學家，研究 mRNA 和 DNA 疫苗已有二十多年。在此，她解釋了為什麼疫苗可能需要更新以及更新過程會是什麼樣的。
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1. 為什麼疫苗可能需要更新？
基本上，這是一個病毒是否已經發生足夠大的變化，以至於原始疫苗產生的抗體不再能夠識別和抵禦新的突變變種的問題。
冠狀病毒使用刺突蛋白附著到人類細胞表面的 ACE-2 受體並感染它們。所有 mRNA COVID-19 疫苗的工作原理都是以 mRNA 的形式發出指令，指導細胞製造無害版本的刺突蛋白。然後，這種刺突蛋白誘導人體產生抗體。如果一個人隨後接觸到冠狀病毒，這些抗體會與冠狀病毒的刺突蛋白結合，從而干擾其感染該人細胞的能力。
Omicron 變種包含對其刺突蛋白的新的突變模式。這些變化可能會破壞當前疫苗誘導產生的一些抗體（可能不是全部）與刺突蛋白結合的能力。如果發生這種情況，疫苗在預防人們感染和傳播 Omicron 變種方面的效果可能會降低。
2. 新疫苗會有什麼不同？
現有的 mRNA 疫苗，如莫德納或輝瑞生產的疫苗，編碼的是原始冠狀病毒株的刺突蛋白。在新的或更新的疫苗中，mRNA 指令將編碼 Omicron 刺突蛋白。
透過將原始刺突蛋白的遺傳密碼替換為這種新變種的遺傳密碼，一種新疫苗將誘導產生更有效地結合 Omicron 病毒並阻止其感染細胞的抗體。
已經接種疫苗或先前接觸過 COVID-19 的人可能只需要單劑新疫苗加強針即可獲得保護，不僅可以抵抗新毒株，還可以抵抗可能仍在傳播的其他毒株。如果 Omicron 成為優於 Delta 的主要毒株，那麼未接種疫苗的人只需要接種 2-3 劑更新後的疫苗。如果 Delta 和 Omicron 都在傳播，人們可能會接種當前疫苗和更新疫苗的組合。
3. 科學家如何更新疫苗？
要製造更新的 mRNA 疫苗，您需要兩種成分：來自新的關注變種的刺突蛋白的遺傳序列和用於構建 mRNA 的 DNA 模板。
在大多數生物體中，DNA 提供製造 mRNA 的指令。由於研究人員已經公佈了 Omicron 刺突蛋白的遺傳密碼，剩下的就是為刺突蛋白製作 DNA 模板，該模板將用於生產新疫苗的 mRNA 部分。
為此，研究人員將 DNA 模板與合成酶和四種分子構建塊混合，這些構建塊構成 mRNA——簡稱為 G、A、U 和 C。然後，酶構建 DNA 模板的 mRNA 副本，這個過程稱為轉錄。使用這個過程，只需幾分鐘即可生產一批用於疫苗的 mRNA。然後，研究人員將 mRNA 轉錄本置於保護指令的脂肪奈米顆粒內，直到它們安全地遞送到您手臂的細胞中。
4. 新疫苗可能需要多久才能準備好？
生成製造新 mRNA 疫苗所需的 DNA 模板僅需三天。然後，大約需要一週的時間來生產足夠劑量的 mRNA 疫苗，以便在實驗室進行測試，還需要六週的時間在試管中的人體細胞上進行臨床前測試，以確保新疫苗按預期工作。
因此，在 52 天內，科學家就可以準備好更新的 mRNA 疫苗，將其插入製造過程並開始生產用於人體臨床試驗的劑量。該試驗可能至少還需要幾周的時間，總共大約需要 100 天才能更新和測試一種新疫苗。
在試驗進行期間，製造商可以開始將其當前流程切換為製造新疫苗。理想情況下，一旦臨床試驗完成——並且如果疫苗獲得授權或批准——公司可以立即開始推出新疫苗的劑量。
5. 更新的疫苗是否需要完整的臨床試驗？
目前尚不清楚更新的 COVID-19 疫苗獲得 FDA 批准或授權需要多少臨床資料。然而，新疫苗中的所有成分都將相同。唯一的區別將是幾行遺傳密碼，這些密碼會稍微改變刺突蛋白的形狀。從安全形度來看，更新的疫苗與已經過測試的疫苗基本相同。由於這些相似之處，臨床測試可能不需要像第一代 COVID-19 疫苗所需的那樣廣泛。
至少，更新疫苗的臨床試驗可能需要安全測試和確認更新疫苗誘導的抗體水平與原始疫苗對原始、Beta 和 Delta 毒株的反應相當。如果這些是唯一的要求，那麼研究人員將僅招募數百人（而不是數萬人）來獲得所需的臨床資料。
需要注意的一個重要事項是，如果疫苗製造商決定更新其針對 Omicron 變種的疫苗，這不會是他們第一次做出這種改變。
之前的變種 B.1.351 於 2020 年 10 月出現，並且對當時現有疫苗的抵抗力足以保證更新疫苗。製造商迅速響應潛在威脅，開發了一種更新的 mRNA 疫苗來匹配這種變種，並進行了臨床試驗以測試新疫苗。幸運的是，這種變種並沒有成為主要變種。但如果它成為主要變種，疫苗製造商本已準備好推出更新的疫苗。
事實證明，如果 Omicron 或任何未來的變種需要一種新疫苗，公司已經完成了彩排，並準備好迎接挑戰。
本文最初發表於 The Conversation。閱讀原文。