編者注（9/4/20）：美國疾病控制與預防中心剛剛通知各州準備最早在 11 月推出新型冠狀病毒疫苗。在這篇文章中，《大眾科學》描述了快速通道疫苗試驗的工作原理，以及它們如何衡量有效性和安全性。
7 月下旬，志願者開始在紐約市紐約大學朗格尼健康中心進行的臨床試驗的最新階段接受潛在的 COVID-19 疫苗劑量。 候補名單上超過 1,000 個名字表明當地對該試驗的反應“非常出色”，紐約大學朗格尼疫苗中心主任、傳染病專家馬克·馬利根說。 “人們已經厭倦了這種疾病，並且非常有動力去幫助別人。”
該疫苗由製藥巨頭輝瑞和德國公司 BioNTech 共同開發，是全球開發 COVID-19 免疫接種的領先努力之一，目前正在進行或準備開始 III 期臨床試驗——後期研究，旨在測試有效性和安全性。* 其中六項工作得到了“曲速行動”的支援，這是特朗普政府的一項計劃，其樂觀目標是在 1 月份之前在美國開始對該疾病進行大規模接種。 在試驗期間，入組受試者將接受實驗性注射或安慰劑，研究人員將觀察接受疫苗的人是否以較低的比例發生感染和疾病。 比爾及梅琳達·蓋茨醫學研究所執行長 Penny Heaton 說，這些評估“最終將支援監管部門的批准和關於如何使用疫苗的建議”。 該研究所並未直接參與開發 COVID-19 疫苗的工作，但它正在世界各地開展其他病毒性疾病的疫苗研究。
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III 期臨床試驗通常需要數年才能得出結論。 但是疫苗開發商現在計劃按照倉促的時間表測試他們的候選疫苗，這引發了對政治干預的擔憂。 （這些擔憂並非沒有道理：8 月 11 日，俄羅斯宣佈已批准一種疫苗，儘管該藥物尚未經過大規模試驗。） 美國官員堅稱，他們自己的疫苗在獲得批准前將經過徹底審查。 專家表示，此類試驗還應包括充分代表來自弱勢亞群體的受試者，這些亞群體感染 COVID-19 的風險很高，包括老年人、少數族裔和患有潛在健康問題的人。 更具挑戰性的是，越來越多的人對最終的疫苗表示懷疑。 並且這些試驗必須回答關於人類免疫系統在多大程度上能抵抗 SARS-CoV-2（導致該疾病的新型冠狀病毒）的關鍵問題。 動物試驗和早期人體安全性研究的結果看起來很有希望：疫苗產生令人鼓舞的免疫反應，並且它們引發的副作用（通常是頭痛、手臂疼痛、疲勞和發燒）在大多數人中很快消退。 然而，只有 III 期臨床試驗才能表明哪些疫苗（如果有的話）實際上會提供保護。
速度策略
弗雷德·哈欽森癌症研究中心的生物統計學家彼得·吉爾伯特說，快速獲得疫苗安全性和有效性答案的訣竅是招募大量人員。 與隨訪時間較短的小型研究人群相比，較大的研究人群可以在更短的時間內捕獲更多病毒暴露事件。 美國的每項 III 期臨床試驗都旨在招募 30,000 人。 這個數字是嚴格證明 50% 的人在六個月內免受 COVID-19 感染所需的最低數字——美國食品和藥物管理局批准的最低標準。
研究人員將監測接種疫苗組和安慰劑組或對照組，直到兩組之間的症狀性感染人數達到 150 人。 如果研究人員能夠以 95% 的統計學置信度表明，疫苗接種組的病例數加起來達到或少於對照組病例數的一半，則該疫苗將達到其主要目標。 “不過，我們沒有人會對 50% 的有效率感到真正滿意，”吉爾伯特說，他領導聯邦政府 COVID-19 預防試驗網路的統計中心，該組織正在努力為 III 期研究招募志願者。 “我們都希望達到 90% 到 95% 的保護率。” 他補充說，如果疫苗被證明比 FDA 的最低標準更具保護作用，那麼可能無需等待 150 個病例。 “我們可能會檢視 50 個病例，如果疫苗將疾病發生率降低了 80%，我們可能會宣佈其成功並[申請]在三到四個月內獲得批准，”吉爾伯特說。
至關重要的是，FDA 指南 針對 COVID-19 疫苗開發商，要求理想情況下在批准後額外監測參與者一到兩年，以評估保護在普通人群中持續多長時間，以及接種疫苗後感染的人是否會出現更嚴重的症狀。
招募多元化群體
該指南還鼓勵（但不要求）疫苗開發商招募受 COVID-19 影響最嚴重的人群，例如黑人和拉丁裔，他們更有可能被感染並死於該疾病。 這樣做可能不容易。 特別是美國黑人，有理由不信任臨床研究，部分原因是塔斯基吉研究。 （這項為期 40 年的實驗是對未經治療的梅毒的調查。當有效的青黴素治療方法出現時，研究人員不道德地隱瞞了它。） 為了招募更多有色人種，“我們必須透過聯絡社群組織來吸引他們，例如教堂、鄰里團體、理髮店和造型師以及黑人大學，”羅格斯大學羅伯特·伍德·約翰遜醫學院專門研究傳染病的兒科醫生帕特里夏·惠特利-威廉姆斯說。 “至關重要的是，我們要告訴我們的有色人種，他們在 COVID-19 臨床試驗中得到了充分的代表。”
輝瑞公司疫苗研究和開發負責人 Kathrin Jansen 也認同需要在公司正在進行的疫苗試驗中增加少數族裔的代表性，該試驗正在美國、歐洲和南美洲的多個地點招募 18 至 85 歲的人。 “這是我們正在積極關注的事情，”她說。 紐約大學朗格尼的馬利根說，在輝瑞和 BioNTech 早期階段的試驗中招募的大多數人是白人。 “但我們希望在 III 期階段顯著改變這一點，”詹森說。 該研究沒有設定少數族裔招募的量化目標，“但它將受到中央監控，並將向每個參與地點提供反饋，”馬利根說。 “我們致力於招募受影響最嚴重的人群。”
定義保護標誌物
試驗研究人員不僅將評估疫苗是否降低了 COVID-19 疾病發病率； 他們還將更進一步，透過探測血液樣本中特定的“保護相關性”，以顯示某人是否確實對該疾病具有免疫力。 初步研究表明，所謂的 中和抗體 在保護中起著超乎尋常的作用。 這些遊走分子會使 SARS-CoV-2 偏離附著在其宿主細胞受體，從而預防感染。 7 月份的一項研究報告稱，強生公司共同開發的另一種“曲速行動”疫苗競爭者引發了中和抗體，這些抗體在獼猴體內以高水平檢測到。 當研究人員隨後將動物暴露於 COVID-19 時，它們在單劑疫苗接種後得到了完全保護。 該公司計劃於 9 月份啟動其 III 期臨床試驗。 在其他“曲速行動”公司中，Moderna 和美國國家過敏和傳染病研究所已經在對其疫苗進行 III 期試驗，Novavax 計劃在秋季開始一項試驗。 與每家公司的法律協議規定了美國政府將購買的最少疫苗劑量（目標是在 1 月份之前交付 3 億劑）。 政府可以選擇購買數百萬劑額外劑量，但如果疫苗未獲批准，則沒有義務購買。
然而，關於任何疫苗將為人們提供的保護的永續性仍然存在疑問。 抗體水平可能會在康復後不久下降，這種可能性引發了人們擔心 COVID-19 免疫力可能會迅速減弱 在那些已經從疾病中康復或接種過疫苗的人身上。 然而，希頓的語氣更加積極。 她說：“理想情況下，你會獲得免疫記憶，這樣即使你的抗體減弱，當你再次接觸病毒時，它們也會重新飆升。” 希頓補充說，III 期研究將隨著時間的推移監測抗體，以及另一種關鍵免疫成分 T 細胞的作用，T 細胞可能會提供增強作用。 特別是殺傷性 T 細胞，它們會消除受感染的細胞，從而在此過程中摧毀它們的病毒入侵者。 但這種反應可能會產生雙重影響：這些細胞也可能導致對某些患者致命的過度活躍的免疫反應。 “我們仍然需要更好地瞭解 T 細胞如何應對 SARS-CoV-2 感染，”康奈爾大學獸醫學院的免疫學家 Avery August 說，他研究 T 細胞對 COVID-19 感染的反應。 “但總的來說，我對進入 III 期階段的候選疫苗持樂觀態度。 我們還有很多東西要學習，但到目前為止，免疫反應看起來很有希望。”
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*編者注（8/25/20）：此句子在釋出後經過編輯，以更正對領先努力數量的引用。