背景概述

冠状病毒粒子呈不规则形状，直径约60-nm。病毒粒子外包着脂肪膜，膜表面有三种糖蛋白：刺突糖蛋白（S，SpikeProtein，是受体结合位点、溶细胞作用和主要抗原位点）；小包膜糖蛋白（E，EnvelopeProtein，较小，与包膜结合的蛋白）；膜糖蛋白（M，MembraneProtein，负责营养物质的跨膜运输、新生病毒出芽释放与病毒外包膜的形成）。少数种类还有血凝素糖蛋白（HE蛋白，Haemaglutinin－esterase）。冠状病毒的核酸为非节段单链（+）RNA，长27-31kb，是RNA病毒中最长的RNA核酸链，具有正链RNA特有的重要结构特征：即RNA链5’端有甲基化“帽子”，3’端有PolyA“尾巴”结构。这一结构与真核mRNA非常相似，也是其基因组RNA自身可以发挥翻译模板作用的重要结构基础，而省去了RNA－DNA－RNA的转录过程。冠状病毒的RNA和RNA之间重组率非常高，病毒出现变异正是由于这种高重组率。重组后，RNA序列发生了变化，由此核酸编码的氨基酸序列也变了，氨基酸构成的蛋白质随之发生变化，使其抗原性发生了变化。而抗原性发生变化的结果是导致原有疫苗失效，免疫失败。

冠状病毒成熟粒子中，并不存在RNA病毒复制所需的RNA聚合酶（ViralRNApolymerase），它进入宿主细胞后，直接以病毒基因组RNA为翻译模板，表达出病毒RNA聚合酶。再利用这个酶完成负链亚基因组RNA（sub-genomicRNA）的转录合成、各种结构蛋白mRNA的合成，以及病毒基因组RNA的复制。冠状病毒各个结构蛋白成熟的mRNA合成，不存在转录后的修饰剪切过程，而是直接通过RNA聚合酶和一些转录因子，以一种“不连续转录”的机制，通过识别特定的，TRS），有选择性的从负义链RNA上，一次性转录得到构成一个成熟mRNA的全部组成部分。结构蛋白和基因组RNA复制完成后，将在宿主细胞内质网处装配（assembly）生成新的冠状病毒颗粒，并通过高尔基体分泌至细胞外，完成其生命周期。

新型冠状病毒自身携带的S蛋白，这种蛋白可以识别人类呼吸道上皮细胞上的ACE2蛋白，并与之相互作用，从而打开新型冠状病毒入侵人体的大门。所以，ACE2是新冠病毒S蛋白的受体。

新型冠状病毒通过ACE2进入人体后会打压ACE2，引起高血压、糖尿病、冠心病等一些代谢类型的疾病。新型冠状病毒通过ACE2进入人体，不仅开始了它肆无忌惮的复制繁殖，同时还打压ACE2从而导致机体发病。

疫苗的作用原理：

疫苗的原理简单理解是让机体的免疫系记住病毒的模样的过程，以便在真的遇到该病薗的时候能快速清除病毒。相当于是对机体提前进行了一次演练。

科普:疫苗模拟的是病菌的模样，注到机体之后，可以被机体免疫系統识別，识别之后激活机体的B细胞进而分化增为浆细胞，浆细胞就可以分泌针对该病菌的抗体。抗体被分泌之后游离在血液和淋巴循环系統中，碰到病菌就会结合上去，然后通过把病菌拉到吞噬胞內将病菌杀灭降解掉。同时，B细胞除了分化为浆细胞之外，还能分化为记忆性B细胞，该类细胞在机体再次接触该病菌时。相当于省略掉了之前的识别別激活过程，直接被刺激增殖分泌抗体，达到短时间大量分泌抗体，快速清除病的保护性目的。

以新冠疫苗为例子，讲述重组腺病毒疫苗、灭活疫苗以及RNA疫苗三者的工作原理和区别。

新冠重组腺病毒载体疫苗原理

腺病毒是一种大分子(36kb)双链无包膜DNA病毒。它通过受体介导的内吞作用进入细胞内，然后腺病毒基因组转移至细胞核内，保持在染色体外，不整合进入宿主细胞基因组中。

用于基因治疗的载体可分为病毒载体与非病毒载体。病毒载体中，最为常用的有腺病毒载体、慢病毒载体、腺相关病毒载体、单纯疱疹病毒载体等等。

腺病毒载体广泛用于基因转导、基因治疗、疫苗接种以及溶瘤治疗等多个领域，具有滴度高、致病性低、转导效率高、感染组织广、无宿主细胞基因组整合等诸多优点，在实验和临床研究中被广泛应用.近年来，采用不同方法经过实验改进的腺病毒载体在基础和临床研究中已取得较大的发展，成为目前最具有应用前景的病毒载体之一.

腺病毒载体疫苗是将新冠病毒的基因插入至腺病毒这个载体中，使腺病毒表达出新冠病毒的抗原而不产生新冠病毒的毒性，帮助人体识别并产生特异性免疫。

目前我国研制的重组新冠病毒疫苗就是以腺病毒为载体，把腺病毒基因中的一部分基因替换成刺突糖蛋白基因，也叫S蛋白的基因，这个过程就是重组。

复制缺陷的人类重组腺病毒V5（HadV5）已经成为一种广泛应用在真核基因表达分析、疫苗研究和基因治疗等领域的模式系统。这种经修饰后的腺病毒，其E1和E3基因已被敲除，但依然具备细胞感染的能力。而用于产生新的病毒颗粒或者说病毒粒子的必需基因不复存在。

自我复制功能丧失的重组腺病毒，E1区域被删除掉。这使得重组腺病毒成为一种安全的基因运输工具。为了进一步增加重组腺病毒的包装能力，E3区域也同时被删除掉。E3基因产物会提高宿主的免疫反应，而且对病毒生产不重要。缺失了E1和E3区域的腺病毒基因组序列被克隆到质粒上。这个质粒就是腺病毒载体了。E1基因片段被整合到细胞。这株细胞株就是重组腺病毒的包装细胞株了。

重组腺病毒颗粒感染靶细胞之后，由于靶细胞无法表达E1基因片段，重组腺病毒颗粒无法复制。

S蛋白是新冠病毒入侵人体的关键蛋白，将S蛋白重组到腺病毒载体上，重组的腺病毒载体在体外感染包装细胞之后包装成重组腺病毒假病毒颗粒。（参考往期文章：什么是腺病毒载体，关于腺病毒包装你了解多少）将这种假病毒颗粒接种到机体后，腺病毒载体进入细胞核，以游离的方式存在于细胞核中，借助于宿主细胞的转录酶，转录并大量表达S蛋白，刺激免疫细胞，生产出专门针对新冠病毒S蛋白的抗体，并且保留一部分免疫细胞，就是记忆性的免疫细胞。在新冠病毒真正入侵的时候，记忆型的免疫细胞就可以产生大量针对S蛋白的抗体，阻断新冠病毒侵入细胞，新冠病毒无法进入人体细胞就无法增值，最后不会被人体的免疫细胞消灭。

腺病毒载体疫苗全称是重组腺病毒载体疫苗，腺病毒本身是一种会感染脊椎动物的病毒，也包括人类在内。如果感染腺病毒，可能会引起呼吸系统和消化系统的不适，也可能会出现结膜炎、膀胱炎等症状。如果不是免疫缺陷者，腺病毒很少会自然死亡，所以腺病毒本身是杀不死人的病毒，可以当成是一个没有杀伤力的载体。

“康希诺疫苗”是由解放军军事科学院陈薇院士团队和康希诺生物合作研发的重组新型冠状病毒疫苗(5型腺病毒载体)。

“康希诺疫苗”采用先进的腺病毒载体技术。

简单来说，就是把腺病毒中原有与复制相关的基因剔除，替换为新冠病毒刺突蛋白（S蛋白）的基因。这样做的目的是使重新组装的病毒注射感染人体细胞后表达新冠病毒刺突蛋白，从而刺激我们的免疫系统启动免疫应答，产生免疫记忆。

简单介绍一下其它几种新冠疫苗的作用机制和原理：

往期回顾：

什么是腺病毒载体，关于腺病毒包装你了解多少

什么是慢病毒