新冠疫苗专题研究:救黎民于水火,解百姓于倒悬
投资要点
我们看好 mRNA 与重组亚单位技术的新冠疫苗,基于其较高的免疫原性及其他技术的挑战(DNA 的低转染效率、病毒载体的预存免疫、灭活的保护时长与潜在 ERD 副反应),但仍需等待临床三期的保护效力评估。我们乐观预计,候选疫苗 3Q20 进入三期临床,4Q20中期揭盲,如保护效果符合监管预期,可能于 2021 年甚至更早批准上市。
基于不同地区的覆盖率,在保守、中性、乐观情形下,我们预计中国企业将覆盖 12.9 亿、21.5 亿、30.2 亿人次,如政府采购下单人份利润在 10~30 元,利润弹性将在 130~900 亿元(如单人份利润与采购量负相关,利润区间将在 300~400 亿元)。
新冠病毒
历史上流行的冠状病毒分为两大类:
1) 季节性冠状病毒:HCoV-229E、HCoV-OC43 于 1960 年代被分离,HCoV-NL63、HCoV-HKU1 于 2004~05 年被分离,四种冠状病毒均为季节性流行,每年冬季高发,但较少引发下呼吸道感染;
2) 大流行冠状病毒:SARS 与 MERS 于 2002、2012 年引发区域流行,SARS-CoV 与MERS-CoV 传染力较弱,在公共卫生干预措施下基本消失。
相较于 SARS 病毒与大流行流感病毒,新冠病毒的人际传播速度更快、潜伏期更长,患者发病后即有最强传染性,且大量轻症患者会因未及时检测到并加以控制而加剧传播。同时,从疾病结局来说,新冠病毒也比 2009 年流感大流行更为烈性。尽管更多引起的是轻症,导致的重症和死亡也更多偏向老年人口,但感染新冠病毒的有症状患者住院比例高于2009 年流感大流行,重症监护患者比例更是 2009 年流感大流行的 5-6 倍。
历史上引发大流行的病毒部分与人类共存、部分消失:
1) 季节性冠状病毒:目前四种 HCoV 已经传播数十年,尚不清楚最初如何出现或是否替代了以前传播的病毒;
2) 大流行冠状病毒:SARS 与 MERS 未在季节性呼吸系统疾病流行中固定存在;
3) 2009 年甲流病毒: 2009 年流感大流行后,新病毒(2009 H1N1)成为季节性病毒,取代先前 A 亚型,每年在流感确诊病例中均有不同程度的检出。
基于季节性冠状病毒与新冠病毒的特性,哈佛大学公共卫生学院预测,除非康复者获得终生免疫力,未来疫情会出现季节性流行,康复者免疫保护周期越短、新冠病毒的季节性越强,疫情的爆发频度与强度越高。
新冠疫苗
由于病毒尚无特效药,且可能长存于人群并发展为季节性流行,疫苗成为全球防控的希望。得益于冠状病毒的共同特性与疫苗技术的迭代,疫苗的快速研发成为可能,mRNA/DNA/病毒载体等新型技术大放异彩,灭活/减毒活/重组亚单位等传统技术迅速跟进。
1) 新冠病毒是目前人类已知的第七个冠状病毒,冠状病毒具有相似的结构与致病机理,即 S 蛋白(三聚体跨膜糖蛋白)识别人体 ACE2 蛋白从而感染人体。
2) 病毒是最小的病原体,相较于细菌、寄生虫等简单,本身可通过灭活等路径进行制备,同时此前 MERS 疫苗的研发经验对新冠疫苗研究有帮助。
3) 新技术的崛起(DNA/RNA 递送系统,病毒载体设计)使得疫苗的快速研发/快速生产成为可能。
1) 疫苗构建:大部分病毒疫苗可通过灭活/减毒等技术完成,部分复制缓慢、致癌风险、易于变异的病毒(如 HPV、乙肝病毒、HIV 等)与结构相对复杂的细菌/寄生虫则须引入重组亚单位等技术实现疫苗构建;
2) 三期临床验证:二期临床抗体水平到三期临床保护效力验证的跨越,历史上诸多在二期临床显示诱导较好抗体水平的疫苗(RSV、HIV)在三期临床中因 ADE(抗体增强反应)、VERAD(疫苗关联呼吸道疾病增强)等因素未能产生实际保护效果。
疫苗通常为基于病原体通过减毒、灭活、重组等形式制成的抗原,其通过模拟病原体,刺激人体的免疫反应,从而达到免疫效果。
基于 MERS、RSV 等相似结构病毒的疫苗研发经验,S 蛋白成为抗原设计共识,研发单位针对包括全长 S、Prefusion-S、S1 亚基、RBD 等抗原设计疫苗。
全球企业与病毒赛跑。全球方面,已进入三期为牛津大学的 AZD1222,即将进入三期的包括科兴生物的 PiCoVacc、国药中生的两款灭活疫苗、Moderna 的 mRNA-1273、康希诺的 Ad5-nCoV。中国方面,除了上述企业,智飞生物的 RBD Dimer 已启动二期,艾博生物的 LNP-mRNA 正处于一期,四川三叶草的 Trimeric Spike 在澳洲进行一期。
新冠疫苗试验一览
衡量疫苗的因素包括安全性、中和抗体水平、T 细胞免疫水平、保护率等等。鉴于 1)尚无产品完成三期;2)早期疫苗评价多以免疫原性为主;3)企业抗体检测方法不一致;4)尚不确定可抵御病毒感染的中和抗体最低水平(BioNTech 康复者血清中和抗体滴度均值94,FDA 血清治疗推荐血清中和滴度超过 160 或至少超过 80),我们仅罗列不同产品的中和抗体水平,建议随着后续数据完善与三期保护效力试验作进一步判断。
1) 产品设计:共有四个 mRNA 产品,a1/b1 为 RBD 抗原设计、b2/c2 为 prefusion-spike抗原涉及,本次揭盲为 b1
2) 免疫程序:采用单剂或两剂(间隔三周)免疫,评价不同剂量
3) 免疫原性:两剂免疫后能产生较高的中和抗体,10 g(低剂量)与 30 g(中剂量)组 GMT 分别达到 168 与 267,是康复者血清的 1.8 倍与 2.8 倍
2) 免疫程序:采用单剂,评价不同剂量
3) 免疫原性:单价肌内免疫后,小鼠与恒河猴均可检测出血清特异性 IgG 抗体与中和抗体,可诱导特异性 T 细胞反应;恒河猴中和抗体滴度偏低(1:20~1:40)
4) 保护效力:攻毒实验中,免疫后的恒河猴肺部组织病理变化减轻,未表现肺炎症状,气管肺泡灌洗液与呼吸道组织中的病毒载量明显减少;攻毒后,疫苗组猴鼻拭子仍存在病毒且载量与对照组没有显著差异
5) 未观察到疾病增强(ADE 反应)
1) 产品设计:灭活病毒疫苗
3) 免疫原性:免疫后再小鼠、大鼠与恒河猴中均检测到较高滴度的结合抗体与中和抗体
4) 保护效力:攻毒后,疫苗组的恒河猴肺部组织病理变化显著减轻,病毒载量也显著下降,高剂量组在咽喉、肛门与肺部都未检测到病毒
1) 产品设计:重组蛋白纳米颗粒疫苗,抗原设计为 prefusion-S
2) 免疫程序:采用单剂与两剂(小鼠间隔两周,狒狒间隔三周)评价不同剂量,加入无佐剂组评价 Matrix-M 佐剂效果
3) 免疫原性:佐剂 Matrix-M 可显著提高小鼠与狒狒的中和抗体,并增强 T 细胞响应;与恢复期患者血清相比,两剂肌内免疫的狒狒特异性 IgG 抗体为其 7 倍、RBD 抗体为其 8 倍,中剂量组与高剂量组中和抗体滴度较高(>1:1000)
4) 保护效力:攻毒实验中,单剂及无佐剂免疫的小鼠保护有限,含佐剂的两剂免疫保护显著,尤其高剂量含佐剂组的病毒载量明显减少,且体重变化较少
5) 小鼠攻毒实验低剂量组未观察到呼吸道疾病增强(VAERD 反应)
1) 产品设计:电穿孔递送 DNA 疫苗,抗原设计为全长 S 蛋白
2) 免疫程序:采用两剂与三剂,评价不同剂量
3) 免疫原性:单价免疫后,小鼠与大鼠均可检测出血清特异性 IgG 抗体与中和抗体,可诱导特异性 T 细胞反应,但小鼠中和抗体滴度偏低(~100)。
新冠疫苗市场规模初探
我们中性预计全球政府采购对中国企业利润贡献约 430 亿元(弹性区间在 130~900 亿元):1)参考免疫规划疫苗(灭活、减毒活、亚单位)、中央采购甲流(灭活)、地方采购流感/肺炎(灭活、亚单位)、海外初步协议(重组亚单位),我们预计灭活/重组亚单位新冠疫苗的单支定价在 30~60 元,mRNA/DNA 较高可能超百元;2)我们预计政府可能基于成本加成采购,单人份利润可能在 10~30 元;3)考虑到中国企业的三期临床多在发展中地区,我们预计中国生产的新冠疫苗覆盖中国 3~13 亿人次(覆盖率 20~90%)、高收入地区 0~2亿人次(覆盖率 0~20%)、中低收入地区 10~15 亿人次(覆盖率 20~30%)。
2020 年 6 月 26 日 WHO 更新 COVAX,就新冠疫苗的全球供应计划作出布局。
2) 2021 年末全球疫苗供应将达 20 亿剂,其中向低/中收入地区供应超 10 亿剂。
1) 中国政府大概率采购本土企业,至少对老年人、卫生人员实行全覆盖、并覆盖 50%的慢性疾病患者,我们预计中国政府最低采购量在 3 亿人次(覆盖率 20%),如参考欧美对阿斯利康的采购协议,我们预计中国政府最高采购量在 13亿人次(覆盖率90%);
2) 高收入地区大概率采购阿斯利康、赛诺菲/GSK、Moderna、Novavax 等企业产品,中国企业的覆盖率预计在 0~20%;
3) 中低收入地区将采购中国企业产品(海外临床验证),按 WHO 优先供应计划,我们预计中低收入地区政府采购量可能在 10~15 亿人次(覆盖率 20~30%)。
截至 7 月 1 日,新冠疫苗的研发企业市值今年出现 300~1300 亿元的上浮,其中 Moderna市值上涨约 1300 亿人民币,BioNTech 市值上涨约 500 亿人民币(其商业化权利交予 Pfizer与复星医药),康希诺、Novavax、Inovio 市值上涨约 300 亿人民币。
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(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源:华泰证券)