琳達・ C・蘭伯特和安通尼・福西 美國NIH國立變態反應和感染病研究所
每年,全世界流感的季節性流行都會引起嚴重的疾病和死亡。在美國,每年的疾病負擔估計為2500萬~5000萬例流感病例,並導致平均22.5萬例(次)住院。在過去的30年裏,在美國估計每年與流感相關的死亡例數範圍是3349~ 48614例。大多數死亡(>90%)發生在老年人群中,他們通常有慢性的基礎性健康問題1-3。世界衛生組織用這些估計值推斷,流感導致的一種可能的全球疾病負擔每年高達10億例感染,300萬~500萬例嚴重疾病的病例,以及30萬~ 50萬例死亡1。具有不同發病率和死亡率的流感大流行,在整個曆史長河中一直在發生,最著名的是1918-1919年大流行,其奪走了全世界估計5000萬~1億人的生命4。
流感病毒最早於1933年從人類分離出來5,含有8個可編碼11種蛋白的單鏈RNA片段(圖1)。流感病毒有3型:甲型、乙型和丙型,並且甲型和乙型可引起每年的人類流行。流感病毒的一個主要特征是它的易錯聚合酶,該酶可導致血凝素(HA)和較小程度上神經氨酸酶(NA,病毒的重要表麵糖蛋白)的選擇性基因突變的蓄積。HA蛋白的這種抗原性漂移可更新我們對流感病毒的易感性,並且是季節性流感疫苗成分頻繁更新的基礎。自然感染後的保護主要由血清和黏膜層中的HA特異性抗體介導,並且抗NA抗體、保守流感蛋白(conserved influenza protein)以及T-細胞反應的存在均與疾病嚴重度下降相關。
一種新型病毒可通過直接的種間傳播,或者因為已感染人類的各種流感病毒之間的分子交換而在人類中出現。由於流感病毒基因組呈片段性,單個宿主細胞同時感染≥2種不同的流感病毒,可導致它們遺傳物質的重配(或混洗)。抗原性轉變,如果由此產生的子代病毒包含一種HA蛋白(人類對它沒有預存免疫力),如果它具有一套高效複製能力的內部基因,以及如果它可容易在人際傳播,則可導致大流行―― 正如因2009 H1N1病毒導致的情況一樣。
控製流感的疫苗
疫苗接種是預防和控製流感的主要策略8,9。雖然滅活疫苗和減毒活疫苗在預防流感及其相關並發症方麵有效,但它們提供的保護作用差異很大,這取決於疫苗中的病毒與特定流感季節期間流通病毒之間的抗原是否匹配,以及接受(疫苗接種)者的年齡和健康狀態10。尚需要更有效的疫苗接種選擇,尤其是對疫苗接種的免疫反應下降者,包括老人和有慢性基礎疾病者。向該目標邁出的一步是,最近獲得批準的大劑量、滅活流感疫苗11。
季節性流感疫苗是三價疫苗。每一劑都被配製成包含3個病毒(株)(或它們的HA蛋白)的疫苗,這些病毒代表被認為最有可能在即將到來的流感季節中傳播的甲型流感H3N2、甲型流感H1N1和乙型流感毒株。北半球(流感)疫苗的毒株通常在2月份被選出用於隨後的季節。
滅活疫苗的生產開始於疫苗參照毒株(一種雜交病毒,包含來自漂移變異株的HA基因和NA基因,以及來自適合在雞蛋中良好生長的實驗室毒株的其他基因)的生成。這一過程可花費數周或更長的時間12,13。生產廠家有時發現,新毒株仍在雞蛋中生長不良,或產生的HA蛋白水平低,並且需要通過連續傳代得到進一步的“雞蛋適應”。相反,基於質粒的反向遺傳學技術目前正被用來在較短時限內可靠地生成參照毒株,以及改善它們在雞蛋中的生長情況14,15。按照傳統,從2月到夏末,生產廠家在數億隻雞胚雞蛋中擴增疫苗病毒,並滅活或純化它們。然後,這些疫苗在早秋開始得到配製、包裝和分發,以供在流感季節高峰前使用,高峰通常發生在12月份以後。(略)
含DNA的疫苗
由DNA序列組成的流感疫苗已接受了20多年的研究。編碼HA或NA蛋白的DNA,在動物中單獨或聯合內部基因片段肌肉注射時,已引出了抗漂移流感病毒的保護性反應(圖2D)54,55。雖然在動物中單獨使用DNA疫苗已顯示出有希望的結果,但臨床試驗的結果還並不令人鼓舞56-58。這種方法是否會最終導致一種可行的商業策略的製定,尚有待觀察。
“通用”疫苗
理想的流感疫苗是安全的疫苗,可引出與自然感染觸發的完全相同的體液和細胞(免疫)反應,可提供長效和交叉毒株的保護作用,並且可在控製良好的條件下被快速大量生產。尋找“通用”或“共同表位”的主要目標是,疫苗的流感基質2(M2)蛋白的外部功能域已得到極大的保留,並且來自流感NP、基質1(M1)和HA蛋白的表位也得到保留59-61。臨床前研究已顯示,這些候選疫苗在單獨使用或聯合佐劑或載體蛋白一起使用時,可刺激廣泛的交叉反應性抗體反應,並且數種這些疫苗目前正在接受臨床檢測61-64。對開發通用疫苗能力的樂觀態度,部分是基於最近在動物模型中采用兩步疫苗接種策略的研究:用含DNA的HA疫苗啟動,然後用一種滅活、減毒或含腺病毒載體的疫苗進行第2劑或加強注射――這導致了廣泛交叉中和抗體的生成65,66。一種真正通用的疫苗可在進行≥1次疫苗接種的情況下提供對抗任何流感毒株的終生保護作用,而這種疫苗不一定能實現,但這種觀念的某種變體應予考慮。例如,鑒於每隔幾年,都有一種可表達數種免疫原性共同表位,並將誘導出完全或部分防禦漂移毒株和新出現大流行毒株的產品,因此定期接種疫苗策略肯定是一個值得追求的目標。
結論
雖然過去的10年已經見證了,在我們研發流感疫苗的方法中有相當大的改善,但仍有很多工作要做。雖然從基於雞蛋的係統轉換為基於細胞的係統,以及添加佐劑來增強保護性免疫反應,是正確方向中的重要步驟,但它是新的疫苗(生產)技術並有望革新流感疫苗學。在下一個10年裏,有人預期在以下幾個方麵會取得進展:極大地減少疫苗的生產時間,提供增強的保護作用(特別是在處於最大高危險的人群中),以及終結疫苗(所含)毒株與流通中病毒的失配情況。為了全麵獲得在研發新疫苗方麵取得進步的益處,我們不僅需要疫苗批準途徑的明確調節性指導,而且還需要強健和靈活的基礎設施,以確保它們的及時生產和公平發放。
(N Engl J Med 2010; 363:2036-44.November 18, 2010) [2850101]
(欲了解全文內容,請詳見《中國醫學論壇報》2010年36卷43期)