第六节 疫苗
登革热的广泛流行已成为严重的公共卫生问题。为了有效控制登革热的蔓延,研制登革疫苗成为防治登革热的重要手段。由于登革病毒基因的复杂性,目前登革病毒疫苗仍处于研究阶段,仍然没有获得批准的登革病毒疫苗和特效药物。早在1920年就有研究者试图从感染登革病毒的埃及伊蚊中分离病毒,研制灭活登革病毒疫苗。世界卫生组织高度重视登革病毒疫苗的研究,大型国际疫苗制药企业也都启动了对登革病毒疫苗的研究。目前国内外学者通过病毒培养、基因转化表达蛋白和纯化技术等研发了多种类型的登革病毒疫苗,主要分为:减毒活疫苗(live, attenuated vaccine, LAV)、重组病毒疫苗、纯化灭活疫苗(purified, inactivated vaccine, PIV)、病毒样颗粒(virus-like particles, VLPs)、亚单位及重组蛋白疫苗和核酸疫苗。
登革病毒4种血清型中任意一种亚型病毒第一次感染人体后均可产生长期免疫记忆,并在2~3个月内对其他几种血清型病毒产生交叉保护。但若初次感染诱发中和抗体,中和抗体可与病毒结合,使病毒失去感染细胞的能力,同时也形成较多对异种血清型交叉反应的、非中和抗体,当再次感染异种血清型病毒后,这些抗体有可能会和病毒形成复合物,反而通过Fc受体进入靶细胞内,引起病毒大量增殖并导致严重的并发症,称抗体依赖性增强效应(Antibody-dependent enhancement, ADE)。为了避免ADE,理想的疫苗应为针对4种血清型的多价疫苗。
一、减毒活疫苗
减毒活疫苗是通过传代或基因重组等方法,削弱或去除野生病毒的致病能力而保留其在宿主体内增殖能力的一种疫苗形式。减毒活疫苗可表达野生病毒所显示的各种抗原,模拟野生病毒的感染过程从而激发机体的体液和细胞免疫应答。早期的登革病毒疫苗的研究主要为传代减毒活疫苗。
经过不断的传代,泰国的Mahidol大学筛选出登革病毒4种血清型的减毒株,配伍成两组四价疫苗,但在随后的临床试验中,发现该疫苗不能均衡地产生抗体,其中登革3型病毒在接种后在体内会形成减毒株和野毒株两种形式,抑制其他血清型病毒抗体的产生,甚至引起受试者全身不良反应,该疫苗已经停止试验。
美国Walter Reed陆军研究所(WRAIR)和葛兰素史克(GSK)在研发传统减毒活疫苗上取得了比较大的进展。将DENV在PDK细胞上连续传代,获得4种血清型的候选株。Ⅰ期临床试验中,部分受试者出现较强的副作用和免疫应答不均衡现象。在Ⅱ期临床试验阶段,WRAIR改进了原来登革病毒减毒疫苗的配伍。结果表明新配方具有更高的血清抗体阳转率,诱导的免疫应答较为均衡。WRAIR在泰国的婴幼儿和儿童中进行Ⅰ/Ⅱ期临床试验。4种血清型在第2针免疫30天后均出现了较高的血清阳转率。1年后随访检测表明,登革2型血清阳性率仍在90%以上。目前WRAIR正在计划更大规模的Ⅲ期临床试验。
随着生物遗传技术的不断成熟,科学家推测在登革病毒基因中插入一段序列或者诱导基因位点突变,可干扰病毒的复制转录能力,减弱病毒的毒性,从而得到较强的免疫原性和较低的免疫反应性。但是目前病毒减毒和机体免疫之间的平衡还难以协调,有些突变株仍有可能重新变回野生株。加上ADE效应的影响,减毒活疫苗技术在登革热中的应用受到了巨大的阻力。
二、嵌合疫苗
嵌合疫苗是用病毒抗原基因取代其他疫苗或低毒的活病毒的载体基因而获得的疫苗。重组的疫苗以活病毒的形式递呈特异性的抗原诱发细胞免疫和体液免疫,从而起到抵抗病毒的作用。
黄热病毒疫苗17D株毒性低,安全有效,是理想的重组疫苗载体。多价登革疫苗以黄热病毒疫苗17D株为主体,采用基因重组技术,将登革病毒四种亚型的prM基因和E基因替换入17D株中,由此产生的减毒活疫苗有黄热疫苗17D株的活性,但是其外膜蛋白表达为四种登革病毒的E蛋白。赛诺菲巴斯德公司旗下的疫苗部研发的这种疫苗有望成为第一个获得批准的登革病毒疫苗。在Ⅲ期临床试验中,对登革热流行的亚洲和拉丁美洲10个国家的31000名参与者进行了调查,截至2014年11月,研究表明9~16岁的儿童和青少年在接种三剂该公司的登革病毒疫苗后,对抗登革热症状的有效率达60.8%,保护重症登革热的有效性达到95.5%,并减少了80.3%的住院风险。
美国的DENVax疫苗是基于登革2型病毒的减毒株生产的,嵌合入登革1/3/4型病毒的prM-E基因,构建重组质粒并开发出了三价嵌合减毒疫苗。该疫苗在单价的Ⅰ期试验中表现出较好的安全性,能够较好地诱导免疫应答,并且具有较长期的免疫保护作用。在Ⅰ期的临床试验中,结果显示89%以上的受试者产了中和抗体,2013年该疫苗在拉丁美洲和东南亚启动了Ⅱ期临床试验。DENVax疫苗只需间隔3个月用2针剂量,相对于3针剂量的疫苗,具有用药时间短的优势。
中国CDC开发了以乙脑病毒减毒活疫苗SA14-14-2为载体的单价登革2型病毒疫苗,将登革2型病毒的prM-E基因嵌合入乙脑病毒疫苗。SA14-14-2从1989年开始投放市场,长期使用证实该疫苗是安全可靠的。研发的该嵌合疫苗能够表达登革2型病毒的包膜蛋白,经小鼠实验,可产生血清中和抗体,并通过乳鼠神经毒力试验鉴定其安全性。该疫苗是中国自主研发的登革病毒疫苗,目前还在临床前研究阶段。
三、DNA疫苗
登革热的DNA疫苗是将登革病毒的prM-E基因或NS1基因作为靶基因转录入真核表达载体中,整合入质粒,接种于试验动物,在试验动物体内表达靶基因蛋白,从而刺激免疫系统,产生免疫反应。DNA疫苗需要借助宿主细胞表达抗原才能有效产生免疫反应,难免存在体内摄取效率差、表达水平低的缺陷。同时此种疫苗由于其不具有感染性,不会产生多价疫苗不同血清型间因在体内增殖造成的互相干扰的现象。经有关研究表明,DNA疫苗能产生体液免疫,也能产生细胞免疫,导致细胞免疫的机理尚未深入研究,虽然诱导的中和抗体水平较低,但也能产生一定的保护作用。
目前登革热疫苗的研究已经取得了重大的进展,尤其以嵌合活疫苗的发展尤为迅速,从临床试验来看,产生免疫保护的效果也较为理想。但由于登革病毒基因的多态性,突变的速度很快,然而疫苗的研发需要长时间的试验,疫苗是否能够适应不断变化的登革病毒仍需要通过大量的试验来验证;同时疫苗也可能要根据病毒流行的变化不断调整接种的策略和配方,避免ADE效应也是未来多价登革热疫苗仍需克服的问题,从而达到能够产生持续保护并能减少不良反应的效果。