建议收藏|流感通用疫苗研究进展

摘要： 接种流感疫苗是流感防控最经济、有效的干预措施，应优先推荐婴幼儿、在校学生、孕妇、60岁以上老年人等流感高危人群接种。然而，由于流感病毒存在抗原漂移和/或抗原转换，常常使疫苗毒株与流行毒株不匹配，以至于目前流感疫苗提供的保护非常有限。当前的流感疫苗仅针对与其相匹配的毒株提供保护，因此，针对大多数流感病毒提供更广泛保护的“通用”流感疫苗一直是一个长期的梦想。能够有效诱导针对流感病毒保守表位的体液免疫和细胞免疫，提供针对流感病毒各种型或亚型的良好保护，安全有效，且具备快速生产平台，是新一代通用型流感疫苗研发的理想目标。

1.流感疫苗保护效力

流感依然是世界最大的公共卫生挑战之一。每年全球估计有10亿例病例，其中300万至500万例为重症病例，导致29万至65万例流感相关呼吸道疾病死亡。世界卫生组织（WHO）建议每年接种流感疫苗，这是预防流感的最有效方法。接种疫苗对于严重流感并发症风险较高的人群和卫生保健人员尤为重要。疫苗接种是预防控制流感的有效措施，然而由于流感病毒血凝素（HA）常发生抗原漂移和/或抗原转换，造成疫苗毒株的抗原性与流行毒株不匹配，从而导致目前的流感疫苗不能有效预防季节性和大流行性流感。据报道，全球范围内季节性流感疫苗效力仅为10%～60%。

   

WHO总干事谭德塞博士说：“大流行性流感的威胁始终存在。新流感病毒从动物传播给人类并可能导致大流行的持续风险是真实存在的。问题不是会不会再次发生流感大流行，而是什么时候发生。我们必须保持警惕并做好准备—重大流感疫情的成本远远超过预防的价格。WHO在“2019-2030年全球流感战略”会议上倡导开发流感通用疫苗，以降低全球范围内流感的发病率和死亡率。该战略提供了到2030年底实现尽可能高的流感预防、控制和防备的全球优先事项。成功实施该战略将需要WHO、各国和合作伙伴将这些优先事项纳入各自的政策、方案和制度。

70多年前开发出了流感疫苗，它们仍然是预防感染和潜在降低临床严重程度的最有效干预措施。目前至少有90%的流感疫苗依靠鸡胚生产，如果大流行病毒对产蛋家禽致命，那么在大流行期间维持充足的鸡胚供应以满足不断增长的疫苗需求可能会进一步受到影响。利用这项技术生产流感疫苗也是一个时间密集的过程，从生产商收到疫苗株到交付疫苗之间需要大约5-6个月的时间。此外，一些流感病毒越来越不适合在鸡胚中生长，在鸡胚中传代后，其抗原性往往会发生变化。这突出表明，需要多样化和优化当前的生产能力和技术（即细胞疫苗、重组疫苗和佐剂疫苗），并寻求提供更强、更广泛、更持久保护且能够更快生产的新疫苗。

为此，WHO于2017年公布了改进流感疫苗和开发新疫苗的首选产品特征。该指南建议，了解流感疫苗接种影响的工作应集中于中低收入国家（LMIC）的严重后果。它还促进了对LMIC环境中有益的疫苗特性的研究，特别是提供更持久保护的疫苗的开发。由于流感病毒特别容易改变其基因构成，目前的季节性流感疫苗是以毒株为基础的，很少提供超过1年的保护。因此，个人必须每年接种疫苗，以对抗主要的季节性流行病毒。这一每年的疫苗接种要求以及不同（有时较低）的疫苗有效性已被强调为导致流感并发症风险增加者对疫苗犹豫不决和误解的原因。2015年，国际制药制造商和协会联合会的成员在全球分发了约4.86亿剂季节性疫苗。WHO各区域的分布趋势各不相同，有些区域有所进展，但另一些区域的分布有所下降。在疫苗的分布以及疫苗的使用方面存在着巨大的差异。最近的数据显示，47%的全球人口（即东地中海地区、东南亚地区和非洲地区国家的居民）只接种了5%的已分发疫苗。

2.流感疫苗研究现状

目前上市的流感疫苗包括流感灭活疫苗、流感减毒活疫苗和重组蛋白疫苗3种类型。由于安全性高和生产技术成熟，使得灭活疫苗是目前最常用的流感疫苗。然而，传统灭活疫苗通常在鸡胚中进行生产。基于鸡胚生产的流感疫苗最大的缺陷是生产时间较长，尤其是在流感大流行期间，存在能否及时有质量合格的鸡胚供应问题。值得注意的是，流感病毒在鸡胚传代过程中有可能产生额外突变，从而影响疫苗效力。已经开发了重组蛋白疫苗和基于细胞基质的流感疫苗来克服鸡胚疫苗的局限性。然而，不管是鸡胚基质、细胞基质还是重组蛋白疫苗，这些疫苗提供的保护似乎均是毒株特异性的，每年需要根据流行毒株的变化而更换疫苗生产毒株。与灭活疫苗和重组疫苗相比，减毒活疫苗通过模拟自然感染诱导更为广泛的免疫反应，包括细胞免疫和黏膜免疫。然而，这种疫苗在2013~2014年和2015~2016年期间未能提供对H1N1足够的保护作用。此外，流感减毒活疫苗引起的副作用也不容忽视，其一般不能用于2岁以下的婴幼儿以及免疫力低下的人群。

新一代流感疫苗包括病毒样颗粒（VLP）、多肽疫苗、病毒载体疫苗和核酸疫苗。VLP是一种有效的疫苗成分，多种免疫原已在VLP上进行了试验，包括HA、M2和神经氨酸酶（NA）。与VLP相比，多肽疫苗则侧重于流感病毒的最小表位，如诱导T细胞免疫的核蛋白（NP）和基质蛋白1（M1）。然而，与VLP疫苗一样，为了具有足够的免疫原性，多肽疫苗通常需要使用到佐剂或递送载体。流感病毒载体疫苗常使用改良安卡拉痘病毒或腺病毒等作为载体，表达具有天然构象或经修饰的流感抗原，从而诱导体液免疫和细胞免疫，但也存在机体对这些病毒载体预存免疫的问题。核酸疫苗避免了载体疫苗的抗载体免疫反应。Petsch等将mRNA疫苗应用于流感疫苗，这种疫苗可快速制备，且在几种动物模型的研究中均证实了对流感的保护作用。

3.流感通用疫苗研究进展

流感通用疫苗理论上是涵盖所有A型和B型流感毒株，并且不受抗原漂移和HA/NA亚型影响的疫苗，包括各种HA/NA亚型的A型流感病毒和Yamagata/Victoria系的B型流感病毒以及潜在突变流感病毒株。

美国国家过敏和传染病研究所（NIAID）在一次关于“开发流感通用疫苗的途径”研讨会中，确定了流感通用疫苗的合理目标：在所有人群中，对A型流感病毒引起的症状性疾病具有75%的保护效力，并且持续时间为12个月。NIAID同时也强调目标应该是循序渐进的，从目前的毒株特异性保护扩大到同一HA和/或NA亚型内以及异HA和/或NA亚型保护作用，最终对A型和B型流感病毒以及潜在抗原漂移毒株提供更为广泛的保护作用。据全球通用流感疫苗开发基金会统计，目前已经有92款通用型流感疫苗在临床前研究阶段，21款进入临床阶段，其中有3款进入临床Ⅲ期试验。

进入临床试验的通用流感疫苗

注：数据来源于全球通用流感疫苗开发基金会. https://ivr.cidrap.umn.edu/.

4.流感通用疫苗研发策略

流感通用疫苗主要有基于HA、NA和M2中高度保守表位设计的流感疫苗，以及基于病毒内部蛋白（NP、PA、PB1、PB2和M1）诱导的T细胞免疫反应设计的流感疫苗。

流感通用疫苗研发策略

4.1基于HA设计的通用疫苗

HA是流感病毒包膜上的三聚体糖蛋白，由头部和茎部组成，通常茎部较头部更为保守。HA茎部特异性抗体可以通过阻断病毒与宿主细胞融合以及抗体依赖的细胞毒性作用（ADCC）来清除感染细胞，并且具有广泛的交叉反应性。HA头部上也存在交叉反应表位，可以提供对异亚型（不同HA和/或NA亚型内的其它流感病毒株）的保护作用。因此，HA已成为开发通用候选疫苗的主要目标之一。目前有几种基于HA的通用疫苗研发策略。其中一种是去除头部结构，仅保留具有免疫原性的茎部。动物模型中，免疫这种“无头”HA蛋白可以诱导对异亚型的保护作用。另一种策略是保持HA完整结构，但毒株特异性的HA头部被另一种更为保守的HA头部替换，从而开发出一种新的嵌合HA疫苗。交叉反应性茎部和头部特异性抗体也可以由计算优化的广泛反应性抗原（COBRA）诱导产生。这种方法是基于从大量不同亚型HA基因序列经过多轮分析比对，找到HA共有序列并合成新的重组HA蛋白。

4.2基于NA设计的通用疫苗

NA是流感病毒的另一种表面糖蛋白，它在促进病毒从宿主细胞中释放方面起着重要作用。研究表明，对NA的免疫反应能够限制病毒传播，降低疾病的严重程度。在临床前研究中，含有N1的VLP在小鼠体内诱导的NA抗体能够保护它们免受同源（H1N1）和异源（H3N2）病毒的致命攻击，并降低肺部的病毒载量。人体临床试验显示，NA抗体滴度与病毒脱落程度和症状持续时间有关，可以提供对人体的保护作用。虽然NA也能发生抗原变异，但变异频率比HA观察到的要慢得多。鉴于NA的相对保守性与广泛的交叉反应性，已经开发了几种针对NA的潜在疫苗。随着对NA和NA特异性抗体定量检测方法的建立，人们越来越认识到NA作为通用疫苗的巨大潜力。

4.3基于M2e设计的通用疫苗

M2胞外结构域（M2e）是M2蛋白暴露在病毒表面的部分，在流感病毒株中高度保守。M2e特异性抗体已在动物研究中显示出保护作用。M2e抗体的Fc受体介导的ADCC是保护作用的主要机制，M2e也能诱导CD4⁺T细胞免疫反应。在临床试验中，M2e特异性抗体与降低疾病严重程度和控制病毒传播相关。鉴于M2e的保守性和特异性抗体的保护作用，M2e已成为流感通用疫苗开发的另一个极具吸引力的目标。由于M2e分子量相对较小，因而通常依赖于载体构建疫苗。在早期的研究中，用与乙型肝炎病毒核心抗原(HBc）的N端融合的M2e多肽（M2e-HBc）对小鼠进行免疫接种，能够诱导体液免疫反应，并增强了在肺部清除病毒的能力。M2e-HBc疫苗诱导了针对几种A型流感病毒的交叉反应性体液免疫应答，并降低了攻毒后的发病率，但它并不能提供完全抗感染保护。单独的M2e疫苗有效性仍然有限，但最近研究发现，通过将M2e疫苗与其他疫苗（如LAIV和HAVLP）相结合，可以获得理想结果。虽然M2e抗体在流感感染的动物和人类中滴度较低，但是将M2e纳入其他疫苗策略，能够增强疫苗免疫原性以及提供更为广泛的保护作用。

4.4基于病毒内部蛋白诱导T细胞免疫反应设计的通用疫苗

长期以来人们已经认识到，一种流感病毒感染能够在一定程度上提供对另一种流感病毒亚型感染的保护性免疫，称为“异亚型免疫”。在小鼠和灵长类动物模型中，已经证明了病毒特异性T淋巴细胞（特别是CD8⁺T细胞）有助于异亚型免疫。与流感病毒的表面蛋白相比，内部蛋白表现出更高的保守性，并且经常被抗原特异性CD8⁺和CD4⁺T细胞靶向识别。CD8⁺T细胞即细胞毒性T细胞（CTL）主要识别病毒内部蛋白，并具有交叉反应性。CD8⁺和CD4⁺T细胞在人类流感疾病恢复方面也起着重要作用。在2009年流感大流行期间发现，流感感染个体中预先存在的交叉反应性CTL含量与疾病严重程度成反比。能够诱导流感病毒特异性CTL反应的疫苗可以提供广泛的保护性免疫，是提高流感疫苗效力和开发通用疫苗的有效途径。

5.展望与总结

国内对流感通用疫苗的研究较为局限，相对于国外已经研制出多种针对流感病毒不同靶点的候选通用疫苗，且在动物模型中以及临床阶段均显示出良好的安全性和免疫原性，但是目前但目前尚无通用型流感疫苗被批准上市。季节性流感疫苗对流感病毒只能提供部分保护，迫切需要针对不同病毒分支的交叉保护性流感疫苗。尽管流感通用疫苗的概念并不新鲜，但相信随着分子病毒学、免疫学和疫苗递送方面的不断发展，新一代具有广泛交叉保护作用的流感疫苗很快即可问世，这些疫苗不仅可以用于预防流感感染，还有望用于疾病的治疗。

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