轮状病毒疫苗的研究现状

轮状病毒疫苗的研究现状 轮状病毒疫苗的研究现状 中国生物制品学杂志2OO7年l1月第2o卷第ll期 ChinJBiologicalsNovember2OO7,Vo1.2o?.1l?863? 中国图书分类号11512R725文献标识码A文章编号loos-sso3{2~7)11-863413 轮状病毒疫苗的研究现状 李东.综述国泰杨晓明.审校 【综述】 【摘要】人轮状病毒是婴幼儿腹泻的最常见病原之一,是造成发展中国家儿童死 亡的重要原因.疫苗接种是唯一可行 高发病率和死亡率的方法,轮状病毒疫苗的研发具有非常的预防控制轮状病毒较 重要的现实意义.本文主要对151服轮状病 毒减毒活疫苗的研究现状作一综述. 【关键词】轮状病毒;疫苗;腹泻 在全球范围内,轮状病毒(Rotavirus,RV)仍然是 引起儿童重症腹泻的最常见病原之一,也是造成发 展中国家儿童死亡的重要原因.儿童初次感染通常 引起急性腹泻,每年全球约有24O0万人次就诊,230 万人次住院,6o万人死亡.在腹泻住院的儿童中, 22%60%可检测出RVL.我国仅2004年用于治 疗5岁以下RV腹泻患儿的医疗费用就接近8亿 元.美国每年与轮状病毒感染有关的医疗费用高达 3.52亿lO亿美元【,可见轮状病毒腹泻不仅影响 了全球儿童的健康,而且造成严重的经济负担.有 效的疫苗接种可以显着减少由RV引起的儿童重症 腹泻;也是唯一可行的预防控制RV较高发病率和 死亡率的方法.本文主要对口服轮状病毒减毒活疫 苗的研究现状作一综述. 1.口服减毒活疫苗 婴幼儿经过RV初次感染后,可降低随后RV感 染的严重程度,而且所获得的保护性免疫可经后来 的RV感染而加强,有过2次以上RV感染的儿童几 乎不会再发生严重的RV腹泻,这说明重复暴露可 引起持久性的免疫. 为了与自然感染途径一致,目前研制的人RV 疫苗均为口服疫苗.口服疫苗可以有效地诱导局部 黏膜免疫.减毒活疫苗可以用天然减毒的动物RV 和用组织培养传代减毒的人RV制得,也可以用引 起新生儿无症状感染的人RV制成_3J. 1.1早期研究的疫苗 由于人与牛或猴等动物具有相同的组特异性抗 原(vP6),血清间有交叉保护作用,而且动物毒株比 人RV易于在组织中培养,且对人天然弱毒,省去了 基金项目:"863"国家重点项目课题. 作者单位:l武汉生物制品研究所(武汉430060);2中国药品生 物制品检定所疫苗二室(北京l00o5o). 通讯作者:杨晓明,E-mail::mayang@wibp.c0ll1.cn 体外减毒的步骤,因此早期疫苗的研制均使用动物 RV株.1982年,第一个口服轮状病毒活疫苗型 RIT-4237株由比利时SmithNine—RIT所制备;恒河猴 轮状病毒疫苗(MMV—l8006)由美国国立卫生研究院 Kapikian等研制;Wister-Meneux牛株疫苗(WC3)由美 国费城Wister研究所和法国Meneux研究所联合研 制.由于不同流行株的血清型不同,以及动物毒株 不能激发异型保护,保护率较低和免疫效果不稳定 等因素,这些单价RV疫苗均未能推广应用. 由于病毒流行株具有多样性,而且早期单价疫 苗在婴幼儿口服后诱导的主要是同型免疫,为了提 高免疫效果,人们开始研制多价重组疫苗.四价恒 河猴一人重配轮状病毒疫苗(Rotashield)是以猴RV为 亲本病毒,通过基因重配研制的四价重配轮状病毒 疫苗,由一个G3型恒河猴RV与另三个含GI,G2,G4 型Vfy7基因的恒河猴.人重配RV株组成,于1998年 8月31日由美国FDA正式批准上市.但在1999年 7月,美国疾病预防控制中心(cDC)国家免疫规划的 疫苗副反应系统鉴定出l5例肠套叠_4J.在两 者关系被进一步证实前,疫苗被停止使用. 1.2近期研究的疫苗 Rotashield引发的RV疫苗安全性问题的争论仍 在继续_5j5,由于肠套叠的发病率很低,要考察疫苗与 其相关性,需要大规模的临床研究.为了确保未来 所用疫苗的肠套叠发病危险低于Rotashield,所进行 临床观察的样本均应来自6万名以上婴幼儿. 1.2.1眦:是我国兰州生物制品研究所研制 的单价羔羊P[12]G10RV疫苗.在4000名6—24月 龄婴幼儿中进行了临床研究,结果显示该疫苗可诱 导产生G.一G4型血清中和抗体,阳转率为40%一 60%,对RV腹泻的保护效果为78%_6J.该疫苗于 2000年获得中国药品监督管理局的正式批准,是当 时全球唯一国家批准的RV疫苗,上市至今已销售 了近200万人份,疫苗的临床安全性和免疫原性得 ? 864?中国生物制品学杂志2007年11月第加卷第11期 ChinJBid~cMs~vember2007,V01.加?.11 到进一步验证.但由于其有效性和安全性资料 尚不完善,未进行双盲随机分组对照研究,同时观察 场次及样本数量也较少,因此,尚需作进一步的观 察.其羊多价轮状病毒疫苗正在研制中. 1.2.2~tarix:是Ward和~tein开发,由葛 兰素史克公司生产的单价减毒活疫苗,含P[8]G.型 的14株RV[,经89.12亲代株传代制备.虽 为单价疫苗,但与RV自然感染一样,对大多数其他 血清型RV可产生交叉保护.该疫苗先后在墨西 哥,新加坡等30余个国家和地区上市,并于2006年 2月获欧洲药管局批准上市.目前正在我国注册. 2006年1月,公布了Rotarix疫苗安全性和有效 性研究最新的结果8.在大规模随机双盲安慰剂对 照临床观察中,选自11个拉美国家和芬兰的63225 名6,13周龄健康儿童随机分为口服2剂Rotarix组 和安慰剂组,两剂间隔1,2月,按预防接种计划接 种疫苗.第2剂接种后,随访至第1剂接种后100d (中位数),以观察不良反应(包括肠套叠)的发生率. 其中一个亚组(20169例)随访至第1剂接种后9, 10个月,以评估~tarix的有效性. 观察结果显示,在63225名接种对象中,共确 诊25例肠套叠,其中Rotarix组9例,安慰剂组16 例;13例发生在第1剂或第2剂接种后31d内,其 中~tarix组6例,安慰剂组7例.在所有的25例肠 套叠中,10例发生在第1剂接种后,15例发生在第2 剂接种后.肠套叠的发生在任一剂接种后均无时间 聚集性.多数病例发生在4,5月龄的婴儿.Rotar. i)【组的发生率明显低于安慰剂组.在1o0d的观察 期内,与安慰剂组相比,Rotarix组任何原因的胃肠炎 和腹泻引起的住院率降低了42%. 第2剂接种2周后直至受试者1周岁间,~tarix 预防严重RV胃肠炎的有效率为84.7%,因严重RV 胃肠炎导致的住院率下降了85.0%,Rotarix对不同 血清型RV感染的有效率均超过了85%,但其对G2 型RV感染的预防效果较差. 1.2.3RomT~:是Lark和Offit开发,默沙东公司 生产的牛五价人.牛重配减毒活疫苗,由5个重配株构 成,以牛的w株为母本病毒,采用编码血清型为Gl, G2,G3和G4外壳蛋白VP7基因和编码血清型为P1A的 VP4基因重配而成,已于2006年2月获得了FDA批准, 成为目前美国市场上唯一的RV疫苗.经美国CDC与 免疫实施咨询委员会(Advi9呲vCtmmaiR~onhnlnllni~. fionPractices,口)推荐,已纳入美国婴幼儿免疫接种 计划.目前也正在我国注册. 2006年1月,公布了RomT~安全性和有效性 研究的最新结果_9J.选自美国,芬兰,墨西哥等11 个国家的68038名6,12周龄健康婴儿随机分为 RomT~组和安慰剂组,服用3剂,每剂间隔4,10 周.每剂接种后均随访42d,观察不良反应(包括肠 套叠)的发生率及因胃肠炎而住院和急诊的比例. 其中一个亚组(5673例)随访至接种后第1或第2 个Rv季节结束,以评估R0的有效性. 结果显示,在68038名观察对象中,接种后1年 内共确诊27例肠套叠,其中R0ta组12例,安慰 剂组15例;第1剂接种42d内R0ta组无肠套叠 发生.所有发生肠套叠治愈的患者均无后遗症.与 安慰剂组相比,R组死亡和第1剂接种后42d 内发热,呕吐,腹泻的发生率差异均无显着意义. RomT~对任何严重的G1.G4导致的RV胃肠炎 的有效率为74%;对G1.G4导致的严重胃肠炎有效 率为98%,有效性持续至第2个RV季节.R0taTeq 使由于血清型G1.G4导致的RV胃肠炎住院治疗和 急诊率降低了94.5%.与安慰剂组相比,R0ta组 对G1.G4血清抗体阳转率均显着增高. 1.2.4重配UK牛疫苗:由美国NIHl(apikian 研究的牛四价重配株疫苗与R0eq类似,是以牛 UK(血清型为G6PI7])为母本病毒,包含了人G1.G4 和Pla血清型基因【10J.在芬兰对其安全性,免疫原 性和有效性进行了现场观察,结果表明对儿童的重 症腹泻有很强的保护作用;95%的接种儿童产生了 针对疫苗株的中和抗体.并将根据流行株的变化加 入其他血清型,组成五价或六价疫苗_1. 目前,美国Nm已经批准美国和包括中国,巴 西在内的其他国家的一些厂家生产这种候选疫苗. 巴西圣保罗的Butantani~titute~mion获得了专用 许可证,印度HyderabM的Biolo~cd取得了非专用 许可证;中国生物技术集团公司正与Nm和美国适 宜卫生组织(Programf0rA~wpfime1hn0l0f0r Health,PATH)洽谈,不久将获得专用许可证.这样 可以降低疫苗生产价格,有利于疫苗的推广和应用. 1.2.5Ro~hidd:已被美国BIOVIRx公司收 购,现已获得专利资料和种子库,正在发展中国 家寻找大的生产厂家.他们认为在最初的研究中, 过高估计了肠套叠的发病风险. 1.2.6新生儿人RV疫苗株:澳大利亚毒株 RV3,印度毒株116E和1321都是从新生儿病房暴发 病例中分离鉴定出来的毒株.每例新生儿RV感染 都是无症状的,但可以产生良好的免疫反应.对这 些儿童进行追踪观察,当再次感染时不会引起严重 的疾病.对这些毒株进行培养适应后,作为疫苗株 中国生物制品学杂志2OO7年11月第2o卷第11期 ChinJBiologic-IsNovember2OO7,Vo1.20No.11?865? 免疫儿童是否也会有保护作用,尚需经过检验. 2.肠道外轮状病毒疫苗 正在开发的肠道外RV疫苗包括表达蛋白的肠 道外疫苗,病毒样颗粒灭活疫苗,表达RV基因的 DNA疫苗和转基因植物疫苗.所有疫苗在动物模 型中都有一定的保护效应,但尚未到临床观察阶段. 与口服疫苗不同,肠道外RV疫苗不会涉及肠套 叠问题.临床观察样本来自5000—10000名婴幼儿, 因此费用相对较低,且可与现有多价疫苗结合.在 RV自然感染的儿童中,血清抗体具有保护作用【12,13; 但在口服活疫苗免疫的儿童中,血清抗体的保护作用 却存在争议?.动物实验已证实,肠道外疫苗可引 起强的血清抗体反应,并产生保护作用【15,16J.但无证 据显示血清抗体可提供直接的保护作用.正在研制 中的肠道外RV疫苗包括灭活病毒和病毒样颗粒 ()表达的RV蛋白及DNA疫苗.动物实验表明, 灭活疫苗和疫苗均能有效抵抗轮状病毒感 染?.小鼠实验已表明编码VP6,VP4或的DNA 疫苗,能够刺激产生强的血清抗体,当血清抗体转移 或渗出到肠腔,就会产生抗RV保护作用.转基因植 物疫苗具有安全,廉价,便于大量生产等优点,已成为 当前研究热点.这种可食用疫苗为RV疫苗的研究 和发展开拓了更广阔的前景. 3.前景与展望 RV疫苗与肠套叠的相关问题仍在争论之中,对 新疫苗的发展有着长期的影响;新疫苗必须考虑增 加肠套叠风险的安全性评估.新的资料表明,婴幼 儿口服首剂疫苗的年龄提前,可大大减少诱发肠套 叠的危险【18J.由于RV的发病机理及感染后机体的 免疫过程尚未完全阐明,因此缺乏可靠的或公认的 保护性指标来检测疫苗的保护力,目前I是最好 的实验室指标.人RV的血清型特异性保护与流行 株的多样性及多变性给疫苗的开发带来了很大困 难,因此必须构建多价的重配株疫苗,以产生更大范 围的血清特异性保护作用.疫苗的价格对发展中国 家也是一个不容忽视的问题.可喜的是NIH已将 多价人.牛RV疫苗的部分专利许可给予巴西,中国 和印度的生产厂家,PATH资助该项目,相信在不久 的将来,发展中国家就可用上廉价,高效的RV疫 苗,通过将其纳入儿童常规免疫规划来降低全世界 RV感染的发病率,死亡率,并减轻经济负担. 参考文献 [1]ParadlarUD,HmmnelmanEG,Breas~JS,eta1.Globalillnessand deathscausedbyrolavirusdiseaseinchildren.EmergInfectDis,2003,9 (5):565-572. 【2]ConnerME,GrahamDY,EstesMK.Determinationofthedurationofa primaryimn-luneresponseandtheID50ofALArabbitrolavirusinlab? bits.ArchVirol,l997,142:228l?229I4. [3]Anonymous.Withdrawalofrolavirusvacciner~mllendalionM~tWR l~lorbMortalWldyRep,1999,48(43):1007. 14jZhouW,PoolV,IskanderJK,eta1.Surveillanceforsafetyafterimrma. nization:vaccineadverseeventreportingsystem-UnitedStates1991? 2001.Pediatrics,2OO2,l10(6):e67. [5]Mu,vhyBR,l~lorensDM,SimonsenL,eta1.Reappraisaloftheassociation ofint~onwiththelicensedliverolavirusvaccinechallengesini— tialconclusions.JInfectDis,2003,187(8):l3o1.1308. [6]白植生.轮状病毒疫苗.见:张延龄,张晖.主编.疫苗学.北京: 科学出版社,2OO4.1351,1362. 【7]BernsteinDI,SackDA,ReisingerK,eta1.Second?yearfollow?upevitlua? tionoflive,attenuatedhmrolavirusvaccine89?12inhealthyin? fants.JInfectDis,2OO2,186(1O):1487.1489. 【8]Ruiz-Palacio8GM,Perez-SchaelI,VelazyuezFR,eta1.SafetyandEflica? cyoffillattenuatedvaccinesevererotavirmgastroenteritis.NErIgl J,rMed,2OO6,354(1):l1.22. [9]VesikariT,MatsonDo,DennehyP,eta1.Safetyandefficacyofap?t丑va? lenthm.bovine(7/(23)rea88orlantrotavirmvaccine.NErJMed, 2OO6,354(1):23.33. [10]l~lidthumK,HoshinoY,Kapikia.AZ,eta1.SinglegenesubstitutionI'o.- tavimsrea88ol'lantscontainingthemajorneutralizationprotein(?y7)0f hmrolavirusserotype4.JClinMicrobiol,1986,24(5):822?826. 【l1]HoshinoY,JonesRT/,RossJ,eta1.c0c60nandcharacterization ofdlesusmonkeyrolavirus(MMUI8OO6).orbovinerolavirus(UK). basedSerotypeG5,G8,G9orGIOsi,lgleVP,genesubstitutionrea88oi-- lantcanidatevaccine.Vaccine,2003,21(21):300B一3ol0. [12]ChibaS,NakataS,UkaeS,eta1.V0giealandserol0gasoeetsof imrrnmeresistancetorolavirusgastroenteritis.CIinInfectDis,1993,16 (Supp1):sl17一s121. [13]xuJ,DennehyP,KeysedingH,eta1.Serumantibodyresponsesinehil— drenwithrolavimsdiarrheacanSel'Ve?proxyforprotection.ClinDiagn I丑blmmunol,2005,12(2):273?279. [14]JiangB,C,entsehFR,GlassRI.Theroleofsenullantibodiesinthepro- teetiona~i,,strolavimsdisease:filloverview.ClinInfectDis,2OO2,34 (1O):1351.1361. 【15]ConnerME,CmwfordSE,Blu'DneC,eta1.Rotavirmvaccinei~lllinis— teredparenterallyiliducel~protectiveinmlunity.JVirol,1993,67(1): 6633-6641. [16]JiangB,EstesMK,BaroneC,etal,Hetea~typicprotectionfromrolavims infectioninmicevaccinatedwithvires-likeparticles.Vaccine,1999,17 (1):l005.1013. 【l7]CAaletM,Ca~ordSE,Blu'DneC,eta1.Sui:xlnitrolavirusvaccine adimisteredparentallytorabbitsinduceactiveprotectiveirrnnity.J Vi,l998,72(11):9233-9246. [18]0'blealC,M,CmwfordSE,EstesMK,eta1.Rotavims-likeparticlesad. ministeredmucosallyinduceprotectiveinmlmity.JVirol,1997,71 (11):8707.8717. (收稿日期:20074)1.11)