【doc】B群链球菌疫苗的研究

【doc】B群链球菌疫苗的研究 B群链球菌疫苗的研究 十一B群链球菌疫苗的研究 LawrenceC.Paoletti 引言 由于积极的调查和围产期抗生素的预防,目前分娩早期发作的GBS所致新生儿疾病流行 呈可喜的下降趋势,有可能变成未来出现耐药GBS菌株的问.GBS疫苗给这种条件致病菌 的持久保护带来了最大的希望.本章将对GBS疫苗的研究进展做一综述.有效疫苗的研究 进展是在具有医学,儿科学,多糖化学,免疫学,微生物学,遗传学,以及流行病学专长的科学家 们不懈的努力下完成的.确实,GBS疫苗学家已经在这些独立的研究领域获得了知识,我们希 望很快会在GBS所致疾病的预防方面开花结果. GBS的生态学地位 在被确定为人类病原体之前,无乳链球菌(groupBStreptococcus,GBS)被广泛认同为牛乳 腺炎的主要病因,因而是乳品工业关心的主要问题.GBS污染的乳品不是人类感染的来源,但 GBS牛奶博纳式病的爆发和奶牛的急性乳房感染相关.生命的最初两周内,链球菌定植于新 生儿肠道,但很快下降到成人胃肠道GBS低携带水平.GBS也被认为是成人肠道微生态系统 的共同成员,和其它链球菌种,尤其其它肠道菌例如类杆菌属细菌相比,以低密度存在. GBS疾病的流行病学 和提供疫苗的策略立足于积极调查哪些人群是危险人群.Schrag和同事,从1993年 到1998年在美国部分地区研究侵袭性GBS疾病,发现在3个月以下的新生儿和成人中流行 最普遍(表1).分娩早期(7天以内)和晚期(7天到3个月)新生儿疾病共占侵袭性GBS病例 的28%(2196/7834),儿童期(3个月到14岁)病例只占2%.15岁到64岁非孕期成人和65 岁以上老人病例分别为33%.孕期妇女病例占4%.新生儿,儿童期及成人病例的致死率分 别为7.5%,9.0%,23%.很多患GBS疾病的成人有特殊的健康状况,包括糖尿病,心血管疾 病,或肿瘤.从这篇报导和其它报导可以看出,GBS不能仅仅被看作新生儿病原体,而是在所 有年龄组尤其免疫力低下成人和老人中都能致病的病原体.虽然传播模式不清,保育院居住 的老年成人GBS疾病发病率比社区散居老人更高,由于美国人口老龄化趋势上升,这是值得 特别关注的问题. 两个独立的研究显示了大便和直肠培养分离的GBS和阴道定植之间相关,提示肠道是孕 期妇女阴道和泌尿道GBS定植的主要来源.虽然阴道GBS定植和感染和性活动有关,GBS感 染没有被列人性传播疾病.多重性伙伴和性活动频繁(每周三次或以上)与被GBS感染的危 险性上升相关联.孕期阴道GBS定植众所周知是新生儿GBS疾病的危险因子.分娩过程, GBS从母体传给新生儿.新生儿可以吸人GBS,发展成肺炎和菌血症.有些菌血症病例可以 导致脑膜炎,最终造成神经损害. GBS疾病和多糖特异抗体之间的关系 20世纪中期,Baker和他的同事调查了孕妇母体的GBS荚膜多糖抗体和阴道定植,以及 新生儿疾病之间是否有关.他们发现低水平抗?型CPS母体抗体和新生儿对GBS的敏感性 之间有明确的关系.相反,76%(22/26)阴道有GBS的孕妇所生健康新生儿带有?型CPS特 异抗体.这项研究也说明,有GBS特异荚膜抗体的妇女通过胎盘把抗体转给新生儿,提供了 以CPS为抗原研制疫苗重要的合理性依据.Campbell和他的同事最近的有关分娩期妇女的 100 表11993—1998年美国几个地州侵袭性GBS疾病的发病率和致死率 注:马里兰,加利福尼亚,佐治亚,亚特兰大,田纳西,明尼苏达,奥尔良和 纽约的几个地州共7834例病例人口从1993年的1200万到1998年超 过2000万.得到了7636例(97%)的疾病结果. 研究描述了阴道直肠I,?,?,V型GBS定植和型特异血清IgG之间的关系.对前面的研究 仅局限于血清型?进行了补充.这种相关性对于血清型Ib是不存在的,这个血清型是定植 型菌株中流行最少的.有趣的是在20岁以下的妇女年龄组中型特异的血清GBS抗体平均水 平最低,而30岁左右的年龄组和老龄组血清抗体水平最高.青春期抗体的低水平可能是她们 所生的新生儿患GBS疾病危险性增加的原因. GBS保护性免疫的靶抗原 疫苗研制的第一步是鉴别微生物抗原,它们有可能是疾病的主要原因也可能参与 疾病的 发展.Rebeccal_ancefield描述GBS抗原细致的工作,文章认为在动物实验中对GBS感染的预 防为研究人员提供了有关活疫苗靶的第一条线索. 多糖 B组多糖GBS表达两种完全不同的表面相关多糖:B组多糖和荚膜多糖CPS抗原,B组 多糖由鼠李糖,半乳糖,N一乙酰葡萄糖胺,葡萄糖醇组成的高度分支结构,以它作为主要成分. B组多糖的抗体对有荚膜的GBS菌株没有保护性,因而这种多糖在研制人用疫苗时已经被认 为不能作为侯选抗原.相反,CPS抗原的抗体已经被证明能预防GBS感染.因而成为疫苗研 制的主要焦点.实际上RebeccaLancefield不但开始在交叉吸附有荚膜的GBS全菌体免疫的 多克隆兔血清的基础上描述了GBS的血清型,而且建立了抗GBS全菌体的多糖特异性保护作 用的原理. 型特异多糖了解了CPS抗原对免疫预防GBS病的重要作用,研究人员开始确定这类表 面抗原的确切化学组成和结构.19世纪70年代,启动了临床重要GBS血清型(Ia,Ib,II, IU)CPS的分离,纯化及结构.最引人瞩目的发现是尽管四种多糖组成成分主要是葡萄 糖,半乳糖,N一乙酰葡萄糖胺和唾液酸,但它们的结构和抗原性有很大不同.所有血清型GBS 菌株已经完成多糖结构分析,包括?,V,?,?和?.有些结构具有独特性,缺乏N一乙酰葡萄 糖胺或以鼠李糖(在B抗原中大量发现)为成分多糖(?型),所有九株都有由九碳糖 唾液酸组 成或结尾的侧链. 九个GBS的CPS中,?型CPS是研究最彻底的.它由100到150个葡萄糖,半乳糖,N一乙 】0】 酰葡萄糖胺和唾液酸的五糖多聚体重复单位组成.用?型GBS全菌体或化学解聚的?型 CPS的家兔免疫血清,Jennings和同事研究发现存在两个独特的抗体结合表位库:主要表位依 靠唾液酸糖侧链而存在,另外一个位于多糖骨架上.还发现唾液酸和多糖骨架的N一乙酰葡萄 糖胺通过离子键相互作用,形成多糖多聚体的空间结构.这些结果得到了Wessels及其同事 们的进一步补充完善,他们发现了?型CPS寡糖链长度和高度亲和抗体结合之间的明确关 系.当寡糖链长度从2.6个重复单位增加到92个重复单位时,这些结果提供了多聚体空间构 象表位特异抗体识别的有力证据.用纯化的?型寡糖,Brisson和同事利用核磁共振和分子动 力学技术研究发现完全唾液酸化的多糖结构以随机卷曲形式形成螺旋延伸.NMR对唾液酸 化和去唾液酸?型寡糖的测定确认了前面观察的结果,肯定了唾液酸残基在天然GBS?型 CPS空间表位形成中的重要性. 不同长度GBSi型寡糖通过末端连接结合到,ITI'上制备的结合疫苗免疫的家兔血清也用 于研究构象表位对抗体亲和性以及功能影响的研究.由l4个和25个重复单位制备的结合疫 苗刺激的抗体和6个重复单位多糖结合疫苗抗体比较,对天然?型GBS多糖高度的亲和性和 较好的功能是相匹配的.六个重复单位结合疫苗亲和性和功能活性相对较低的可能是丢失了 构象表位的结果. GBSi型CPS构象研究的一个可能的缺点是所有研究是用家兔或小鼠抗体完成的.是否 ?型结合疫苗免疫的人体抗体也是识别构象依赖性表位,这一问题的答案要等待GBS?型结 合疫苗人体临床观察结果,将会在本章的后面讨论. 蛋白抗原 有好几种GBS表面蛋白已经被证明对GBS的致病作用很重要,有些已经作为候选疫苗抗 原或CPS的蛋白载体进行试验.虽然在动物保护研究中获得了可喜的结果,但还没有进入人 体临床观察阶段. aC蛋白aC蛋白,在SDS—PAGE中呈梯形分布,是有吸引力的疫苗候选抗原,存在于 50%所有临床分离的GBS和70%非?型GBS菌体表面.?型CPS和两个重复单位的aC蛋 白的结合疫苗,免疫雌性小鼠后给它们的新生小鼠提供了对?型GBS攻击95%的保护,表面 携带aC蛋白的I型GBSIa909株的攻击在乳鼠中有60%的存活.此外,用非结合两个重复 单位aC蛋白单独免疫雌性小鼠后,新生乳鼠73%的存活于Ia型GBS的攻击,因此,说明了 以aC蛋白作为载体或直接作为免疫原预防携带aC蛋白GBS的实用性. 卢C蛋白C蛋白发现于10%一25%的GBS流行菌株中,主要在Ib型CPS的GBS中, 和C蛋白不同之处是对胰酶消化敏感.GBSC蛋白不但在动物中诱导保护性抗体,还是 GBS?型CPS的良好蛋白载体.C蛋白和?型CPS的结合疫苗在小鼠中刺激的抗体即能预 防携带?型CPS的GBS,又能预防携带C蛋白的菌株. Rib蛋白Rib蛋白也是GBSi型菌株蛋白,结构上和aC蛋白相似,但抗原性有很大区 别.两者都呈梯形分布并能抵抗胰酶消化.Rib蛋白的抗血清保护携带Rib蛋白GBS菌株的 攻击,但对aC蛋白菌株没有保护力.Rib蛋白和aC蛋白混合的疫苗免疫小鼠后,提供了对? 型GBS的完全保护. C5a多肽酶C5a多肽酶是发现于所有GBS菌株的保守表面蛋白,最近研究证明能诱导 实验动物产生调理活性的抗体.虽然用C5a多肽酶作为载体蛋白或作为免疫原还需要做很 多工作,但C5a多肽酶和?型CPS结合苗在动物中产生的抗GBSi型C5a苗的抗体研究已经 获得了可喜的结果.Cheng和其同事的研究说明?一C5a多肽酶的抗体调理Ib,i,V血清型 102 GBS的体外吞噬杀菌的活性,提示C5a多肽酶诱导的抗体活性可能和血清型无关.C5a多肽 酶单独或作为CPS的蛋白载体去诱导交叉血清保护还有待在动物模型中进行更多的实验,例 如广泛使用其它GBS疫苗进行母体免疫一新生小鼠GBS疾病模型的研究. Sip蛋白一种叫做表面免疫原性蛋白的GBS蛋白,分子量为53KD,已经从所有九个血 清型的GBS中检测到.Sip蛋白的抗体主要结合GBS细菌的两极和中间隔表面区域,说明位 于新的细胞壁新的生长区域.2O微克重组Sip蛋白和QuilA佐剂混合后免疫成年小鼠诱导 的抗体能和Ia,Ib,III和VGBS的全菌体反应.这些小鼠能部分(70%)到完全(100%)的 预防Ia,Ib,In,V和?血清型GBS的攻击.这种疫苗给母鼠免疫后提供给新生小鼠78%以 上的预防GBS攻击效果.Sip蛋白还是另外一个诱导小鼠GBS保护性和交叉血清免疫的蛋 白.这个蛋白有可能成为独立的疫苗或者是来源于其它有荚膜细菌多糖抗原的有用载体. Sip蛋白在GBS毒力和病理中的作用还不清楚. GBS疫苗的临床观察 天然荚膜多糖疫苗 ?型CPS作为疫苗首先被试验,因为这个血清型GBS所致侵袭性疾病占GBS侵袭性疾 病的三分之二.由于和其它细菌多糖一样,荚膜多糖在小鼠和家兔中免疫原性很弱,任何GBS 的纯化CPS的I临床前测试都不能替代它的I临床观察,然而,母体的低水平CPS抗体和新生儿 GBS疾病之间显着的相关性启动了纯化?型CPS的几个现场观察.到8O年代中期,将近300 名健康成人接种了GBSCPS疫苗,剂量从lO到150微克.GBSCPS疫苗高度的安全性允许? 型CPS在孕期妇女中进行观察.这次现场将成为第一代GBS疫苗(天然,没有结合的?型 CPS)最重要的I临床观察中的一个.通过这次具有里程碑意义的研究,至少有三个重要良好的 理论被建立:?CPS疫苗的安全性和耐受性良好.?疫苗的免疫原性和个体原有免疫状态有 关.?母体和脐带CPS特异抗体水平存在直接相关关系.很明显,通过母体免疫给新生儿提 供特异循环抗体以预防新生儿GBS疾病的是切实可行的.然而,很有必要提高CPS的免 疫原性,因为,只有不到60%的?型CPS疫苗接种者产生了免疫应答.后面的研究集中在提 高GBSCPS抗原免疫原性的方法上.结合技术被成功应用于B型流感嗜血杆菌多糖疫苗研 制,最终研制成功第一个注册的多糖蛋白结合疫苗.目前,已经有几个病原体的多糖结合疫苗 注册或正在进行?期I临床考评. GBSCPS结合疫苗 Wessel及同事的研究结果说明唾液酸是?型CPS的重要毒力因子.CPS用过碘酸钠氧 化后,在多糖唾液酸残基位置形成醛基,但不破坏保持抗原性的重要表位.此发现的重要性是 不言而喻的,它找到了利用广泛应用的缩胺法,靶向明确的直接把GBSCPS结合到载体蛋白 上的方法.通过把CPS结合到免疫原性蛋白载体上,提高了GBSCPS的免疫原性(图1). 利用CPS抗原的化学结构,第二代CPS蛋白结合物GBS疫苗不用分子间隔剂直接共价连 结.选择研制疫苗的GBS血清型立足于新生儿GBS疾病相关的流行病学研究结果.从GBS 定植新生儿体内分离的菌株,最多的是Ia(31.6%)型,其次为?型(25%),?型(22.4%),V 型(11.8%),Ib型(7.9%);1.3%为不可分型.这些血清型也在孕期和新生儿中引起侵 袭 性GBS疾病(图2).作为CPS疫苗,第一个GBS疫苗是用?型CPS制备的,因为这个血清型 是侵袭性GBS疾病的主要致病菌. 两个结合疫苗由全长?型CPS制成,第三个由?型寡糖制成.天然CPS借助过氧化物氧 化有限数量的唾液酸产生的醛基用缩胺法或以ADH为间隔剂用碳二亚胺缩合法连结到TT 1O3 图1结合疫苗中GBS荚膜多糖CPS和载体蛋白分子间关系模式图解.B群 链球菌荚膜多糖链利用有限数量唾液酸基团产生的醛基可以交联数个蛋白 分子(左边箭头所指).或者和同一蛋白分子存在多点连结.由于结合物蛋白 洗脱图通常显示很宽的分子量范围,结合终产物更倾向于由两种方式交联的 混合物.由TomDicesare证明. 图2妊娠妇女(白色柱,n=53)和7天以下新生儿(黑色柱,n= 129)中侵袭性B群链球菌血清型的分布 上.GBS?型CPS结合疫苗在动物体内刺激了高效价的调理活性CPS抗体,抗体水平显着高 1o4 于CPS单独刺激的结果.到目前,用前面偶联方法制备的只有IbGBSCPS结合疫苗已经进 入人体临床观察. 此外,GBS111型CPS经内一半乳糖苷酶水解消化产生的寡糖借助还原末端用8碳分子间 隔剂共价结合到,兀'上.和天然CPS的结合苗一样,寡糖结合苗也在动物刺激了高效价的调 理活性抗体.?型寡糖结合疫苗还是研究免疫系统识别不同长度多糖聚合物的有 效工具,由 于制备寡糖的方法工作量太大而没有进入即使很小规模的临床观察.另外,很清楚筛选最适 的多糖链长度的效率低于直接用天然CPS的效率,结合过程需要分子间隔剂又增加了一步化 学反应,所有这些原因迫使人们放弃寡糖结合疫苗而转向天然CPS结合疫苗研制方向.值得 关注的是,臭氧分解和酶的化学催化这两种新方法能有效的裂解CPS产生寡糖.这些进展将 启动制造GBS寡糖结合疫苗合理性的再研究. 所有九株目前确认的GBSCPS都具有以唾液酸结尾的侧链,这个九碳糖在每个型都可以 作为醛基形成位点,反过来用于结合到蛋白的氨基基团上.实际上,在美国最流行的Ia,Ib, \V型GBS的结合疫苗已经在进行临床前和临床研究. ?,? GBS111型结合疫苗的临床试验 GBS111型CPS结合疫苗的几个临床前试验为GBS结合疫苗的健康非妊娠妇女的临床试 验创造了条件,100名育龄期妇女随机进入I期和?期临床试验,分别各接种一次三个不同浓 度剂量的结合疫苗,非结合CPS,生理盐水对照.结果,结合疫苗和多糖都有很好的耐受性,虽 然有很轻的反应.结合苗免疫后两周,血清CPS特异IgG水平以剂量相关方式迅速上升.高 水平特异抗体持续26周.CPS特异抗体浓度和体外调理吞噬杀菌功能活性密切相关.特异 抗体的相对亲和力几乎一致,不管抗体是结合苗刺激产生还是CPS单独刺激产生.结果说明 过碘酸钠氧化和还原胺法把多糖结合到蛋白上并不会破坏重要的结合表位.和前 面的动物研 究结果一样,结合疫苗免疫的健康成人抗体识别多糖的构象相关表位.疫苗免疫抗体对天然 CPS(150个重复单位)的结合与对25个重复单位的多糖链结合比较有高亲和力,而和一个重 复单位寡糖不结合,证实了构象相关表位的存在(图3).结合疫苗抗体不但在体外有功能活 性而且在新生小鼠模型中有治疗GBS感染的良好活性.第二代结合疫苗第一次成功的现场 图3GBSllI型CPS—Tr结合疫苗人抗体识别一个构象表位.利用天然?型 CPS(?),25一重复单位?型多糖(?),卜重复单位?型寡糖(一),人血白蛋 白(口),在酶标板上对以?型CPS为靶抗原抗体的抑制. 105 研究为其它相关临床血清型的CPS结合疫苗的现场观察开辟了道路. GBSIa和Ib型结合疫苗的临床观察 虽然,有些人认为Ia和IbCPS的结构可能是一致的,尽管几个研究结果说明它们的结 构密切相关,但实际上在抗原性和免疫原性方面有明显的区别.即使Ia—rrI'免疫家兔刺激交 叉保护抗体,完全保护新生小鼠需要Ia和IbCPS制备的结合疫苗主动免疫怀孕母鼠.小鼠 和家兔的临床前研究给健康非妊娠育龄妇女中开展Ia和IbCPS结合疫苗I期和?期临床 提供了必须的效果证据.Ia结合疫苗分别接种含60g,l5g和3.75Ixg的CPS和Ib结 合疫苗分别接种63g,l5.75,和3.94Ixg微克CPS,没有使用佐剂.和?型多糖结合疫苗 一 样Ia和IbCPS结合疫苗也有良好的耐受性.两种疫苗肌肉免疫一次后两周,就可以检测 到型特异的血清IgG水平迅速升高.两种结合疫苗刺激的型特异抗体以最高值的-d,半持续 一 年以上.而且抗体水平和巨噬细胞的调理活性密切相关.这两种疫苗的临床补充了GBS 结合疫苗的研究,检验了它们对人体的安全性,而且证明利用还原氨基的结合方法作为有用的 方法扩大到?型以外CPS的免疫原性研究., GBS11型结合疫苗的临床观察 和Ia,Ib及?型CPS不同的是,?型有两个单糖侧链,一个是半乳糖,另外一个是唾液 酸.在制备结合疫苗时,需要更大量的过碘酸钠去氧化唾液酸测链,可能是唾液酸侧链单糖位 置更靠近多糖多聚体骨架的原因.这个技术障碍通过增加过氧化物和唾液酸的比例得到解 决,?型结合疫苗也是以rrI'为载体在小鼠中进行了效力研究.结果确定30—60%的唾液酸 被氧化后可以制备有效的结合疫苗.一批35%唾液酸氧化的CPS制备的结合疫苗进行了I 期和?期临床评估.这批疫苗是以蔗糖为赋型剂的第一个冻干剂型的结合疫苗.用含0.01% 硫柳汞的PBS溶解后以57g,14.3Ixg,3.6Ixg不同的浓度的CPS随机接种育龄非怀孕妇女. 另外一组45g接种非结合状态的CPS.接种14.3Ixg剂量的一名受试者l7小时后出现发 烧,发冷,不适,头痛.这些症状36小时后缓解,再没有其它副反应报告.免疫后两周,血清型 特异抗体大幅度升高,并和剂量相关,两年后仍然保持在基线以上.疫苗接种者的免疫血清在 体外有抗?型GBS的调理活性.除了强烈的IgG抗体反应外,接种这种疫苗还刺激?型CPS 特异血清IgM和IgA抗体产生.为什么这种结合疫苗和更小范围没有结合的CPS比较,刺激 三种类型抗体的产生,原因还不清楚. V型GBS结合疫苗临床研究 在Ia,Ib,11,11IGBS进行临床前研究的同时,一个新的血清型一V型在婴儿和成人中 被发现.国际性的协作完成了新的V型CPS的快速分离,纯化和结构分析.由于V型CPS有 一 唾液酸结尾的侧链,在其它GBS血清型结合疫苗中成功应用的还原氨法也被成功的用于V 型CPS结合疫苗的制备.V型结合疫苗在家兔中刺激了型特异的IgG反应,并且在体外有良 好的抗V型GBS的功能活性.此外,这种疫苗在母体免疫的新生鼠GBS疾病模型中用V型 GBS攻击时能有效保护新生小鼠.分别以rrI'和CRM197为载体制备的两批结合疫苗,初步 的临床研究结果说明在健康成人中安全而且免疫原性良好. 其它血清型GBS结合疫苗的临床研究 临床前和临床结合疫苗研究集中在美国最流行的那些血清型上.此外,?和?GBS(在 日本流行的血清型)的结合疫苗也被制备出来,和同源CPS比较在人体有更好的免疫原性. GBS结合疫苗也被用于生产高效价多克隆家兔抗血清,这些抗血清分别对CPS特异,因而在 很多研究中包括血清学分型中很有用.出于这种目的,用?和VIICPS结合疫苗制备了?和? 106 CPs特异高效价兔血清. 扩大的临床观察 所有前面讨论的GBS临床观察设计目的是在健康非妊娠妇女中观察无佐剂单价疫苗单 剂注射的安全性和免疫原性.注意力集中在已经被证明的使用佐剂和接种两次这些提高免疫 原性的方法上来.我们也在企图确定两种不同结合疫苗混合后同时免疫是否会发生免疫干 扰.最近,?一Tr疫苗在妊娠后三个月早期接种给怀孕妇女. 双价疫苗现场研究 有效的GBS疫苗应该预防多种血清型GBS,如Ia,Ib,II,11I,V这些在美国最流行的血 清型.为了确定每一种新疫苗的安全性,每一个血清型的结合疫苗都进行了临床观察.确定 了每一种疫苗的安全性后,启动了两种结合疫苗同时接种后安全性和免疫反应的研究.GBS ?一TT和GBS11I—Tr结合疫苗混合后同时肌肉注射健康成人,对照组分别注射同样的剂量的 单价疫苗.所有疫苗都有很好的免疫耐受.免疫后,80%以上的双价和单价GBSII—Tr疫苗 接种者血清型特异IgG抗体水平有4倍以上升高,而90%的GBS11I—Tr结合疫苗单价和双价 接种者有4倍升高.结果说明这两种血清型疫苗之间没有明显的免疫干扰.是否两种以上 GBSCPs结合疫苗同时注射是否会发生免疫干扰还需要进行更多的研究. 佐剂和双剂量研究 氢氧化铝吸附的GBSIII一1_r结合疫苗以低于最适剂量注射健康成人,型特异抗体反应和 接种没有吸附的疫苗免疫者进行比较.铝佐剂不能增强结合疫苗CPS和TT的免疫反应.和 以前在狒狒中研究结果不同,在狒狒中铝佐剂对诱导免疫反应很重要.不同于人类的是,用 GBs?一1_r结合疫苗免疫的狒狒对载体蛋白1_r没有反应.载体是否影响了铝佐剂扩大免疫 反应的能力就不太清楚.实际上,有关铝佐剂如何放大结合疫苗的的作用知道的也很少. 加强剂量对免疫反应的效果通过间隔21月给健康人接种无铝佐剂的GBS11I—TT结合疫 苗来确定.第二次接种把型特异IgG抗体水平回复到第一次免疫一个月以后的水平.然而, 最显着的效果不是在已有0.05g/ml以上型特异抗体的受试者中观察到的,而是在那些抗体 浓度小于0.05g/ml的少数人中得到的,这些人抗体GMT上升300%.这项研究可能对确定 成人获得高水平特异抗体的免疫程序有用.. 母体免疫 GBS11I—Tr结合疫苗接种妊娠晚期的怀孕妇女是最近GBS疫苗的发展取得的有里程碑意 义的进展.在双盲,安慰剂对照的现场中,平均妊娠31.2周的3O名妇女随机注射一剂GBS11I — TT结合疫苗(12.5IxgCPS)或盐水安慰剂.所有受试者在37周后分娩了正常的健康婴儿. 母体在分娩时的平均血清CPS特异抗体浓度是9.8/ml,和婴儿脐带血抗体浓度密 切相关 (R=0.96).母亲免疫的婴儿抗血清在体外有抗?型GBS的调理活性.结果说明GBS结合 疫苗可以安全的接种妊娠中期末的妇女,母体特异抗体能通过胎盘屏障,婴儿抗体有抗活GBS 的调理活性. GBS疫苗接种的目标人群 怀孕妇女GBS导致的新生儿休克的第一个临床报导发表于1964年,比成人的GBS疾 病晚报道25年.6O年代发表的临床报告说明新生儿中GBS的流行在稳定的上升.疫苗的研 究通过免疫母体的方式,围绕着预防新生儿GBS疾病迅速展开.虽然母体免疫是预防新生儿 GBS疾病的最佳策略,这种策略也有几个普遍承认的困难.首要问题是安全性.很清楚,所有 的疫苗应该是安全的,而且是容易接受的,有极小或没有造成伤害的危险.负责任的考虑是和 107 任何医学干预相互干扰,或许在怀孕病人是高度敏感状态.有兴趣的读者参考最近医学研究 院总结的疫苗报告中有关疫苗对怀孕妇女分娩影响的讨论. GBS结合疫苗的研制是以制造怀孕妇女可以接种的安全有效疫苗为目的.,兀'被选择作 为所有临床GBS疫苗的蛋白载体是因为它具有在全球接种怀孕妇女预防新生儿破伤风的长 期安全记录.包括狒狒在内的几种动物模型已经证明GBS结合疫苗诱导的IgG穿透胎盘屏 障给新生幼子提供抗GBS感染保护.和前面的描述一样,GBS结合疫苗在怀孕妇 女的第一次 临床研究证明了它的安全性和免疫原性. 育龄妇女GBS结合疫苗免疫育龄妇女可能是作为保护新生儿方式的最好的选择.实际 上,在怀孕前接种B型流感嗜血杆菌结合疫苗的妇女的新生儿的很大部分有保护性抗体,而 没有接种Hib结合疫苗的母亲的新生儿情况相反.虽然GBS结合疫苗诱导的抗体长期功能 活性需要被明确,免疫后一年疫苗接种者体内可以检测到峰值一半以下的抗体水平,说明对单 剂疫苗有持久的反应.老人和/或免疫力低下的成人所有年龄组中,65岁以上年龄组的侵 袭性GBS疾病病例比例和死亡率是最高组之一,这个年龄最需要有效疫苗.由于GBS疾病在 老人中流行的上升,尤其是保育院的老人和有基础疾病的老人,将来在老人中进行GBS结合 疫苗测试得到许可. 疫苗研究和提供的前景 抗原发现 在流行病资料,广泛的临床和临床前测试,以及安全性和免疫原性记录的基础上,用于美 国的第一个有效的GBS疫苗最好设计成包含Ia,Ib,II,?,V型CPS的多价疫苗和7价肺 炎结合疫苗相似,这些CPS多糖最好各自结合到两种或更多的蛋白载体上. 然而,未来GBS疫苗的研制将沿着两个不同的方向进行.CPS基础的方向将集中在改进 现有的技术,把每个有关血清型的寡糖结合到单独的载体上.从GBS制备寡糖的有效方法和 末端连结结合技术已产生,和La~eYiere在14型肺炎寡糖的方法一样.该技术面临 的挑战是 用可重复的方式把主要血清型的寡糖结合到一个蛋白载体上,并能满足制造质量控制. 第二个途径集中在与定植和侵袭有关的GBS蛋白上.除了阿尔法C蛋白和C5a蛋白酶, 用于疫苗研究的GBS蛋白功能也已经被确定.或许以前研究的若干蛋白中的一个参与定植 和(或)侵袭宿主组织.肺炎链球菌全基因被用于鉴别有可能是重要的免疫靶点的蛋白.GBS 全基因组序列分型结果可能加快对还没有认识到的抗原的识别,它们可能参与病理和补充遗 传进化,例如有标志意义的突变,已经识别了很多认为对GBS在体内存活有作用的基因. 实际上,我们对GBS的认识落后于其它细菌性病原体.我们还不得不决定:?哪个蛋白 是粘附素;?哪个蛋白参与侵袭;?这些受体在组织上的配体是什么;?公认的粘附素和侵 袭素是否是候选疫苗.GBS疫苗研制的新方向可能在吸附和侵袭的研究中,尤其应用新技术: 体外吸附和侵袭系统的动力学(DIVAS).DIVAS在特定生长,代谢和营养控制条件下被用于 研究GBS细胞群的吸附和侵袭.GBSm型在DIVAS中试验支持早期的发现,CPS对侵人呼吸 道上皮细胞A549作用不大.然而,快速生长的?型GBSM781株可以侵人A549细胞,而生长 速度迟缓的培养物则无此能力.此外,GBS表达的几种蛋白仅仅在生长状态侵人呼吸道上皮 细胞.这些蛋白可能是保护性免疫重要的靶点,尤其在粘膜,GBS的定植可以被抑制或去除. 粘膜免疫的诱导 诱导全身性体液免疫反应一主要是IgG反应一是研制预防新生儿疾病GBS疫苗的目的, 由于IgG是唯一能穿越胎盘屏障的抗体型别.对GBS结合疫苗诱导粘膜反应的研究较少. 】08 表2GBS疫苗发展的里程碑 发现年份 RebeccaLancefidd证明了家兔GBS全菌体血清对小鼠的被动保护作用 证明低水平CPS特异抗体和新生儿对疾病敏感性之问的相关性 GBSIll型CPS结构研究说明唾液酸结尾的侧链的存在 过碘酸钠氧化和溴化氰还原后GBS?型CPS保留抗原性,说明不需要间隔刺可以把CPS直接共价偶联到蛋 白载体上 ?型CPS疫苗安全接种孕晚期妇女.母体和脐血?型CPS特异IgG相关 把CPS共价偶联到有免疫原性的非GBS蛋白载体上提高CPS在动物中的免疫原性 第一个用于人的?型CPS—TI"结合疫苗制造出来 四价结合疫苗在小鼠中的保护作用 制备并临床前评估了?型CPS和GBSpc蛋白的结合茁,证明该蛋白既可作载体也可作免疫原 第一批按GMP要求制备的?型CPS-Tr结合疫苗 非妊娠妇女中第一次GBSIll型CPS-TI"结合疫苗的临床试验 GMP要求的?型CPS一1rr结合疫苗在健康成人中的第一次临床研究 健康成人接种GBS双价结合疫苗 妊娠妇女中GMP要求?型CPS—TF结合疫茁--NJ~床试验 诱导子宫的分泌性IgA是否可以消除定植?结合疫苗怎么样设计可以诱导粘膜免疫反应?这 种疫苗如何接种?回答这些问题的关键是等待GBS定植和粘膜免疫研究动物模型的成功. 小结 最近GBS的有效疫苗被美国科学院医学研究所放到优先发展地位.它是7种一级疫苗 之一,它接种第一次怀孕妇女和高危成人(65岁以上老人和65岁以下患有严重慢性疾病的成 人)后,期望着卫生费用的节约和生活质量的改善.由于NIH资助的30年以上有关GBS病 理,毒力特性,流行病调查以及疫苗研究,预防流行于美国的五个主要血清型的安全而且免疫 原性良好的疫苗已经被研制出来.科学探索已经给疫苗工业研究和制造安全有效预防GBS 疾病的多价疫苗提供了蓝图. [赵志强译江丽君校] (参考文献108篇略) 109 嘟蜘螂 ;i;: