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战胜流感,路有多远通用流感疫苗在质疑与挑战中探索前行

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发表于 2015-4-18 22:28:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 rentianyixu 于 2015-4-19 09:50 编辑

一、流感疫苗:病毒与疫苗学家心中永远的“痛”
    流感是由流感病毒引起的严重危害人类健康的呼吸道传染病, 是引起人类死亡的主要原因之一,自上一世纪以来已先后发生四次全球流感大流行,2009年的新甲型H1N1流感病毒引发了21世纪的首次流感大流行,每次流感大流行都给人类生命财产和经济发展带来灾难性打击。疫苗是应对流感最好的保护工具,目前使用的多种类型的流感疫苗其主要机理是诱导机体产生针对流感病毒表面蛋白(HA和NA)的保护性抗体,疫苗的保护效果受到疫苗株表面抗原与流行株表面抗原匹配程度的影响。但是甲型流感病毒表面抗原能连续不断地发生抗原漂移及抗原转换,这就需要相关机构密切监测病毒流行情况并预测可能会流行的病毒株并根据于此制备出疫苗候选株用于每年季节性流感疫苗的生产,疫苗生产储备工作也因此变得繁琐耗时耗力。即便如此,由于流感病毒的高度变异性,可能发生的无法预料的病毒株引起流行与大流行仍然给人类健康带来潜在的威胁。近年来出现的高致病性H5N1 禽流感病毒全球蔓延以及不断出现的人感染H7N9、H10N8、H5N6禽流感病例引,严重威胁到人类健康,新发与再现流感疫情已经成全球共同面对的威胁和共同关注的问题。因此开发能够诱导广谱而持久的免疫反应的流感疫苗(即通用流感疫苗),彻底战胜流感,一直以来是流感病毒专家和疫苗专家的梦想。
  
二、千呼万唤始出来-----通用流感疫苗初现端倪:

1,何谓通用流感疫苗?
   通用流感疫苗即指在接种后可诱导机体产生针对多种流感病毒(包括同亚型和不同亚型,甚至包括突然出现的大流行流感)病毒株的保护性免疫的疫苗。也就是说,接种通用流感疫苗后理论上能抵抗所有流感病毒的感染。考虑到甲型流感病毒甲型流感病毒具有广泛的宿主范围和超强的变异能力,时常会引起流感流行或大流行,危害性大,因此目前流感通用疫苗主要是针对所有甲型流感病毒。

2,通用流感疫苗如何炼成?
    流感病毒具有高度变异性,通用疫苗的前期开发需要解决两个关键问题:其一,找到能够广泛的覆盖各种病毒株的有效的候选抗原(或表位),其二,寻求使得候选抗原(或表位)诱导出强烈而持久的免疫反应的方法。目前经过科学家们大量细致的研究,开发流感通用疫苗靶点已经基本明确,主要集中在三个方面:核蛋白(NP)、基质蛋白-2的胞外区(M2e)以及血凝素(HA)的颈部功能域,目前已知这三个蛋白在流感病毒中较为保守,且研究证实针对以上三部分的特异性免疫反应均能通过相应的免疫机制限制流感病毒感染或复制过程的发生,从而产生保护作用。目前以基于M2e和NP为靶点的研究较为成熟,在研的通用疫苗中仍以M2e、NP或两种联合应用的设计模式为主。为达到更好的保护效果,现有的通用疫苗中仍以M2e、NP或两种联合应用的设计模式为主。近年来,科学家们先前已经通过各种技术手段鉴定出很多株作用于HA茎区保守表位的具有广谱中和能力的抗体并进行了详细的结构分析,但如何利用有效的免疫策略来诱导机体产生这些具有广谱中和能力以抵抗流感病毒的感染成为了一个重要问题。除了以上靶点之外,选择病毒其他保守的蛋白如M1、PA、NS1甚至NA保守位点等作为通用疫苗的靶点的科学性还需要我们去进一步证实。
  
3,精妙设计,各显神通
随着分子生物学和基因工程技术的发展以及疫苗研究的逐渐深入,通过有效的抗原组合设计、合适的递送系统、优良的偶联载体或佐剂以及多种策略设计出的不同形式的流感通用疫苗已经在动物模型中显示出巨大潜力,其诱导产生的强烈而持久的免疫反应足以抵抗不同亚型流感病毒的致死量攻击。这些疫苗包括DAN疫苗、病毒载体疫苗、合成肽疫苗以及基于不同表达系统的(大肠杆菌表达系统、酵母表达系统、哺乳动物表达系统、昆虫杆状病毒表达系统等)基因工程疫苗等(详见参考文献)。另外,还有研究表明基于传统的灭活疫苗和减毒活疫苗也具有开发成通用疫苗的可能。值得一提的是,2010年,国际顶级期刊Science在线发表了美国国立过敏性疾病及传染病研究所(NIAID)Gary J课题组所完成的一项出色研究,该课题组利用HA DNA疫苗初免-季节性流感疫苗(或者腺病毒载体疫苗)加强的免疫策略有效地在小鼠、雪貂和猴子体内诱导产生了针对多种甲型流感病毒的广谱的中和抗体(针对HA的颈部功能域)并有效抵抗了致死量病毒的攻击,这是流感疫苗领域的一项重大突破。课题组的工作不仅仅为流感通用疫苗的开发提供了一种新的策略,更是反向疫苗学研究应用中的一个成功的典范。跟随这项工作后,随着生物信息学、反向疫苗学技术的进步和疫苗递送策略的发展,基于HA广谱抗体表位的通用疫苗设计目前动物研究中取得了积极的进展,有望成为流感通用疫苗研究的新方向。

三、通用疫苗,从基础到临床------通用流感疫苗临床研究进展
   从上世纪90年代开始,英国剑桥大学的Acambis公司(Sanofi-Aventis旗下)便开始了流感通用疫苗的开发,他们将乙肝病毒核心蛋白与M2e融合表达,利用HBc作为病毒样颗粒包装M2e从而制备成候选疫苗,动物试验表明该疫苗具有良好的安全性,这种叫ACAM-FLU-A的疫苗成为了全球第一个通用流感疫苗。该疫苗于2007年进行了由79 名志愿者参加I期临床试验,评价了疫苗辅以不同佐剂后的效果,结果表明,该疫苗不仅安全而且具有良好的免疫原性,目前已经。随后,流感通用疫苗的开发成为了各大疫苗公司开发的热点产品。美国的VaxInnate公司开发的一种基于M2e的候选疫苗,该疫苗是通过将M2e与鞭毛蛋白偶联,由于鞭毛蛋白能够与Toll样受体5(TLR5)结合激活天然免疫反应进而增强了机体对疫苗抗原M2e产生的抗体反应。该疫苗于2008年8月完成了I期临床研究,试验结果显示该疫苗安全,并具有良好的免疫原性。 2009年以色列的BiondVax公司开发的一种叫Multimeric-001的通用疫苗,主要含有9个来自不同保守蛋白的表位,该疫苗于2009年5月在63名健康成人中进行了I/II 临床试验,并于2010年四月在老年人群中进行了I/II 临床试验,两项临床试验结果均表明该疫苗具有好的安全性,接种健康人体后能够产生良好的体液和细胞免疫应答。2008年美国的Dynavax公司公布了其候选通用疫苗N8295的临床前数据, 该疫苗是以NP-M2e融合蛋白为靶点结合其独有的佐剂技术制备而成,临床前研究表明该疫苗具有良好的安全性和免疫原性。除此之外,日本、比利时、荷兰以及瑞典等国的很多公司也在试图通过多种方式进行流感通用疫苗的开发。主要进展如表-1。


四、战胜流感,路有多远--------通用疫苗在质疑与挑战中探索前行
尽管通用疫苗理论上拥有巨大的开发优势和市场潜力,在实际的临床前研究中也取得不错结果,但这并不代表其未来的临床研究不会遭遇坎坷,通用疫苗是否真正具有奇效?通用疫苗安全性如何?通用疫苗离实际应用还有多远?科学家还面临各方的质疑与巨大挑战。
1, 免疫持久性:疫苗接种后的免疫持久性问题,无论哪种疫苗在接种后,其体液免疫和细胞免疫水平维持较高水平一段时间后,都会随着时间的迁移有所下降,什么时间下降?下降多少?处于什么水平就能提供保护?什么时候需要加强免疫?从目前的研究来看,我们还没有明确的数据支持;
2,免疫保护与免疫病理:通用流感疫苗的候选抗原在自然感染中仅能诱发较弱的免疫保护反应,其本身免疫原性较低,使用疫苗技术(包括新型佐剂)在提高抗原免疫保护效果的同时,也会明显增强这类抗原的非保护性免疫反应,这是否会带来可能的免疫病理反应也是疫苗安全评价需要注意的问题,另外新型候选佐剂的安全性和有效性因素仍需进一步临床研究;
3,逃逸突变株:通用疫苗理论上来说可以预防多种型别的流感病毒,但是流感病毒的变异我们无法预测,一旦通用疫苗投入使用,病毒在强大的压力选择之下将可能会发生有针对性的变异产生突变株病毒以逃离人体免疫系统的识别。
4,离应用有多远?:通用流感疫苗与常规季节性流感疫苗在疫苗靶点、制备工艺、检定方法等诸多方面都有所不同,因此,无论是基于何种形式的通用疫苗,都需要重新建立一套稳定制备工艺和完善的质量检定体系。更重要的是目前我们还没有建立起通用流感疫苗诱导的免疫应答水平和保护性的关系,免疫指标评价技术(特别是细胞免疫评价)尚未健全,通用疫苗的接种策略以及免疫持久性问题都没有解决,因此笔者认为通用疫苗离投入生产并应用还是需要较长时间。
     尽管疫苗学家对于流感通用疫苗的研发是众说纷纭、各持己见,不过无论如何,开发能够诱导广谱和持久免疫、并能防御不同型别和亚型的流感病毒的新型流感疫苗已经成为流感疫苗研究的一个方向和趋势,就算通用疫苗没有达到其理论上的保护效果,它也将会为流感疫苗的接种提供一种新选择,在大流感来临时为研制与流行株匹配的特异性流感疫苗争取时间,面对多变的流感病毒,我们只有掌握了更多的疫苗选择才能够有效应对流感流行和大流行。

图-1:流感病毒生活周期及基于M2e的通用疫苗作用机制( Deng et al. Vaccines 2015, 3, 105-136
图-2:流感病毒生活周期及基于内部保守抗原(NP等)的通用疫苗作用机制
图-3:HA特异性广谱反应性抗体(头部和颈部)的保护性作用机制
表-1:通用流感疫苗临床试验概况(Zheng M et al..infection 2014,42(2):251-62)

主要参考文献:
1. Deng et al. M2e-Based Universal Influenza A Vaccines.Vaccines 2015,3,105-136
2. Zheng M et al. Development of universal influenza vaccines based on influenza virus M and NP genes.infection 2014,42(2):251-62
3. Hashem AM et al. Prospects of HA-Based Universal Influenza Vaccine.Biomed Res Int. 2015;414637.
4. Krammer F et al. Advances in the development of influenza virus vaccines. Nat Rev Drug Discov. 2015;14(3):167-82.

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发表于 2015-4-23 19:56:19 | 显示全部楼层
拜读了,整理的太好啦。

那个M2e, 这个点子也非常的牛叉。我就在想怎么可以想到用Hepatitis B core antigen一起融合表达来提高免疫原性的呢?
我几个问题不是特别明白。这个乙肝病毒核心蛋白会产生任何T或者B细胞免疫反应吗? 是不是很短的一段序列啊?如果会的话,那么乙肝患者注射这样的疫苗会不会效果欠佳啊?
还有,这个 VLP 都有些啥蛋白呀?好奇。。

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拜读,敢问大神是何方神圣

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发表于 2015-5-8 08:36:15 | 显示全部楼层
marine0425030 发表于 2015-4-23 19:56
拜读了,整理的太好啦。

那个M2e, 这个点子也非常的牛叉。我就在想怎么可以想到用Hepatitis B core antige ...

昨晚收到回复,由于该朋友没有发帖权限,所以给我发了信息,再此表示感谢。

denglei0331 昨天 22:19

preexisting Hepatitis B core antibody 不会干扰M2e immunity induction. 就好像boost也不会干扰. 可以查查


Universal influenza A M2e-HBc vaccine protects against disease even in the presence of pre-existing anti-HBc antibodies
Abstract

The extracellular domain of influenza A virus matrix protein 2 (M2e) is strongly conserved. Therefore, vaccines based on M2e can induce broad-spectrum immunity against influenza. We have mainly used recombinant virus-like particles derived from Hepatitis B virus core (HBc) as carrier for efficacious presentation of the M2e antigen.
Here, we address whether pre-existing HBc-specific immunity interferes with the protective immune response obtained by M2e-HBc vaccination.
Anti-HBc antibodies were induced by immunizing mice with unsubstituted HBc virus-like particles in the presence of two different adjuvants. We demonstrate that pre-existing HBc-specific antibodies affect neither the induction of M2e-specific antibody responses to vaccination with M2e-HBc particles, nor the protective efficacy of the resulting response. These results suggest that vaccination with M2e-HBc can induce protective anti-M2e antibodies even in anti-HBc positive individuals. The implications of these findings are discussed in the context of the clinical development of an M2e-based universal influenza vaccine, which recently successfully completed a Phase I trial.



Anti-HBc antibodies were induced but have no influence for M2e-specific antibody induction and efficacy.

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发表于 2015-5-8 08:40:05 | 显示全部楼层
支持原创,非常感谢楼主分享!

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发表于 2016-9-14 09:17:51 | 显示全部楼层
拜读颇有收获!

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发表于 2016-9-14 10:35:29 | 显示全部楼层
呵呵,支持一下!










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