24-Valent Pneumococcal Polysaccharide Conjugate Vaccine(Vaxcyte)

摘要：在过去的22年中，针对越来越多的肺炎链球菌类型（7价、10价、13价、15价、20价）的多价疫苗已经获得许可。尽管非疫苗血清型的出现，使用多糖-蛋白结合疫苗在减少侵袭性肺炎球菌病的发病率方面发挥了关键作用。尽管取得了成功，但仍需要对肺炎球菌疫苗进行持续改进。例如，尽管某些血清型已被纳入肺炎球菌结合疫苗，但仍存在一些挑战。特别是，肺炎链球菌3型在几个国家仍然是侵袭性肺炎球菌病的主要原因。本文报告了对已许可的肺炎球菌结合疫苗和其他目前处于临床开发阶段的疫苗候选物的优势和劣势的深入修订。 引言 肺炎链球菌（Spn）是一种重要的人类病原体，被广泛认为是社区获得性肺炎（CAP）、中耳炎、败血症和脑膜炎（统称为侵袭性肺炎球菌病[IPD]）的病原体。Spn 仍然是全球重要的疾病和死亡原因，5岁以下儿童中有5%的死亡是由肺炎球菌感染引起的。肺炎球菌是呼吸道的常见寄居者，可在5-90%的健康人（20-60%的学龄儿童和5-10%的成人）的鼻咽部定植。 Spn 产生多种参与疾病过程的毒力因子。其中，多糖荚膜是最重要的毒力因子，需要侵入宿主并引起疾病。荚膜对于肺炎球菌的生存至关重要，它通过保护细菌免受补体的攻击和随后的吞噬细胞杀死，从而保护细菌。Spn 合成了100多种荚膜多糖（CPSs），根据构成每种血清型的独特的糖苷成分和连接进行分类。其中，有23种血清型负责全球80-90%的侵袭性肺炎球菌感染。 过去几年中，已经开发出针对多种Spn血清型的肺炎球菌多糖疫苗（PPVs）和肺炎球菌结合疫苗（PCVs），并广泛用于预防肺炎球菌病。自20世纪70年代以来，已经开发出几种PPVs，包含6至23种血清型的荚膜多糖。目前，许多国家只许可使用23价PPV，推荐给65岁及以上的个体以及2至64岁有合并症的个体，如慢性心血管疾病和糖尿病。PPV23对免疫正常成人的IPD有效性通常在56-81%之间，但在免疫受损个体中较低。疫苗能够减轻CAP的严重程度，但不能预防它，并且不减少非侵袭性肺炎的发病率。此外，PPV23对2岁以下儿童无效，不产生免疫记忆，也不减少携带。为了提高疫苗在儿童中的有效性，开发了PCVs，其中荚膜多糖与载体蛋白结合，克服了PPVs的大多数限制。 截至目前，市场上已有PCV10、PCV13、PCV15和PCV20（表1）。 表1 针对多种Spn血清型的许可肺炎球菌多糖疫苗（PPVs）和肺炎球菌结合疫苗（PCVs） 根据世界卫生组织（WHO）的报告，Spn是抗菌药物耐药性（AMR）的四个优先病原体之一，已有许可的疫苗存在，建议增加许可疫苗的覆盖范围，以符合WHO的免疫目标，以最大限度地影响AMR。 许可的结合疫苗：向更高价发展 为了提高儿童疫苗的有效性，已经许可了几种PCV（表1）。2000年和2001年，美国和欧盟分别开发并许可了一种7价肺炎球菌结合疫苗（Prevnar，辉瑞）。PCV7包含来自美国最常见的七种IPD血清型的CPS，并与白喉毒素的遗传解毒突变体CRM197结合（表1）。PCV7的使用导致儿童中IPD病例迅速减少，成人中肺炎球菌感染急剧下降。在美国，2004年即疫苗引入后，1岁以下儿童的IPD发病率降低了77%，1岁儿童降低了83%，2岁儿童降低了73%。在美国人群中也发现了非侵袭性肺炎球菌感染的减少，如急性中耳炎（-20%）。由于PCV7施加的选择压力，疫苗中未包含的其他血清型变得有问题，如19A型。这一过程，称为血清型替代，推动了PCV10（Synflorix，GSK）和PCV13（Prevnar 13，辉瑞）的开发，自2009年以来已有供应。这些疫苗包含PCV7中的7种肺炎球菌荚膜多糖血清型，另外还有3种或6种额外的血清型（表1），根据全球肺炎球菌病的流行病学发展选择。另一种10价PCV疫苗（Pneumosil，印度血清研究所），与PCV10和PCV13有重叠的血清型，于2019年被WHO预认证。总的来说，PCV10和PCV13减少了疫苗类型的鼻咽部定植，并在人群中导致了群体免疫。尽管PCV10和PCV13中血清型的主要选择标准是基于疾病负担，但也包括了与抗生素耐药性相关的血清型，几项研究表明，当前的PCV在减少耐药感染的流行率方面非常有效。在美国首次使用PCV五年后，2岁以下儿童中由多重耐药（MDR）菌株引起的IPD减少了84%，65岁以上成人中由青霉素耐药IPD减少了49%。在南非，PCV的使用使儿童中青霉素耐药肺炎球菌病的发病率减少了82%，由青霉素敏感菌株引起的疾病减少了47%。为了进一步提高覆盖范围，FDA最近批准了默克和辉瑞的PCV15和PCV20，它们包含15种或20种不同的血清型，已显示出在减少非侵袭性疾病（如急性中耳炎、非菌血症性肺炎和鼻窦炎）方面的影响。然而，除非在覆盖范围上达到一个临界点，以防止血清型替代，否则这些疫苗的有效性将逐渐减弱。即使这在技术上是可行的，疫苗的制造成本将使开发在发展中国家尤其具有挑战性。一个合理的解决方案是，根据最相关的循环IPD血清型不断变化的配方。计算机模拟表明，根据最新的流行病学数据调整疫苗组成有望减少IPD负担，然而疫苗不能完全根除人群中的肺炎球菌定植。所有许可的结合物都使用CRM197作为载体蛋白，除了Synflorix使用蛋白D用于1、5、6B、7F、9V、14、23F血清型，4、TT用于18C血清型，DT用于19F血清型。最近，使用TT作为载体蛋白的PCV13已由Walvax许可（产品列表walvax.com）。不一致的疫苗效力 结合疫苗成功地保护了免受感染，但并非所有肺炎球菌血清型都具有相同的效力。对于某些血清型，通过吞噬细胞杀菌（OPK）检测的许可疫苗诱导的功能抗CPS抗体水平并不理想。其中包括1、3和5型，我们将在以下段落中进一步评论。 1型 通常认为，带负电荷和中性的多糖是2型T细胞非依赖性抗原（TI-2，或胸腺非依赖性2型抗原）。这包括大多数肺炎球菌CPS。TI-2多糖无法招募CD4+T细胞帮助，因为它们不与主要组织相容性复合体II类（MHC-II）分子相互作用。然而，某些类型的糖苷，特别是具有双重或两性离子电荷基团的糖苷，确实可以通过传统的MHCII途径激活T细胞。1型肺炎链球菌多糖胶囊（Spn-1）（图1）是这些分子中最研究的之一。已经表明，即使没有与载体蛋白结合，Spn-1也可以通过使用MHC-II途径的抗原呈递细胞处理和呈递，这导致Spn-1诱导的T细胞增殖。然而，在一项更近的研究中，表明Spn-1多糖不会在人类中诱导记忆B细胞的形成，与其他多糖类似。从参加随机临床试验以研究使用23价肺炎球菌普通多糖疫苗免疫后记忆B细胞反应的成人中获得的外周血单个核细胞。这种含有1型疫苗的使用导致与基线相比，1型抗原特异性预先存在的记忆B细胞的耗尽。这一发现表明，这种两性离子多糖不是通过MHC-II途径内的经典T依赖性机制处理的。 此外，Bjarnarson等人表明，无论是两性离子（Spn-1）还是非两性离子（Spn-19F）多糖，在新生小鼠模型中加强免疫后都会引起低反应性。与即使没有结合也能预期的免疫活性相反，含有Spn-1的市售结合疫苗对这种血清型诱导的功能抗CPS抗体水平低，这是撒哈拉以南非洲脑膜炎的主要原因。这可能是由于在化学活化和与载体蛋白结合过程中保护性表位的掩盖。Spn-1 CPS含有不寻常的单糖，2-乙酰氨基-4-氨基-2,4,6-三去氧-d-半乳糖（D-AAT），含有游离胺（图1）。由于市售结合疫苗的制造使用还原胺化（Prevenar）或1-氰基-4-二甲氨基吡啶活化化学（Synflorix, Pneumosil），这些化学反应与游离胺反应，D-AAT部分的某些化学衍生化可能导致疫苗效力降低。此外，在制造过程中多糖被解聚，例如通过钠周期酸介导的二醇氧化，这也可能导致效力的额外降低。 图1 肺炎链球菌1型荚膜多糖重复单元的示意表示 →4)-α-D-GalpA2/3Ac-(1→3)-α-D-GalpA-(1→3)-D-AAT-α-Galp-(1→ 5型 肺炎链球菌5型（Spn-5）被报道为全球儿童侵袭性肺炎球菌病第五大常见血清型。此外，在加拿大温哥华，识别出与这种血清型（多位点序列类型或MLST 289）相关的IPD大簇，导致2005年至2009年在加拿大西部蔓延的大规模肺炎球菌病爆发。市售结合疫苗在预防Spn-5感染方面并不完全有效，这种行为的原因再次在于结合后的一些稳定性问题。Spn-5在与载体蛋白的化学结合过程中的不稳定性的根本原因可以通过观察多糖的重复单元（图2）轻松识别。5型重复单元由5种不同的残基组成，其中3种构成多糖的主链，其余2种是连接到中心N-乙酰-L-岩藻糖的分支的一部分。除了D-葡萄糖（主链的一部分）和D-葡萄糖醛酸（分支的一部分），还有两种罕见的去氧氨基残基完成结构：N-乙酰-L-肺炎球菌胺（L-PneuNAc）和2-乙酰氨基-2,6-二去氧-D-木糖己糖-4-酸（Sugp）。特别是，这种后一种酮胺糖的不稳定性，是主链的一部分，是结合疫苗制造问题的主要原因。事实上，在允许多糖与载体蛋白结合的还原胺化反应中，这种糖的酮基部分或全部被还原。使用还原胺化的常规条件，绝大多数Sug残基转变为三种可能的化合物：N-乙酰-D-奎诺糖胺（QuiNAc，酮官能团还原为醇官能团），N-乙酰-D-岩藻糖胺（FucNAc，N-乙酰-D-奎诺糖胺的异构体）和第三种由Sug残基更显著转化产生的副产品。发现Sug化合物向这种第三种副产品的转化对多糖的免疫原性有害，即使这种转化只是部分的，而QuiNAc或FucNAc转化没有显著影响。已经尝试通过修改结合条件来克服这个问题。一种可能的修改是将还原胺化反应的pH从8变为更酸性的pH（4至6.5之间），与常规方法相比，Sug残基的修饰程度至少降低了65%，其中大部分转化为QuiNAc，因此对结合免疫原性的影响较小。另一种可能性是将Sug完全转化为QuiNAc或FucNAc，使用强还原剂如NaBH4还原酮基团。然而，有必要将还原的多糖片段化，以重新引入末端醛基团，同时防止随后的还原胺化进行任何修饰。Seeberger和同事合成了一系列类似于Spn-5重复单元的寡糖。特别是，一个包含次级醇代替Sug残基的不稳定酮的片段，比多价Prevnar13疫苗诱导了更高的抗体滴度，具有显著更高的吞噬细胞杀菌特性和强大的免疫记忆。他们还用兔和人的参考血清证明，分支，特别是PneuNAc残基，主要参与抗体识别和亲和力，证实替换非必需的、不稳定的Sug的酮基团不影响免疫原性，从而成为一个有希望的更稳定的疫苗候选物。 图2 肺炎链球菌5型荚膜多糖重复单元的示意表示。 类型3 血清型3是一个特别的问题，值得讨论。尽管非疫苗血清型的出现，肺炎球菌结合疫苗(PCVs)在减少侵袭性肺炎球菌疾病(IPD)的发病率方面发挥了关键作用。然而，尽管血清型3被包含在13价肺炎球菌结合疫苗中，由Spn-3分离株引起的疾病发病率并未下降，且对该血清型的疫苗有效性报告为非显著性，导致它在一些疫苗效力研究中被记录为非疫苗类型。Spn-3产生大量的荚膜。与其他大多数血清型不同，Spn-3的荚膜不是共价连接到细菌表面，导致不断释放多糖。这可能导致远离细菌表面的荚膜结合抗体的杀菌能力降低。此外，与其他与IPD相关的血清型相比，Spn-3的病例携带者比例高，儿童已被证明携带高水平的血清型3抗体，这被认为是由于自然暴露率高，但携带持续时间较短，支持了这种血清型具有高度侵袭性的建议。此外，这种多糖的化学成分（图3）为其提供了一些特定特征，例如在琼脂平板上生长时呈现“湿润”或粘液状外观，这可能意味着其对体内调理素杀伤具有特殊的抗性。Choi等人评估了PCV13的血清型特异性保护效果。研究表明，0.2微升血清型3细菌培养上清液就足以压倒被动免疫小鼠中疫苗诱导抗体的保护效果。据估计，需要产生八倍的抗体才能诱导对血清型3侵袭性疾病的保护。值得注意的是，由Spn-3引起的疾病特别严重，包括肺炎并发症和不良心脏事件。 图3 肺炎链球菌血清型3荚膜多糖重复单元的示意图 →3)-β-D-GlcpA-(1→4)-β-D-Glcp-(1→ 缺乏交叉保护 鉴于肺炎球菌CPSs的数量众多，理解它们的交叉保护是定义肺炎球菌疫苗配方最佳策略和评估疫苗效力的重要元素。事实上，在各种CPSs中，有些血清型的结构足够相似，可以进行抗体交叉保护，如血清型6、19、10（图4）。在血清型6A、6B、6C和6D中，它们在结构上略有不同。Spn-6A和Spn-6B是临床意义最大的。Spn-6B和Spn-6A多糖（图4）是线性共聚物，它们在单一结合位点上有所不同，并且已经表明血清型6B可以诱导与血清型6A交叉反应的抗体。两种血清型6B和6A都是感染的常见原因，但由于血清型6B的早期水解稳定性优于6A，早期商业肺炎球菌疫苗只包含血清型6B作为6群的唯一代表。然而，研究表明，尽管含有血清型6B的疫苗可以诱导与6A型交叉反应的抗体，但并非所有抗6B抗体都具有功能性交叉反应。 图4 肺炎链球菌血清型共享相似结构的示意图，预期应具有交叉保护：(A) Spn-6A 和 Spn-6B；(B) Spn-19A 和 Spn-19F；(C) Spn-10A, Spn-10B, Spn-10C 和 Spn-10F。 在过去的十年中，合成方法被用来生产几种Spn血清型共有的糖结构。与关键孔帽章鱼血蓝蛋白（KLH）蛋白结合的Spn-6B的合成糖片段，在小鼠和兔子中诱导了能够与血清型6B和6A交叉反应的抗体，并刺激了肺炎球菌血清型6A和6B的微生物细胞的吞噬作用。Spn-19A和Spn-19F多糖是另一个由非常相似的重复单元组成的血清型的例子，两者仅在糖苷键的位置上有所不同（图4）。然而，接种只含有血清型19F的肺炎球菌疫苗后，由血清型19A引起的感染数量增加，似乎表明这两种血清型之间没有抗体交叉保护，可能是由于两种多糖链之间的构象差异。几年前，合成了一个包含Spn-19A和Spn-19F重复单元的嵌合抗原，并与CRM197结合。在兔子中测试的结合物能够诱导高抗体滴度，能够识别原生血清型19A和19F。此外，抗体能够杀死两种肺炎球菌菌株。其他研究人员合成了含有不同组合的常见二糖ManNAc-β-(1→4)-Glc的化合物库，存在于Spn-19F和19A的重复单元中，通过微阵列格式表明，上游端磷酸化的二糖被免疫兔子的参考血清中的抗体强烈识别，无论是针对Spn-19F还是19A。血清型10包括五种变体：10A、10B、10C、10F和最近识别的10D。其中，Spn-10A已被包含在最新一代的PCVs中（表1），是最常见的。Spn-10A、Spn-10B、Spn-10C和Spn-10F由一个重复单元组成，其骨架由半乳糖呋喃糖、半乳糖吡喃糖、N-乙酰半乳糖胺和核糖醇磷酸组成，主要在核糖醇磷酸的糖苷键位置和侧链替代上有所不同（图4）。新的血清型10D则与其它血清型相比具有明显不同的骨架。血清型Spn-10A、Spn-10B、Spn-10C和Spn-10F之间的交叉反应性复杂，结构原因尚不清楚，针对一种血清型产生的血清型特异性兔子抗血清能够识别其他血清型，尽管亲和力较低。Ravenscroft和Kuttel最近发表了一项分子建模研究，与相关的血清学研究一起支持将血清型10A包含在疫苗中，以最好地保护免受10型疾病的侵害。 肺炎球菌结合疫苗对中耳炎的影响 不幸的是，基于荚膜的疫苗在对抗侵袭性疾病方面的成功被其在粘膜部位（如肺炎和中耳炎）的弱效性所抵消。像许多其他成功的细菌病原体一样，肺炎球菌会经历相位变异，在此过程中，表面成分（如荚膜）会从高水平随机变化到低水平表达。特定相位变体在不同解剖部位的频率是宿主环境中解剖部位特异性选择压力的结果。粘膜表面的细菌已被证明比血液分离的对应物的包膜化程度要低，从而暴露出表面粘附素，使针对荚膜的抗体在促进粘膜水平的调理吞噬作用上处于不利地位。除了这种对利基的遗传适应外，新近认识到的荚膜脱落现象也降低了抗荚膜抗体的效力。当进入肺部时，肺炎球菌会遭遇抗菌肽，作为一种防御，细菌在数小时内脱落大部分荚膜，这可能使基于荚膜的疫苗在这些情况下的效力降低。在急性中耳炎（AOM）感染中也观察到一些血清型特异性。AOM是儿童呼吸道感染的重要疾病，也是医生就诊和抗生素处方的主要原因。血清型19A ST320似乎是肺炎球菌乳突炎的主要病因，这是一种AOM的化脓性并发症，即使用高剂量的β-内酰胺类抗生素治疗，这种血清型也会引起持续症状。在台湾，Spn-19A ST320克隆在低PCV7疫苗接种率下非常普遍。大约50%的5岁以下儿童的IPD病例是由Spn-19A ST320引起的。在2009年至2012年间对0-18岁AOM患者进行的一项回顾性研究中，通过取样中耳液，观察到436例中有108例（24.8%）是肺炎球菌AOM。血清型19A ST320（50例，58.8%）是与AOM最频繁相关的血清型。在西班牙进行的另一项研究中，在2010年引入PCV13之前和之后分析了肺炎球菌OM的流行病学。在2008年至2016年间，收集了2653名14岁以下OM儿童的中耳渗出物，其中235例（8.9%）分离出肺炎球菌。204个可用的分离株在三个3年期间进行了血清分型：一个在PCV13引入之前，两个在引入之后。研究表明，PCV13的引入确实改变了肺炎球菌OM的流行病学，疫苗血清型的比率下降，非疫苗血清型的多样性增加，以及每个地区不同单一克隆的克隆扩散。观察到的例外情况如血清型3的持续存在和血清型19F的微弱再现。在美国进行的一项更大规模的纵向观察研究中，涉及在私人儿科诊所就诊的健康儿童，对接受了完整基础系列PCV13疫苗接种的30个月以下儿童进行了随访，直到30-36个月大，通过收集中耳液（MEF）来识别AOM发作。评估了PCV7和PCV13共有的AOM MEF血清型（4、6B、9V、14、18C、19F和23F）以及PCV13特有的六个额外血清型（1、3、5、6A、7F和19A）。对照组来自2007年至2009年进行的另一项纵向研究，新生儿接种了PCV7，AOM发作时前瞻性收集MEF，并随访至30个月大。研究表明PCV13在减少与肺炎球菌相关的AOM方面是有效的，特别是由PCV7中额外的六个血清型引起的发作。在AOM期间获得的MEF样本中，PCV13中六个额外血清型的相对减少了86%，血清型19A的相对减少了91%。在接种PCV13的儿童的MEF样本中未鉴定出血清型6A分离株。尽管两个队列中这种血清型的发病率都很低，但未发现由荚膜血清型3引起的AOM儿童数量有所减少。在PCV13中的三个额外血清型，即1、5和7F，两个队列中均未检测到。值得注意的是，尽管它存在于PCV7和PCV13中，但血清型19F的疾病发病率相当可观，尽管比PCV7引入前低得多。基于对OM处方分析的额外论文巩固了这一发现，即尽管在引入PCV7和PCV13后观察到了减少，但所有年龄段儿童的AOM疾病负担仍然很高。总体而言，这些研究支持PCV疫苗接种对OM的部分影响，并强调了根据AOM病因和循环肺炎球菌血清型的效力变化性。 制作结合疫苗的新技术 尽管肺炎球菌结合疫苗(PCVs)广泛使用并随之减少了疾病，但研究仍在积极进行，正在探索创新技术以合成更高价的多糖基疫苗，这些疫苗具有更高的效力、覆盖面，并降低成本。事实上，开发包含额外血清型的PCVs仍然是公共卫生的优先事项，因为血清型替代和向非疫苗含有血清型的转变。将额外的血清型纳入现有的PCVs导致对个别血清型的免疫反应减少，很可能是由于载体抑制。一种24价PCV（VAX-24, Vaxcyte）基于无细胞蛋白合成（CFPS）平台正在健康成人中进行1/2期试验（NCT05266456）。这种结合方法提出了使用含有多个非天然氨基酸（nnAAs）的eCRM载体蛋白，这些氨基酸位于主要T细胞表位区域之外，通过点击化学实现肺炎球菌CPSs的位点特异性共价结合。这导致了一个更一致的结合过程，并增加了多糖：蛋白比例，使得包含更多血清型的同时最小化载体介导的免疫学干扰。在兔子研究中，VAX-24显示出与Prevnar13相当的IgG反应和OPA滴度，并且高于PPV23。已经生产并证明了血清型1、2、3、5和8的完全或半合成寡糖与PCV13在小鼠和兔子模型中相当或更优。合成寡糖可以设计成携带用于位点选择性蛋白结合的连接物，同时保持保护表位完整。化学合成的结合物可以独立使用或作为当前PCV13配方的补充。此外，还开发了蛋白质荚膜基疫苗（PCMVs），避免了在碳水化合物表位中引入不需要的修饰：PCMVs是通过混合CPS、载体蛋白和化学交联剂形成的聚集体，其中未修饰的CPS与蛋白质一起被捕获。PCMVs的免疫原性取决于颗粒大小，表明较大的颗粒可能更可被抗原呈递细胞优先摄取。外膜囊泡（OMV）也被提出用于展示Spn-14糖苷。OMV结合了免疫刺激的最佳大小与多种抗原展示和自我佐剂特性。细菌被设计在OMV上展示糖链，产生了所谓的glyOMV，简化了不包括任何结合步骤的制造过程。在小鼠中，Spn-14 glyOMV诱导的IgG和调理吞噬活性与PCV13诱导的相当。PCVs无法保护非疫苗血清型和未包膜细菌，其他限制包括由于复杂配方导致的高成本、某些血清型的低免疫反应和需要多次剂量，这使得它们不太可能在需求最高的发展中国家广泛使用。因此，一种提供广泛血清型覆盖、诱导粘膜和系统免疫并阻碍初级鼻内定植以及侵袭性疾病的肺炎球菌疫苗是非常理想的。跨肺炎球菌血清型保守的蛋白质抗原可能提供一种替代血清型限制疫苗策略的方法。关于对定植的影响，蛋白质可能发挥基础作用。大多数已研究的肺炎球菌分离株表现出基于其不透明或透明菌落的两种形态之间的相位变异。在定植的初始阶段，表达较薄荚膜和其他促进与宿主组织结合的特性的透明变体优于不透明变体。事实上，一旦到达上皮表面，厚荚膜的表达似乎对肺炎球菌不利，因为它对粘附有抑制作用。此外，尽管抗荚膜抗体未能保护已经建立的鼻咽炎定植，但对肺炎球菌粘附素的抗体可以部分阻断定植的启动并减少鼻咽部的肺炎球菌负担。同样，已经发现，尽管自然获得的对IPD的免疫被认为依赖于抗荚膜抗体，但Spn的鼻咽部定植也诱导了对可能具有保护作用的蛋白质抗原的抗体。不幸的是，尽管许多这些蛋白质的临床前评估显示了被动转移免疫血清在预防小鼠的败血症和致命性肺炎中的效力，通常针对多种肺炎球菌血清型，但肺炎球菌蛋白疫苗在人类中尚未显示出很大的效力。然而，蛋白质可以被认为是PCVs的附加值，以克服它们的一些限制。一种名为多重抗原呈递系统（MAPS）的新技术开发平台从Affinivax公司已经被用于开发一种结合了24种肺炎球菌CPS和两种保守肺炎球菌蛋白融合的疫苗，具有载体和抗原的双重作用。该平台利用生物素和根瘤菌素之间的高亲和力、非共价结合，并将肺炎球菌蛋白的潜力与CPSs所引起的保护结合起来。使用生物素-根瘤菌素系统，蛋白质表位保持完整，也增加了抗蛋白质T细胞反应。最近，1期试验的结果在2期试验中得到了确认，其中疫苗候选物显示出与Prevnar13共享的13种血清型的IgG和OPA免疫反应相似或更好。 这项技术还表明，CPS与载体蛋白之间的直接共价连接不是启动T依赖性反应所必需的，而是需要两个组分的共呈递。只要CPS与蛋白质之间的相互作用能在内质网环境中存活，由此产生的抗原应该能够招募T细胞帮助。与蛋白质载体非共价结合的CPS，无论是附着在细菌大小的乳胶珠上，都显示出与PCVs相似的行为。这方面的一个优势是使用肺炎球菌表面蛋白A（PspA）作为载体。为了克服在单一疫苗中包含许多CPS类型的困难和成本，也探索了全细胞疫苗作为替代品。由于安全原因和免疫接种后产生的复杂免疫反应，这类疫苗的开发并不那么直接。这些替代品要用于人类还需要一段时间。 分析挑战，因为许多结合物以多价形式组合 新疫苗中包含的多糖血清型数量不断增加，最近在Affinivax 和Vaxcyte 的1/2期测试中达到24种，这对疫苗制造商在疫苗配方以及产品释放的分析测试方面都构成了巨大挑战。对于单价工艺中间体（即，纯化的普通多糖，多糖-蛋白结合物-药物物质）和多价疫苗配方的测试，通常用Alum佐剂（药物产品），已经开发了一系列方法。在表2、3和4中，报告了用于纯化普通多糖、药物物质和药物产品的分析方法的示例列表。迄今为止使用的一些测试可能会被先进技术所取代，以增强分析控制并简化分析小组。例如，NMR也可用于纯化多糖中间体中的多糖和酒精含量测定。虽然现有的检测方法在单价工艺中间体（即，纯化的多糖，药物物质）的水平上似乎是可行的，即使需要新的试剂（抗体）进行免疫测试，但对于多价药物产品的产特性，抗原数量的增加显著增加了检测的复杂性，如干扰、交叉反应等。还需要多重方法来减少每个单独检测的时间和成本。 许可策略 通过比较每个血清型与之前许可的疫苗的免疫原性，评估了基于结合物的疫苗对不同年龄人群中IPD的有效性。例如，PCV20对IPD和肺炎的有效性是从与美国许可的肺炎球菌疫苗（PCV13和PPV23）的比较免疫原性推断出来的。通过OPA检测测量了PCV20和对照肺炎球菌疫苗所诱导的免疫反应。OPA检测用于测量对Spn的功能性抗体。在60岁及以上的成人中，PCV20诱导的所有13种匹配血清型的免疫反应在接种疫苗一个月后不逊于PVC13诱导的血清型。令人惊讶的是，在接种疫苗一个月后，PCV20诱导的7种额外血清型中的6种的免疫反应不逊于PPSV23诱导的相同血清型的免疫反应。血清型8的反应在统计上没有达到非劣性标准，差距很小。考虑到PCV20和PCV13在制造和配方方面的相似性，PCV13在预防疫苗型肺炎球菌IPD和CAP方面的有效性支持了PCV20可能的有效性，特别是对13种常见血清型。尽管如此，计划在65岁及以上的成人中进行一项研究，以确认PCV20预防由7种新血清型引起的肺炎的临床效益。 结论 尽管有100多种Spn血清型，但大多数致病株都被目前可用的PCVs所覆盖。然而，由于疫苗接种导致的血清型替代和主要血清型的区域差异，需要扩大现有疫苗以包含额外的血清型。研究仍然非常活跃，旨在降低制造成本，增加血清型覆盖范围，避免与增加价数相关的免疫干扰和载体表位抑制可能引起的问题。此外，针对Spn的疫苗的高成本是使用的一个重大障碍。结合疫苗领域的进展可以帮助简化疫苗制造和分析，尽管所需疫苗的组成复杂，通过在疫苗配方中增加保守的蛋白质抗原来增加保护，并克服与特定Spn结构和化学（例如，Spn-1和Spn-5）相关的一些限制。 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入 生物制品微信群！ 请注明：姓名+研究方向！ 版 权 声 明 本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

过去几年，国产创新疫苗企业讲故事的时候，最喜欢提的一个概念是：国产替代。 即，国内疫苗品种与海外疫苗品种，存在代际差距。在这一逻辑下，只要企业在特定的品种领域，跑得足够快，也将收获足够的想象空间。 这句话乍听起来没什么问题，但忽略了一个重要前提：新旧王的权力交接，往往来自对产品的解构与重塑。如果达不到这一点，红利期，可能也只是非常短暂的。 也正因此，虽然不少疫苗企业，多个潜力大单品的进展越来越多，但市值、估值却越来越低。 相比之下，海外疫苗企业Vaxcyte，走出了不一样的路径。 截至目前，其进入临床的疫苗管线，只有VAX-24、VAX-31两款肺炎疫苗。进度最快的VAX-21，还只处于临床2期阶段。 但这并不妨碍华尔街对Vaxcyte的看好。9月3日，随着VAX-31积极的临床数据公布，Vaxcyte股价大涨36.39%，市值已经超过120亿美金；自2022年至今，Vaxcyte股价逆势上涨超320%。 Vaxcyte做对了什么？细究起来，Vaxcyte的成功哲学并不复杂：不要追逐，而要跟着进化。 卷到31价 新冠疫苗之前，辉瑞的13价肺炎疫苗是全球“疫苗之王”，2018年全球销售额接近60亿美元，远超第二名9价HPV疫苗（31.5亿美元）。 没人愿意错过这么大的市场。而就在国内企业还在卷13价肺炎疫苗（PCV13）的时候，Vaxcyte卷向了价型的升级。VAX-24是覆盖24个病毒类型的疫苗，而VAX-31则卷到了31个类型。 固然，13价肺炎疫苗已经给肺炎的预防，带来了划时代的改变。但是，PCV13普及程度大幅提升的同时，也带来了新的烦恼：病毒类型的替换。 自引入PCV13以来，疫苗中包含的血清型引起的疾病发病率有所下降。然而，有一种现象称为血清型替换，即在广泛接种疫苗后，血清型覆盖之外的增量毒株，将会成为肺炎的罪魁祸首。 现在的美国市场，就遭遇了这个困境。根据2020年发布的数据，2017年儿童和成人IPD（肺炎球菌性肺炎）发病率的71%以上是由PCV13涵盖的13种菌株以外的菌株引起的。 很显然，我们需要更广谱的PCV来保持对历史致病菌株的保护，同时扩大覆盖范围以解决当前流行的和新出现的菌株。 这也是肺炎疫苗继续迭代的逻辑。默沙东的PCV15、辉瑞的PCV20，都是在此逻辑下面世的。尽管取得了这些进展，但这些第三代疫苗的覆盖率仅解决了流行疾病的一半。 对此，Vaxcyte希望做得更多。VAX-24和VAX-31分别将覆盖率提高到目前在美国成年人群中传播的疾病的约63%和95%。 而这，也支撑起市场对Vaxcyte的无限期待。 令人震撼 “VAX-31的表现令人震撼”。在发布1/2期数据后，有海外分析师这样评价。 确实，不管是免疫原性还是安全性，看起来VAX-31都值得期待。 免疫原性方面，不管是高剂量还是低剂量组，VAX-31的战斗力都不弱于辉瑞的20价肺炎疫苗，VAX-31在所有20种血清型上都达到非劣效性，部分血清型甚至更强。具体来看： 在高剂量下，所有20种血清型均符合OPA反应非劣效性标准，20种血清型中有18种的GMR大于1.0,7种血清型实现了统计学上更高的免疫反应。 在中等剂量下，所有20种血清型都符合OPA反应非劣效性标准，20种血清型中有13种的GMR大于1.0,5种血清型实现了统计学上更高的免疫反应。 在低剂量下，20种血清型中有18种符合OPA反应非劣效性标准，20种血清型中有8种的GMR大于1.0，三种血清型实现了统计学上更高的免疫反应。 平均来看，VAX-31高剂量组对共享血清型的免疫反应高25%，中剂量高10%。 而对于VAX-31特有的所有11种增量血清型，所有三种剂量都符合优效性标准。所以，在效果这一层面，VAX-31的表现绝对是超出预期的。 并且，在安全性和耐受性方面，VAX-31都相对良好。根据完整的六个月安全性数据，VAX-31在研究的所有剂量下都显示出与PCV20相似的安全性特征。 鉴于积极的数据，瑞穗分析师表示，VAX-31有可能取代辉瑞的Prevnar 20，甚至可能取代默沙东今年刚获批上市的21价肺炎球菌结合疫苗Capvaxive。Prevnar 20可以覆盖该年龄组52%的病毒类型，而Capvaxive的目标则是84%。 考虑到肺炎疫苗的市场预期超过百亿美元，因此市场对VAX-31充满期待。尽管创新药遭遇史上最强寒冬，但2022年至今，Vaxcyte股价涨幅超过320%，最新市值超过120亿美元，约854亿人民币。 虽然VAX-31距离成功，还有很长的路要走。Vaxcyte预计，将在2025年中前启动VAX-31所有剂量组的三期临床，并于2026年完成。 用壁垒制胜 市场的高预期也可以理解，VAX-31如果能够成功，可能会为Vaxcyte带来极高的竞争壁垒。毕竟，更好的肺炎疫苗，不是一个简单的堆价型的工作。 当前的肺炎疫苗技术路线，存在很大的局限性。 一方面，传统的偶联方法无法控制多糖在蛋白质载体上的偶联位置。 例如，所有版本的沛儿疫苗中使用的蛋白质载体都是CRM197，这是一种白喉毒素，通过单点突变使其无毒。CRM197蛋白含有39个赖氨酸，其中约20%与相关的T细胞表位相邻。 传统的偶联化学随机地将多糖附着在蛋白质载体上的众多赖氨酸上。当多糖与T细胞表位共存的赖氨酸残基共价结合到蛋白质载体上时，它会阻断T细胞表位对免疫系统的呈递，从而阻止T细胞反应的诱导。 这些关键表位的掩盖阻止了向T细胞依赖的免疫反应的转换，抵消了蛋白质载体的好处。 另一方面，存在显著的“载体抑制”效应。 当蛋白质载体和抗原的B细胞表位被呈递给免疫系统，会导致B细胞对各自的免疫原相互竞争，以获取未被阻断的T细胞表位。这种现象，会减少多糖抗原的免疫反应，导致载体抑制。 载体抑制的结果，是针对疾病特定多糖的目标免疫反应减少，随着蛋白质载体的累积量增加而加剧。 因此，随着价态的增加，免疫响应减弱是难以避免的现实。在一项对婴儿进行的严格控制的3期研究中，当PCV20与PCV13进行比较时，PCV20针对每种疫苗中所有13种共同菌株的多糖的IgG抗体，反应都较低。 并且，载体抑制的问题因用于制造当前肺炎球菌结合疫苗的传统偶联化学而加剧，包括PCV13、PCV15和PCV20，这需要比多糖抗原更多的CRM197蛋白载体来完成偶联反应，以及长时间的反应和可能损害多糖抗原上关键表位的苛刻条件。 这导致它们的单价结合物中蛋白质载体与多糖抗原的比例更高（平均约为1.1），以及与任何给定多糖抗原的量相比，最终配方中累积的蛋白质载体的量更多。 例如，在上市的PCV20配方中，相对于每种多糖的2.2微克（6B型为4.4微克），有51微克的蛋白质载体CRM197。疫苗中蛋白质载体的量远远超过多糖抗原，从而加剧了上述讨论的载体抑制效应。 也正因此，覆盖更多价型的道路，挑战重重。这也是为什么，分析师在看到VAX-31对PCV20针对的所有血清型，都展现出非劣性的时候，会感到震惊。震惊的同时，他们也会给出更高的预期。 毕竟，难才更有价值。 来源 | 氨基观察（药智网获取授权转载） 撰稿 | 黄恺 责任编辑 | 八角 声明：本文系药智网转载内容，图片、文字版权归原作者所有，转载目的在于传递更多信息，并不代表本平台观点。如涉及作品内容、版权和其它问题，请在本平台留言，我们将在第一时间删除。 商务合作 | 王存星 19922864877（同微信）  阅读原文，是受欢迎的文章哦