Rotavirus vaccine bovine reassortant(Serum Institute of India Pvt Ltd.)

中文摘要轮状病毒是引起儿童急性腹泻的主要病原体，目前尚无特效治疗药物，疫苗接种是最有效的预防措施。近年来，随着轮状病毒疫苗在全球的广泛使用，急性腹泻的发病率和死亡率逐年下降。目前已有6款轮状病毒疫苗获批上市，此外多种候选疫苗正处于研发阶段。此文对国内外轮状病毒疫苗研究进展进行综述，为进一步的研究提供参考。正文轮状病毒（rotavirus，RV）是引起世界范围内儿童非细菌性急性腹泻的主要病原体。RV腹泻的主要临床症状为大便性状改变、次数增多，可伴有恶心、呕吐、发热等，主要发生于学龄前儿童，其中重症和死亡病例多见于1岁以内的婴幼儿。RV导致的急性腹泻目前尚无临床特效药，RV疫苗接种是当前最有效的预防措施。本文将从已上市的RV疫苗、候选疫苗、影响疫苗效力因素等方面进行综述。1RV流行病学RV为双链RNA病毒，直径约70 nm，具有感染性的病毒颗粒，有三层衣壳结构，外衣壳蛋白为VP4、VP7，中间层为VP6，最内层为VP1、VP2、VP3。目前根据血清学分类方法鉴定的RV可分为A—J 10个群，其中引起婴幼儿腹泻的主要为A群。根据VP4、VP7的抗原性，A群RV又分为G血清型和P血清型，其中最常见的人类G血清型为G1—G4和G9，最常见的P血清型为P[4]、P[6]和P[8]。据统计，全球每年5岁以下儿童感染RV的病例多达2亿，其中需要门诊治疗的病例约2 500万，需要住院治疗的病例约200万。2016年全球疾病负担研究结果发现，全球5岁以下儿童因感染RV死亡的病例数为12.85万，其中撒哈拉以南非洲地区死亡病例数为104 733，RV感染是印度5岁以下儿童严重腹泻入院的重要原因。2000年RV腹泻造成全球50万例以上儿童死亡和200万例以上儿童住院。中国RV的流行特点为发病率低，死亡率低，但死亡病例数较多。虽然中国5岁以下儿童因感染RV导致的腹泻死亡率从65/10万（1990年）下降至2.9/10万（2017年），属于全球腹泻死亡率较低的国家，死亡率低于全球中位数，但我国人口基数大，RV导致的实际死亡例数并不少。我国2008年5岁以下儿童RV腹泻死亡病例数估算为4 716。在亚洲各国中，中国5岁以下儿童RV腹泻死亡率排在前列。中国RV腹泻所造成的经济负担居于亚洲国家首位。2RV疫苗的使用情况2.1已上市的RV疫苗1998年，第1款RV疫苗RotaShield在美国获准上市，1999年调查结果显示，该疫苗可以导致肠套叠不良事件，因此退市。目前已上市的6款RV疫苗均为口服减毒活疫苗，其中RotaTeq、Rotarix、Rotavac和Rotasiil 已通过 WHO预认证，Rotavin-M1和羊轮状病毒疫苗（LLR）分别仅在越南和中国使用。美国默沙东公司生产的RotaTeq于2006年在美国获批上市，已被美国、比利时等多个国家纳入国家免疫规划（national immunization program，NIP）。该疫苗为五价口服减毒活疫苗，含人-牛毒株重组的G1、G2、G3、G4和P1A 5个型别，免疫程序为口服3剂。英国葛兰素史克公司生产的Rotarix于2005年在墨西哥获批上市，2006年获欧盟批准，随后在美国、欧盟等123个国家和地区上市，为单价口服减毒活疫苗，含G1P型RIX4414株，免疫程序为口服2剂。印度巴拉特公司生产的Rotavac于2014年在印度获批上市，含G9P型116E株，免疫程序为口服3剂。印度血清研究所生产的Rotasiil为人-牛重配五价减毒活疫苗。该疫苗是目前唯一的热稳定RV疫苗，可在37°C保存长达18个月，免疫程序为口服3剂。越南POLYVAC公司生产的Rotavin-M1于2014年在越南获批上市，目前仅在越南使用。该疫苗源自2003年急性胃肠炎儿童患者粪便中分离到的减毒G1P毒株，含G1P8型人RV株。兰州生物制品研究所研制的LLR疫苗株分离自中国青海省感染RV绵羊，并在小牛肾细胞中传代37次后研制成功，于2001年在中国上市，目前仅在中国批准使用。该疫苗有效成分为羊RV株。2.2RV疫苗免疫策略及引入效果分析WHO建议从6周龄开始尽早接种第1剂RV疫苗，采用3剂或者2剂免疫程序。截至2022年底，RV疫苗已在121个国家推行。目前中国尚未将RV疫苗纳入NIP，属于个人自愿自费接种。2006年美国将RV疫苗纳入NIP后，美国RV腹泻疾病负担大幅下降。2011—2015年，随着RV疫苗的应用，每年平均减少约11.8万例住院、8.6万人次的急诊就诊和46万次门诊就诊。2009年，芬兰将RV疫苗纳入NIP，芬兰5岁以下儿童因RV腹泻住院率下降了96%。此外，在引入RV疫苗后的10年间，所有年龄组的RV胃肠炎发病率维持在较低水平。2015年，塔吉克斯坦成为中亚第2个将RV疫苗纳入NIP的国家。在引入疫苗之前，据估算因RV导致塔吉克斯坦儿童腹泻住院例数占总腹泻住院例数的40%以上。引入疫苗后，RV阳性率从42%下降至25%。阿根廷于2015年1月将RV疫苗纳入NIP，之后3年内，2岁以下儿童的急性腹泻报告病例减少了22.1%，其中<2岁和<1岁儿童中感染病例分别减少了 54.0%和59.4%。除疾病负担减轻外，RV疫苗的引入也给国家带来经济负担的降低。爱尔兰自引入RV疫苗后，每年可以节省约92万欧元。韩国引入RV疫苗后，每年因RV胃肠炎引起的国家经济负担降低了28.6%。泰国的1项研究采用马尔可夫模型比较2020年出生队列中接种与从未接种RV疫苗者5年的情况，结果显示RV疫苗接种将分别减少48%和71%的RV腹泻发病率和疾病治疗费用。2.3RV新型疫苗2.3.1  亚单位疫苗  健康人群接种非复制型疫苗，抗体应答良好，能产生保护性免疫。非复制型RV疫苗，尤其是亚单位疫苗安全性高，是目前RV疫苗研究的热点。有研究对三价P2-VP8亚单位RV疫苗进行了随机双盲临床试验，发现该疫苗具有良好的耐受性。另1种RV亚单位疫苗即RV病毒样颗粒（virus-like particle，VLP）疫苗在构象上类似于亲代病毒，具有高度免疫原性，且不存在突变等风险。RV VLP疫苗不仅能够刺激细胞免疫和体液免疫，而且能提供更好的血清型覆盖。在另1项研究中，胃肠外接种时，RV-VLP疫苗具有更好的免疫原性。Liu等开发了1种SR69A-VP8/S60-VP8纳米颗粒RV疫苗，该疫苗与铝佐剂一起进行胃肠外接种。研究表明，铝佐剂与SR69A-VP8/S60-VP8纳米颗粒同时接种有助于进一步提高疫苗的免疫应答和保护作用。2.3.2  灭活疫苗  RV灭活疫苗（inactivated rotavirus vaccine，IRV）能够与减毒活疫苗互为补充，是预防RV感染的另一有效策略。美国疾病预防控制中心最初开发的非复制型RV疫苗是完全灭活的RV疫苗株，该疫苗在全球范围内已广泛应用。IRV亦被研制成微针贴片通过皮肤免疫接种。由中国医学科学院医学生物学研究所自主研发的IRV（Vero细胞）和北京智飞绿竹生物制药有限公司研发的IRV临床研究正在进行中。此外，另1种灭活的RV疫苗株（ZTR-68）也正在中国研发。2.3.3  DNA疫苗  灭活疫苗和亚单位疫苗均不能提供内源性合成的蛋白质，因而不能激活在抑制RV感染中起重要作用的CTL免疫应答。而DNA疫苗作为继减毒疫苗、基因工程亚单位疫苗之后的第3代疫苗，能够有效地诱导全面免疫应答，尤其是特异性CTL免疫应答，使其成为今后疫苗研制的首选。有研究采用RV感染的小鼠模型，用VP6 DNA疫苗通过肌内、鼻腔和口服途径对BALB/c小鼠进行接种。结果表明通过鼻和口途径接种的VP6 DNA疫苗可诱导肠淋巴细胞产生抗VP6 IgA抗体，RV抗原脱落的水平显著降低，且肌内注射DNA疫苗刺激了血清抗VP6 IgG的产生。2.3.4  转基因植物疫苗  转基因植物中抗原的表达已被越来越多地用于疫苗研发。植物的组织（如叶、花、果实等）、细胞、原生质体均能在离体条件下诱导生成完整的植株；植物细胞培养、植株种植条件简单，故其成本较其他疫苗低很多。可以利用植物可食性组织生产疫苗，采用直接口服或加工后口服疫苗，免除了以往亚单位疫苗必须注射接种带来的经济负担和肌肉疼痛。疫苗可以直接储存在植物种子和果实中，无需使用冷链系统储藏、运输，易于长距离运输和普及推广。研究发现RV的VP7在插入马铃薯基因组后仍能诱导产生中和抗体。3RV疫苗效力和影响因素RV疫苗保护作用因各国收入水平不同而呈现明显的梯度变化。相较于高收入国家，在低收入和高疾病负担的国家RV疫苗效力低，引起这种现象的因素包括肠道菌群、免疫缺陷、接种时机、口服脊髓灰质炎疫苗接种、营养不良、组织血型抗原（histo-bloodgroup antigen，HBGA）等。肠道中过多的细菌和病毒共存可对RV疫苗效力产生影响。1项研究比较了巴基斯坦10例6周龄的RV疫苗（Rotarix）应答者、10例6周龄的RV疫苗无应答者和10例健康的荷兰婴儿RV疫苗接种前的肠道菌群组成，结果发现，与巴基斯坦的无应答者相比，应答者婴儿中革兰阴性菌和革兰阳性菌含量比值增加，荷兰婴儿中变形菌门的含量显著增高。日本的1项研究在免疫缺陷的婴儿粪便中检出RV的一种疫苗衍生株。此外，意大利1例严重的免疫缺陷综合征患者由于疫苗衍生株而持续感染RV。因此，建立婴幼儿免疫缺陷的筛查系统对于疫苗安全接种非常重要。按时接种疫苗可以极大提高疫苗效力，而且根据美国免疫实践咨询委员会定义的接种疫苗时机，可提高疫苗覆盖率。有研究表明，相比首剂接种时间在0~6月龄，首剂接种在7~12月龄是影响接种效果的危险因素；相比接种1次，接种3次是影响接种效果的保护因素。口服脊髓灰质炎疫苗和RV疫苗均为口服减毒活疫苗，同1天接种时两者在肠道内的复制可能会相互干扰。在1项对婴儿的临床试验中，单独使用牛RV减毒活疫苗（RIT 4237）可使血清转化率达到73%，同时接种脊髓灰质炎和RIT 4237疫苗会导致对RV的抗体应答显著降低，减弱了疫苗的效力。Burnett等将2007—2019年发表的来自11个国家的7项观察性研究与临床试验，按营养不良状况进行分层，结果发现RV疫苗对营养不良儿童提供的保护可能不如营养良好的儿童。但是另1项研究对巴西、墨西哥和委内瑞拉的RV活疫苗（RIX4414）效力研究的数据进行二次分析，疫苗对营养良好和营养不良婴儿的严重RV胃肠炎效力相似，分别为74.1%（95%置信区间52.2%~86.2%）和73.0%（95%置信区间11.2%~92.3%）。因此，RV疫苗效力是否受营养状况的影响还需进一步研究。遗传性HBGA是由ABO基因、分泌型基因、Leωis基因共同调控表达于黏膜表面、唾液、乳汁以及血液中的一种糖类。HBGA是RV受体，可以影响RV的复制。有研究发现，基于唾液的结合测定表明无论ABO血型如何，Rotarix和RotaTeq VP8*均可与唾液样本结合；在寡糖结合测定中，VP8*与各型HBGA（包括Leωis b和H1）均没有特异性结合。另1项研究表明HBGA表型可能通过改变机体对RV感染的易感性从而影响RV疫苗的接种效力。4RV疫苗与肠套叠肠套叠是与RV疫苗相关的一种并发症，主要发生在疫苗接种后的1周内。RotaShield于1998年在美国上市，在该疫苗上市后的9个月内，美国曾报告了多例肠套叠事件，且研究表明RotaShield的使用与儿童肠套叠发病增加相关，最终在上市1年内退市。目前临床使用的RV疫苗经大量的临床试验表明与肠套叠并无直接关联，但是肠套叠作为重要的安全指标仍然需要进行评估和监测。5总结RV腹泻发病率高、疾病负担重，是严重的公共卫生问题。RV疫苗接种是预防RV感染最有效的措施，疫苗接种降低了急性腹泻发病率和死亡率，并且有效降低了病毒的传播。RV疫苗效力受多种因素的影响，如肠道菌群、HBGA等，但是对于营养不良是否影响RV疫苗效力还需进一步研究。随着科研人员不断的努力，多种新型RV疫苗不断推出，期待未来会有更加安全、高效、廉价的RV疫苗用于急性腹泻的预防。作者随海田  郭昱  赵若颖  苏锦锋  舒祥中国生物技术股份有限公司，北京  100024通信作者：舒祥，Email：shuxiang1@sinopharm.com引用本文：随海田, 郭昱, 赵若颖, 等. 全球轮状病毒疫苗研究进展 [J]. 国际生物制品学杂志, 2023, 46(6): 368-373.  DOI: 10.3760/cma.j.cn311962-20230504-00038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。