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1 重组病毒载体疫苗
由于分子生物学、病毒学的发展,对一些病毒有了全面深入的认识。使用病毒载体将外源基因导入机体,使感染细胞内源性表达目的基因,进行正确的翻译修饰后,刺激产生免疫反应。目前作为载体的病毒有腺病毒、痘病毒、VSV病毒等。研究人员对不同载体表达的麻疹病毒H蛋白、F蛋白或N蛋白的实验性疫苗进行了研究。
痘苗病毒载体容量大,感染效率高,外源基因表达水平高。使用含有H、H+F、H+N或H+F+N片断的重组痘病毒免疫小鼠,诱导产生保护性中和抗体 [3] 。但是被动输入麻疹病毒抗体时,针对麻疹病毒的体液免疫反应受到抑制 [4] 。使用表达麻疹病毒H、F蛋白的重组痘苗病毒免疫新生恒河猴,2个月后加强免疫,在5个月时鼻腔攻毒。首次免疫前给部分新生猴输入麻疹抗体,模拟体内存在抗体的婴儿。体内没有抗体的新生猴免疫后均能诱导产生中和抗体和特异性CTL反应,保护动物免受麻疹病毒感染和出疹。被动输入的抗体抑制免疫后产生体液免疫反应,降低CTL的反应强度。尽管存在免疫抑制现象,在存在抗体的动物中免疫后病毒攻击仍能降低病毒载量的高峰和皮疹发生 [5] 。因此使用重组载体如重组痘病毒免疫能预防婴儿发生麻疹相关的严重疾病。由于痘病毒具有神经毒性,因此使用完全复制型痘病毒对免疫抑制儿童比较危险,非复制型MVA提供了安全的保证。分别以复制全能株和复制缺陷株作载体免疫动物,MVA载体免疫的新生猴产生的抗体水平比全能株载体免疫的中和抗体水平低,病毒攻击后产生一过性病毒血症。但Stittelaar等人 [6] 研究显示,使用编码麻疹病毒F蛋白和H蛋白的重组MVA免疫动物,即使存在被动抗体仍可以诱导产生中和抗体和麻疹病毒特异的T细胞反应。末次免疫1年后攻毒,仍具有保护作用。
腺病毒只与人类的良性疾病有关,作为载体毒性相对较小,是目前使用较为广泛的一种病毒载体。使用表达麻疹病毒N蛋白的复制缺陷型腺病毒免疫动物,诱导产生特异性中和抗体和CTL反应,保护动物免受麻疹病毒的攻击。F蛋白的重组腺病毒在小鼠中不能产生保护作用,用H蛋白或F蛋白重组病毒免疫棉鼠能抑制病毒在肺部的繁殖。两种重组体在小鼠中均未产生中和活性,说明细胞免疫是其保护性机制 [7] 。VSV病毒作为载体,具有快速复制能力,能诱导机体产生针对外源基因的高水平抗体。表达麻疹病毒H蛋白的VSV重组病毒在存在抗体的情况下,也能诱导产生高滴度的中和抗体 [8] 。麻疹疫苗免疫后机体往往抑制血清阳转。在被动输入含人麻疹特异抗体的棉鼠中,疫苗诱导的阳转同样被抑制。在该动物模型中,DNA疫苗对阴性动物成功免疫,但在含有抗体的动物中同样受到抑制。相反,使用表达麻疹病毒H蛋白的重组VSV粘膜免疫棉鼠,即使在存在母体抗体的情况下,也能产生保护性抗体 [9] 。还有学者将麻疹病毒H基因插入副流感病毒PIV3基因组中构建嵌合病毒PIV3(H),鼻腔免疫仓鼠诱导产生高滴度的麻疹中和抗体(>1∶8,000),并能保护动物免受副流感病毒的攻击,为研制双价疫苗提供了有益的思路 [10] 。
2 DNA疫苗
DNA疫苗由编码目的抗原的基因和质粒表达载体两 部分构成,以核酸形式存在,这种核酸既是载体又能在真核细胞中表达抗原。含有外源基因的DNA可直接进入细胞,不受体内抗体的影响,且保存、运输方便,比较适合发展中国家使用。在过去的十多年里,DNA疫苗研究已经从实验室发展到初步的临床试验阶段,该领域已经成为疫苗研究比较活跃的领域之一。
使用表达麻疹病毒H、F或N蛋白的DNA质粒研究了麻疹病毒DNA疫苗的免疫效果,这些疫苗在小鼠、大鼠和家兔中均有免疫原性。Stittelaar等 [11] 使用编码麻疹病毒蛋白的核酸疫苗免疫短尾猕猴,免疫2次后检测到低滴度的血清抗体。免疫后1年使用野生病毒攻击只有部分动物发生病毒血症,但所有动物都表现出细胞免疫和体液免疫反应加速的情况,说明DNA疫苗初免是成功的。另有研究显示 [12] ,麻疹DNA疫苗免疫后进行攻毒试验,免疫组动物没有出现非典型麻疹症状,保护性与中和抗体的滴度相关。使用编码麻疹病毒F或H蛋白的DNA疫苗免疫小鼠诱导产生的中和抗体可以持续1年。使用重组质粒免疫恒河猴也取得了相似的效果,产生的中和抗体能保护动物免受野生型麻疹病毒的感染。使用编码麻疹病毒H蛋白、F蛋白的DNA疫苗免疫新生恒河猴,免疫前输入麻疹病毒抗体模拟婴儿体内的母体抗体 [13] ,在25只体内存在或不存在抗体的年幼恒河猴中,有23只可以检测到细胞免疫反应,16只产生保护性中和抗体。编码IL-2/IgG的质粒与该DNA疫苗共同免疫可以增加细胞免疫强度,诱导体内不存在抗体的动物产生较强的抗体反应。研究显示 [14] ,即使存在母体抗体,DNA疫苗免疫仍可诱导产生保护作用。使用编码麻疹病毒F/N蛋白的DNA疫苗免疫新生恒河猴,再使用减毒犬瘟热病毒进行免疫,可以观察到产生抗体和细胞免疫反应。因此使用DNA疫苗免疫新生儿可以不受母体抗体的影响,也不会抑制随后减毒活疫苗的使用效果。
目前的研究结果表明DNA疫苗具有良好的前景,其免疫效果不受体内抗体的影响,考虑到DNA疫苗免疫原性较弱,可以与其他类型的疫苗联合应用。
3 其它疫苗
其他进行研究的新型疫苗有佐剂疫苗、多肽疫苗、植物疫苗、气雾型疫苗等。粘膜免疫具有易于重复接种,避免注射部位疼痛的特点。使用含有F和H蛋白的免疫刺激复合物(ISCOM)免疫动物能诱导产生细胞免疫和体液免疫,被动获得的麻疹病毒抗体不会抑制ISCOMS/麻疹病毒H/F免疫后的血清转换,使用麻疹病毒野毒株攻击有明显的保护作用 [1] 。使用Quil A与麻疹病毒F蛋白制备ISCOMS亚单位疫苗,免疫小鼠后可在体外检测到具有CTL活性的F蛋白特异的CD8 + T细胞 [15] 。
随着对麻疹病毒蛋白序列的深入研究,发现麻疹病毒血凝素蛋白H236-255为B细胞表位。大部分以B细胞表位为基础的多肽可诱导产生抗体,能诱导产生中和抗体的最短B细胞表位需要包括H243-250,但只有部分T细胞表位多肽诱导产生中和抗体。包含T细胞表位F421-435的多肽免疫小鼠后,能保护动物免受麻疹病毒的攻击。研究证明即使存在麻疹特异性抗体,该类多肽疫苗仍具有完全的免疫原性 [16] 。麻疹病毒血凝素H蛋白的H379-410序列构成表面暴露的环状结构,其中含3个半胱氨酸(Cys-381、Cys-386和Cys-394),这3个氨基酸在所有的麻疹病毒分离株中都很保守。研究 [17] 发现,使用长度不同的T细胞表位或B细胞表位多肽免疫诱导产生中和抗体。只有在包括3个半胱氨酸的B细胞表位[B(CCC)]较长,且存在2个同源T细胞表位时,才能产生中和抗体。这些抗体能中和不同地区的病毒株。而且以B(CCC)为基础的多肽即使在存在麻疹特异抗体的情况下,仍具有完全的免疫原性。研究结果显示此类多肽亚单位疫苗无论在有无母体抗体的情况下均能有效保护婴儿免受病毒感染,以此为基础的多肽疫苗可以在存在母体抗体的婴儿中使用。
在植物中表达可食用的麻疹疫苗是一种新的尝试。研究表明 [18] 在烟草中表达麻疹病毒H蛋白,口服免疫小鼠可诱导产生中和抗体,但滴度较低。Webster等 [19] 将麻疹病毒的植物疫苗与DNA疫苗联合应用,在小鼠中取得了显著的免疫效果。口服疫苗能够避免注射接种时引起的副反应,降低对接种人员的技术要求,适合发展中国家使用。与其他类型的疫苗联合应用是植物疫苗发展方向之一。
目前使用的麻疹疫苗基本采用注射方式进行免疫,除了对接种人员的技术要求外,如果废弃针头处置不当还存在传播血液传染病的危险。WHO与多方合作研制气雾型麻疹疫苗,通过呼吸道进行免疫,操作简单易行,适合对大量人群进行快速接种。在墨西哥学龄儿童中的研究表明,气雾型疫苗的免疫效果优于注射免疫,免疫剂量相当于注射剂量的1/5甚至更少 [20] 。根据WHO麻疹气雾型疫苗产品开发组(PGD)规划,气雾型麻疹疫苗有望于2007年获得批准,2009年开始临床使用。
减毒活疫苗的应用对控制麻疹病毒传播感染起了决定作用,由于麻疹病毒不会导致持续感染,到目前为止还未发现动物宿主,因此理论上麻疹病毒是可以消灭的。根据WHO制订的阶段性目标:2000年前在美国消除麻疹,2007年前在欧洲消除麻疹,到2010年在东地中海地区消除麻疹,随着提高计划免疫接种率和对新型疫苗的研制开发,最后达到在全球范围消除麻疹的目的。
参考文献
1 Bell AF,Burns JB,Fujinami RS.Measles virus infection of human T cells modulates cytokine generation and IL-2receptor alpha chain exˉpression.Virology,1997,232:241-247.
2 Hopkins DR,Hinman AR,Koplan JP,et al.The case for global measles eradication.The Lancet,1982,1:1396-1368.
3 Etchart N,Wild F,Kaiserlian D.Mucosal and systemic immune responsˉes to measles virus haemagglutinin in mice immunized with a recombiˉnant vaccinia virus.J Gen Virol,1996,77:2471-2478.
4 Galletti R,Beauverger P,Wild TF.Passively administered antibody supˉpresses the induction of measles virus antibodies by vaccinia-measles recombinant virus.Vaccine,1995,13:197-201.
5 Zhu Y,Rota P,Wyatt L,et al.Evaluation of recombinant vaccinia virus-measles vaccines in infant rhesus macaques with preexisting measles antibody.Virology,2000,276(1):202-213.
6 Stittelaar KJ,Wyatt LS,de Swart RL,et al.Protective immunity in macaques vaccinated with a modified vaccinia virus Ankara-based measles virus vaccine in the presence of passively acquired antibodies.J Virol,2000,74:4236-4243.
7 Fooks AR,Jeevarajah D,Lee J,et al.Oral or parenteral administration of replication-deficient adenovirus expressing the measles virus haemagˉglutinin and fusion proteins:protective immune response in rodents.J Gen Virol,1998,79:1027-1031.
8 Schlereth B,Rose JK,Buonocore L,et al.Successful vaccine-induced seroconversion by single-dose immunization in the presence of measles virus-specific maternal antibodies.J Vriol,2000,74:4652-4674.
9 Niewiesk S.Studying experimental measles virus vaccines in the presˉence of maternal antibodies in the cotton rat model(Sigmodon hispidus).Vaccine,2001,21:19(17-19):2250-2253.
10 Durbin AP,Skiadopoulos MH,McAuliffe JM,et al.Human parainfluenˉza virus type3(PIV3)expressing the hemagglutinin protein of measles virus provides a potential method for immunization against measles virus and PIV3in early infancy.J Virol,2000,74(15):6821-6831.
11 Stittelaar KJ,de Swart RL,Vos HW,et al.Priming of measles virus-specific humoral and cellular-immune responses in macaques by DNA vaccination.Vaccine,2002,20(16):2022-2026.
12 Polack FP,Lee SH,Permar S,et al.Successful DNA immunization aˉgainst measles:neutralizing antibody against either the hemagglutinin or fusion glycoprotein protects rhesus macaques without evidence of atypiˉcal measles.Nat Med,2000,6(7):776-781.
13 Premenko-Lanier M,Rota PA,Rhodes G,et al.DNA vaccination of infants in the presence of maternal antibody:a measles model in the primate.Virology,2003,307(1):67-75.
14 Premenko-Lanier M,Rota PA,Rhodes G,et al.Prior DNA vaccinaˉtion does not interfere with the live-attenuated measles vaccine.Vacˉcine,2004,22(5-6):762-765.
15 Stittelaar KJ,Boes J,Kersten GF,et al.In vivo antibody response and in vitro CTL activation induced by selected measles vaccine candiˉdates,prepared with purified Quil A Components.Vaccine,2000,18(23):2482-2493.
16 E1Kasmi KC,Theisen D,Brons NH,et al.A hemagglutinin-derived peptide-vaccine ignored by virus-neutralizing passive antibodies,protects against murine measles encephalitis.Vaccine,1999,17(19):2436-2445.
17 E1Kasmi KC,Fillon S,Theisen DM,et al.Neutralization of measles virus wild-type isolates after immunization with a synthetic peptide vaccine which is not recognized by neutralizing passive antibodies.J Gen Virol,2000,81:729-735.
18 Huang Z,Dry I,Webster DE,et al.Plant derived measles virus hemagˉglutinin protein induces neutralizing antibody in mice.Vaccine,2001,19:2163-2171.
19 Webster DE,CooneyML,Huang Z,et al.Successful boosting of a DNA measles immunization with an oral plant-derived measles virus vacˉcine.J Virol,2002,76:7910-7912.
20 Bennett JV,Fernandez de Castro J,Valdespino-Gomez JL,et al.Aerosolized measles and measles-rubella vaccines induce better measles antibody booster responses than injected vaccines:randomized trials in Mexican schoolchildren.Bull World Health Organ,2002,80(10):806-812.
作者单位:100050北京中国药品生物制品检定所