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【综述】结核病新疫苗临床研究进展

 洞天禅悟 2019-11-11

文章来源: 中华结核和呼吸杂志,2019,42(10): 783-790

DOI:10.3760/cma.j.issm.1001-0939.2019.10.015

作者:卢锦标 赵爱华 王国治 徐苗

单位:中国食品药品检定研究院生物制品检定所

摘要

疫苗的免疫预防是最具成本-效益的卫生干预措施之一。卡介苗接种对婴幼儿有一定保护效果,但对青少年和成人效果堪忧。要实现世界卫生组织制定的'2015年后全球结核病战略'目标,迫切需要研发有效的结核病新疫苗。本文综述了近年来进入临床研究阶段的结核病新疫苗,以飨读者。

目前,唯一可用的结核病疫苗是卡介苗(Bacille Calmette-Guérin,BCG),自1921年首次应用于人类以来,其免疫接种历史已近百年[1]。因BCG免疫保护效果的不确定性,结核病疫情目前依然严峻。世界卫生组织(WHO)报告,2017年全球范围内有1 010万例结核病新发病例,其中160万例死亡[2]。针对BCG的不足,各国研究者一直试图研发结核病新疫苗以改变BCG目前独木难支的局面。自2004年第1篇报告结核病新疫苗MVA85A临床试验的文献发表以来[3],十几年来国内外已有十多项结核病新疫苗先后进入临床研究,可以预见,未来会有更多结核病新疫苗进入临床试验阶段。现将有关结核病新疫苗的研究进展综述如下。

一、结核病新疫苗的类型和免疫策略

自2011年开始,WHO每年在全球结核病报告中集中介绍进入临床期的结核病新疫苗,并根据其组成成分或免疫策略进行分类,分为MTB减毒活疫苗、重组BCG、病毒载体疫苗、重组蛋白或佐剂疫苗及分枝杆菌灭活疫苗等类型。根据疫苗的适用人群不同,又可将其分成4类:(1)初次免疫用疫苗:通过增加BCG丢失的部分保护性抗原以弥补其免疫原性的不足,以期替代BCG用于分枝杆菌未感染人群的预防,包括未接种BCG的新生儿和成人;(2)加强免疫用疫苗:针对现用BCG保护期短的问题,用于BCG接种后维持皮试阳性但未感染分枝杆菌人群的加强免疫;(3)MTB潜伏感染者(latent tuberculosis infection,LTBI)预防发病用疫苗:针对BCG对MTB已感染人群无效的缺陷,用于LTBI的免疫预防;(4)治疗型疫苗:一般与化学药物联用,用于活动性结核病的辅助治疗,目标人群为结核病患者。

一般情况下,结核病新疫苗的组分与其免疫策略密切相关,如重组BCG和MTB减毒活疫苗通常设计为初次免疫用疫苗,病毒载体疫苗常作为加强免疫用疫苗,重组蛋白或佐剂类疫苗作为加强免疫用疫苗或LTBI预防用疫苗,分枝杆菌灭活疫苗作为治疗型疫苗。但这种对应关系并非一成不变,结核病新疫苗的免疫策略常根据研究目的不同而转换。

二、临床期结核病疫苗

(一)病毒载体类疫苗
1.MVA85A疫苗:
牛津大学研发的MVA85A疫苗是最早进入临床研究的结核病新疫苗,最初设计为BCG初次免疫后的加强免疫。早期多项临床试验结果均显示MVA85A疫苗对不同免疫背景人群,如MTB感染或未感染者、人免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染者以及MTB合并HIV感染者,均具有良好的耐受性和免疫原性。尤其对非HIV感染者,MVA85A可诱发强力的细胞免疫应答,产生Ag85A特异性干扰素-γ(interferon-γ,IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor alpha,TNF-α)、IL-2和IL-17多功能CD4+T细胞[3,4,5,6,7,8],这些免疫原性指标被认为与结核病的免疫预防机制相关。但2013年发表的一项Ⅱb期临床试验中,MVA85A疫苗的免疫效果不尽如人意。对已接种过BCG的2 797例婴幼儿随机接种MVA85A疫苗或安慰剂,MVA85A疫苗组MTB的感染率(13%)高于安慰剂组(12%),提示MVA85A疫苗的加强免疫无效[9]。考虑到BCG的保护周期可能达到20年甚至更久[10],而该研究对婴幼儿初次接种BCG后4~6个月加强免疫MVA85A疫苗,其加强免疫效果很可能被BCG掩盖,这可能是该研究失败的重要原因之一,提示加强免疫型结核病新疫苗应考虑与初次免疫疫苗的接种间隔时间。2015年Kashangura等[11]对该研究提出批评意见,认为MVA85A的临床前动物实验结果未显示出MVA85A可增强BCG的保护力,不足以支持其进入临床并用于婴幼儿;同时MVA85A疫苗动物评价的部分不利结果被推迟2年发布,此时该研究的Ⅱb期试验已开展了1年。Kashangura等的批评引发了双方和其他研究者的广泛讨论[12,13,14],提醒研究者应慎重解读临床前的动物保护结果,并注意临床试验的合规性。而在2011—2013年完成的另一项评价MVA85A对感染HIV-1的健康成人保护力的临床Ⅱ期试验中[15],尽管MVA85A疫苗具有良好的免疫原性,但也不能有效预防MTB感染。

目前,MVA85A疫苗不再局限于作为BCG初次免疫的加强免疫,其他免疫策略的临床试验也在积极开展中。如一项对HIV暴露的新生儿初次接种MVA85A,再加强免疫BCG的临床Ⅱ期试验[16]于2015年在南非完成,MVA85A疫苗与ChAdOx185A疫苗形成的初次免疫-加强免疫策略在2016年完成临床Ⅰ期试验[2],现已进入临床Ⅱ期阶段。由于早先MVA85A改变免疫途径的临床Ⅰ期概念验证试验结果证实气雾剂给药方式可诱导抗原特异性的黏膜免疫反应,并具有与皮内免疫途径相当的安全性和更优的免疫原性[17],因此,对ChAdOx1 85A初次免疫-MVA85A加强免疫的皮内、肌内或气雾剂给药途径有必要开展进一步的临床研究[2]。此外,MVA85A改良后的MVA85A-IMX313疫苗,通过引入具有佐剂功能的蛋白质载体IMX313,希望提高MVA85A的免疫原性。不过已完成的临床Ⅰ期结果显示,尽管MVA85A-IMX313疫苗具有良好的耐受性,但其诱导的分枝杆菌特异性细胞应答与MVA85A疫苗比较并没有明显差异[18]
2.TB/FLU-04L疫苗:
由俄联邦生物安全问题研究所和流感研究所共同研发的TB/FLU-04疫苗,采用类似于流感疫苗的鼻喷方式,实现了无创接种。TB/FLU-04L疫苗的目标人群是接种过BCG的婴儿、青少年和成人,在已完成的随机、双盲、安慰剂对照的临床Ⅰ期试验中,TB/FLU-04L疫苗两剂给药安全,耐受性良好,经鼻接种后进入呼吸道上皮细胞,可激发抗原特异性的CD4+和CD8+T细胞应答,但不诱导病毒载体的体液免疫应答[19,20]
3.Ad35(AERAS-402)疫苗:
由AERAS基金会资助的Ad35疫苗先后针对BCG接种的成人[21,22,23]、婴儿[24,25]以及HIV感染成人[26]开展了数个临床试验,研究结果表明,Ad35疫苗对不同人群均具有良好的耐受性,但免疫原性在不同人群间存在差异。Ad35疫苗对BCG接种的成人加强免疫,可诱导强烈的抗原特异性多功能CD4+和CD8+T细胞应答[21,22,23],但对BCG接种的婴儿,即使增加加强免疫针次,诱导的细胞免疫应答也不如成人明显,这可能与婴儿的免疫系统未发育完全有关[24,25];而对HIV感染成人诱导的T细胞应答不能持久存在[26]。Ad35疫苗与MVA85A疫苗联合进行的BCG初次免疫后加强免疫临床Ⅰ期试验结果显示,Ad35+MV85A疫苗的异源加强免疫方式显著增加了Ag85A特异性T细胞的应答,并提高了抗原特异性T细胞应答持留时间以及多功能CD8+ T细胞的频数[27]。这意味BCG初次免疫后,采用不同疫苗的异源加强免疫模式可能效果更好,有望解决婴儿同源加强免疫时免疫应答低下的问题。

与上述MTB未感染人群不同,MTB已感染人群接种Ad35疫苗存在较高的安全风险。一项随机、双盲、安慰剂对照的临床Ⅱ期试验中,活动性肺结核成人患者接种疫苗后,严重不良反应事件明显增高(7/31),而安慰剂组无一例出现(0/5)[28]。由于样本数较少,这两组未体现出统计学差异,但提示对MTB已感染人群应密切注意疫苗接种后的安全问题[29]
4.Ad5Ag85A疫苗:
Ad5Ag85A疫苗由加拿大McMaster大学研发,用于BCG接种后的加强免疫。早先在加拿大完成的临床Ⅰ期试验结果显示,Ad5Ag85A疫苗对BCG已接种或未接种的受试者均具有良好的耐受性和免疫原性,受试者体内已有的Ad5抗体不影响疫苗的免疫反应,且已接种BCG的受试者可诱导出更强的多功能CD4+和CD8+T细胞免疫应答[30]。目前,该疫苗经气雾剂给药的方式用于BCG接种人群的临床Ⅰ期试验正在开展中。
(二)重组蛋白或佐剂疫苗
重组蛋白本身的免疫原性通常不足以引起足够的免疫应答,在新型重组蛋白疫苗研发过程中,安全有效的优质佐剂是各研发单位的制胜点。目前已上市人用疫苗中,广泛使用的主要是铝佐剂。近年国外疫苗巨头陆续开发出AS(Adjuvant System)佐剂和MF59佐剂等新佐剂,推动了人乳头瘤病毒疫苗和带状疱疹疫苗等创新疫苗的上市。结核病新疫苗的成功研发,同样需要优质佐剂的助力。
1.M72/AS01疫苗:
葛兰素史克公司研发了强大的AS佐剂系统,成员有AS01、AS02、AS03、AS04和AS15[31],其中AS01和AS02佐剂用于结核病新疫苗M72/AS01和M72/AS02的开发[32]。目前临床研究进展最快的是M72/AS01E疫苗,已在比利时[33,34]、瑞士[35]、菲律宾[36]、印度[37,38]、南非[39,40,41]和冈比亚[42]和我国台湾[43]等完成一系列的Ⅱ期临床试验。这些研究招募的人群有HIV感染成人、MTB感染或未感染的成人和青少年及BCG接种的婴幼儿等,总体结果显示M72/AS01E疫苗对不同人群均具有可接受的安全性,并能诱导体液和细胞免疫应答,其中最值得关注的是评价其保护效果的一项多中心、安慰剂对照、随机双盲Ⅱb临床试验[42],共招募3 573例γ-干扰素释放试验(interferon gamma release assay,IGRA)阳性的成人,肌内接种2剂。在2.3年的随访时间内,以预防菌阳结核病患者计算疫苗的保护率可达54%,但合并菌阴结核病患者后,疫苗总的保护率为27.7%。该研究结果首次证实,对LTBI人群接种疫苗可降低其发展为活动性结核的风险,其54%的预防效果已满足了WHO对成人用结核病新疫苗保护力不低于50%的要求[44];同时该研究中75%的受试者有BCG接种史,提示BCG接种后加强免疫其他疫苗或许能提供更好的预防作用。不过,疫苗未能预防菌阴结核病的原因值得探讨,且该研究目前的随访时间仅为3年,疫苗的持久保护效果也需继续观察。
2.H1/CAF01、H1/IC31、H4/IC31和H56/IC31疫苗:
丹麦国立血清研究所以Ag85B、ESAT6、TB10.4和休眠期蛋白Rv2660c为基础构建了融合蛋白H1(Ag85B-ESAT6)、H4(Ag85B-TB10.4)和H56(Ag85B-ESAT6-Rv2660c),分别与CAF和IC31佐剂配伍成不同的结核病新疫苗:H1/CAF01、H1/IC31、H4/IC31、H56/IC31、H56/CAF01、H56/CAF04和H56/CAF05,其中CAF佐剂系统由丹麦国立血清研究所研发[45],IC31佐剂为澳大利亚Intercell AG公司专利产品。目前H56/CAF01、H56/CAF04和H56/CAF05还在临床前的动物评价阶段[46,47,48],其他4种疫苗均已在临床Ⅰ或Ⅱ期试验中进行过安全性和免疫原性评价。

H1/CAF01疫苗仅完成了一项非随机的开放式临床Ⅰ期评价[49],QuantiFERON-TB Gold(QFT)和结核菌素皮肤试验(tuberculin skin test,TST)双阴性人群接种2剂H1/CAF01疫苗的耐受性好,并诱导长达至少3年的抗原特异性多功能CD4+T细胞应答,但未检测到Th17 T细胞和CD8+T细胞应答,同时H1/CAF01疫苗未诱导出明显的体液免疫应答。

H1/IC31疫苗针对不同免疫和感染背景的人群,包括QFT和TST双阴性人群、BCG已接种人群(QFT阴性、TST阳性)、LTBI人群和HIV感染人群,先后完成了临床Ⅰ期和Ⅱ期试验[50,51,52,53]。H1/IC31疫苗表现出与H1/CAF01疫苗类似的免疫原性,可诱导强烈且持久的细胞免疫应答,但诱导的体液免疫应答不明显。同时,人群感染背景不同,疫苗诱导的免疫应答也有所不同。在随访末期,QFT阴性人群仍能检测到抗原特异性表达Th1类细胞因子的CD4+ T细胞,但在LTBI人群中则检测不到[53]。多个临床试验的安全性评价结果显示,H1/IC31疫苗对不同人群具有良好的耐受性[50,51,52,53],但2008—2010年在埃塞俄比亚完成的临床Ⅰ期试验中[54],TST和QFT双阳性成人接种1针疫苗后,2例发生(2/12)疫苗相关的严重不良反应,提示MTB已感染人群接种疫苗存在着更高的风险[29]

H4/IC31疫苗已完成的临床试验均针对BCG已接种的MTB未感染成人。Ⅰ期临床研究结果显示,不同剂量的H4/IC31疫苗均具有良好的安全性和免疫原性,并确定了15 μg H4/IC31疫苗为最佳剂量[55,56]。临床Ⅱ期[57]结果表明H4/IC31疫苗不能预防受试者的QFT转阳,而预防QFT持续阳性的效力仅为30.5%;尽管BCG也不能预防QFT转阳,但其降低QFT持续阳转率的效力达到了45.4%,提示对MTB未感染人群复种BCG或许可控制MTB的持续感染,但对结核病的预防效力还需进一步随访。

H56/IC31疫苗,相对早期H1/IC31疫苗的H1蛋白(Ag85B-ESAT6融合蛋白),增加了潜伏期抗原Rv2660c,小鼠模型显示H56的免疫原性显著高于H1,并提高了疫苗保护效果[58]。已完成的临床Ⅰ期和临床Ⅰ或Ⅱa期结果表明,已接种BCG的MTB感染(QFT阳性)和未感染(QFT阴性)成人对H56/IC31疫苗耐受性好,产生的Ag85B和ESAT6特异性CD4+T细胞应答明显,但Rv2660c特异性的细胞应答水平较低[59,60]。部分受试者免疫后能检测到H56特异性IgG抗体阳性,尤其是接种3针后[59],这明显不同于H1/IC31疫苗诱导的低水平体液免疫应答。
3.ID93/GLA-SE疫苗:
由美国传染病研究中心研发,目前共报告了2项临床Ⅰ期的评价结果,分别针对未接种BCG的QFT阴性成人[61]以及接种过BCG的QFT阴性或阳性成人[62]。疫苗具有较好的耐受性,可诱导ID93抗体及亚类,但抗原特异性的CD8+T细胞应答非常低。
4.AEC/BC02疫苗:
AEC/BC02疫苗采用自主研发的铝盐和BCG-CpG构成的复合佐剂[63],是目前国内第一个进入临床试验的重组蛋白类结核病新疫苗,主要用于LTBI人群的免疫预防,通过PPD、EC(ESAT6-CFP10)和QFT检测后的免疫标识,将受试者分为BCG未接种或接种后阴转人群(PPD阴性、EC阴性、QFT阴性)、BCG接种后维持阳性人群(EC阴性、QFT阴性、PPD阳性)和LTBI人群(EC阳性、QFT阳性、PPD阳性),再分阶段评价不同剂量AEC/BC02疫苗接种不同人群的安全性和免疫原性。目前正在开展临床Ⅰ期试验(NCT03026972)。
(三)重组BCG和分枝杆菌活疫苗
1.VPM1002疫苗:
VPM1002疫苗(rBCGΔUreC∷Hly)是目前唯一还在继续临床试验的重组BCG,其删除了脲酶C基因,并转入李斯特菌Hly基因,通过树突状细胞和巨噬细胞对抗原提呈的交叉启动,可同时激发CD4+和CD8+T细胞应答,较其亲本BCG具有更强的免疫原性和更高的动物保护力,被认为是BCG的理想替代疫苗[64]。VPM1002疫苗首次临床Ⅰ期试验2008—2009年在德国完成[65],共入组80名健康男性成人(50%有BCG接种史),接种不同剂量的VPM1002疫苗或BCG Danish株后,随访6个月的结果显示,无论有无BCG接种史,VPM1002疫苗都具有良好的耐受性,不良反应事件与BCG类似,免疫原性也与BCG相当。以新生儿为目标人群的临床Ⅱ期试验2011—2012年在南非完成[66],与BCG Danish疫苗组比较,新生儿接种VPM1002疫苗同样安全耐受,且脓肿发生率更低。VPM1002疫苗可诱导PPD特异性多功能CD4+和CD8+ T细胞应答,强度与BCG相当,而表达IL-17的CD8+T细胞应答在VPM1002疫苗组更明显。目前,VPM1002疫苗正在印度开展多中心的双盲、随机、安慰剂对照的临床Ⅱ或Ⅲ期试验,共招募2 000多例曾患结核病但已治愈的受试者,评价VPM1002疫苗接种的安全性以及预防结核病复发的有效性,该试验预计2019年底结束。
2.MTBVAC疫苗:
MTBVAC疫苗是目前唯一进入临床研究的MTB减毒活疫苗,定位于取代BCG,用于新生儿以及MTB未感染儿童和青少年的预防接种[67]。MTBVAC由MTB临床分离株Mt103减毒而来,删除了2个关键的毒力基因phoP和fadD26[67]。在通过临床前不同动物模型评价后[67,68],2012年MTBVAC疫苗首个随机双盲的Ⅰ期临床试验在瑞士完成,共招募34例未接种BCG且未感染MTB的成人[69]。结果显示,不同剂量的MTBVAC疫苗均未发生严重的不良事件,疫苗安全性与BCG相当,同时,同剂量下的MTBVAC疫苗和BCG具有相同的免疫原性,且观察到前者诱导的多功能CD4+中央记忆T细胞应答更强。目前该疫苗正在南非进行2个临床Ⅱ期试验,分别针对已接种BCG的MTB感染或未感染成人和新生儿,评价MTBVAC疫苗的安全性和免疫原性,并以QFT阳转率和阴转率为指标考察MTBVAC疫苗和BCG的免疫预防效果。
(四)分枝杆菌灭活疫苗
1.母牛分枝杆菌疫苗:
母牛分枝杆菌疫苗2001年在国内上市,用于不同类型结核病化疗的辅助治疗,有较好的免疫治疗效果[70,71]。2013年,母牛分枝杆菌疫苗扩大适应证的临床Ⅲ期试验在我国广西正式开展,该研究为严格的双盲、随机、安慰剂对照试验,共纳入10 000名PPD强阳性的健康成人(TST≥15 mm),用于评估其对高危人群预防结核病的有效性和安全性[2]。目前全部研究已于2018年完成,详细的临床数据尚未正式发布。
2.DAR-901疫苗:
DAR-901疫苗的菌株早期被认为是母牛分枝杆菌或奥布分枝杆菌[72],新近的鉴定结果表明该菌株为一类新的分枝杆菌(Mycobacterium kyogaense sp. nov.[73]。DAR-901疫苗主要用于BCG接种人群的加强免疫,已完成的临床Ⅰ期试验结果显示[74],不同剂量的DAR-901疫苗皮内注射3针次的耐受性均良好,无严重不良反应。疫苗可诱导抗原特异性的IFN-γ表达,且相关抗体水平明显升高。目前,DAR-901疫苗正在坦桑尼亚进行一项随机、双盲、安慰剂对照的临床Ⅱ期试验。
3.RUTI疫苗:
RUTI疫苗为MTB H37Rv在低氧分压、低pH值以及低营养条件下培养后,经破碎和Triton X-114脱毒,包埋于脂质体中制备而成[75]。2008年完成的第一个随机、双盲、安慰剂对照的临床Ⅰ期研究评价了RUTI疫苗对IGRA阴性受试者的安全性和免疫原性[76]。皮下注射RUTI疫苗2针次的受试者耐受性良好,但总体的不良反应与剂量呈正相关,引起研究者对高剂量疫苗注射安全性的关注。之后的临床Ⅱ期试验中,研究者在低剂量(5~50 μg)范围内评价RUTI疫苗对LTBI人群的安全性和免疫原性[77]。安全性评价结果显示,整体上RUTI疫苗未发生全身性不良事件,且多数不良反应具有自限性,但注射部位的结节发生率偏高,尤其是第2针免疫后。免疫原性评价结果表明25 μg剂量即可达到最佳的免疫效果,第2针免疫的提升效果并不明显,因此,考虑到可接受的安全性,未来临床研究中拟采用单针次稍高剂量的免疫程序[77]。目前RUTI疫苗用于耐多药结核病辅助治疗的临床Ⅱa试验(NCT02711735)正在实施中。
4.MIP疫苗:
MIP疫苗(曾用名Mw)菌株为Mycobacterium indicus pranii,为全印医科大学筛选获得,早期在印度作为麻风病患者化疗的辅助治疗[78]。2000年初,MIP疫苗开启了用于结核病患者免疫治疗的临床试验,一项非随机的临床研究结果初步提示了MIP疫苗免疫与常规化疗联用可提高结核病患者治愈率的可能性[79]。后续印度完成了MIP疫苗用于复治结核病免疫治疗的随机、双盲、安慰剂对照的多中心临床Ⅲ期试验[80]。受试者在化疗强化期给予6针次MIP疫苗,与单纯化疗进行比较。评价结果显示,注射MIP疫苗没有不良反应;在免疫治疗完成4周后的各个检测时间,MIP疫苗组的痰培养阴转率显著高于安慰剂组,提示MIP疫苗对MTB有清除作用[80]。另一项用MIP疫苗免疫治疗结核性心包炎的临床Ⅲ期试验结果显示,MIP疫苗免疫未表现出明显疗效,且不良反应严重[81]

三、小结与展望

相对于其他疫苗,结核病疫苗的接种人群具有更复杂的感染和免疫背景,通过区分受试人群的感染与免疫背景,对不同人群采用不同的免疫策略是结核病新疫苗临床试验首先需要解决的问题。按MTB感染状态可分为未感染人群、LTBI人群和活动性结核患者群;其中未感染人群按BCG免疫背景又可分为BCG未接种人群、BCG接种后维持阳性人群以及BCG接种后阴转人群。因此上述临床试验中,除活动性结核病人群有明确的临床诊断标准外,其他人群一般可采用TST和IGRA等方法进行感染和免疫背景筛查,以确定不同类型疫苗的目标人群。在早期BCG临床试验中,由于不区分人群的感染背景,多个评价结果均未显示出BCG复种的保护效果,WHO因此不推荐复种[10]。而在H4/IC31疫苗的临床Ⅱ期研究中,采用IGRA方法筛查出MTB未感染成人作为BCG的复种对象,重新评估的结果显示了BCG复种的潜力,为老苗新用提供了可能性[57]。应注意,在小样本的临床Ⅰ期和Ⅱ期试验中,IGRA这种筛查方式当然是可行且经济上可接受的,但一旦临床试验扩大到Ⅲ期,与TST方法比较,IGRA检测的局限性就较为突出,价格昂贵且操作繁琐,不适合大规模人群筛查。目前在研发的新型鉴别抗原(identification antigen,IA)有望解决这一问题,如EC和C-TB,既具有与IGRA方法相当的特异性和敏感性,也具有TST操作的简便性,且成本低廉[82,83]。通过传统的PPD和新型的IA这2种皮内试剂联合的同体双臂皮试方法,可提高现有人群背景的筛查效率,并大幅降低筛查成本,为未来结核病疫苗临床研究中大规模的人群筛分提供了可能[84]

目前,结核病疫苗的临床试验评价指标主要是安全性和免疫原性。与灭活疫苗比较,分枝杆菌活疫苗在提高免疫原性的同时,可能伴随着安全风险的增加。rBCG(AERAS-422)就是其中之一,该疫苗高效表达MTB抗原Ag85A、Ag85B和Rv3407以及产气荚膜梭菌溶血素的突变体[85]。在临床Ⅰ期试验中,疫苗接种后激活了水痘-带状疱疹病毒,因这一严重不良反应,该疫苗已退出临床试验[85]。另一方面,疫苗的安全性也受接种者感染背景的影响,如活动性肺结核患者接种Ad35疫苗[28],LTBI者接种H1/IC31疫苗[54],均发生一定比例的疫苗相关的严重不良反应,这可能是由于MTB已感染机体再次接触MTB抗原时产生了类似科赫(Koch)反应的病理损伤。考虑目前约1/4的人群为LTBI者[86],针对这部分人群以及结核病患者的结核病疫苗都应特别关注这一安全性问题,可提前在临床前研究中建立MTB感染动物模型进行评估[87],RUTI疫苗采用先化疗后免疫的方式可能值得借鉴,在化疗一定时间后,MTB受到抑制,且化疗下调了Th1细胞因子的表达[88],机体的免疫应答不再亢奋,之后再注射RUTI疫苗诱发Koch反应的风险变低。此外,HIV阳性患者接种MIP疫苗后产生Kaposi肉瘤的风险显著高于安慰剂组[81],提示HIV感染人群对疫苗安全性有着更高的要求。

免疫原性评价中,通常认为结核病的免疫机制主要由CD4+和CD8+T细胞介导,因此结核病疫苗诱导抗原特异性多功能T细胞的能力是考察的重点。但应指出,目前尚未发现哪些免疫学指征与疫苗的抗MTB的保护效果有必然联系,结核病疫苗的有效性评价最终仍依赖于保护率的研究。同时,LTBI人群在疫苗接种前就存在MTB抗原特异性的T细胞本底免疫应答[53,89],这一方面影响疫苗接种后的免疫原性,如上述H1/IC31疫苗所示[53],另一方面,使得疫苗接种后免疫学指征的变化意义具有两面性,无论升高或降低,都似乎是合理的:升高可解释为增强了免疫应答,降低可解释为感染得到了控制。因此,常规疫苗的免疫原性评价方法可能并不适合于LTBI预防用疫苗。从缩短临床试验周期和降低成本的角度,在保证此类疫苗接种安全的前提下,能否增加Ⅰ期临床研究的评价人数,直接进入以流行病学保护率为指标的临床研究是一个值得考虑的问题[29]

2014年,WHO雄心勃勃地提出'2015年后全球结核病战略',其主要目标是在2015—2035年将结核病死亡率降低95%,将新发病例减少90%,最终遏制全球结核病的流行。要实现这一目标,除了新的诊断技术和新的抗结核药物的介入,最重要的是研发能预防结核病的新疫苗。尽管已开展了十多年的临床试验,但进展仍缓慢。WHO 2018年发布的'优选的结核病疫苗产品特性'中提出,成人用预防性疫苗应达到不低于50%的保护率[44],折射出现今结核病新疫苗研发的困难程度,而M72/AS01E疫苗临床Ⅱ期试验表现出54%的保护率,尽管刚刚在及格线上[42],但也让人看到了一丝曙光。

总之,结核病疫苗的研究应突破现有的固定思维模式,以确定结核病的保护性免疫机制,并寻找合适的可作为保护力替代终点的生物标识,以缩短试验周期。临床前评价中也应进一步扩大疫苗候选抗原的研究并引入新的抗原组合,同时建立与人类结核病更接近的实验动物模型,以利于筛查更优异的候选疫苗。随着技术的发展和临床研究的推进,期望不久的将来,结核病新疫苗的研究能迎来转机。

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