人類同傳染病的斗爭過程中,疫苗起著關鍵性的作用,也將為人類最終戰勝傳染病而起決定性作用。人們長期致力于疫苗的研究與開發,隨著科學技術及分子醫學的發展,不斷地研究和開發出新疫苗,疫苗種類大量增加。我國疫苗研發和生產企業也不斷發展壯大,能生產四十多種疫苗。用于預防疾病的疫苗數量增多,但也在預防多種傳染病的同時,也伴隨著一系列問題產生,如兒童預防接種次數增加、接種時間的沖突,家長的選擇,疫苗管理難度加大、預防接種工作成本增高等。因此,研制一針預防多病的聯合疫苗勢在必行。
1聯合疫苗的發展歷史
聯合疫苗包括兩大類:一類是多疾病聯合疫苗,它包含多種單個疫苗來預防多種疾病,如百白破三聯疫苗(DTP);另一類是多價聯合疫苗,包含了同一種細菌或病毒的不同亞型或血清型,如23價肺炎球菌疫苗。聯合疫苗已有50多年的發展歷史。最早使用的有傷寒-副傷寒甲乙聯合疫苗、傷寒-副傷寒甲乙-破傷風類毒素聯合疫苗及傷寒-副傷寒甲乙-霍亂-破傷風類毒素聯合疫苗等。這些聯合疫苗在世界各國軍隊中推廣使用,獲得了滿意的防病效果。在兒童免疫方面,自上世紀40年代起開發使用聯合疫苗。1943年首次完成了DPT的研制,并于1948年正式上市。這一成功為以后的聯合疫苗開發打下了基礎。1945年三價流行性感冒疫苗,1947年八價肺炎球菌疫苗,1955年脊髓灰質炎I-II-III型3價滅活疫苗(IPV),1963年脊髓灰質炎I-II-III型3價減毒活疫苗(OPV),1971年麻疹-風疹疫苗(MR)、麻疹-流行性腮腺炎-風疹疫苗(MMR),1978年四價腦膜炎球菌疫苗,90年代百白破-b型流感嗜血桿菌聯合疫苗(DTP-Hib),b型流感嗜血桿菌(Hib)-無細胞百日咳疫苗(aP)-乙型肝炎(HB)聯合疫苗等投入市場。這些聯合疫苗進行人群預防接種后,國內外專家反復多次研究觀察,未見接種反應的增強或免疫反應的干擾。說明受種者同時接受多種抗原刺激均有良好的免疫應答,提示研制以含有多種抗原的新型聯合疫苗有良好前景。
2常用聯合疫苗
2.1百白破-b型流感嗜血桿菌聯合疫苗(DTP-Hib) 目前DTP-Hib聯合疫苗在許多國家允許使用,多數研究發現,聯合疫苗中的各成分之間免疫原性不受影響。上世紀80年代末90年代初,在以色列、智利、加拿大和美國等地開展了大量有關DPT-Hib聯合疫苗的臨床研究。結果顯示:聯合疫苗的抗體應答有時略低于疫苗的分別使用,其差異在各組試驗中不同,但絕對抗體水平仍高于保護值。在智利,使用聯合疫苗區域的百日咳發生率與單獨使用DPT的區域無顯著差異,對Hib的保護率在90%以上。雖然聯合疫苗的副反應略高于單獨DPT,但總數低于在不同部位分別注射的DPT、Hib。該類疫苗在我國已經上市。
2.2百白破或無細胞百白破-乙型肝炎聯合疫苗(DTP-HB或DTaP-HB)DTP-HB或DTaP-HB 聯合疫苗對嬰兒安全有效,歐洲已準許使用。現有資料顯示,DTaP-HB聯合疫苗在多種接種程序中保持了安全性和免疫原性。雖然HB抗體應答低于單種疫苗,但98%接種者抗體水平大大超過保護值10mIU/ml(平均1280mIU/ml)。
2.3甲乙型肝炎聯合疫苗(HA-HB) 1996年歐洲批準使用,以同時預防甲型和乙型病毒性肝炎,此后在加拿大也獲準使用。在兒童、青少年及成人三次免疫接種后,研究觀察有很好的安全性和免疫原性。2001年5月美國批準HA-HB聯合疫苗應用到18歲以上的成人。研究人員將志愿者分成兩組,分別接種HA-HB聯合疫苗和HB單價疫苗,按0/1/6月程序注射,在第二次免疫前和加強免疫后一個月評價其抗HBs滴度及外周血單個核細胞刺激試驗,即淋巴細胞增生反應。結果顯示抗體在所有時間點上,兩組的抗體滴度和淋巴細胞增生反應的差異在統計學上都沒有顯著意義。我國于1999年底正式啟動甲乙型肝炎聯合疫苗的研究,采用甲肝滅活疫苗與基因工程乙肝疫苗聯合制成,2005年1月獲得國家食品藥品監督管理局頒發的生產文號。
2.4 b型流感嗜血桿菌-乙型肝炎聯合疫苗(Hib-HB) 1996年Hib-重組乙型肝炎疫苗(rHB)聯合疫苗在美國獲準使用。用于HbsAg陰性母親的嬰兒免疫接種,分別在2、4、12~15月三次注射,可同時預防流感桿菌和乙型肝炎病毒感染。臨床研究結果證明抗HbsAg、Hib多糖的抗體都達到保護水平。
2.5麻疹-風疹-腮腺炎-水痘聯合疫苗(M-M-R-V) 用M-M-R-V疫苗單次注射對于兒童來說不僅能預防麻疹、風疹和流行性腮腺炎,而且對水痘也極其有效。
2.6百白破-脊髓灰質炎-b型流感嗜血桿菌五聯疫苗(DPT-IPV-Hib) 這是一種預先充填在雙室針筒內的DPT-IPV(液體)加上Hib(凍干劑)的五聯疫苗,在使用時即時混合。臨床研究顯示,五種抗原的抗體滴度98%以上達到保護水平,副反應的發生頻率和嚴重程度未增加。目前已有21個國家將它用于計劃免疫的初免和18個月齡的加強免疫。
2.7肺炎球菌多價疫苗 到目前為止,肺炎球菌已被證實的血清型有90多種,各型別之間無明顯交叉保護,這些血清型可引起85~90%的成人感染、85%的兒童中耳炎、100%的侵襲性疾病。所以國內外研究重點多放在多價疫苗上。1983年23價肺炎球菌疫苗被批準使用,此疫苗包括純化的23個血清型的莢膜多糖。該疫苗覆蓋型別多,在預防相應細菌型別引起的菌血癥和腦膜炎效果較好,成人保護率為61~75%,5歲以下兒童保護率為57%。莢膜多糖疫苗在成人效果明顯,但對2歲以下兒童卻不能有效的預防由肺炎球菌型別引起的中耳炎,因2歲以下兒童不能對莢膜多糖疫苗產生有效抗體應答。美國對38000名兒童接種結合于白喉毒素突變體的7價肺炎球菌結合疫苗(4、6B、9V、14、18C、19F、23F),觀察免疫效果,在預防任何肺炎球菌血清型引起的侵襲性疾病89%有效,而對于這7種型別的感染有效率為97%,因此于2000年2月批準使用此疫苗。我國成都生物制品研究所利用我國本土分離的肺炎球菌制成的23價肺炎球菌疫苗于2005年6月獲得國家食品藥品監督管理局頒發的新藥證書,獲準生產,可預防由肺炎球菌引起的肺炎、兒童腦膜炎、中耳炎等疾病。
2.8腦膜炎球菌多價疫苗 腦膜炎球菌共有13個血清群,其中A、B、C群引起的感染占90%,可引起腦脊髓膜炎、肺炎、會厭炎、敗血癥等疾病,在世界范圍內都有很高的發病率和死亡率。但是最近幾年此病的流行病學特征有些改變,在歐洲和北美C群流行增加,在美國和瑞典Y群增加,W135群2000和2001年在沙特阿拉伯兩次引起爆發流行。這使得各國改變免疫策略,研發使用多價腦膜炎球菌疫苗。現在美國批準使用的四價腦膜炎球菌疫苗是從4種主要血清群(A、C、Y、W135)提取的莢膜多糖制成,免疫原性適當,但免疫應答持續時間不長,不能被再次接種所加強。目前國內外研發方向是腦膜炎球菌多糖-蛋白結合疫苗,以增加免疫原性,誘導免疫記憶。我國專家已成功研制A、C群腦膜炎球菌多糖-蛋白結合疫苗,達到國際先進水平;A、C、Y、W135群四價多糖疫苗質量也優于國外產品,將替代A、C群二價多糖疫苗。
3新型聯合疫苗的發展趨勢
目前聯合疫苗的制備策略和技術已比較成熟,國際上新開發的聯合疫苗不斷被推薦和使用。但聯合疫苗的研制并不是單獨疫苗的簡單混合,在制備聯合疫苗時必須考慮解決如下問題:①聯合疫苗的使用是否會影響到各抗原成分的免疫原性;②一個抗原和其他抗原之間是否存在化學的不相容性;③各抗原成分之間是否存在著免疫反應的相互干擾;④聯合疫苗中一個或更多的疫苗株是否會發生抗原競爭;⑤載體蛋白、穩定劑、佐劑、防腐劑與抗原間的比例是否合適。只有在研究證實聯合疫苗的免疫原性和安全性都與單價疫苗相似時,才能批準使用聯合疫苗。目前國內外聯合疫苗的主要研發方向為:以DPT為基礎的新型聯合疫苗、以活疫苗為載體的聯合疫苗和口服聯合疫苗。
3.1以DPT為基礎的聯合疫苗 DPT已廣泛使用40多年,長期預防接種實踐證明疫苗安全有效,在全世界兒童中普遍使用。同時,DPT成分抗原化學性質穩定,不大可能與加入的其他抗原之間發生干擾。目前用于生產DPT的技術在可預見的將來不大可能被取代。因此,國際上將以DPT為基礎的新型聯合疫苗列為優先開發項目。目前有兩種研發思路:①在現有DPT基礎上加入新的抗原成分,逐步發展成能預防更多疾病的聯合疫苗,如DPT-IPV-HB-Hib-HA-RSV(呼吸道合胞病毒)聯合疫苗;或是DPT-HB-Hib-IPV-HA聯合疫苗。②在研究可控釋放破傷風類毒素的基礎上,開發注射1劑的DPT聯合疫苗,進而開發注射1劑的DPT-HB聯合疫苗。以上兩種技術措施是根據防病需要和技術可行性而提出的。如HB疫苗將被許多國家納入免疫規劃,b 型流感嗜血桿菌感染在發達國家中是一種嚴重疾病,IPV可能替代OPV,所以都優先考慮這幾種疫苗與DPT疫苗聯合,組成新型聯合疫苗。
3.2 以活疫苗為載體的聯合疫苗 生物技術的進展為重組疫苗提供了新的途徑,將外源DNA引入預定疫苗載體構建此類疫苗,可將保護性抗原傳遞至宿主免疫系統。細菌和病毒都可以作為重組疫苗的載體。即將編碼目標抗原的基因插入現有活疫苗如痘苗、BCG等疫苗株的基因制成載體疫苗。以痘苗病毒為載體開發新型聯合疫苗具有許多優點:痘苗病毒基因組容量大,非必需區多,可用于多種外源基因插入,適用于開發聯合疫苗;痘苗病毒穩定,37℃可保存4w,運輸不需冷鏈;采用皮上劃痕免疫,使用方便,可給嬰兒接種;痘苗病毒易于培養,宿主范圍廣,無致癌性,生產工藝簡單;生產設備及使用原材料所需費用少,疫苗價廉,以上這些特點均符合開發理想疫苗的戰略要求。但以現有痘苗病毒為載體發展聯合疫苗,也存在一些問題。如種痘引起的接種反應不易被受種者接受;痘苗病毒是增殖性的,對已具有痘苗免疫力的受種者不能再作加強免疫等,所以還必須尋找新的載體以克服以上不足。
3.3口服聯合疫苗 20世紀50年代起即已廣泛使用OPVI-II-III型3價活疫苗,獲得滿意的防病效果。口服腺病毒4、7型2價活疫苗在美國士兵中使用亦已20年,證明安全有效。國際上將粘膜免疫法亦列入優先開發項目,這是基于:①口服或滴鼻免疫方法簡易,易被受種者接受;②約有80~90%傳染病的病原微生物是通過粘膜組織進入機體引起,如粘膜已有針對病原微生物的免疫力,在病原微生物播散之前即可被清除。粘膜是一個巨大的免疫系統,不同粘膜部位的免疫學活動可通過共同的免疫系統聯結;③粘膜免疫產生SIgA,除能阻止病原微生物粘附于粘膜表面并被其吸收外,還可在粘膜上皮細胞中中和病原微生物,或在粘膜中與病原微生物形成復合物,由上皮細胞將其排出處理,所以有很強的免疫作用。但粘膜免疫也有一些缺點,如使用的疫苗量比注射用的大,才能獲得同等程度的免疫力;需多次免疫;獲得的免疫力衰退較快;以及口服疫苗易受消化液的破壞等。隨著新技術的開發及應用,以上不足可望得到克服。
4聯合疫苗應用中存在問題
聯合疫苗的推廣使用,擴大了1次預防接種的防病范圍,提高了免疫接種率,減少了接種器材及勞務費用,有利于免疫計劃的安排,受種者及兒童家長亦易于接受,并推動了擴大免疫規劃的實施。但現有的聯合疫苗在使用中也存在一些問題。
①有些聯合疫苗如DPT、OPV等,需接種多次,易發生脫漏而不能完成全程免疫,或免疫間隔不符,這些都會影響防病效果。同時多價聯合疫苗的一個特點是有時它不能對所有的血清型提供保護,如3價流行性感冒疫苗不能覆蓋所有毒株,8價肺炎球菌疫苗只能期待覆蓋70%~80%的兒童肺炎。同樣,一種疾病可由多種病微生物引起,如Hib、肺炎球菌和腦膜炎球菌都可引起小兒腦膜炎、肺炎、急性中耳炎,接種一種疫苗只能預防相應病原體引起的疾病。②有些聯合疫苗如MMR是活疫苗,對熱不穩定,需在冷鏈系統中保存及運輸。冷鏈裝備的配套及運輸費用,據估算可占預防接種所需費用的一半,使一些發展中國家難以承受。③不同的國家、不同的疫苗免疫程序不同,給聯合疫苗的使用帶來一定困難。如WHO推薦HB的接種程序是0、1、6,這與傳統的DPT接種程序不一致,使DPT-HB或DTaP-HB的接種程序難以確定。
總之,隨著聯合疫苗的研究和應用不斷完善,越來越多的疫苗可作為聯合疫苗用于免疫預防。相信不久的將來,聯合疫苗將作為免疫生物制劑的主體而應用于全世界。
編輯/孫杰