河池市疾病預(yù)防控制中心(547000)梁小文
艾滋病主要為HIV病毒感染導(dǎo)致的傳染病,HIV病毒在機體內(nèi)的潛伏期較長,約為8~9年,感染艾滋病主要破壞機體免疫系統(tǒng)T淋巴細胞,造成免疫缺陷,極易感染各種病變,可發(fā)生惡性腫瘤,病死率較高,嚴重影響患者的生命健康及質(zhì)量[1]。近年來已對重組病毒載體疫苗、核酸疫苗、亞單位疫苗等多種疫苗進行深入研究,本文對近年來艾滋病疫苗的研究近況進行綜述、分類介紹,以期為廣大同仁在工作中提供一些參考。
艾滋病疫苗研究近20多年,近年來不斷完善及改進,研究策略可分為三個不同階段:第一階段主要為借鑒治療乙型肝炎的疫苗經(jīng)驗,主要為合成肽疫苗或單一的膜蛋白亞單位疫苗(gp160或gp120),主要治療目的為誘導(dǎo)中和抗體,預(yù)防感染病毒,但未進行細胞免疫[2];第二階段為調(diào)整艾滋病疫苗研究方向階段,認為細胞免疫決定感染HIV后病毒載量基線水平研發(fā)出重組病毒載體疫苗及DNA新型疫苗類型,主要進行“初始-加強”策略予以免疫接種,但未認識到中和抗體的作用;第三階段主要為進行疫苗誘導(dǎo)的細胞及體液免疫反應(yīng),主要為多價蛋白疫苗、活載體疫苗、DNA疫苗等,予以各種疫苗聯(lián)合免疫,同時進入了疫苗臨床試驗階段,進一步進行改造天然HIV抗原,予以復(fù)制型載體呈遞HIV抗原,對亞型不同的病毒保守表位更強的細胞及體液免疫反應(yīng)進行誘導(dǎo)[3]。
艾滋病疫苗可分為傳統(tǒng)疫苗與新型疫苗兩類,傳統(tǒng)疫苗包括減毒活疫苗及滅活疫苗。新型疫苗主要為基因工程疫苗,包括多肽疫苗合成等[4]。基因工程疫苗的研發(fā)技術(shù)為分子克隆,在合適的載體上克隆HIV結(jié)構(gòu)蛋白等重要免疫表位的基因,機體導(dǎo)入中或體外表達,誘導(dǎo)機體生成殺滅HIV病毒的細胞或體液免疫應(yīng)答[5]。按照基因克隆載體和表達形式基因工程疫苗可分為活載體疫苗、DNA疫苗、病毒樣顆粒(VLPs)、蛋白亞單位疫苗等[6]。
2.1 傳統(tǒng)疫苗
2.1.1 減毒活疫苗 減毒疫苗主要為在動物機體或體外長期傳代HIV,或予以人工方式除去引發(fā)喪失功能的突變基因,確保在免疫原性復(fù)制基礎(chǔ)上無致病因素,減毒活疫苗的生物學特性及結(jié)構(gòu)類似于天然病毒,效果較佳,容易純化及生產(chǎn)。但因艾滋病傳染性較強,病死率高,病毒的變異功能較強,對HIV減毒活疫苗的安全性較高,仍處于基礎(chǔ)研究階段[7]。
2.1.2 滅活疫苗 滅活疫苗是艾滋病傳統(tǒng)疫苗,大量培養(yǎng)致病性病原體后,由滅活處理,切斷其感染性,保持免疫原性制備的疫苗。滅活疫苗的優(yōu)勢在于機體的免疫系統(tǒng)與病原體完整顆粒相互作用,生成全面而強大的免疫應(yīng)答,可簡單制備[8]。但HIV滅活疫苗研制難度較大,主要有以下幾個問題:(1)尚未建立完善、可靠安全的檢查方法及滅活指標,無法完全控制滅活程度。滅活不全安全性較差,而滅活過度則免疫原性喪失;(2)滅活后尚未破壞病毒核酸完整性,可能對機體細胞染色體上整合;(3)培養(yǎng)病毒數(shù)量較大,且務(wù)必高度純化病毒,防止污染細胞導(dǎo)致的不良反應(yīng),而培養(yǎng)成本較高。目前,滅活疫苗只用于HIV感染的個體,作為治療性疫苗[9]。
2.2 新型疫苗
2.2.1 合成多肽疫苗 合成多肽疫苗是一種純度較高的制品,運用肽合成技術(shù)制備而成。肽合成技術(shù)在辨別HIV的定位抗原決定簇及蛋白功能區(qū),而發(fā)現(xiàn)這些功能區(qū)抗原決定簇證實寡肽抗原可對機體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。在各種HIV肽抗原中,主要研究V2肽,在gp120第三可變區(qū),含有中和抗體決定簇[10]。根據(jù)化學方法、第三可變區(qū)(V3)序列的HIV模代表合成氨基酸的多肽(V3肽)25-35個,予以多聚體或單一的V3肽免疫,誘導(dǎo)相應(yīng)的中和抗體。多肽疫苗免疫失敗可能與天然HIV表達抗原結(jié)構(gòu)差異性較大,含有一個肽段、一個蛋白,細胞免疫能力及中和抗體刺激能力較差[11]。
2.2.2 蛋白亞單位疫苗 各種HIV-1基因編碼的各種蛋白產(chǎn)物均具有抗原性,可重組相關(guān)基因在真核細胞、酵母、細菌系統(tǒng)內(nèi)表達為待選的保護性抗原,因病毒顆粒表面暴露HIV膜蛋白,免疫系統(tǒng)的免疫原較強,安全性較佳,純化及生產(chǎn)工藝簡便,HIV膜蛋白重組的酵母或細胞系表達為基礎(chǔ)的亞單位疫苗曾在臨床試驗中發(fā)揮重要作用[12]。但這種疫苗誘導(dǎo)的體液免疫對毒株的效果不佳,且無法誘導(dǎo)機體產(chǎn)生細胞免疫。
2.2.3 病毒樣顆粒疫苗 病毒樣顆粒疫苗(VLPs)主要為基礎(chǔ)為HIV核心蛋白Gag的復(fù)合疫苗,在表達桿狀病毒或痘苗病毒重組中P55Gag蛋白可形成成熟的病毒樣顆粒,VLP的免疫原性優(yōu)于非顆粒狀P55,改造后可在Gag非必需區(qū)內(nèi)將重組位點嵌入,利于插入其他重要的抗原決定簇,與Gag同時表達,在細胞內(nèi)Gag可裝配為VLPs芽生出細胞,在同一細胞內(nèi)與HIV膜蛋白同時表達,顆粒芽生出表面帶有某些突變的膜蛋白,與完整性病毒較為相似。此類復(fù)合疫苗可包含多種HIV抗原決定簇,不含HIV核酸,且因組裝為顆粒狀,抗原性較強,接種量較小,無需免疫動物佐劑[13]。在動物實驗中可檢測出VLPs疫苗可誘發(fā)抗體及CTL反應(yīng)較強,為新生代HIV疫苗。這種疫苗的保存和純化難度較大,臨床效果需經(jīng)臨床試驗驗證。
2.2.4 DNA疫苗 DNA疫苗是向機體直接注射雙鏈DNA分子,內(nèi)含編碼抗原蛋白基因,經(jīng)由機體表達抗原蛋白而誘導(dǎo)機體產(chǎn)生免疫反應(yīng)的疫苗形式,DNA疫苗主要來源于多種基因轉(zhuǎn)移、載體系統(tǒng)及基因工程技術(shù),與以往的疫苗比較,核酸疫苗具有成本低、生產(chǎn)工藝簡單、可塑性大、容易制備等優(yōu)越性[14]。最大的優(yōu)越性為可在靶細胞內(nèi)由疫苗抗原天然形式加工、合成呈遞于免疫系統(tǒng)。DNA疫苗與病毒載體重組或免疫佐劑聯(lián)合免疫同時接種,誘導(dǎo)HIV特異性CD8+T細胞免疫反應(yīng)較強,而單獨免疫功能較弱。在動物實驗中,DNA疫苗內(nèi)含gag-pol及env基因,可對HIV相應(yīng)基因產(chǎn)物產(chǎn)生特異性抗體及CTL反應(yīng),在靈長類動物實驗中可誘導(dǎo)免疫保護效應(yīng)。
2.2.5 載體疫苗 載體疫苗為以細菌或病毒為載體插入并表達編碼HIV目的抗原決定簇基因片段的重組活疫苗,載體疫苗的種類較多,載體包括卡介苗、脊髓灰質(zhì)炎病毒、腺病毒、痘苗病毒等,按照載體能否在機體內(nèi)復(fù)制分為復(fù)制型及非復(fù)制型,復(fù)制型的載體疫苗包括卡介苗、痘苗,非復(fù)制疫苗包括復(fù)制缺血的安卡拉株痘病毒(Modified Vaccinia Virus Ankara,MVA)、禽痘病毒、腺病毒等,多數(shù)學者認為非復(fù)制性載體的安全性更強[15]。但在臨床試驗內(nèi)監(jiān)測到復(fù)制缺陷型載體類疫苗的抗體誘導(dǎo)能力較差,非復(fù)制型載體類疫苗的免疫原性較弱,近年來多加入強佐劑復(fù)制性載體,如卡介苗、脊灰疫苗、天花疫苗為載體。
HIV感染者要經(jīng)過數(shù)年、甚至長達10年或更長的潛伏期后才會發(fā)展成艾滋病臨床期病人,因機體抵抗力極度下降會出現(xiàn)多種感染,后期常常發(fā)生惡性腫瘤,并發(fā)生長期消耗,以至全身衰竭而死亡。艾滋病疫苗可分為傳統(tǒng)疫苗與新型疫苗兩類,傳統(tǒng)疫苗包括減毒活疫苗及滅活疫苗。新型疫苗主要為基因工程疫苗,包括多肽疫苗合成等。
我國HIV疫苗研究開始于上世紀90年代,設(shè)置艾滋病疫苗項目研究已由幾個增加至十幾個,我國在1993年與美國UBI公司聯(lián)合進行V3肽艾滋病疫苗臨床實驗,在2005年在歐洲與歐盟合作研制痘苗與DNA疫苗病毒載體的NYVAC-C疫苗,已完成I期臨床試驗;另外我國對于腺病毒、非復(fù)制性天壇株痘苗病毒疫苗擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。我國與發(fā)達國家相比HIV疫苗的整體研究進程具有一定的差距,國際上已進行一百多項的HIV疫苗研究,我國只進行了兩項HIV疫苗臨床試驗,自主創(chuàng)新能力較差,投入資金少,研究力量分散,疫苗研究上、中、下層較脫節(jié),臨床試驗周期較長,期待HIV疫苗方面取得突破,造福人類。
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