疟疾疫苗研究

1 疟疟疾疫苗研究疾疫苗研究 疟疾是按蚊叮咬而感染疟原虫所引起的虫媒传染病 据世界卫生组织 2010 年世界疟疾报告 2009年有2 25亿人感染疟疾 其中约78万人死亡 大多数为儿 童和孕妇 1 疟疾防治的常用方法包括清除蚊虫孳生地 用杀虫剂 如DTT 灭 蚊 防蚊叮咬 如使用药蚊帐 药物预防和治疗 然而 由于媒介按蚊对杀虫剂 疟 原虫对氯喹等抗疟药都产生了抗性 特别是多重抗药性的恶性疟不断的扩散 因 而使这些疟防措施面临严重的挑战 2 因此 研制安全 高效的疟疾疫苗成为控 制和消灭全球疟疾的可靠途径和迫切需要 疟疾生活史复杂 包括有性 无性 2 个阶段 3 个时期 即有性阶段的配子期和无性阶段的红细胞前期及红细胞内期 根据疟原虫在人体的生活史 疟疾疫苗可分为 3 种 即抗红前期原虫疫苗 抗 红内期原虫疫苗和传播阻断疫苗 1 抗抗红红前期原虫疫苗前期原虫疫苗 红前期疟疾疫苗又称抗感染疫苗 主要针对疟原虫子孢子或肝内期疟原虫 疟原虫子孢子入侵肝细胞及进一步的发育增殖虽不引起临床症状 但可产生大 量的裂殖子并释放到血液中从而引起各种临床症状 红前期疫苗通过诱导机体 产生特异性抗体 来阻止子孢子入侵肝细胞或诱导机体产生特异性识别感染肝 细胞的 T 细胞 来杀死感染肝细胞或干扰疟原虫在肝细胞内的发育增殖 阻止 其释放出感染性裂殖子 从而达到抗感染的效果 抗红前期原虫疫苗达到 100 的保护率才能真正达到保护效果 因为只要有单个子孢子逃逸就可能引起机体 的感染 位于子孢子表面的环子孢子蛋白 circumsporozoite protein CSP 和血凝素 相关匿名蛋白 thrombospondin related anonymous protein TRAP 是针对该期原 2 虫的 2 个重要的疫苗候选抗原 目前研究较为深入的红前期疫苗是 GSK GlaxoSmithKline GSK 生物公司和美国陆军医学研究院合作开发的 RTS S ASO1 AS02 疫苗 RTS S 疫苗是全球第一种早期疗效显著 可确保进行 临床 期试验的疟疾候选疫苗 也是适宜卫生科技组织 Program for Appropriate Technology in Health PATH 的疟疾疫苗行动 Malaria Vaccine Initiative MVI 全 球疟疾疫苗规划中的主要候选疫苗 由加入乙肝病毒抗原表面蛋白的环孢子蛋 白的片段以及未变性的乙肝病毒蛋白生产制得 它由 2 部分组成 即 CSP 的 19 个 NANP 重复序列及其 C 未端序列与乙肝表面抗原融合而成 3 RTS S ASO1 以脂质体为佐剂 RTS S AS02 水包油技术制备的油乳剂疫苗 用 RTS S AS02 疫苗在冈比亚进行的试验表明 RTS S AS02 疫苗的总有效率为 34 4 在莫桑比克的研究证明该疫苗对儿童的保护率为 30 且有效期长达 18 个月 5 临床志愿者试验显示 与 RTS S AS02 相比 RTS S ASO1 具有更好的抗感 染效力 6 809 名儿童的临床攻击试验显示 7 RTS S AS01 的抗感染效力为 53 95 可信区间 CI 28 65 而 RTS S AS02 仅为 32 95 CI 17 6 47 6 全球疫苗安全咨询委员会审阅该疫苗的初步安全性资料 并得出结论认 RTS S AS01 具有可接受的安全性 不过 现有资料是基于数量有限的儿童得出 的 该疫苗针对的目标人群是恶性疟原虫呈中至高度流行的地区 几乎所有此类 地区均在非洲 没有证据显示该疫苗对间日疟原虫感染具有任何防护作用 在撒 哈拉以南非洲的 7 个国家 11 个地点开展的 III 期随机对照试验已于 2009 年 5 月起招募受试者 2014 年底预期试验完成 2 抗抗红红内期原虫疫苗内期原虫疫苗 在疟原虫生活史中 唯有红内期原虫能使人体致病乃至死亡 红内期疟疾 3 疫苗又称抗病疫苗 主要针对引起临床症状的红内期疟原虫或受感染红细胞 该 类型疫苗的主要目的是减轻感染 从而减轻临床症状 尤其是解救危重病人 其机 制一般是阻断裂殖体入侵红细胞或避免感染红细胞黏附于血管内皮细胞 裂殖 子表面蛋白和顶端复合体抗原成为疫苗研究的焦点 多种抗原被作为候选疫苗 进行研究 目前有些疫苗已进人临床试验并取得阶段性成果 单一抗原疫苗 MSP 1 AMA l GLURP SERA ISA720 8 9 及多抗原疫苗 GMZ2 PfCP 2 9 ISA720 10 12 鉴于裂殖子侵入宿主细胞过程中有多种蛋白参与 因此单一采用疫苗的保 护性较弱 甚至可能有免疫逃逸现象 故采用多种抗原混合制备疫苗 PfCP 2 9 上海第二军医大构建 由恶性疟原虫裂殖子表面蛋白 Merozoite Surface Protein 1 MSP1 和裂殖子顶端膜抗原 Apical Membrane Antigen 1 AMA1 的 C 末端区域 通过接点序列 P28 融合而成 以 Montanide ISA720 为佐剂 重组复合 GMZ2 是一 种由裂殖子表面蛋白 MSP3 和谷氨酸富含蛋白质 GLURP 组成的复合疟疾疫 苗 佐剂为氢氧化铝 目前在乌干达开展 IIb 期临床试验 以评价该疫苗的安全 性和免疫力 3 传传播阻断性疫苗播阻断性疫苗 通过阻止疟原虫在蚊虫体内的有性增殖而达到阻断疟疾传播的目的 在这 个过程中 虽然不能使个体免于疟疾感染 也不能减轻症状 但能阻断蚊虫将疟 原虫从一个宿主传播至另一个宿主 13 并可用于旅行者的免疫 以避免将疟原虫 从疫区带回 造成本地区流行的后果 传播阻断性疫苗候选抗原主要表达于蚊虫 阶段疟原虫表面 此类抗原并不在脊椎动物免疫系统选择压力之下 所以这些蛋 白显示出非常低的多态水平 不会出现抗原变异 可以有效地阻断疟疾从蚊媒向 人的传播 是当前疟疾疫苗研究的热点 4 疟原虫在有性生殖和孢子增殖期特别易受免疫反应的干扰 雌雄配子 合子 和动合子所表达的表面蛋白是研制传播阻断性疫苗的重要靶抗原 目前研究较 多的靶抗原是恶性疟原虫相关蛋白 Pfs25 Pf11 1 Pfs2400 P fs230 Pfs28 Pfs48 45 间日疟相关蛋白 Pvs25 Pvs28 Pvs48 等 以 Pfs25 和 Pvs25 为抗原的传播阻断型疫苗已经进入了 期临床试验阶段 14 但是疟疾传播 阻断型疫苗的研究依然存在很多障碍 主要表现在疟原虫表面蛋白免疫接种后 诱导的抗体水平较低和免疫佐剂引起的不良反应 4 疟疟疾疫苗研制所面疾疫苗研制所面临临的困的困难难和挑和挑战战 目前 疟疾疫苗研制主要存在以下几方面的困难 1 缺乏保护作用强的候 选抗原 尽管在过去 25 年中已鉴定了约 40 个疫苗候选抗原 但能产生强而持 久保护性免疫力的抗原仍十分有限 2 缺乏对疟疾保护性免疫机制的了解 疟原 虫生活史复杂 抗原具有期特异性并存在高度变异 疟原虫具有多种入侵途径和 逃避宿主免疫攻击的机制 3 缺乏有效的动物模型 由于疟原虫抗原序列存在种 间差异 因此无法用动物疟原虫模型来评价人体疟疾疫苗 4 缺乏持久的免疫 力和难以产生足够高水平的抗体 体内外实验结果均显示 产生高水平的抗体滴 度对有效抑制疟原虫是必需的 当抗体滴度较低或从最高值开始下降后 免疫血 清完全失去抑制作用 这也是疟疾保护性免疫持续时间短的原因所在 5 展望展望 2006 年 12 月 4 日 世界卫生组织在曼谷举行的全球疫苗研究论坛上 呼吁 采取联合行动 加快研制和批准使用一种高效的疟疾疫苗 同时将启动一项新的 全球战略 即 疟疾疫苗技术路线图 15 该项计划的最终目标是 在 2025 年之前 研制出一种针对临床疾病具有 80 以上预防功效 并提供 4 年以上保护的疟疾 5 疫苗 暂定目标是 于 2015 年之前研制和批准使用第一代具有 1 年以上保护 50 以 上预防功效的疟疾疫苗 尽管至今尚无成熟疫苗推入市场 但一些候选疫苗已进 入临床试验 并产生了非常有希望的结果 目前临床进展最快的疫苗 RTS S ASO1 AS02 在 2009 年进入到 期临床试验 如果获得成功 将有望上市并成为 第一款成功的疟疾疫苗 随着蛋白技术 基因技术发展 疟原虫抗原和免疫机理 的认识不断深入 人类设计出有效的疟疾疫苗为期不远 参考文献 1 WHO World malaria report 2010 R WHO 2010 12 2 周家莲 杨恒林 抗疟药研究现状与发展趋势 中国病原生物学杂志 2008 11 3 865 7 3 Ballou WR Cahill CP Two decades of commitment to malaria vaccine development glaxosmit hkline biologicals The American Society of Tropical Medicine and Hygiene 2007 77 6 289 95 4 Grtchen V A complex mew vaccine shows promise Science 2004 306 587 9 5 Alonso PL SacarlalJ Aponte JJ et al Duration of protection with RTS S AS02A malaria vaccine in prevention of Plasmodium falciparum disease in Mozambican children single blind extended follow up of a randomised controlled trial Lancet 2005 366 9502 2012 2018 6 Olotu AI Fegan G Bejon P Further analysis of correlates of protection from a phase 2a trial of the falciparum malaria vaccines RTS S AS01B and RTS S AS02A in malaria naive adults J Infect Dis 2010 Mar 15 201 6 970 971 7 Bejon P Lusingu J Olotu A et al Efficacy of RTS S AS01E vaccine against malaria in children 5 to 17 months of age N Engl J Med 2008 359 24 2521 32 8 GentonB Al YamanF BetuelaI et al Safety and immunogenicity of a three component blood stage malaria vaccine MSP1 MSP2 RESA against Plasmodium falciparum in Papua New Guinean children J Vaccine 2003 22 1 30 41 9 Hu J Chen Z Gu J et al Safety and immunogenicity of a malaria vaccine 6 Plasmodium falciparum AMA 1 MSP 1 chimeric protein formulated in montanide ISA 720 in healthy adults PLoS ONE 2008 3 4 e1952 10 萨日娜 PfCP 2 9 重组恶性疟疾疫苗 期临床试验免疫应答及特性分析 第 二军医大学 2006 年 11 Esen M Kremsner PG Schleucher R Gassler M Imoukhuede EB Imbault N et al Safety and immunogenicity of GMZ2 a MSP3 GLURP fusion protein malaria vaccine candidate Vaccine 2009 Nov 16 27 49 6862 6868 12 B Mordm ller K Szywon B Greutelaers et al Safety and immunogenicity of the malaria vaccine candidate GMZ2 in malaria exposed adult individuals from Lambar n Gabon Vaccine 2010 28 4 6698 6703 13 Vanessa S David CK Kim CW Approaches to malaria vaccine development using the retrospectroscope Infect Immun 2009 77 8 3130