全球结核病疫苗研发进展

摘要目前全球结核病负担依旧较重，新型结核病疫苗是实现WHO“终止结核病”策略目标的重要途径。近年国内外结核病疫苗研发工作均取得了一定进展，应用场景和技术路线均实现了一定程度的突破，多种新型疫苗进入了Ⅲ期临床试验。本文总结了国内外重点在研结核病疫苗的临床试验信息，介绍其中较有前景上市或为未来疫苗研发工作提供启示的6种产品，并剖析了目前新型结核病疫苗研发面临的困境，对未来结核病疫苗研发工作作出了展望。【关键词】结核病；新型结核病疫苗；研发进展；创新前言结核病是结核分枝杆菌(Mtb)所致的一种慢性传染病。根据WHO《2024年全球结核病报告》发布的数据，2023年全球因结核病死亡人数约为125万，超过了新型冠状病毒感染所致的死亡人数，标志着结核病重新成为全球由单一传染性病原体导致死亡的主要原因[1-2]。结核病共病问题也亟待关注，HIV感染、糖尿病等共病会影响结核病结核病的筛查诊断技术和药物治疗方案已取得长足进步，2022年全球新发结核病病例的治疗成功率达88%[¹。但事实上，结核病诊疗仍面临诊断流程较复杂、治疗所需周期长、治疗依从性差等问题。治疗不规范会进一步诱使Mtb产生耐药性，治疗成功率下降，2022年全球使用二线药物治疗耐药结核病成功率仅为63%[1。耐药结核病的流行对结核病的诊疗和管理提出了新的挑战4。仅依靠药物治疗并不足以应对结核病，药物治疗与免疫预防相结合才是应对结核病更好的方法。1921年，法国细菌学家Calmette与Guérin研制的卡介苗(BCG)首次应用于人类[5]。目前BCG被许多国家纳入免疫接种计划，但仍存在一些局限性6-7]。接种BCG的保护效力并不稳定，这可能与制备菌株发生的突变有关8,且无法实现终身免疫。大规模Meta分析发现，新生儿时期接种BCG对结核病的保护作用可持续近10年，后随接种者年龄的增长而逐渐减弱，意味着BCG主要对新生儿和学龄儿童种的有效性存在争议，WHO不推荐通过复种BCG来预防结核病[12]。因此，新型结核病疫苗的研发迫在眉睫。结核病疫苗研发重点方向当前在研疫苗可分为暴露前预防性疫苗、暴露后预防性疫苗、治疗性疫苗3类。(1)暴露前预防性疫苗：在机体首次接触Mtb之前接种，通常是婴儿出生后立即接种。暴露前预防性疫苗既可以是初种疫苗，如现有的BCG,也可以是加强或复种疫苗[13]。需要特别重视此类疫苗在特殊人群(如HIV感染者)中的安全性。(2)暴露后预防性疫苗：在机体已暴露于Mtb后接种¹4,保护处于Mtb潜伏感染(LTBI)(3)治疗性疫苗：在机体感染Mtb后接种，用于活动性结核病的加强治疗、标准治疗后预防复发以及防止LTBI进展为活动性结核病[13]。根据2018年WHO拟定新型结核病疫苗的首选产品特性，结核病治疗性疫苗应追求3个目标：①在完成一个完整疗程的药物治疗后，能降低结核病的复发率；②提高治愈率，特别是提高耐多药和广泛耐药结核病的治愈率；③缩短治疗时间或减少药物用量，提高依从性，减少耐药菌株的WHO还指出，治疗性疫苗的目标人群应为所有结核病患者，包括各种结核病共病患者，这对疫苗的安全性提出了更高的要求[16。当前在研结核病疫苗可分为蛋白/佐剂亚单位疫苗、病毒载体疫公司注册了mRNA结核疫苗——BNT164a1/b1的I期临床试验[17,标志着mRNA疫苗研发技术开始应用于结核病疫苗研发。蛋白/佐剂亚单位疫苗基于1种或多种蛋白质抗原构建，常与佐剂一起施用以提高保护效力。蛋白/佐剂亚单位疫苗可作为暴露前和暴露后预防性疫苗，在接种BCG后作为加强针接种，增强BCG的保护和Mtb39A)的重组蛋白M72与佐剂系统AS01联合组成，用于成年人灭活疫苗使用灭活的完整分枝杆菌或分枝杆菌的细胞壁提取物成)、微卡(基于母牛分枝杆菌)、DAR-901(基于奥布分枝杆菌)较为成熟，VPM1002(重组BCG)和MTBVAC(人Mtb减毒活疫苗)目前均处于Ⅲ期临床试验阶段。2023年上半年，德国政府宣布将在5年内向国际艾滋病疫苗行动组织提供920万欧元，以推进MTBVAC的保护效力，但这一技术路线尚未在结核病疫4月，该试验正式启动。发布的2023年结核病疫苗管线报告、提供的相关信息和相关文献综述，截至2024年8月，全球共有18种重点在研结核病疫苗，临床试验阶段情况见图1[23]。6种处于临床I期 注：处于Ⅱb期和Ⅲ期临床试验阶段的疫苗名称左下角的截至2024年8月，重点研发的18种结核病疫苗中已有11种汇了保护效力，Ⅲ期临床试验已于2024年3月正式展开。其余疫苗大HIV阳性人群中的免疫原性低于HIV阴性人群。疫苗名称临床试验阶段应用场景实验人群1成年人，LTBI者，无LTBI者NCT06050356Ⅲ成年人，LTBI者NCTO1755598已完成91成年人，无LTBI者NCT04975737--成年人，老年人，LTBI者NCT05284812已暂停成年人，无LTBI者NCT03806686已完成(2Ⅱ成年人，TB治愈患者NCTO3512249-I成年人、青少年NCTO3681860已完成(3II-青少年，无LTBI的成年人NCTO2712424已完成≈Ⅲ成年人，青少年CTRI/2019/01/017026已完成(30成年人，MDRTB患者，活动性TB患者NCT04919239成年人，活动性TB患者NCT05455112-成年人，LTBI者NCT01136161已完成1]Ⅲ-成年人，青少年NCT02729571已完成[ⅢⅢ-婴儿NCTO2391415已完成(3)BCG(复种)青少年，儿童，无LTBI者NCT04152161I-IMDR-TB:耐多药结核病；本表总结自SuopTBpartnership官方网站、TAG的2023年结核病疫苗管线报告以及网站，包含每种疫苗正在进行的试验和最近已汇报结果的试验[23]中国研发的新型结核病疫苗相对较少，共5种，适应证和覆盖人群与国外较为一致，详细信息见表2[34-36。微卡是首个用于预防LTBI者发病的免疫制剂[26],已于2021年6月在中国获批上市。微卡既可以作为暴露后预防LTBI者发病的预防性疫苗接种，也可以作为治疗性疫苗用于结核病药物治疗的辅助治疗。采用微卡相近菌株的口服制剂已于患有药物敏感结核病、耐药结核病、结核病合并HIV感染的受试者中完成Ⅲ期临床试验[随机对照试验(RCT)编号：NCT01977768],注射用母牛分枝杆菌制剂(M.Vacae')缩短结核病疗程的免疫治疗安徽智飞龙科马生物制药有限公司已上市-卡，未被批准用于预防疫苗(LTBI者用)安徽智飞龙科马生物制药有限公司已上市3400名>15岁LTBI者注射1次微卡，共注射6次，通过随访记录确诊人数卡，试验正在进行中未进行试验smegmatis疫苗)因药业股份有限公司Ⅱ预防结核分枝杆菌感染高危人群肺结核的发病及接种过BCG人群的加强免疫安徽智飞龙科马生物制药有限公司Ⅱ进行地：中国分为低、高剂量实验组与注射安慰剂的对照组，通过不良反应发生次数评估安全性已暂停重组人5型腺病毒结核用于4~18岁接种过BCG人群天津康希诺安全且受试病疫苗的加强免疫生物技术有限公司I评估气雾剂和肌内注射的安良好2(≥6岁)科马生物制药有限公司I160名健康受试者接种不同剂量的疫苗，通过不良反应的发生率评估安全性公布为蛋白/佐剂亚单位疫苗，主要用于预防LTBI者发病，被认为是最有可能继BCG之后正式投入使用的结核病疫苗。Ia期临床试验 (RCT编号：NCT01755598)已于2018年11月在南非、肯尼亚和赞比亚完成。该试验共招募了3575名18~50岁、HIV阴性、处于LTBI状态的成年受试者，按1:1的比例随机分配到试验组和对照组，分别给予2剂M72/ASO1E或安慰剂(2次接种间隔1个月),随后进行3年的随访，结果显示，M72/ASO1E能够引发免疫反应，防止LTBI进展为肺结核的保护效力可以持续3年以上，未观察到涉及疫苗安全性亚60个试验点开展Ⅲ期临床试验(RCT编号：NCT06062238),评估M72/ASO1E在青少年和成年人中肌内注射的保护效力、安全性和免疫原性。2024年8月，该试验计划共招募20000名受试者，分为干扰为病毒载体疫苗，以Ad5人类腺病毒作为载体，主要通过Mtb的于2021年9月完成，在31名18~55岁、接种过BCG的健康成年人受试者中评估了Ad5Ag85A通过吸入气雾剂(鼻喷)或静脉注射2种给果可能较好，尤其是ChAd0x1.85A+MVA85A了该方案的安全性28。疫苗，Ⅲ期临床试验中被偶然发现可能对结核病有保护作用403。完成，对667名IGRA阴性且接种过BCG的受试者接种了3剂DAR (每次接种间隔2个月),如受试者出现IGRA阳性则退出试验。结果证明，3剂DAR-901安全且受试者耐受性良好，对预防IGRA转阳为减毒活疫苗，是目前唯一直接使用人Mtb制备的减毒活疫苗。最新有结果汇报的试验为在南非进行的Ib/Ia期临床试验(RCT编成年人队列中验证MTBVAC的反应原性和安全性；后在36名婴儿受试反应原性，能在婴儿体内诱导持久的CD4细胞反应，有进一步试验的价值32]。Ⅲ期临床试验(RCT编号：NCT04975178)已于2022年9编号：NCT05537038)于2023年4月在德国开展，计划在120名IGRAIb/Ia期临床试验(RCT编号：NCT05547464)于2023年7月在南非开展，计划于732名接种过BCG的HIV阴性和阳性人群中评估安全茨基金会合作启动。结核病疫苗研发工作面临的困难新型结核病疫苗的研发工作长期受到国内外的广泛关注。自2012年以来，全球已经有超过23种新型疫苗处于临床试验阶段，50多种潜在候选疫苗处于发现阶段41]。但要实现WHO提出的“终止结核病”战略，当前新型结核病疫苗研发工作仍略显不足。主要问题包括新型结核病疫苗本身研发困难、对疫苗应用场景和有效性的要求提高、缺乏统一高效的评价标准、缺少投资动机导致的研究经费严重不足等。新型结核病疫苗的临床试验设计难度较大，成本较高。动物模型不能完全预测疫苗对人类的保护作用，如MVA85A在临床试验中的表现与动物试验差别巨大，结核病疫苗的保护作用必须经有受试者参与的临床试验验证[38]。进入到临床试验后期，研究者往往需要更大的样本量来避免结果的偶然性，这给试验的研究设计、管理能力和成本带来了更大的挑战。2.应用场景：结核病防控现实对结核病疫苗的泛用性和有效性提出了更高的要求。首先，新疫苗需要适配更多的应用场景。随着LTBI和耐药结核病负担的加重，对暴露后预防性和治疗性疫苗的需求不断增加。其次，结核病疫苗需要覆盖的人群也不断扩大，越来越多的新型疫苗将HIV感染者等结核病重点防控人群纳入接种人群并进行相关试验。最后，BCG的存在对新型预防性疫苗的保护效力提出了更高的要求：新疫苗应能够弥补BCG的缺陷，提供更长久的保护作用[18]。这些要求进一步加大了新型结核病疫苗研发的难度。结核病候选疫苗不断增多，需要更统一高效的指标对疫苗的有效性进行评价。IGRA阳性转化率是免疫原性常用的评价指标，但用于暴露后预防等应用场景有效性评价的可行性仍有待研究[42]。治疗性疫苗的评价则更加复杂：治疗过程的各项标准难以统一，存活率、复发率等评价指标的收集耗时久且随访成本高等。随着结核病疫苗的应用场景愈加广泛，单一的标准已难以全面地评价所有结核病候选疫苗，但评价指标过于繁杂也会导致候选疫苗的筛选难度增加。因此，需要进一步完善新型结核病疫苗有效性的评价体系。资金短缺是全球结核病产品研发的主要阻碍，严重的资金不足导致许多临床试验进展缓慢甚至停滞[18]。TAG自2005年起监测的全球结核病投资数据显示，直至2021年全球结核病研究经费才突破10亿美元，2022年仍保持这一投资水平[43]。这一数额远低于2018年《联合国结核病问题政治宣言》中提出的每年20亿美元的筹资目标。若将通货膨胀考虑在内，2018年以来实际投入结核病研发的资金甚至有所减少[43]。结核病”等战略的推行，全球结核病发病率显著下降，从2000年的184/10万降至2023年的134/10万¹,大多集中在第三世界国家。非洲地区(23%)和西太平洋地区(18%)的结核病估算新发病人数占全球的85%以上1]。全球整体的结核病新发病例逐年减少，加之结核示，在过去10年中，高收入国家的结核病相关研发资金约63%来自公共部门，约20%来自慈善机构，