流感病毒病毒顆粒樣疫苗與廣譜疫苗的研究進展

曹大紅

【摘 要】流行性感冒可以在人、畜、禽類中傳播，給社會造成巨大的經(jīng)濟損失，時常會威脅到人類健康甚至造成人員的死亡。對付流感的最有效辦法是在流感爆發(fā)前接種流感疫苗?，F(xiàn)在市場上使用的傳統(tǒng)流感疫苗存在著明顯的不足之處。新型流感疫苗著眼于更安全、更有效、更易生產(chǎn)，最好同時具有廣譜性和持久性。

【關(guān)鍵詞】流感病毒、流感VLPs疫苗、廣譜流感疫苗

【中圖分類號】R373 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-3783（2018）11-03--01

流行性感冒簡稱流感，是由流感病毒引起的一種傳染性很強的呼吸系統(tǒng)疾病。流感病毒于1901年第一次被發(fā)現(xiàn)，20世紀30年代被成功分離。在20世紀，流感病毒在人群中引發(fā)了4次全球性大流行，造成了大量人員的死亡與財產(chǎn)損失，引起了人們的高度重視。其中1918年的西班牙的流感大流行造成了當時全球人口約一半人數(shù)感染，幾千萬人的死亡?，F(xiàn)在每年的季節(jié)性流感也會造成全球約25--50萬人的發(fā)病，甚至死亡【1】。防治流感最經(jīng)濟、最有效的方法是生產(chǎn)出安全、有效、廣譜的流感疫苗，對人群進行接種。

1 流感病毒的分類與基因組特征

1.1 流感病毒的分類

流感病毒屬于正黏病毒科，由內(nèi)向外依次分為核衣殼、包膜、刺突三的部份的球形結(jié)構(gòu)。依據(jù)流感病毒的核蛋白（NP）血清型不同可分為甲型（A型）、乙型（B型）、丙型（C型）三種。甲型流感病毒在1934年被分離，它是造成人群中流行性感冒暴發(fā)的最主要病原體。1940年被分離出來的乙型流感病毒對人類的致病性較低，而1947年分離出來丙型流感病毒很少在人群中造成流行。

1.2 流感病毒的基因組特征

甲型流感病毒的基因組由8個線性負鏈RNA基因片段組成，共約13.6Kb，編碼11種蛋白質(zhì)。病毒顆粒表面的刺突是由兩種蛋白質(zhì)構(gòu)成：即血凝素（HA）和神經(jīng)胺酸酶（NA），根據(jù)HA抗原性不同，甲型流感病毒可分成16種亞型（H1--H16）。根據(jù)NA抗原性不同，可分成9種亞型（N1--N9）。HA和NA都易發(fā)生抗原飄移而逃避人體的免疫保護。構(gòu)成病毒衣殼的是兩種基質(zhì)蛋白，即基質(zhì)蛋白1（M1）和基質(zhì)蛋白2（M2）。M2是一種跨膜蛋白，它與宿主細胞膜上的H+通道相關(guān)，參與病毒的脫殼。病毒RNA聚合酶由PA、PB1、PB2三種蛋白質(zhì)構(gòu)成，可與RNA結(jié)合形成復(fù)合物（RNP）。包裹在病毒RNA外面的蛋白質(zhì)是核蛋白（NP），它與M1相連。另外還有三種蛋白質(zhì)被稱為核輸出蛋白（NEP）：NS1、NS2、PB1--F2，分別起到抑制宿主免疫細胞反應(yīng)和介導(dǎo)病毒RNA輸出宿主細胞核的作用。

2 傳統(tǒng)流感疫苗使用中的不足之處

現(xiàn)在人群中通常使用的流感疫苗主要是全病毒滅活疫苗、全病毒減毒活疫苗、病毒裂解疫苗和流感病毒亞單位疫苗四種。這些疫苗的使用對人群起到了很好的保護作用，但也存在著明顯的不足。

傳統(tǒng)疫苗的生產(chǎn)大多依賴于雞胚培養(yǎng)流感病毒株，每年生產(chǎn)所使用的病毒株由WHO依據(jù)全球流感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)分析，推薦每年生產(chǎn)流感疫苗所使用的流感病毒株。因此，現(xiàn)在臨床使用的流感疫苗都有株的特異性，對同亞型的病毒株具有良好的保護性。但是，如果流感病毒株與生產(chǎn)所使用的病毒株有較大差異，則疫苗的保護能力是非常有限的。

全病毒體疫苗與裂解疫苗的副作用較大。對年齡小或較大的人群，以及身體較弱的人都不適用，對他們的免疫保護率也很低。

3 兩種新型流感疫苗的研究進展

新型流感疫苗應(yīng)針對傳統(tǒng)疫苗的不足之處，具有較高的安全性，能夠適應(yīng)更廣泛的人群，較高的有效性和易生產(chǎn)，不依賴雞胚生產(chǎn)等特征。隨著對流感病毒結(jié)構(gòu)、基因組特征的不斷深入研究，對流感病毒的致病機制也有了深入的了解，發(fā)現(xiàn)了一些新的流感疾病治療靶點，及病毒基因組中相對保守序列。同時，科學家們不斷探索流感病毒的非雞胚依賴培養(yǎng)方法，有細胞培養(yǎng)技術(shù)與非細胞培養(yǎng)技術(shù)出現(xiàn)，病毒的純化技術(shù)與基因工程技術(shù)等為新型疫苗的設(shè)計與研制提供了技術(shù)支持與方向。

3.1 流感病毒病毒樣顆粒（VLPs）疫苗

病毒樣顆粒（virus--like particles，VLPs）是由一種或多種病毒結(jié)構(gòu)蛋白組裝而成的不含有病毒遺傳物質(zhì)，與真病毒顆粒結(jié)構(gòu)相似的空心顆粒。一般大小介于15nm--400nm之間。VLPs可以像真正病毒一樣被宿主免疫細胞識別、捕獲、加工、呈遞，所以可以有效誘導(dǎo)宿主機體產(chǎn)生保護性免疫反應(yīng)。又因為顆粒內(nèi)沒有遺傳物質(zhì)，所以它不會在宿主體內(nèi)進行自我復(fù)制。由于以上的這些特征，VLPs作為疫苗使用它具有較高的安全性和有效性已經(jīng)成為病毒新型疫苗研究熱點之一。

目前已經(jīng)合成的流感病毒VLPs有多種【2】，包括H1N1 VLPs、H3N2 VLPs、H5N1 VLPs、H5N3 VLPs、H7N1 VLPs、H9N2 VLPs等。且在動物體內(nèi)試驗證明，這些VLPs都能誘導(dǎo)產(chǎn)生保護性免疫應(yīng)答。流感病毒VLPs制備過程中的蛋白質(zhì)表達多采用桿狀病毒---昆蟲細胞表達系統(tǒng)。實驗證明此VLPs具有與流感病毒相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)與生物學活性，在雪貂動物模型試驗中，用此VLPs疫苗免疫可誘導(dǎo)出高滴度的針對H1N1病毒的紅血球凝集抑制劑（HI），且可抑制病毒在上下呼吸道粘膜組織中的復(fù)制。Peter Pushko等在對禽流感病毒H9N2 VLPs疫苗進行動物模型試驗中證明，H9N2 VLPs疫苗可以有效保護動物，它是潛在的禽流感疫苗之一。

3.2 廣譜流感疫苗的設(shè)計

傳統(tǒng)流感疫苗的病毒株特異性和流感病毒易發(fā)生抗原飄移特性之間的矛盾引發(fā)人類對設(shè)計研究廣譜流感疫苗的熱情。設(shè)計開發(fā)能夠?qū)Σ煌鞲胁《局甓加薪徊婷庖弑Ｗo作用，且可持久產(chǎn)生保護作用的廣譜流感疫苗是新型流感疫苗研究的重要方向。除以M2為免疫原設(shè)計廣譜流感疫苗以外，其他還有四價流感疫苗設(shè)計和基于其他流感病毒保守序列設(shè)計的廣譜流感疫苗。Chen等將H1N1病毒完整HA蛋白糖基化后，在以老鼠和雪貂兩種動物體內(nèi)試驗證實，其可以作為疫苗抵御1933年---2009年不同亞型H1N1病毒感染。

4 小結(jié)

流感廣譜疫苗和VLPs疫苗多在動物模型實驗階段，小部分在臨床前或進入臨床試驗階段。流感VLPs疫苗已經(jīng)有可以上市的出現(xiàn)，這對研究更多的新型流感疫苗是一個好的開始。但VLPs疫苗在生產(chǎn)工藝的放大、病毒顆粒的組裝、其免疫途徑的研究等方面還有很多內(nèi)容需要繼續(xù)探索。廣譜流感疫苗的有效性還需要有更多的實驗去驗證?？梢詮拿庖咴鞍踪|(zhì)分子結(jié)構(gòu)優(yōu)化和分子設(shè)計上再深入探索，使其更適合于表達和獲得更好的交叉免疫保護效果。

參考文獻

孫向東，流感病毒研究進展【J】，醫(yī)學研究雜志，2011，40（12），25---27

吳蒙、張定梅、陸家海，流感病毒樣顆粒疫苗研究進展【J】，中山大學學報（醫(yī)學科學版），2009，30（5），486---491

Quan FS、Vunnava A、Compans RW，et al. Virus---like particle vacine protects against 2009 H1N1 pandemic influenza virus in mice【J】，PLoS ONE，2010，5（2），e9161