Influenza Vaccine H1N1V (Surface Antigen, Inactivated, Adjuvanted)

流感病毒是一种具有包膜的单链 RNA 病毒，能够引发流感。季节性流感病毒主要有三种血清型，分别是 A、B 和 C 型。其中，A 型流感病毒可感染人类和非人类，B 型仅感染人类，而 C 型则极为罕见，对人类的感染也很少见。在这三种类型中，A 型病毒的致病性最强，会给人类带来最为严重的疾病。流感疫苗的抗原靶点 这些流感病毒类型的差异是由两种内部结构蛋白，即核衣壳蛋白（NP）和基质蛋白（M）的抗原差异所决定的，并且这三种类型的病毒之间不存在交叉反应。而病毒的亚型划分则依据其表面糖蛋白血凝素（HA）和神经氨酸酶（NA）的抗原变异。到目前为止，从鸟类和包括人类在内的哺乳动物身上，已经发现了大约 14 种 HA 亚型（H1 - H14）和 9 种 NA 亚型（N1 - N9）的不同组合。其中，人类感染的 HA 亚型有三种（H1 - H3），NA 亚型有两种（N1、N2）。 血凝素（HA，分子量约 77 kDa）是位于病毒包膜表面的一种具有免疫原性的蛋白。神经氨酸酶（NA，分子量约 220 kDa）是一种表面酶蛋白。这些蛋白是确定流感病毒特定毒株的抗原，在介导病毒进入靶细胞的过程中发挥着关键作用。HA 蛋白参与了病毒在被感染细胞内体中的附着和膜融合过程。其抗原结构域位于表面，并且可以发生改变，这样病毒就能在避免引发免疫反应的同时，依然保持与受体结合的能力。 流感病毒经常会发生一些微小的基因突变，这种现象被称为 “抗原漂移”。它指的是病毒表面抗原蛋白发生细微变化，使得病毒能够逃避宿主的免疫防御，即便宿主之前已经感染过或者接种过疫苗，依然可能感染发病。而 A 型病毒抗原大约每十年会发生一次较大的抗原转变，从而引发大规模的流行甚至是全球大流行。季节性流感疫苗通常是三价的，而近年来出现的四价疫苗以及大流行疫苗则是单价的。 疫苗制造商每年研发和生产季节性流感疫苗通常需要数月时间。流感疫苗的生产可以采用多种方法，包括基于鸡蛋的生产方法和基于细胞培养的生产方法。基于细胞培养的流感疫苗与基于鸡蛋的流感疫苗生产对比 目前，大多数流感疫苗都是基于鸡蛋生产的。然而，每年获取鸡蛋需要较长的前置时间。而采用基于细胞培养的流感疫苗生产方法，不仅消除了这一生产瓶颈，还降低了可能因鸡蛋携带禽流感病毒而造成污染的风险。 基于细胞培养的生产工艺具有更高的可重复性，因为不同的流感毒株在鸡蛋中的生长速度各不相同，这会导致产量出现波动。此外，细胞培养衍生的病毒初始纯度更高，并且由于不含鸡蛋蛋白（胶原蛋白和白蛋白），在对灭活收获物进行纯化时具有一定优势。1. 基于细胞培养的流感疫苗生产工艺 目前，基于细胞培养的流感疫苗生产并没有一个统一的标准流程，不同的制造商遵循不同的生产方法，并根据自身的工艺理念选择各种技术。图 1 展示了一个典型的基于细胞培养的流感疫苗生产流程。 典型的商业生物反应器规模在 2500 - 5000 升之间。总的工艺产率大约为 35%，并且高度依赖于病毒毒株。基于这一产率和回收率，每升细胞培养物大约可以生产 50 - 100 剂疫苗。流感病毒的细胞培养与增殖 成功的感染需要在培养基中添加蛋白酶，通常优选胰蛋白酶或类似的丝氨酸蛋白酶。这些蛋白酶在细胞外将血凝素前体蛋白（HA0）切割成具有活性的血凝素（HA1 和 HA2）。只有经过切割的血凝素才能使流感病毒吸附到细胞上，并随后进入细胞内进行复制。MDCK 细胞的传代需要用胰蛋白酶进行消化，然后用等体积的胰蛋白酶抑制剂溶液终止消化过程。从滚瓶中取出的细胞用于接种 3 升生物反应器和一次性生物反应器（SUBs）。 MDCK 细胞培养在感染并培养 3 - 5 天后，每毫升可产生高达 1x10^9 pfu 的流感病毒。对于每种细胞系和每种病毒毒株，都需要对感染复数（MOI）、培养时间和温度等参数进行优化。假设每剂疫苗需要 45 µg 的 HA（0.5 mL），那么一个 1000 - 2000 升的生物反应器（采用基于微载体的 MDCK 悬浮培养）每个季节大约可以生产 2000 万剂疫苗。据估计，使用固体微载体和 MDCK 细胞的优化 1000 升生物反应器的产量，大约相当于 31000 个鸡蛋的产量。澄清 在澄清过程中，需要去除细胞或细胞碎片。根据所使用的澄清技术，像宿主细胞蛋白（HCP）和 DNA 等较小的杂质也可能会被部分去除。由于病毒疫苗收获物中的固体含量通常较低，因此单级（初级）澄清通常就足够了。 常用于病毒疫苗初级澄清的技术包括离心、微滤切向流过滤（MF - TFF）和深层过滤。 对于大规模生产（≥2000 升生物反应器规模），离心可能是一种更经济的解决方案。然而，离心机的放大和操作可能会比较麻烦，而且购置离心机的资本支出较高。一些制造商在澄清过程中采用 MF - TFF（使用 0.45 µm 或 0.65 µm 的非筛网膜），并在低剪切条件下进行。但 MF - TFF 的实施和操作对于工艺开发和生产规模的操作人员来说都相当繁琐，而且产率通常较低，约为 50%。深层过滤通常是首选的方法。在使用深层过滤器时，需要注意这些过滤器通常带有正电荷。由于流感病毒和宿主细胞 DNA 都带负电荷，正电荷过滤器有时会在有效去除 DNA 的同时，对病毒产生较高的吸附。因此，必须通过优化过滤通量和仔细选择缓冲液条件（盐浓度、pH 等）来平衡这种吸附问题。通过适当的优化，回收率可以达到 90% 以上。 在二级澄清步骤中，通常更倾向于使用 0.22 µm 的无菌过滤，而不是 0.45 µm 的生物负荷减少过滤。病毒灭活 病毒灭活可以使用甲醛或紫外线辐射。 甲醛是疫苗生产中最常用的灭活剂。甲醛通过将表面蛋白中的伯胺基团与 DNA 或蛋白质中相邻的氮基团不可逆地交联，从而使病毒失活。这些交联键可能会与非病毒蛋白结合，因此需要对活的感染性病毒进行初步的部分纯化，以防止病毒蛋白与杂质之间发生不可逆的化学桥接。灭活过程通常在 32°C 下进行 24 小时，福尔马林浓度为 0.1%。 波长为 254 nm 的紫外线辐射也可用于病毒灭活。有效剂量取决于多种因素，如紫外线灯的尺寸和直径、紫外线源与含病毒培养基之间的距离、紫外线强度以及含病毒培养基的暴露时间等。一般剂量为 5 - 200 mJ/cm²。超滤 / 渗滤（UF/DF） 在这个阶段，需要对完整的病毒颗粒进行浓缩，以减少下游工艺的体积。UF/DF 用于去除低分子量杂质和进行缓冲液交换。在基于细胞培养的流感疫苗生产过程中，会有多个 UF/DF 步骤。UF/DF 可用于去除 DNA、宿主细胞蛋白（HCP）和 Benzonase® 核酸内切酶，在超速离心后步骤中，还可用于去除蔗糖。300 kDa 的装置适用于体积浓缩。 典型的 UF/DF 条件为： 跨膜压力（TMP）为 10 - 15 psi 进料流速为 5 - 6 L/min/m² 浓缩倍数为 20 - 50X 平均渗透通量为 50 LMH 由于浓缩倍数较高，一些工艺采用补料分批浓缩模式。 使用 500 kDa 的膜并控制通量操作可去除宿主细胞 DNA 和蛋白质。TFF 工艺对低分子量 DNA 的去除效果较好，但对高分子量分子的去除效率较低。在某些情况下，根据病毒毒株的大小，使用 1000 kDa 的过滤器可以实现对病毒的有效截留。在渗透控制的双泵 TFF 中，典型的平均过滤通量为 20 - 35 LMH，进料流速为 5 - 6 L/in/m²，TMP 为 4 - 5 psi。密度梯度离心 密度梯度（区带）离心或色谱法通常用于进一步纯化病毒。区带离心分为沉淀和分级两个步骤。虽然区带离心可以生产出高纯度的产品，但产率较低，操作也较为繁琐。色谱法 在基于细胞培养的工艺中，对灭活的病毒进行尺寸排阻色谱和阴离子交换色谱，以去除 DNA 和 HCP。由于病毒体积较大，阴离子交换色谱步骤采用流通模式。在某些情况下，先进行尺寸排阻色谱（SEC），然后进行阴离子交换色谱（AEX）。SEC 通常用于去除小溶质和蛋白质，但难以实现与核酸的分离。AEX 树脂在使用足够浓度的 NaCl 时，流感病毒不会与树脂结合，而核酸和其他杂质会结合到树脂上。尽管宿主细胞 DNA（hcDNA）的大小与流感病毒颗粒相似，但 DNA 的无规卷曲结构使其与刚性球形的病毒颗粒相比，与树脂的结合更强。 添加去污剂以防止病毒颗粒聚集，可以提高纯度（降低 hcDNA）和产品产率。SEC 步骤的平均产品产率为 85%，总蛋白含量和核酸含量可降低 30 - 35%。阴离子交换步骤的平均产品产率超过 80%，核酸含量可降低约 60 - 70 倍。色谱纯化的总体产品产率为 50 - 55%，总蛋白降低 15 - 20 倍，核酸降低超过 500 倍。核酸酶处理去除 DNA 美国食品药品监督管理局（FDA）规定，肠胃外给药剂量中残留的宿主 DNA 不得超过 100 pg。欧洲药品管理局（EMA）和世界卫生组织（WHO）允许肠胃外给药剂量中残留 DNA 为 10 ng，口服疫苗剂量中残留 DNA 为 100 μg。Benzonase® 核酸内切酶是一种基因工程核酸内切酶，能够切割所有形式的 DNA 和 RNA。1 单位的 Benzonase® 核酸内切酶在 30 分钟内可将约 37 μg 的 DNA 降解至低至 3 - 8 个碱基对（<6 kDa）。如果原始缓冲液系统中不存在 MgCl₂，则需要添加 1 - 2 mM 的 MgCl₂以保证 Benzonase® 核酸内切酶的最佳活性。进料中 DNA 的存在取决于细胞 / 病毒类型以及收获步骤中使用的方法和技术。在 Benzonase® 核酸内切酶处理后，需要在后续的纯化步骤中定量去除工艺流中的 Benzonase® 核酸内切酶。因此，最好在工艺的上游充分使用 Benzonase® 核酸内切酶处理。有多种方法可用于从工艺中去除 Benzonase® 核酸内切酶，包括 TFF（截留分子量 300 kDa）、阴离子交换色谱（AEX）和区带离心。有报道称，使用约 0.9 - 1.1 U/mL 的 Benzonase® 核酸内切酶在 30 - 37°C 下处理收获物 4 - 8 小时，可降解宿主细胞核酸。由于法规要求，必须对工艺中残留的 Benzonase® 核酸内切酶进行测量和检测，通常采用基于 ELISA 的方法进行检测。裂解工艺制备裂解疫苗 大多数流感疫苗是 “裂解” 疫苗，即通过去污剂处理制备而成。这一步骤会破坏病毒包膜，释放内部的抗原成分，如与病毒 RNA 相关的衣壳核蛋白和包膜内部的基质蛋白（M 蛋白）。这种裂解过程去除了一些病毒成分，从而使疫苗的反应原性降低。 在裂解之前，需要将浓缩的单价（单株）病毒悬液用无菌缓冲液稀释。 当向纯化的流感病毒悬液中加入两亲性非离子去污剂（如 0.5% 的 Triton® X - 100 溶液）和 / 或阴离子脱氧胆酸钠（DOC）时，就会发生病毒裂解。聚山梨酯（Tween® 系列产品）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）也适用于病毒裂解步骤。裂解过程需要在室温下持续搅拌工艺流体与去污剂至少一小时。如果需要，裂解步骤的时间可以延长至 24 小时。 为了确保每个成分都被完全灭活，在病毒裂解过程之后，会进行二次病毒灭活作为额外的安全措施。无菌过滤 在生产过程中进行无菌过滤的时间取决于疫苗是全病毒疫苗还是裂解病毒疫苗。 全病毒疫苗：一些基于细胞培养的流感疫苗，如 H5N1 疫苗，属于全病毒疫苗。对于这些病毒，在工艺的最后阶段对最终原液进行无菌过滤。 裂解病毒疫苗：对于裂解病毒疫苗，在裂解步骤之后进行最终的无菌过滤。根据流感毒株的不同，最终无菌过滤器的容量有时较低（约 20 - 50 L/m²）。在这种情况下，会使用 0.45 µm 或 0.65 µm 的预过滤器来保护除菌级过滤器并提高其容量。除菌级过滤器的容量根据进料质量和是否使用预过滤器而有所不同，通常在 200 - 400 L/m² 之间。0.45/0.22 µm 的除菌过滤器也常被用作终端无菌过滤器（如果认为需要预过滤），从而将工艺从两步过滤简化为一步过滤。制剂 在基于细胞培养的流感疫苗市场中，只有少数几种裂解流感病毒疫苗会添加佐剂。用于商业流感疫苗制剂的基于水包油乳剂的佐剂有 MF59 和 AS03。例如，Optaflu® 疫苗是一种基于细胞培养的三价季节性流感疫苗（裂解疫苗，灭活的 HA 和 NA），它添加了佐剂 MF59。一剂 0.5 mL 的 Optaflu® 疫苗含有总共 45 μg 的 HA（15 μg x 3）和 0.25 mL 的 MF59 佐剂。 由于配制好的疫苗不能进行过滤除菌，因此佐剂和纯化的裂解病毒抗原需要分别进行过滤除菌，然后再进行无菌混合。通常使用 0.22 µm 的过滤器对基于乳剂的佐剂进行无菌过滤。由于水包油佐剂的性质，必须使用能够在必要的细菌挑战截留测试中防止穿透的过滤器。 最终的制剂通常包含缓冲剂（如柠檬酸钠脱水物、柠檬酸一水合物、氯化钾、磷酸二氢钾和 / 或磷酸氢二钠脱水物）、等渗剂（氯化钠）和稳定剂（六水合氯化镁或二水合氯化钙）。总结：基于细胞培养的流感疫苗 在过去的十到二十年中，基于细胞培养的流感疫苗生产取得了显著进展。细胞培养生产为解决传统基于鸡蛋的流感生产中经常出现的生产瓶颈提供了一种创新方法。这不仅使其成为季节性流感疫苗的一种有价值的替代生产方法，而且在我们应对可能发生的流感大流行时，它也是一项必不可少的技术。2. 基于鸡蛋的流感疫苗 基于鸡蛋的流感疫苗目前在市场上占据了大部分份额。经过三十多年的商业规模应用，这是一种已被充分了解的生产工艺。图 2 展示了在鸡胚中生产灭活裂解病毒型流感疫苗的通用流程。 病毒繁殖与收获 将受精的鸡蛋放入孵化器中，在约 37°C 的环境下孵化 9 - 12 天，以促进胚胎发育。然后将流感病毒接种到存活胚胎的尿囊中。为了抑制潜在的细菌生长，会在接种物中添加抗生素（通常是多粘菌素和新霉素的混合物）。接着，将感染后的鸡蛋在湿度可控的孵化器中，于约 33 - 35°C 下再培养 2 - 3 天，以使病毒在最佳条件下繁殖。通过将孵化后的鸡蛋迅速冷却至约 2 - 8°C，停止繁殖过程。从感染的鸡蛋中收集富含病毒颗粒的尿囊液。为了加快生产过程并提高产能，上游的这一步骤通常会使用自动接种器、孵化器和收获器实现自动化。一个鸡蛋可产生 3 - 10 mL 的尿囊液。每剂三价疫苗所需的 HA 产量因毒株和制造商而异，通常需要 0.7 - 3 个鸡蛋。一个满负荷运转的传统基于鸡蛋的流感疫苗生产设施每天能够处理多达 60 万个鸡蛋。鸡蛋成本约占疫苗原液成本的 50%。典型的全规模商业批次每天使用约 25 万 - 35 万个鸡蛋（约 1500 - 2000 升尿囊液）。尿囊液的澄清 为了去除尿囊液中的大颗粒污染物，尤其是像羽毛、喙、血管和血细胞等初级组织成分，需要进行多步澄清。 初级澄清步骤：初级澄清通常采用 4000 - 5000 g 的低速连续离心。较大的颗粒会沉淀形成 pellet，而流感病毒则留在上清液中。 二级澄清步骤：二级澄清通过正常流过滤（NFF）完成。另一种选择是使用 0.65 µm 或 0.45 µm 的微滤膜装置进行切向流过滤（TFF），并控制渗透通量。由于流感病毒在操作 pH 下带负电荷，可能会与含有硅藻土的正电荷深层过滤器结合，因此可以使用优化的高盐缓冲液（通常为 1 - 2 M NaCl）冲洗，以提高工艺产率。病毒灭活 这一化学处理步骤旨在确保没有活性病毒（流感病毒或任何污染病毒）进入下游工艺。为了降低污染风险，最好在工艺尽早阶段进行灭活。然而，由于灭活应在均匀的悬浮液中进行，且该悬浮液不应含有可能无法被灭活剂穿透的颗粒，因此一些制造商选择在工艺的后期阶段进行病毒灭活。有时，出于安全考虑，会进行两次灭活步骤。常用的灭活剂有 β - 丙内酯（BPL）、二元乙撑亚胺（BEI）和甲醛。作为交联剂，它们与病毒蛋白发生反应，消除流感病毒的感染性，同时保留其免疫原性。传统上，使用 BPL 灭活时，在 4°C 下以 0.1%（体积比）的 BPL 浓度处理 16 小时。（在生产过程中，该浓度不得超过。）福尔马林通常以 0.02% 的浓度在 37°C 下处理 18 - 72 小时。2 mM 的二元乙撑亚胺（BEI）已被证明在 37°C 下 48 小时内可灭活流感病毒。为了防止在灭活过程中发生聚集或沉淀，通常会添加甘油和蔗糖。病毒浓缩 在这个阶段，使用 TFF 对完整的病毒颗粒进行浓缩，以减少下游超速离心步骤的处理体积。渗滤还可以部分去除鸡蛋蛋白（45 kDa 的卵清蛋白、76 kDa 的卵转铁蛋白、49 kDa 的卵球蛋白、14 kDa 的溶菌酶等）、DNA 和灭活剂。可以在渗透通量控制的系统中使用 300 - 1000 kDa 的超滤膜；必须根据流感液的粘度和结垢特性仔细选择装置和操作参数。此步骤的典型体积浓缩倍数为 5 - 40X。在 1.5 - 3 psi 的 TMP 和 5 - 6 L/min/m² 的错流速度下，典型的通量为 20 - 50 LMH。超速离心分离病毒 在区带离心机腔中，通过将较低浓度的蔗糖覆盖在较高浓度的蔗糖上来形成蔗糖密度梯度。蔗糖梯度可以由浓度从高达 70% w/v 到低于 15% 的多个层组成。梯度的增量根据要纯化的产品而有所不同。将产品液泵入离心机转子 / 梯度中，并在约 40 - 150K 的离心力下进行处理。颗粒会在蔗糖浓度梯度中移动，直到到达与自身密度相匹配的层。收集含有流感病毒的目标馏分，用于进一步的下游处理。馏分的收集取决于毒株。此步骤的病毒产率可能在约 60% 到约 90% 之间（HA 测定的灵敏度可能有大约 30% 的固有差异）。流感病毒的裂解 在裂解之前，通常将浓缩的单价（单株）病毒悬液用无菌缓冲液（例如磷酸盐缓冲盐水 [PBS]）稀释至与工艺流体中病毒蛋白含量相关的标准光密度（OD）值。 病毒的裂解通常是通过向纯化的流感病毒悬液中加入两亲性非离子去污剂（如 Triton™ X - 100 水溶液）和 / 或阴离子脱氧胆酸钠（DOC）来实现的。聚山梨酯（Tween® 系列产品）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）也适用于病毒裂解步骤。 裂解过程通常在室温下持续搅拌工艺流体和去污剂至少一小时。如果需要，裂解步骤的时间可以延长至 24 小时。在这个过程中，流感病毒的结构会被分解，因为包膜被破坏，病毒的内部抗原成分，如与病毒 RNA 相关的衣壳核蛋白和包膜内部的基质蛋白（M 蛋白）会被释放出来。 注意：在这个工艺阶段，可能会进行病毒灭活步骤（除了上游工艺中的灭活步骤之外，或者替代上游的灭活步骤）。超滤 / 渗滤 裂解后，使用 TFF 对产品液进行缓冲液渗滤。这可以去除去污剂成分，并将产品置于最终的缓冲液中。由于病毒颗粒已被裂解，必须使用更紧密的膜来截留病毒碎片。TFF 膜可以完全截留感兴趣的病毒成分，同时允许去除去污剂和蔗糖（以及灭活剂）。使用 50 kDa 的膜时，在 5 - 7 psi 的 TMP 和 4 - 5 L/min/m² 的错流速度下，平均预期通量约为 30 - 40 LMH。最终纯化原液的无菌过滤 每个单独生产的单价（单株）流感原液在进入最终制剂和灌装设施之前，都要进行无菌过滤步骤。PES 和 PVDF 类型的无菌级膜都可以在这一步骤中成功使用。然后，将完成的原液进行制剂、灌装和包装，以便进行接种。 现有的疫苗通常每种成分含有 15 mg。大多数季节性灭活裂解疫苗不添加佐剂。 在 H1N1 大流行疫苗中使用基于角鲨烯的水包油乳剂型专有佐剂系统 AS03（Pandemrix® 3）和 MF59（Focetria® 2），能够以较低的病毒抗原量（每剂 7.5 mg）诱导出保护性抗体水平。这种所谓的剂量节省效应有助于增加可用疫苗剂量的数量，这在大流行期间尤为重要，因为在这种情况下，由于生产能力有限，疫苗供应往往无法满足需求。总结：基于鸡蛋的流感疫苗 基于鸡蛋的流感疫苗生产是一种成熟且已被充分了解的工艺，具有三十多年的商业规模应用经验。即便如此，它仍然面临着许多独特的挑战。病毒的持续基因突变要求每年生产的季节性疫苗都要包含选定病毒毒株的成分。毒株的产量是可变的，而且通常在实际的全规模生产之前无法确定。每种新的季节性疫苗都必须获得为期仅一年的疫苗许可证。 参考来源： 1. 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摘要传统流感疫苗产生毒株特异性抗体，不能提供针对不同流感病毒毒株的保护。此外，由于流感病毒频繁的抗原变化和漂移，需要每年重新配制和重新接种以匹配流行的毒株。因此，通用流感疫苗(UIV)的开发对于针对所有季节性流感病毒株的长期保护以及针对潜在疫情病毒的保护至关重要。开发UIV的最重要策略之一是选择最佳靶向抗原，以产生针对不同流感病毒株的广泛交叉反应性中和抗体或交叉反应性T细胞应答。然而，每种类型的UIV靶抗原对于产生针对不同流感病毒的足够免疫应答都有优点和局限性。在此，我们回顾了目前关于抗原使用的策略和前景，包括血凝素、神经氨酸酶、基质蛋白和内部蛋白，用于通用流感疫苗的开发。关键词：流感，通用疫苗，抗原，免疫应答。1.介绍流感病毒是属于正粘病毒科的包膜RNA病毒。根据抗原差异划分，流感病毒有四个属，A、B、C和D。在流感类型中，人类甲型流感病毒和乙型流感病毒都引起季节性流感，而甲型流感病毒(IAVs)是唯一引起大流行的病毒。IAVs分为两个系统发育类群，1和2。类群1病毒包括H1、H2、H5、H6、H8、H9、H11、H12、H13、H16、H17和H18，而类群2病毒包括H3、H4、H7、H10、H14和H15。乙型流感病毒分为两个谱系，B/Yamagata样和B/Victoria 。C型流感病毒不太流行，据报道仅在人类中引起轻微疾病，而D型流感病毒尚未感染人类，但会感染牛、猪、反刍动物、马和骆驼。接种疫苗被认为是控制流感感染的最有效方法，尽管现有的流感疫苗有一些局限性。目前，季节性流感疫苗主要有三种类型：减毒活疫苗、灭活疫苗和重组疫苗。减毒活流感疫苗(LAIV)被认为是传统灭活流感疫苗的替代品，因为它们能够模拟自然感染并诱导体液、细胞和粘膜免疫反应。40多年前，LAIV首次在俄罗斯使用，2003年在美国获得许可，2012年在欧洲获得许可，并已被证明对甲型流感病毒的抗原变种具有保护作用。季节性疫苗针对的流感病毒株是根据世界卫生组织协调的全球监测来选择的；因此，疫苗的有效性很大程度上取决于疫苗株与流行病毒之间的匹配。由于流感血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)糖蛋白的抗原快速转移和漂移，每年都需要重新配制和重新接种疫苗。尽管季节性流感疫苗每年更新以匹配流行毒株，但2004-2020年流感季节的疫苗有效性仅为10%至60%[10](图1)，据世界卫生组织估计，每年导致25万至50万人死亡。根据初步的季末估计，2019-2020年流感季节的流感疫苗有效性估计仅为39%[10]。除了季节性流行之外，流感大流行也是不可预测的重大全球威胁。1918年西班牙(H1N1病毒)、1957年亚洲(H2N1病毒)、1968年香港(H3N2病毒)和2009年猪(H1N1大流行病毒)流感这四场20世纪和21世纪最大的流行病造成了全球卫生危机，造成了巨大的死亡率和发病率和巨大的经济负担。2009年最近的流感大流行清楚地表明，流感疫苗不足以控制潜在的大流行和季节性流行病。因此，有必要提高目前流感疫苗的免疫原性和效力。此外，由SARS-CoV-2病毒引起并于2019年12月底首次出现的新冠肺炎仍在威胁全球健康，感染患者和死亡人数不断增加。此外，合并感染流感会使新冠肺炎患者的死亡风险增加一倍以上。因此，当新冠肺炎合并感染时，有效的流感疫苗对于限制严重后果至关重要。图1 2010-2020年流感季节的估计疫苗效力(VE)。数据改编自疾病控制和预防中心季节性流感疫苗有效性研究。疫苗效力的定义是，与未接种疫苗的人相比，接种疫苗的人患流感疾病的频率减少了百分比，这是使用美国疫苗效力网络的数据进行估计的。数据显示为调整后的总体VE(%)，可信区间为95%。已经做出了许多努力来开发通用流感疫苗(UIV)，这种疫苗能够对由类群1和类群2流感病毒引起的症状性疾病提供至少75%的效力，并在所有人群中持续保护至少12个月；然而，目前还没有商业UIV可用。已经探索了许多方法，包括靶向保守的抗原，如HA、NA、基质和内部蛋白，以及多个疫苗平台的应用，包括重组抗原/蛋白质疫苗、重组/重组流感病毒疫苗、病毒载体疫苗、病毒样颗粒(VLP)疫苗、纳米颗粒疫苗、DNA/RNA疫苗和多平台疫苗。由于需要针对不同的季节性和潜在的大流行流感病毒株产生广泛的免疫反应，因此慎重选择UIV开发的靶向抗原是当务之急。在这篇综述中，我们总结了目前抗原靶向策略在UIV开发中的优势和局限性。2.基于HA的通用流感疫苗流感HA分子由两个不同的结构域组成，一个是由部分HA1组成的球形头部，另一个是由部分HA1和全部HA2组成的茎结构。传统的IAV疫苗依赖于针对可变HA头部结构域的中和抗体(Abs)的产生，因此该疫苗具有毒株特异性。目前的策略针对变化较小的HA区域，包括茎结构域或/和头部结构域内的保守表位。这些方法包括使用无头HA、嵌合HA、镶嵌HA、计算优化的广谱反应抗原(COBRA)和“呼吸”HA。2.1 无头HA针对保守的茎结构域的广泛中和抗体的发现促进了基于茎结构域的UIVs的发展。Graves等人于1983年首次尝试通过化学去除免疫优势的HA全球头部结构域来生产免疫优势的无头HA。然而，这种处理导致HA2茎结构域的构象变化和HA1茎结构域中构象表位的移除，这是结合广泛活性的抗茎抗体所必需的。其他努力，包括基因治疗和在大肠杆菌或昆虫细胞中表达无头HA；然而，无头HA的构象可能远不是最佳的，尽管它在病毒攻击后提供了同源、异源和异亚型保护。2015年，Imagliazzo等人和Yassine等人通过在分子的膜近端引入稳定元件，独立生成了稳定且正确折叠的无头HA。无头HA通过Fc依赖的机制，如抗原依赖的细胞毒性(ADCC)，诱导茎特异性抗体并保护动物免受H5N1病毒的异亚型攻击，而没有强大的中和抗体效价。这些发现不仅显示了无头HA在UIV发展中的潜在重要性，而且还表明了一种克服该分子构象变化的方法。然而，基于H1 HA柄的构建只提供了对类群1 IAV的保护。2016年，潘的研究小组首次报道，第1组无头HA微茎对类群1(H1和H5)和类群2(H3)流感病毒具有保护作用。此外，邓等人最近的一项研究表明，将由四聚体M2e配制的无头HA用于蛋白质纳米颗粒可以诱导持久的免疫反应，并保护小鼠免受同一组或两组不同IAV的挑战。虽然不断努力开发基于无头HA的UIV，但也有一些人担心HA干细胞特异性抗体诱导抗体依赖增强(ADE)。尽管上述研究值得进一步探索基于HA的无头UIV，但仔细评估无头HA诱导的抗体是否可以增强ADE，从而增加疾病严重程度是一个先决条件。2.2 嵌合HA除了无头HA外，另一种将免疫反应从HA头部转向HA茎的策略是使用嵌合HA(cHA)。这种方法包括通过与共享相同的茎结构域但不同的头部结构域的cHA连续接种来诱导抗茎抗体(图2)。cHA包括来自当前季节性IAV的HA茎结构域，例如H1、H3或B型流感病毒，以及来自外来禽流感病毒的HA头部结构域。第一次接种cHA可诱导出针对头和茎两个区域的抗体。用包含与第一次接种相同的茎域和不同的头域的另一cHA进行免疫导致对新的头域的初级响应和对固定的茎域的召回响应。用另一种由固定的HA茎结构域和不同的HA头部结构域组成的cHA进行额外的免疫可以进一步增强茎的反应。在不同的疫苗配方中接种cHA，如重组蛋白、病毒载体或基于核苷酸的疫苗，已被证明能诱导高茎反应性抗体，从而保护小鼠免受不同IAV的攻击。此外，连续接种CHA疫苗(CH8/1和CH5/1)在兔身上被证明是局部和系统耐受性良好的。由于这一策略同时诱导抗头和抗茎反应抗体，CHA提供的保护既通过中和抗体又通过非中和抗体(如ADCC活性)。用以CHA为基础的疫苗治疗雪貂可预防大流行性H1N1病毒感染。在雪貂模型中，连续接种CHA疫苗和减毒活疫苗还可以诱导HA茎特异的体液反应，授予针对不同IAV的保护性异型免疫，并诱导针对大流行H1N1病毒感染的长期免疫反应。最近，使用基于CHA的UIV的I期临床试验(NCT03300050)显示，该疫苗对人类使用是安全的(表1)。接种疫苗的健康成年人表现出非常高的抗茎抗体效价和持久的免疫反应图2 嵌合HA疫苗接种方法。在这个例子中，CHA疫苗包含来自H1 HA的茎结构域和来自外来禽类HA亚型的头部结构域。CHA可诱导对杆状H1HA的低抗体反应。然而，用含有相同茎H1HA结构域的其他CHA加强免疫，但外来禽亚型的不同HA头域增加了对H1HA茎结构域的抗体应答。CHA提供的保护是由中和抗体和非中和抗体(如ADCC)介导的。HA的结构采用瑞士模型(2021年4月5日访问https://www.swissmodel.expasy.org/，)。具有代表性的H1 Has来自甲型流感病毒(A/California/07/2009H1N1)，序列来自GenBank(ACQ55359.1)，或来自A型流感病毒(A/GOOSE/广东/1/1996(H5N1)，序列来自GenBank(YP_529486.1)。表1 临床试验中的多种通用流感疫苗。尽管基于CHA的疫苗可以诱导产生抗茎HA的抗体，并对同源和异种病毒攻击提供保护，但这种疫苗的保护效果可能仍然有限，这取决于嵌合抗原亚型。此外，需要对不同的嵌合疫苗进行多剂量疫苗接种，以诱导广谱的疫苗效力。因此，进一步的研究需要有计划的抗原选择和简化的疫苗策略。2.3 马赛克HA马赛克HAS(MHAs)的设计思想是不仅针对保守的茎区，而且针对主要抗原位点外的头部区域的表位产生抗体。鉴于一些单抗与不同流感毒株的HA头部结构域显示出交叉反应[46-48]，MHA被开发来最大限度地交叉反应和最小化遗传差异。MHA可以诱导针对HA头部和茎结构域的免疫反应(图3)。这与替换整个HA头部区域的CHA不同。具体地说，MHA是通过仅将头部HA的主要抗原位点替换为外来禽流感HA亚型的抗原位点来构建的。因此，MHA的保守头部和茎结构域来自H1、H3或B型流感病毒HA。MHA可诱导大量针对HA头区抗原位点的抗体和少量针对HA茎区保守表位的抗体。然而，用另一种不同的MHA(不同的抗原部位)增强可诱导针对HA头部和茎部位的抗原部位和保守表位的抗体。在小鼠模型中，发现用B型马赛克流感血凝素连续免疫可以诱导对同源和异种B型流感病毒株的交叉保护。接种马赛克H5 HA可增强抗体和T细胞反应，为小鼠抵御H5N1和H1N1病毒提供保护。接种H1马赛克HA或H3马赛克HA的小鼠也对不同的流感病毒株表现出广泛的免疫保护反应。Kingstad-Bakkle及其同事表明，通过聚酸酐纳米颗粒或改良的病毒Ankara传递的马赛克H5疫苗抗原可以在无特定病原体(SPF)和商业鸡只中诱导体液和细胞免疫反应。Florek等人的一项研究表明，用马赛克H5 HA免疫猕猴可以增加病毒清除，并引发能够介导ADCC活性的交叉反应抗体。最近，美国国家过敏和传染病研究所疫苗研究中心开发了一种镶嵌受体结合结构域(RBD)纳米颗粒，该纳米颗粒显示了来自H1 HA抗原的8个不同HA头域的多个副本。用这些镶嵌RBD纳米颗粒接种小鼠引起交叉反应的B细胞反应。尽管与基于CHA的疫苗相似，基于MHA的疫苗可以针对同源和异种病毒挑战提供更广泛的交叉反应保护，但这种疫苗的保护效果可能仍然有限，这取决于多剂量疫苗接种和选定的抗原亚型。因此，需要有计划的抗原选择和简化的疫苗策略进行进一步研究。2.4 COBRA HACOBRA策略应用一种计算方法来生成来自某一HA亚型的所有菌株的一致序列[57]。这种疫苗策略的主要目的是产生广泛的抗HA-Head反应，并增强HI[血凝抑制]活性。眼镜蛇HA方法已被证明是一种有效的策略，通过在小鼠、雪貂和非人类灵长类动物中诱导广泛反应的抗体，开发针对H1N1、H5N1和H3N1病毒组的流感疫苗。Carter等人报道，COBRA H1 HA抗原可以产生针对自1918年以来分离的17种人类季节性和大流行性H1N1病毒的抗头抗体。最近的一项研究表明，使用使用人和猪H1 HA序列设计的COBRA HA抗原可以保护小鼠免受猪和人来源的病毒。此外，Giles BM等人的动物研究表明，COBRA H5 HA抗原诱导的广谱抗体对25株高致病性禽流感H5N1病毒株具有HI活性。COBRA H3HA抗原已经被证明可以诱导HI抗体来保护小鼠免受一组H3N2型流感病毒的共同变异。最近，Ross等人开发了一种COBRA H3HA疫苗，方法是从2002年至2015年收集的22,144株人A(H3N2)病毒中产生一个一致的序列。与野生型HA疫苗相比，该候选疫苗显示出更高的HI活性。眼镜蛇H2 HA抗原也是使用人和禽类H2 HA序列开发的，使用这种疫苗产生了广泛交叉反应的抗体，可以对抗历史上的人H2病毒、禽类和最近在小鼠中分离的哺乳动物H2病毒。图3 马赛克HA疫苗接种方法。MHA疫苗包含一个头部结构域，其中可变的免疫优势抗原位点被外来禽类HA亚型的抗原位点取代，同时保留了头部和茎部结构域的保守区(在本例中为H1 HA)。MHA诱导的抗体对保守的抗原部位有较强的抗体反应，但对保守的保留区域只有微弱的抗体反应。然而，用来自其他外来禽类HA亚型的抗原位点增强MHA头部结构域可以增强对头部和茎结构域的抗体反应。HA的结构是使用Swiss-Model(https：//www.swissmod.expasy.org/，2021年4月5日访问)构建的。代表病毒为甲型流感病毒(A/California/07/2009(H1N1))，序列从GenBank(ACQ55359.1)获得。总体而言，COBRA HA方法是通过产生广泛反应的抗头HA抗体来预防广泛的流感病毒而开发UIV的有前景的策略之一。然而，有时产生的共识序列不能产生全功能的HA蛋白，因此它需要使用替代疫苗平台，如VLP。目前，眼镜蛇HA疫苗正处于临床前开发的后期阶段，需要进行临床试验研究，以调查其在人类身上的疫苗效果。2.5 “呼吸”HA基于HA的疫苗的最新进展是利用针对HA区域中隐藏的、保守的表位，称为“呼吸”HA策略[64]。Bangaru等人和Watanabe等人的研究表明，针对HA头部结构域界面中隐藏的、保守的表位的抗体可以提供对广谱IAV亚型的保护。例如，人类单抗fla-20识别位于220环和相邻90环的表位，这些表位通常埋藏在天然的HA三聚体中。这种抗体保护小鼠免受人类H1N1、H5N1、H3N2和H7N9病毒的亚致死和致命攻击。从灭活季节性流感疫苗免疫捐赠者的记忆B细胞中分离出的抗体(S5V2-19、H2214、S1V2-58、S8V2-17和S8V2-37)的集体广度针对HA结构域的界面上的新位点，并在小鼠中提供对第1组(H1、H2、H5和H9)和2组(H3、H7和H14)病毒的保护。然而，揭示隐藏表位的方法还需要进一步探索。据报道，HA结构域的糖基化参与了IAV的抗原漂移，使其能够逃避宿主的免疫反应。有趣的是，HA头部结构域的糖基化位点可以被修饰以暴露隐藏的保守表位，从而引导免疫反应到保守的HA结构域。以前的研究已经报道，接种高糖化HA头部结构域的小鼠表现出增强的、保守的茎结构域定向抗体，并且比接种野生型HA的小鼠具有更好的抗致命病毒攻击的保护。Lin等人的研究表明，以VLP、重组蛋白或腺病毒载体等不同剂型接种高糖化HA可诱导针对禽流感H5N1病毒的广泛中和抗体。另一项研究显示，接种CHO细胞克隆稳定表达的葡聚糖保护的HA抗原可以增加针对异源H5N1病毒的中和抗体的潜力。正如Bajic等人所报道的那样，HA结构域的高糖基化并不会抑制整体体液反应，而是会改变免疫优势模式并引发广泛的保护性抗体。综上所述，这些研究表明，高糖基化可能是一种很有前途的策略，可以在HA头部和茎结构域中发现隐藏的表位，从而促进未来新型UIV的开发。目前，流感疫苗设计中的糖基化仍在争论中。研究表明，糖基化对病毒感染性和宿主免疫反应具有重要作用。Wu等人报道，HA在N-142位的糖基化促进了H1N1流感病毒的传染性，糖位142对病毒逃避人类免疫反应是重要的。在血凝抑制试验和空斑减少中和试验中，在头部HA区域添加N-连接糖基化修饰也降低了抗体效价。因此，有必要确定流感疫苗开发所需的确切糖基。还应该进行各种研究，以更好地了解糖基化对疫苗效力的影响。3.基于NA的UIVs第二种主要糖蛋白NA通过其唾液酸酶和神经氨酸酶活性，在促进流感病毒粒子从感染细胞中释放方面发挥重要作用。NA的酶活性是奥司他韦和扎那米韦等抗病毒药物的关键靶点。与HA相似，NA也经历抗原性漂移，但速度较慢。此外，在小鼠和人类身上的研究表明，与抗HA抗体相比，抗NA抗体的衰退速度较慢。最近，流感病毒NA正在成为识别其活性部位的广泛保护性抗体的靶标。Stadlbauer等人描述了针对NA的人单抗，这种单抗可以中和甲型流感病毒，抑制神经氨酸酶活性，并在体内提供广泛的保护，防止与第1组(人N1和禽类N1、N4、N5和N8)、第2组(人N1、猪N3、禽类N2、N6、N7和N9)和B型流感病毒(B/Victoria/2/87谱系)在小鼠中的攻击。最近，Madsen等人发现，人单抗还可以中和不同的B型流感病毒(IBV)，抑制NA神经氨酸酶活性，诱导ADCC活性，并保护小鼠免受IBV攻击[82]。有了这些新的发现，NA可能是UIV的一个有吸引力的目标。在灭活疫苗中，NA的质量和数量各不相同。此外，这些疫苗可诱导约30%血清转换率的抗NA反应。先前的一项研究报告，NA特异性抗体可以通过干扰病毒出口来抑制流感病毒的复制。此外，针对保守NA表位的单抗还可以诱导ADCC活性，有助于保护小鼠免受B型流感病毒感染。Doyle等人报道，针对IAV保守NA序列的mAb在受到致命剂量H1N1和H3N2病毒攻击的小鼠中提供了异型保护。最近，接种重组B型流感病毒NA的豚鼠表现出病毒滴度降低，抗NA抗体水平高，病毒传播率下降。此外，已经证明一些H3N2病毒使用NA而不是HA来进行细胞附着，这表明NA抗体可能有助于阻止病毒附着。需要进一步的研究来解决这一假设。尽管NA有很多好处，但作为疫苗开发的靶点，它经常被忽视，并且由于标准化问题而没有被批准为有效的疫苗抗原，包括不适合量化NA含量的方法，以及缺乏简单的NA抗体测定方法。值得注意的是，疫苗中NA的含量可能与抗NA抗体反应相关，尽管疫苗中免疫优势HA头域的存在可能导致NA成为免疫亚优势。增加疫苗中NA的含量，同时改进NA定量方法，有助于提高抗NA免疫力。此外，储存的疫苗批次中的神经氨酸酶活性随着时间的推移而下降，这取决于所使用的菌株；因此，需要特定的储存条件来保持其活性。据我们所知，到目前为止还没有开展甲型流感疫苗的临床试验；因此，疫苗的开发变得更具挑战性，需要做出更多努力才能使其可用。应进行甲型流感疫苗的临床试验和观察性研究，以评估其在人类身上的疫苗效果。4.基于M2e的UIVS基质蛋白2(M 2)是一种跨膜蛋白，可分为细胞外N末端结构域(M2e)、跨膜结构域和细胞内C末端结构域。M2蛋白对于甲型流感病毒的适合性是必不可少的，对于病毒进入后内体的脱壳过程也是至关重要的。由于M2e高度保守，它是UIV的潜在靶点。然而，与HA和NA相比，M2e较小，免疫原性较低，导致单独给药时免疫反应较低。为了解决这个问题，研究人员试图通过加入载体蛋白、使用纳米颗粒制剂、呈现在VLP上(包括其他流感蛋白)或添加佐剂来增加M2E的免疫原性。目前认为抗M2e单抗不能中和病毒，但抗M2e单抗可与感染细胞表达的M2e蛋白结合，通过抑制病毒萌发减少病毒复制。其他提供保护的机制包括抗M2e抗体介导的细胞杀伤，通过补体依赖的细胞溶解、ADCC和/或抗体依赖的细胞吞噬作用来消除流感病毒感染的细胞。M2E特异性T细胞也可以介导对流感感染的保护。在动物模型中，基于M2e的多种疫苗配方对不同的流感病毒株显示出交叉保护作用。在小鼠中，显示在重组大肠杆菌来源的外膜囊泡上的M2e疫苗可以诱导抗M2e免疫以控制甲型流感病毒的复制，并对H1N1和H3N2的致命攻击提供100%的保护。含有来自人、猪和禽类IAV的M2e序列串联重复的VLP疫苗诱导细胞(巨噬细胞、单核细胞、中性粒细胞和CD11b+树突状细胞)募集，并在感染部位产生炎性细胞因子和趋化因子，提供对H1N1、H3N2和H5N1 IAV亚型的保护。研究表明，含有M2e序列串联重复序列的融合蛋白与分枝杆菌HSP70佐剂片段的N端融合，可增强体液和细胞免疫，减少病毒脱落，保护小鼠免受H1N1、H3N2和H9N2病毒的攻击，并保护小鼠免受H9N2病毒的攻击。一种由乳酸乳球菌表面表达的M2e组成的活细菌疫苗降低了病毒负担，并延长了接种H5N2病毒攻击后的鸡的生存时间。此外，接种了不同M2e表位的鸡对H5N1表现出保护作用。虽然关于M2e疫苗在雪貂中的效力的研究很少，但M2e与携带者结合的免疫增加了抗M2e抗体，并减少了H1N1病毒攻击后雪貂肺内的病毒脱落。此外，最近发现，在大流行H1N1病毒攻击雪貂后，显示在大肠杆菌来源的外膜囊泡上的M2e疫苗可以降低肺病毒滴度。在人类中，M2e串联重复序列与乙肝核心蛋白(NCT00819013)融合的I期临床试验显示，尽管抗体效价随着时间的推移而下降，但可以诱导抗M2e抗体。重组M2e鞭毛蛋白流感疫苗(STF2.4xM2e或VAX102)已被证明是安全的，并在健康成年人(18-49岁)中诱导高水平的抗M2e抗体[114]；然而，该候选疫苗已不再处于开发阶段。另一项研究表明，在H3N2病毒攻击24小时后，静脉注射抗M2e单抗(TCN-032)(NCT01719874)的健康志愿者与安慰剂组相比，症状评分和病毒复制都有所降低。除了使用M2e作为疫苗抗原的研究外，FluGen Inc.(美国)还开发了一种缺乏M2基因的减毒单复制活病毒疫苗(表1)。该疫苗在健康成人(NCT03999554，NCT02822105，NCT03553940，Clinicaltrials.gov)中进行了安全性和免疫原性调查，目前正在50-85岁的成年人(NCT04785794，Clinicaltrials.gov)中进行调查。尽管基于M2e的疫苗显示出一些有希望的结果，但还没有实现商业化。因此，仍然需要对基于M2e的疫苗的有效性进行更广泛的临床研究，以提供证据证明这些疫苗可以保护人类免受不同流感病毒的侵袭。以M2E为基础的疫苗有一些局限性。抗M2e抗体可以预防A型流感病毒，但不能预防B型流感病毒，因为IBV中的M2蛋白结构不同。此外，由于免疫原性低，M2e可能不是一种独立的、通用的疫苗，但可能需要与携带者一起接种或其他疫苗，如季节性疫苗。此外，已有研究表明，融合到载体蛋白上的M2e可以诱导针对载体蛋白的免疫反应，当高剂量给予人类时，这可能会引起意想不到的副作用，如局部和全身不良反应。此外，对人类的临床试验表明，抗体滴度随着时间的推移而下降，这表明M2e应该与其他甲型流感抗原或佐剂一起使用，以实现可持续的免疫反应。5.基于内部蛋白的UIVs流感病毒的内部蛋白，如基质蛋白1(M1)和核蛋白(NP)是高度保守的。与在感染细胞表面表达的HA、NA和M2e不同，M1和NP在感染细胞内产生，由主要的组织相容性复合体分子加工和呈递，用于T细胞识别。因此，靶向内部蛋白也是一种有希望的策略，通过增强T细胞的交叉反应来改进当前的流感疫苗。在小鼠中，用壳聚糖佐剂对大肠杆菌表达的M1蛋白进行鼻腔免疫，分别对异源H1N1和H5N1病毒提供了70%和30%的保护。Liu等人发现，接种含有M1的DNA疫苗并用来自禽类H9N2的重组M1蛋白加强免疫的小鼠，可诱导体液和细胞免疫反应，并对同源病毒感染提供完全保护，对异型H1N1病毒感染提供部分保护。此外，几十年前，基于NP的DNA疫苗在动物模型中被证明对同源和异种流感病毒都具有保护作用。近年来，基于NP的mRNA疫苗已成为一种有吸引力的方法。用编码NP的信使核糖核酸疫苗在小鼠中诱导对流感病毒的跨株免疫。此外，通过将人类免疫缺陷病毒1(HIV-1)的蛋白转导结构域TAT-NP整合到NP中而产生的重组蛋白TAT-NP，增强了细胞免疫反应，并增强了对同源PR8、异亚型H9N2和H3N2IAV在小鼠中的保护效力。坎波等人。证明用重组NP疫苗OVX836免疫的小鼠表现出对H1N1和H3N2IAV的T细胞反应和保护效力。用第二代脂质佐剂稳定乳剂(SLA-SE)佐剂的NP免疫老龄小鼠，在PR8病毒致死攻击后，病毒清除和存活率都有所提高。将NP+M1+热休克蛋白60与水包油佐剂混合接种，可诱导强大的体液、粘膜和细胞免疫反应，抑制肺部病毒复制，并完全保护小鼠免受H7N9攻击。另一项研究表明，编码NP和M1的改良痘苗病毒安卡拉病毒载体(MVA−NP+M1)可作为佐剂增强小鼠、鸡和猪的抗体和T细胞反应。MVA−NP+M1候选疫苗自2011年以来已在多个临床试验中进行了测试(表1)。接种MVA−NP+M1的志愿者表现出流感症状和病毒脱落时间的减少。另一项临床试验表明，MVA−NP+M1在人类中是安全的，并诱导抗原特异性T细胞反应。该疫苗的安全性和免疫原性也在50岁以上的成年人中得到证实，其增强记忆T细胞和诱导多功能细胞因子的能力。此外，这种疫苗与季节性流感疫苗的结合被证明能增加50-85岁成年人的流感病毒特异性抗体反应和记忆T细胞。MVA-NP+M1疫苗正处于IIb期临床试验(NCT03880474)，以调查其对18岁及以上成年人的疗效。然而，这项试验因无效而被停止(2021年4月26日更新，Clinicaltrials.gov)。用一种新的重组猿腺病毒ChAdOx1NP+M1接种也被发现诱导T细胞免疫原性增加，(表1)。基于NP寡聚体的候选疫苗OVX836也在I期临床试验中进行了测试(NCT04192500和NCT03594890，Clinicaltrials.com，于2021年3月28日访问)，尽管结果尚未报告(表1)。尽管基于内部蛋白的流感疫苗在诱导T细胞免疫反应和交叉保护方面显示出良好的结果，但基于内部蛋白的疫苗诱导的抗体反应较弱，这是阻断流感病毒感染所必需的。此外，开发基于内部蛋白的T细胞疫苗的一个主要挑战是负责抗原肽结合和T细胞呈递的人类白细胞抗原单倍型的多样性。因此，为了生产有效的内部蛋白质疫苗，为所有具有不同人类白细胞抗原多样性的个体提供足够的覆盖，有必要在种族背景下进一步评估反应[134]。6.基于多种蛋白/多肽的UIVs考虑到不同基于蛋白质的疫苗的潜力，包含多个蛋白质或表位多肽的疫苗具有增强广泛交叉反应抗体和T细胞反应的潜力。这一疫苗策略已经用许多不同的疫苗平台和蛋白质组合进行了研究。表达NP和M1的病毒载体疫苗(ChAdOx1 NP+M1)和CHA疫苗的组合免疫诱导了针对分歧组2 IAV的HA、NP和M1的抗体反应，增强了T细胞对NP和M1的反应，并保护小鼠免受H3N2病毒的攻击。Park等人报道了一种表达M2和CHA的重组减毒H3N2型病毒，该病毒可以保护小鼠免受广泛的IAV感染，包括H1N1、H3N2、H5N1、H7N9和H9N2。此外，含有保守的HA、M2e和NP蛋白的嵌合亚单位疫苗被证明可以保护小鼠免受同源和异种IAV的攻击。此外，用含有M2e和HA的双层蛋白纳米粒免疫的小鼠可以免受H1N1、H3N1、H5N1和H7N9病毒的攻击。此外，重组乳酸乳球菌表达的M1-HA2融合蛋白在鸡身上对H9N2病毒具有粘膜保护作用。使用这一策略开发的候选疫苗也在许多临床试验中进行了测试。多聚体-001(M-001)由以色列BiondVax制药有限公司开发，是一种基于多肽的疫苗，包含HA、M1和NP蛋白的B和T细胞表位。事实上，M-001已经在七个临床试验中进行了评估，结果令人振奋(表1)。M-001(NCT03450915)的II期试验表明，独立的M-001是HA疫苗的引爆剂，并提高了老年人的HI效价。此外，M-001可用作增强对三价流感疫苗的HI反应的引发剂，也可用作H5N1 IAV的引发剂或单独的疫苗。值得注意的是，在第三阶段临床试验中，M-001作为一种独立的尿路感染药物在50岁的成年人≥中也进行了安全性和临床疗效的评估。FP-01.1由免疫靶向系统有限公司(英国)开发，是一种以合成肽为基础的疫苗，含有6个来自甲型流感病毒NP、M和聚合酶碱性1和2蛋白的多肽(表1)。该疫苗在4个I期临床试验中进行了测试，显示出良好的安全性和耐受性。然而，FP-01.1已经不再处于开发阶段。Flu-v是由PepTcell(SEEK，英国)开发的由NP、M1和M2蛋白组成的合成肽疫苗(表1)。流感病毒已经在四个I期和II期临床试验中得到了彻底的研究。第一阶段研究的结果表明，Flu-v可以刺激细胞免疫，并减少症状和病毒脱落。临床第二阶段研究的结果表明，Flu-v减少了病毒的脱落和临床流感症状，并诱导了长期的细胞免疫。不过，这种疫苗的效力还有待进一步探索。总体而言，基于多种蛋白质/多肽的疫苗方法是通过多种蛋白质或多肽组合来开发UIVs的有前景的策略之一，但仍然存在局限性，如靶蛋白在亚型之间的序列差异。因此，应在设计的候选疫苗中筛选靶蛋白序列，以提供对不同毒株的广泛保护。还应选择好免疫优势区域，以获得最适合疫苗构建的表位。7.流感疫苗佐剂提高流感疫苗效力的一种方法是加入佐剂。三种主要佐剂，铝盐(明矾)、MF59和AS03，被纳入获得许可的流感疫苗。自20世纪20年代以来，明矾在美国和欧洲被广泛用于疫苗。先前的研究表明，明矾通过仓库效应、NLRF3炎症激活、CD4+T细胞的刺激和分化、树突状细胞膜的扰动和补体激活等机制刺激Th2偏向反应。众所周知，明矾能激发强大的体液免疫反应；然而，它只能最低限度地诱导ADCC。此外，明矾只能微弱地引起细胞免疫反应。MF59于1997年在意大利获得许可，被开发为老年人流感疫苗接种的佐剂。获得许可的流感疫苗，包括Focetria、Celtura和Fluad以及季节性流感疫苗，都包括MF59。研究表明，MF59显著增强了抗原特异性抗体的产生，并增强了Th1和Th2偏向的反应。然而，MF59可引起注射部位的疼痛、反应性，并可诱发炎症性关节炎。AS03佐剂已用于获得许可的疫苗Pandemrix、Arepanrix、Prepanrix和Q-PanH5N1。以往的研究表明，AS03可诱导注射肌肉和引流淋巴结产生炎性细胞因子和趋化因子，并促进单核细胞和树突状细胞向引流淋巴结的迁移。此外，AS03的包含会导致持续产生中和抗体和高频率的记忆B细胞。然而，研究报告称，AS03佐剂疫苗在接种后可能会导致睡眠障碍和发作性睡病。此外，已经测试了几种策略，例如使用Toll样受体激动剂或不同的佐剂组合，以克服常见佐剂的局限性。综上所述，每种佐剂都有独特的优点和缺点。因此，流感疫苗佐剂的选择对于提高疫苗抗原的免疫原性和提高疫苗效力至关重要。然而，需要更安全和更有效的佐剂来有效地改善针对疫苗抗原的体液和细胞免疫反应。8.总结流感大流行的持续威胁显著表明，有必要开发具有比现行流感疫苗更广泛和更强的保护效力的新型UIV，以抵御季节性和潜在的大流行毒株。然而，尽管作出了不断的努力，目前仍没有商用UIV可用。虽然各种流感抗原正在为UIV的开发进行测试，但不同的疫苗抗原有独特的优点和缺点。以HA为基础的疫苗主要诱导抗体应答，无头和嵌合HA疫苗主要针对保守的HA干区，而嵌合疫苗则同时针对头部和保守的HA区域。此外，计算优化的广谱反应抗原(COBRA)策略产生了一致的序列，允许激发针对不同病毒株的广谱反应抗体。针对隐藏的HA区域的呼吸性HA方法也显示出希望。目前的季节性流感疫苗使用NA和HA作为抗原。尽管基于NA的疫苗已显示出诱导免疫反应的作用，但由于其局限性，如标准化问题，NA目前在流感疫苗开发中作为抗原靶标被忽视。应对基于NA的流感疫苗进行进一步研究，以证明NA作为流感疫苗抗原的重要作用。此外，应该开发先进的技术来量化NA的绝对量，准确地测量NA抗体的反应，并在储存期间保持NA疫苗的神经氨酸酶活性。虽然M2e是一种保守的流感病毒蛋白，很有希望成为UIV的靶标，但它的免疫原性很低。因此，为了诱导强大的免疫反应，它应该与其他病毒蛋白或佐剂一起使用。此外，基于内部蛋白的疫苗主要诱导T细胞反应，促进流感感染细胞的杀伤，是利用多种蛋白质或多肽组合开发UIV的有前景的策略之一，但这些疫苗诱导的抗体反应较弱，应适当选择其中的免疫优势区域，以获得最合适的疫苗构建表位。由于具有增强疫苗免疫原性的能力，佐剂已被广泛应用于各种流感疫苗的研究中。使用合适的佐剂，如铝基佐剂、水包油佐剂如MF59、佐剂系统03、(AS03)或以Toll样受体(TLR)为基础的佐剂(如针对TLR4的佐剂)，或不同佐剂的组合，也有助于提高抗原免疫原性和疫苗效力。最后，针对以抗体为基础的传统疫苗的UIV将需要进行大规模的临床前和临床比较研究，以及用于商业UIV生产的疫苗生产和递送方案的标准化。参考资料：Nguyen QT, Choi YK. Targeting Antigens for Universal Influenza Vaccine Development. Viruses. 2021 May 24;13(6):973. doi: 10.3390/v13060973. PMID: 34073996; PMCID: PMC8225176.为推动我国生物制品全生命周期质量管理体系的建立，进一步提升生物制品的安全性和有效性，“2023生物制品全生命周期质量管理峰会”将于2023年9月22-23日在上海举办，主题为“质量为先、精益求精”。组委会将力邀知名制药企业质量专家、行业协会和监管部门领导、学术专家做精彩报告。将重点围绕抗体、ADC药物、疫苗、细胞和基因治疗药物、重组蛋白药物等领域的质量管理策略及要点进行探讨。会议内容时间：2023年9月22-23日（周五-周六）地点：上海（酒店定向通知）指导单位：上海市医药质量协会主办单位：四叶草会展、生物制品圈协办单位：奥星集团会议费用：为药企质量专家提供参会福利，报名FREE!（仅收取50元定金，含茶歇、会议资料等，定金概不退还）（如需用餐，2天午餐加收150元），先到先得，报完即止！请提前锁定！报名方式：扫描下方二维码或点击文章最底部“阅读原文”→ 填写表格 → 报名成功（报名志愿者，承担一定工作，请慎重考虑，免交定金）！组委会获得报名信息后，根据报名信息进行初筛，并进一步与报名者沟通确认，实现精准邀请。最终有机会进入大会微信群（严格审核通过）。识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。