Hepatitis B vaccine recombinant(Weizmann Institute of Science)

摘要：传统减毒或灭活疫苗存在复制失控、免疫原性不足、生产复杂等问题，而病毒样颗粒（VLPs）作为新型疫苗平台，凭借 “模仿病毒却无感染性” 的特性脱颖而出。本文通俗解读 VLPs 的结构优势、生产方式，以及已获批的乙肝、HPV、疟疾等 VLPs 疫苗的效果，还有正在研发的 RSV、诺如病毒等 VLPs 疫苗进展，让你看懂这款 “万能疫苗平台” 的潜力。 一、疫苗界的 “高仿选手”：VLPs 到底是什么？ 我们先搞懂核心：病毒样颗粒（VLPs）是由病毒结构蛋白自组装形成的 “高仿病毒”—— 它长得和真实病毒几乎一模一样，大小、表面结构、电荷特性都高度相似，却少了最关键的 “核心”：病毒基因组。 这就意味着，VLPs 既保留了病毒能被免疫系统识别的 “特征”，又完全没法复制、不会致病，对比传统减毒活疫苗（有突变返毒风险）、灭活疫苗（免疫原性弱），安全性直接拉满。更妙的是，VLPs 的尺寸大多在 20-200 纳米，和天然病毒一致，能快速进入淋巴系统，还能和巨噬细胞、树突状细胞等抗原呈递细胞高效结合，激活 T 细胞和 B 细胞，触发强免疫反应。 而且 VLPs 表面有规律排列的抗原表位（间隔 5-10 纳米），刚好是激活 B 细胞的 “黄金间距”；内部还能包裹佐剂（比如 Toll 样受体配体），进一步增强免疫效果。甚至可以做成 “嵌合 VLPs”—— 把不同病毒的蛋白嵌进去，一针防多种病，灵活性拉满。 图1 病毒样颗粒（VLPs）及嵌合病毒样颗粒生成流程（注：原图展示了普通 VLPs 的构建过程 —— 从克隆病毒衣壳蛋白基因、转入表达系统，到蛋白自组装形成 VLPs；同时呈现了嵌合 VLPs 的构建 —— 在衣壳蛋白基因中插入外源肽基因，最终生成携带外源抗原的嵌合颗粒，如疟疾 VLPs 疫苗中疟原虫蛋白与乙肝表面抗原的融合设计）二、VLPs 是怎么 “造” 出来的？不同生产线各有千秋 想让 VLPs 大规模量产，得选对 “生产车间”，目前主流的表达系统有 5 种，各有优劣： 细菌系统：成本低、产量高、易放大，适合做简单的 VLPs（比如仅含 1-2 种结构蛋白），但没法给蛋白做糖基化修饰，可能影响免疫原性，还得控制内毒素含量。 酵母/昆虫细胞系统：产量和细菌差不多，能做简单糖基化修饰，HPV 疫苗 Gardasil 9（酵母）、Cervarix（昆虫细胞）都是这么做的；但酵母需要裂解细胞提取 VLPs，昆虫细胞易被杆状病毒污染。 哺乳动物细胞系统：能做最复杂的蛋白修饰，适合生产结构复杂的 VLPs（比如乙肝疫苗 PreHevbrio、基孔肯雅热疫苗 Vimkunya），但成本高、产量低。 植物细胞系统：低成本、易放大，新冠 VLPs 疫苗 Covifenz 就是用烟草属植物生产的，不过同样没法做复杂糖基化。 下表清晰总结了各表达系统的优缺点： 表1 病毒样颗粒生产常用表达系统的优劣势 三、已落地的 VLPs 疫苗：从乙肝到 HPV，保护力又稳又久 目前已有多款 VLPs 疫苗通过审批并广泛应用，下表汇总了这些疫苗的适用疾病、生产系统、获批时间、保护效果等关键信息，能让大家快速 get 各款疫苗的核心优势： 表 2 已获批病毒样颗粒疫苗关键信息汇总 乙肝 VLPs 疫苗：最早的 VLPs 疫苗之一，Recombivax HB、Engerix-B 三针接种后，婴幼儿保护率接近 100%，抗体能持续 30 年；新一代 Heplisav-B 只需两针，40-55 岁人群保护率达 96.9%，PreHevbrio 则针对老年人优化，65 岁以上人群保护率 83.6%，远超传统疫苗。 HPV VLPs 疫苗：堪称 VLPs 的 “代表作”。二价 Cervarix 防 HPV16/18（致 70% 宫颈癌），保护率 90.4%；四价 Gardasil 额外防 HPV6/11（致 90% 生殖器疣），保护率 100%；九价 Gardasil 9 覆盖 9 种 HPV，防 90% 宫颈癌，抗体能持续 10 年以上，部分国家已简化为 1-2 针接种。 疟疾 VLPs 疫苗：Mosquirix 把疟原虫蛋白嵌在乙肝 VLPs 上，解决了单一抗原免疫原性差的问题，儿童接种后保护率 36.3%；新一代 R21/Matrix-M 优化了抗原密度，保护率提升到 68%-75%。 基孔肯雅热 VLPs 疫苗：2025 年刚获批的 Vimkunya，单针接种后 12-65 岁人群保护率达 98%，65 岁以上也有 76%，不良反应仅为注射部位疼痛、乏力等轻微症状。 下图是已获批 VLPs 疫苗的时间线，能直观看到这款技术的发展速度： 图2 病毒样颗粒疫苗获批时间线（注：原图展示了 1981-2025 年获批的 VLPs 疫苗，包括乙肝 Recombivax HB（1986）、HPV Gardasil（2006）、疟疾 Mosquirix（2015）、新冠 Covifenz（2022）、基孔肯雅热 Vimkunya（2025）等）四、未来可期：正在研发的 VLPs 疫苗，瞄准更多 “难缠” 疾病 VLPs 的潜力远不止于此，多款候选疫苗已进入临床后期： RSV/人偏肺病毒（hMPV）疫苗：IVX-A12 把 RSV 和 hMPV 的融合蛋白嵌进人工设计的 VLPs，给 60 岁以上老人接种后，RSV 中和抗体提升 6 倍，hMPV 提升 4 倍，有望解决老年人呼吸道感染难题。 诺如病毒疫苗：二价 VLPs 疫苗 rNV-2 v 能诱导交叉免疫，覆盖更多诺如毒株，有望应对每年 20 万诺如相关死亡。 脊髓灰质炎疫苗：VLPs 脊髓灰质炎疫苗能避免减毒活疫苗的 “疫苗衍生病毒” 风险，助力彻底消灭脊灰。五、VLPs vs mRNA 疫苗：各有优势，未来互补 新冠疫情让 mRNA 疫苗火遍全球，但 VLPs 也有不可替代的优势： mRNA 疫苗研发快，但生产成本高、需超低温储存，在低收入国家推广难；VLPs 生产成本低、常温稳定，运输和储存更友好。 VLPs 免疫原性强，低剂量就能触发强保护，还能诱导持久的 IgG1 抗体；而反复接种 mRNA 疫苗可能导致 IgG4 抗体占比升高，影响长期保护力。 当然，两者不是竞争关系 —— 未来结合 AI 设计 VLPs 抗原、优化生产工艺，VLPs 有望和 mRNA 疫苗互补，成为全球免疫计划的核心力量。结语 从乙肝到基孔肯雅热，从已获批到研发中的 RSV、诺如疫苗，病毒样颗粒（VLPs）用 “模仿病毒却不致病” 的特性，解决了传统疫苗的诸多痛点。它的灵活性、安全性和持久保护力，让这款平台成为疫苗研发的 “万能选手”。随着生产工艺优化、多价疫苗研发推进，VLPs 不仅能应对已知传染病，还可能拓展到癌症免疫治疗等领域，真正成为守护人类健康的 “硬核武器”。

在中国，乙型肝炎曾是一个沉默而深远的公共卫生危机。20世纪90年代初 ，我国是全球乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）感染负担较重的国家之一，约占全球慢性HBV感染病例的1/3，乙型肝炎表面抗原（HBsAg）阳性率高达9.72%，其中母婴传播是主要传播途径。 不过，过去30年间，我国通过进行包括新生儿乙型肝炎疫苗普遍接种、全面实施母婴传播预防计划及扩大抗病毒治疗覆盖率等一系列公共卫生干预措施，从而在控制慢性乙型肝炎病毒感染方面取得了卓越成就。 图1：1992年至2020年不同年龄乙肝感染情况 其中，最有效、最经济的预防手段就是接种乙肝疫苗。疫苗的普及，特别是我国自主研发的基因工程疫苗的问世，彻底扭转了局面，为国民筑起了一道坚实的健康屏障。回顾乙肝疫苗的演进史，不仅是一段从依赖人血到利用尖端基因工程技术的飞跃历程，更是一段中国生物制药从追赶到自主创新的奋斗历程。 乙肝疫苗的发展史，是一部不断追求更高安全性与更强免疫效果的创新史。根据相关综述，预防性乙肝疫苗至今已发展出三代显著不同的技术路线。 第一代：血源疫苗——开创纪元，但存隐忧 最早的乙肝疫苗属于血浆衍生型疫苗。这类疫苗由无症状HBV携带者的血浆中提取的乙肝表面抗原（HBsAg）病毒样颗粒（Virus-Like Particles, VLP）制成，颗粒直径约为22 nm。在获得血浆后，需经过氯化钙、福尔马林、尿素等多种试剂灭活处理，再通过沉淀、离心和亲和层析等方法纯化HBsAg VLP，最终制成疫苗。 这类疫苗于1981年在美国上市，1986年中国首批乙肝疫苗正式获批，标志着我国乙肝预防的开端。然而，血源疫苗存在显著局限： 来源受限：依赖HBV携带者血浆，供应不稳定； 安全风险：潜在的血源性疾病传播风险； 成本高、普及难：生产工艺繁琐，成本高昂，且缺乏统一接种政策，导致普及率不高。 这些因素促使科学家们寻找更安全、更高效的疫苗生产技术。 第二代：基因重组疫苗——科技破局，安全跃升 为解决血源疫苗的弊端，第二代乙肝疫苗应运而生——重组DNA技术疫苗。 该类疫苗的核心技术是基因工程重组表达，主要成分是HBsAg的S蛋白。科学家不再依赖病毒本身，而是将编码HBsAg的基因片段植入特定的表达系统中，使其成为生产抗原的“微型工厂”。这标志着疫苗技术进入了分子生物学时代。 根据所采用的表达系统不同，第二代疫苗主要有两大分支： 酵母源疫苗：利用酿酒酵母或汉逊酵母来表达HBsAg的S蛋白，其表达产物能自发组装成VLP，安全性高，且易于大规模生产，成为全球主流。值得注意的是，这是第一个基于VLP的疫苗，在疫苗发展的历程中具有里程碑式的意义。 1986年，默克公司和多所大学合作开发的、使用酵母表达的重组乙肝疫苗获批上市，取代了此前的血源性乙肝疫苗。而中国工程院院士、中国生物北京生物制品研究所原所长赵铠院士第一时间向卫生部建议引进。1988年，中国政府代表团赴美国，与默克谈判引进乙肝疫苗技术。经过一年的多轮谈判，中国代表团最终顺利和默克签署了转让重组乙肝疫苗技术的合同。随后，该类疫苗才在中国“落地生根”。 图2：1989年中国代表团和默克签署转让重组乙肝疫苗（酵母细胞）技术协议签约现场 CHO细胞源疫苗：与酵母系统相比，中国仓鼠卵巢（CHO）细胞作为哺乳动物细胞，其表达体系更为复杂和精密。它能使HBsAg蛋白在细胞内质网和高尔基体中进行糖基化修饰并形成二硫键，从而使产生的VLP在结构和抗原性上更接近于天然病毒颗粒，具有更好的免疫原性。此外，VLP可被主动分泌至细胞外，结构更完整，这也是该类疫苗的优势。 值得注意的是，不同于酵母源乙肝疫苗的技术引进，我国CHO细胞源乙肝疫苗是国内科学家自主研发的，具体历程会在后续第二部分详述。 第三代：含PreS抗原的疫苗——弥补免疫空白 尽管第二代疫苗对绝大多数人有效，但研究表明，有5%–10%的成年人群无法对疫苗产生血清保护反应，此外，因年龄、肥胖、吸烟、慢性疾病造成的免疫功能低下也会导致血清应答率降低。这可能与第二代疫苗仅含S蛋白有关。而HBV表面还存在中蛋白（M-HBs）和大蛋白（L-HBs），其中L-HBs含有PreS1结构域，该结构域能与肝细胞受体NTCP结合，是病毒入侵的关键。 图3：HBV 3种外膜蛋白的跨膜拓扑结构 因此，第三代乙肝疫苗应运而生，其含有S-HBs、M-HBs和L-HBs，在哺乳动物细胞（CHO细胞）中表达，并组装或加工成VLP。它不仅提供S蛋白的B细胞表位，还提供PreS1和PreS2的T细胞和B细胞表位，免疫原性更强，能够为免疫功能低下人群和无应答反应人群提供保护。此外，PreS1中还含有与HBV细胞受体NTCP结合的结构域，能阻止HBV感染人类肝细胞，具有潜在治疗价值。 不过，第三代乙肝疫苗Sci-B-Vac（PreHevbrio）虽然此前在部分国家上市，但其研发企业VBI Vaccines已于2024年11月破产，其唯一上市产品Sci-B-Vac商业化失败，销售业绩不佳，2022年销售业绩为110万美元，2023年销售额为310万美元。 总的来说，目前在全球广泛应用的乙肝疫苗还是基因重组乙肝疫苗。 02 中国智造：CHO细胞技术的崛起 我国基因重组乙肝疫苗的研发历程，是生物医药领域实现技术自主创新的重要缩影。在这一进程中，CHO细胞技术作为关键平台，不仅推动了疫苗产业的升级，更彰显了我国在高端生物制剂领域的“智造”实力。 CHO细胞（中国仓鼠卵巢细胞，中国仓鼠属于来自于中国北部和蒙古地区的啮齿动物家族）是生产蛋白类药物的首选宿主细胞，具有准确的蛋白加工修饰功能、较强的剪切力耐受性、外源基因整合稳定性高等优势。其发展历程可追溯至20世纪初——1919年，北京协和医学院胡正祥教授首次使用中国地仓鼠开展肺炎球菌研究，为后续细胞系的建立奠定了基础。 图4：CHO细胞系 1948年，美国医生Robert Briggs Watson将一批中国仓鼠带至美国，后来完成了中国地仓鼠的繁育。随后，Theodore T. Puck团队于1957年成功分离出CHO细胞株。1984年，Genentech公司首次利用CHO细胞表达组织型纤溶酶原激活剂（t-PA），并于1987年成功获批上市，标志着哺乳动物细胞表达系统正式应用于生物药生产。 回到乙肝疫苗，我国乙肝疫苗的研发同样经历了从血源性疫苗到基因工程疫苗的跨越。20世纪80年代，面对国内乙肝高流行态势，科研机构开始探索基于CHO细胞的重组乙肝疫苗技术路径。与国际主流的酵母表达系统不同，我国科学家独辟蹊径，选择哺乳动物细胞表达系统，因其能实现HBsAg蛋白的精准糖基化修饰，更接近天然病毒构象，免疫原性更强。 当时，中国预防医学科学院病毒学研究所完成由我国乙肝病毒流行株adr亚型的HBsAg基因，并构建质粒，转染CHO细胞，筛选出高效表达HBsAg的细胞。这一突破得益于病毒学研究所朱既明院士的前瞻性布局，他提出以转基因动物细胞和重组病毒为载体的两个基因工程研究方向，推动了具有自主知识产权的CHO细胞乙肝疫苗的研发，是我国乙肝基因工程疫苗和病毒基因工程载体研究的开拓者。 1986年，中国预防医学科学院病毒学研究所联合长春生物制品研究所和中国药品生物制品检定所，共同开发了我国第一个基因工程重组（CHO细胞）乙肝疫苗。90年代初，其获得了生产文号，并于1992年将技术转让给长春、武汉、成都、兰州生物制品研究所、华北制药旗下子公司等6家单位，开始了我国应用基因工程疫苗预防乙肝的新时代。 值得注意的是，在CHO细胞乙肝疫苗的产业化进程中，华北制药金坦生物是其中的关键推动者。如武汉、成都、兰州等其他早期技术受让单位，因生产工艺适配性不足、产能投入有限等原因，始终未实现重组乙肝疫苗（CHO细胞）的规模化量产。反观华北制药集团金坦生物，其生产规模与市场主导地位则在持续巩固。 自1993年与中国预防医学科学院病毒学研究所达成合作、1997年正式成立专业化生产平台后，华北制药金坦生物通过持续的工艺优化（如2010年去除硫柳汞并增加预灌封注射器包材、2020年升级包装材料为中硼西林瓶）和产能扩张，逐步成为国内重组乙肝疫苗（CHO 细胞）的独家规模化生产企业。 据悉，华北制药金坦生物的乙肝疫苗产品线（含西林瓶与预灌封注射器）已实现全国31个省市自治区的全面覆盖，渗透率达80%以上的区县疾控中心，市场根基深厚。截至目前，疫苗累计销量已突破2亿剂次，充分体现了其广泛的市场认可与领先的行业地位。 我国目前生产的乙肝疫苗均为重组类产品，按不同的表达系统，分为重组乙肝疫苗（CHO细胞）、重组乙肝疫苗（酿酒酵母）和重组乙肝疫苗（汉逊酵母）。从批签发情况看，据生物海汇的统计数据，2025年前三季度，国内乙肝疫苗签发238批，其中华北制药金坦生物的重组乙肝疫苗（CHO细胞）签发批次量最多，共签发93批次，占比近4成，进一步印证其作为当前市场供应主体的优势地位。 03 展望未来：创新驱动消除乙肝流行 尽管目前乙肝的防治已取得了显著成效，但科研人员并未停止对乙肝疫苗的探索和研究。目前，国内外正在积极探索新型佐剂疫苗、治疗性乙肝疫苗以及多联疫苗等，旨在进一步提高疫苗的免疫效果，降低不良反应，扩大适用人群范围等。其中，治疗性乙肝疫苗，有望为慢性乙肝患者提供新的治疗选择。 从第一代到第二代，再到未来的第三代技术，乙肝疫苗的进化史是人类利用智慧对抗传染病的典范。持续的技术创新，是我们最终实现世界卫生组织提出的“2030年消除病毒性肝炎作为重大公共卫生威胁”这一目标的根本保证。 参考资料： [1]邓优, 孟彤彤, 尤红, 王宇, 贾继东. 中国乙型肝炎最新流行病学及防治进展[J]. 中华肝脏病杂志,2025, 33(2): 115-120. DOI: 10.3760/cma.j.cn501113-20250127-00046. [2]龚娅琼,赵振鑫,黄薇锦,等.乙肝病毒疫苗的研发现状及未来展望[J].生物化工,2018,4(06):142-144.DOI:CNKI:SUN:SWHG.0.2018-06-041. [3]方鑫,梁争论.我国病毒性肝炎疫苗的研发进展[J].中国药学杂志,2012,47(18):1425-1429.DOI:CNKI:SUN:ZGYX.0.2012-18-002. [4] 2024年终止的慢性乙型肝炎在研药物. 药研途. 2025-01-20. [5] 30年，14亿支疫苗！康泰生物用一支疫苗甩掉‘乙肝大国’的帽子. 康泰生物. 2025-07-25. [6] 中国乙肝疫苗的前世今生及重组乙肝疫苗下游工艺解决方案. 生物制药合伙人. 2021-10-25. [7] 中国乙肝疫苗的开拓者与领跑者——赵铠院士. 疫苗预防交流. 2025-07-29. [8] 从“乙肝大国“到“疫苗强国“：疫苗在中国乙肝防控中的力量 | 疫苗的力量课程纪实. 疫苗的力量. 2024-11-20. [9] 专家说 | 中国乙肝疫苗迭代史就是一部技术进步史. 艾美疫苗. 2024-09-14. [10] 2025年前三季度各疫苗批签发数据汇总(2025.10).生物海汇.2025-10-20. [11] 细胞界大佬之CHO系列——第一篇“前世今生”.鲲鹏基因.2024-01-12. [12] 祝成功,欧启水,刘灿. 乙型肝炎病毒3种外膜蛋白的检测及其临床意义研究进展[J]. 中华检验医学杂志,2022,45(4):403-407. DOI:10.3760/cma.j.cn114452-20210827-00544. 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不本站。