开发基于细胞免疫的流感疫苗

关注小药说药，一起成长！

前言

流感是一种由甲型和乙型流感病毒引起的急性高度传染性呼吸道疾病。每年流感流行都是由几种不同的季节性流感病毒（即A/H1N1, A/H3N2, B/Yamagata, and B/Victoria）引起的。流感给人类的健康带来了沉重负担：世界卫生组织（WHO）估计，每年流感导致全球300万至500万例严重疾病，其中29万至65万人死亡。

目前，各种疫苗和抗病毒药物被用于预防和治疗流感。然而，目前的流感疫苗对感染的有效性可能并不理想。其中一个原因是，目前的季节性流感疫苗是在下一个流感季节开始前几个月生产的，因此，疫苗株的抗原性可能与下一个季节流行的优势株的抗原性不完全匹配。此外，老年人通常表现出较低的免疫反应和疫苗对感染的有效性。

流感疫苗的开发传统上侧重于诱导保护性抗体，但越来越多的证据表明，细胞免疫也对流感具有保护作用。因此，设计用于促进广泛的T细胞效应器功能和先天免疫的新一代疫苗可以提供增强的保护。同时，这种疫苗也带来了一些挑战，细胞免疫可能控制和解决感染，而不是完全预防感染和早期疾病，这需要基于预防严重疾病和死亡而不是症状感染来评估疫苗的有效性。此外，测量细胞免疫的临床结果可能复杂且昂贵，因此需要在临床试验设计中进行创新。尽管如此，为了实现更有效的流感疫苗的目标，我们有理由进一步审视细胞免疫在流感控制和预防中的作用。

目前已获批的流感疫苗

目前，有三种获得批准的季节性流感疫苗可供人类使用：灭活疫苗、减毒活疫苗和重组血凝素疫苗。这些疫苗由三种或四种不同类型的流感病毒组成，世界卫生组织每年对其进行更新，以反映最新的流行毒株。目前的流感疫苗通常是三价或四价的，含有两种甲型流感毒株（即A/H1N1和A/H3N2）和一种或两种预计在下一个季节传播的乙型流感病毒。已经开发出各种类型的流感疫苗，批准的疫苗如下表所示。

灭活疫苗

流感灭活疫苗有三种：全病毒颗粒疫苗、裂解病毒疫苗和亚单位疫苗。20世纪40年代开发的灭活全病毒颗粒疫苗由缺乏传染性但保持病毒颗粒形状的病毒颗粒组成，包括病毒基因组RNA和所有病毒结构蛋白。灭活的全病毒颗粒疫苗可有效诱导体液和细胞免疫反应。全病毒颗粒灭活疫苗保留了进入靶细胞的能力但不增殖，然而由于病毒颗粒的脂质成分，人们担心其热原性和不良反应。

因此，这种疫苗被裂解病毒疫苗取代，裂解病毒疫苗是通过用乙醚或洗涤剂处理纯化的病毒以去除病毒包膜制备的。亚单位疫苗主要包括HA和神经氨酸酶蛋白。裂解和亚单位疫苗可诱导先前感染过流感病毒的人产生免疫力；然而，它们不能在从未感染过的婴儿中诱导足够的免疫力。这是因为裂解疫苗失去了大部分病毒单链RNA，并且由于缺乏对先天免疫受体的信号传导而降低了免疫原性。

减毒活疫苗

减毒流感活疫苗（LAIV）是基于低温下在胚胎鸡蛋中连续传代产生的冷适应、温度敏感和减毒变体。例如，FluMist®是一种减毒流感活疫苗，用于2至49岁的健康人群。病毒具有来自循环病毒的表面糖蛋白，而其内部基因来自冷适应的主供体病毒。因此，在鼻内接种这些疫苗后，它们的复制仅限于上呼吸道，那里的温度低于正常体温。与自然感染类似，减毒活疫苗在上呼吸道诱导粘膜IgA反应和交叉反应性T细胞反应。病毒复制过程中产生的双链病毒RNA被内体先天免疫受体TLR3和视黄酸诱导基因（RIG-I）识别，导致干扰素介导的抗病毒反应和促炎细胞因子反应的诱导。

重组HA疫苗

重组HA疫苗含有通过使用杆状病毒表达系统在昆虫细胞中产生的纯化HA。Flublok®四价疫苗是一种重组流感疫苗，分别于2017年和2020年在美国和欧盟批准用于18岁及以上人群。自2020-2021年流感季节以来，该疫苗已在美国和欧盟某些国家上市。接种Flublok®疫苗的人患流感的概率比接种普通灭活流感疫苗的人低30%，这很可能是因为重组HA疫苗含有三倍量的HA蛋白。在Flublok®生产过程中，不需要种子病毒和鸡胚，因此重组疫苗的生产速度比基于鸡胚或细胞的疫苗更快。

哪些因素限制了流感疫苗的有效性?

几个原因可以解释流感疫苗相对较差的性能，包括抗原变异、原始抗原影响、预先存在的免疫记忆和仅诱导抗体。

抗原变体的出现

流感病毒进化迅速，躲避人类免疫反应。随着抗原漂移病毒的出现，必须改变疫苗成分以提供最佳抗原。因此，当选择用于疫苗的抗原与循环病毒中的抗原存在差异时，疫苗的有效性会受到影响。这对设计流感疫苗构成了挑战，即使在传播病毒和原型之间有良好相关性的年份，疫苗的有效性也很少能超过50-60%。

原始抗原影响

原始抗原影响是指在某些个体中，疫苗和重复的自然感染可能会优先增强交叉反应性抗体，而不是诱导完全的从头反应。这些抗体是由记忆B细胞群体产生的，这些细胞群体是由以前接触不同菌株诱导的，在中和当前菌株方面可能不太有效。

高水平免疫记忆

从婴儿期起，对流感病毒的免疫力就普遍存在于普通人群中，因此任何流感疫苗的有效性都是根据对自然感染的高水平预先存在的免疫力来衡量的。这提高了检测有意义的疫苗反应的阈值。例如新冠疫苗，研究显示其在没有预先感染或接种疫苗的人群中显示出高水平的保护作用。

主要诱导抗体反应

目前的大多数疫苗主要提供基于抗体的保护，而不诱导细胞免疫反应，而细胞免疫反应可以抵御基因多样的病毒和/或严重疾病。

细胞免疫能预防流感吗？

除了抗体反应，T细胞还可以提供免受感染和疾病的保护。CD4+T细胞有助于促进抗体反应，同时它们也具有其他效应功能，如细胞毒性和炎症细胞因子释放，有助于提高保护。重要的是，由于T细胞对已经感染病毒的细胞有反应，并且由于初始和循环的静息记忆T细胞的激活和增殖都需要几天时间，它们虽不能防止最初的感染，但它们可以清除感染的细胞，并可能有助于疾病的解决。

一些研究研究支持了T细胞反应可以减少症状性流感相关疾病，尽管它们不能预防感染。在一项研究中，63名志愿者受到甲型H1N1流感病毒A/USR/77的挑战。在没有预先存在的抗体反应但有可检测的T细胞反应的个体中，鼻病毒脱落减少，但症状没有减少。T细胞反应可能主要由CD8+T细胞介导。另一项研究得出了类似的结论，同时分析表明CD4+T细胞与CD8+T反应一样具有保护性，或比CD8+T更具保护性。此外，在已有T细胞反应的志愿者中，病情较轻。另外，2009年H1N1流感大流行期间，发现在确诊感染的医院工作人员中，那些已有CD8+T细胞反应的人比那些没有感染的人表现出更少的症状。

诱导细胞免疫疫苗的临床研究进展

诱导强大的细胞免疫的疫苗有几个好处：T细胞募集额外的免疫细胞效应器功能；T细胞与流感病毒株的交叉反应比抗体更广泛；它们可以包括更保守的内部病毒蛋白以及表面病毒蛋白。

在第一批专注于诱导T细胞免疫的疫苗研究中，人们选择减毒的牛痘病毒作为载体，编码流感病毒蛋白核蛋白和基质蛋白。这种疫苗在先前接触过流感病毒的成年人中刺激了强烈、广泛的CD8+T细胞反应。但是，随后在澳大利亚进行的IIb期随机双盲试验中没有观察到疗效，试验提前终止。

另一种方法设计了一种源自甲型流感病毒a/WSN/33全长核蛋白的重组蛋白。蛋白质自组装成一个大的纳米颗粒（10-20 nm），其包含七个拷贝的核蛋白（OVX836）。在小鼠模型中，这种疫苗对几种流感病毒株具有保护作用，同时诱导CD8+TRM细胞。在一项IIa期临床试验中，对流感样疾病的保护水平约为84%。

另外一种含有核蛋白表位的T细胞诱导流感疫苗最近已在临床试验中进行了测试。Imutex疫苗FLU-v包含四个保守抗原表位，两个来自核蛋白，一个来自基质蛋白1，一个来源于基质蛋白2，应用了Montanide ISA VG51佐剂。在一项人体挑战研究中，与安慰剂相比单剂疫苗在激发后患轻度至中度流感的可能性显著降低（32.5% vs 54.8%；P=0.035），但第二次给药没有改善。

因此，最近的这些试验结果喜忧参半。令人鼓舞的是，安全性良好，没有毒性的证据，如细胞因子风暴和对邻近未感染细胞的损伤。目前，有多个新型流感疫苗的临床试验在进行中，其中许多是针对T细胞免疫的。

小结

尽管在许多发达国家，季节性流感疫苗接种在一定程度上减少了疾病的影响，但与大多数其他疫苗相比，这些疫苗的疗效仍然令人失望。在专注于抗体反应的同时，我们不应忽视T细胞对流感病毒感染反应的作用及其预防严重疾病的潜力。新一代流感疫苗的开发方向应该探索提供更强的细胞免疫反应，这可能会提高流感疫苗保护的广泛性，并减少住院和死亡，具有积极的社会价值。

参考文献：

1. Advances in Adjuvanted Influenza Vaccines. Vaccines (Basel).2023 Aug 21;11(8):1391.

2. Opportunities and challenges for T cell-based influenza vaccines. Nat Rev Immunol.2024 May 2.

公众号内回复“肿瘤免疫”或扫描下方图片中的二维码免费下载《小药说药肿瘤免疫全集》的PDF格式电子书！

公众号已建立“小药说药专业交流群”微信行业交流群以及读者交流群，扫描下方小编二维码加入，入行业群请主动告知姓名、工作单位和职务。