肝炎( hepatitis)是炎症反应引起的一种肝脏疾病。引起肝炎的因素很多,自身免疫、药物、酒精以及病毒感染都是重要的诱发因素。
世界范围内每年都有成千上万的人因病毒感染而得肝炎。
能引起肝炎的病毒有很多种,分属不同的病毒家系
(表 )。通常所称的肝炎病毒是一组以肝脏细胞为主要宿主细胞的病毒,主要有甲、乙、丙、丁、戊等 5种病毒。这 5种病毒的分子生物学性状、传染途径、疾病症状等都有极大的差异 (表 ),
常见的不以肝脏细胞为主要宿主细胞而能引起肝炎的病毒种类
5种肝炎病毒的一般特征比较主要的肝炎病毒已被发现,并建立了针对各种病毒的诊断方法。 人们对于各种肝炎病毒的致病机理以及机体对病毒感染的反应也有了更深人的了解,并因而研究和开发了诸多预防和治疗病毒性肝炎的有效方法。 其中,针对肝炎病毒的疫苗作为预防肝炎的最有效手段,其研究取得了巨大进步。
在已发现的 5种主要肝炎病毒中,安全高效的 甲型肝炎 和 乙型肝炎 的病毒疫苗都已推广使用,对控制肝炎的传播和降低肝炎的发病率具有显著的成效。
第一节 甲型肝炎疫苗一、甲型肝炎的流行病学和临床症状甲型肝炎是由一种经由肠道传染的病毒即甲型肝炎病毒( hepatitis A virus),感染肝脏细胞而引起的急性传染病。
虽然病毒感染导致的症状在不同的病人中有轻有重,但甲型肝炎通常都会自行痊愈而不会转变成慢性肝炎。
甲肝病毒分布于世界各地。全世界每年约有
150万人感染致病。
甲肝病毒的主要传播方式是病毒经由污染的水 和 食物 等从口腔进人体内,病毒在体内复制后随粪便排出。儿童和一些职业工作人员,比如医护人员、幼教人员、厨师和清洁工等是易感染群体。
病毒感染引发的疾病随患者年龄的增加而加重。
5岁以下的儿童中,绝大多数的甲肝病毒感染都没有临床症状,也没有黄疽出现。但是大多数成年人在感染后都有临床肝炎症状。
5- 14岁的儿童中,急性甲型肝炎的病死率仅为
0.4× 10- 5,在大于 49岁的人群中,这一比率可高达 270× 10- 5。
许多不发达国家和发展中国家,尤其是在人口密集的地区,甲型肝炎常局限于某一地区长时间流行,
导致 90%以上的成年人体内具有针对甲肝病毒的抗体。
在这种情况下,极少会有甲型肝炎的爆发性流行。
近年来由于经济状况的改善,生活水准的提高,越来越多的年轻人体内不再具有针对甲型肝炎病毒的抗体。因此,具有临床症状的甲型肝炎的发病率有可能大幅增加。
1988年在我国上海发生的甲肝爆发流行,有超过 30万人染病,其中 83.5%的患者的年龄在
20~ 29岁之间。
甲型肝炎病毒感染的潜伏期相比其他肝炎病毒短,平均约为 4周。
潜伏期的长短与感染途径无关,但是与感染的病毒剂量、不同的病毒株系的毒力大小以及宿主本身的因素有关。
大多数的感染可以没有临床症状,而有临床症状的病人,则表现为在感染初期,会感到身体不适、
乏力、疲劳、厌食、发烧和呕吐等症状。另外还偶见腹痛、腹泻或者便秘等症状。
二、甲型肝炎病毒的感染和致病机理甲型肝炎病毒的致病机理目前还不完全清楚。
在体外细胞培养的条件下,甲肝病毒一般不产生明显的细胞病变;组织病理学的研究也表明,
即使是在病毒复制的高峰期,也没有发现很明显的肝细胞坏死。因此,一般认为免疫机制可能在甲肝病毒的致病机理中起了重要作用 。
实验表明病人在病毒感染后,体内会产生针对甲肝病毒抗原的细胞毒 T淋巴细胞。这些细胞的活性在黄疸出现后的 2- 3周达到最高,它们聚集在肝脏组织受到 损伤的部位,并能产生干扰素
γ。在体外,这些细胞毒 T淋巴细胞也能杀死甲肝病毒感染的自身表皮细胞和成纤维细胞。
上述结果表明,细胞毒 T淋巴细胞 可能 介导肝细胞损伤,导致肝脏炎症反应 。此外体液免疫机理,比如抗病毒抗体、抗病毒细胞因子等也可能在疾病控制中起重要作用。
三、甲型肝炎病毒的分子生物学甲肝病毒属于微小病毒家族。最初它被归为肠内病毒( enteri virus),近来由于对甲肝病毒的结构和分子牛物学特件有了进一步了解,甲肝病毒已被划分为新的一属,即肝病毒属的代表性病毒。
甲肝病毒的颗粒直径约为 27 nm。每个病毒颗粒的壳体由 3种,也有可能是由 4种蛋白质组成。
每种蛋白质各有 60个单体。这些单体先形成五角体( pentamer)结构单位,再由五角体组成一个二十面体结构。
病毒的抗原性主要由构象决定簇决定 。
甲肝病毒非常稳定。病毒能在 56℃ 耐热半小时。病毒在 pH3时室温处理 3h,活力没有明显的降低。
病毒的基因组是单链 RNA,具有 7 478个核苷酸。
根据序列测定分析,从人和猿猴中分离出来的甲肝病毒可划分为 7组基因型,每组之间约有 15%~ 25
%的差异。在每种基因型之内的不同病毒株,可进一步划分为亚基因型。
分子流行病学的研究表明,甲肝病毒与其他的微小病毒不同,它的 基因组非常稳定 。针对甲肝病毒的 主要抗原决定簇 的多克隆抗体和单克隆抗体能够与世界各地的甲肝病毒株起反应,表明甲肝病毒 很可能 只有一种血清型。
四、甲型肝炎疫苗的现状
1.甲肝病毒的灭活疫苗世界上许多国家,包括美国、日本。瑞典和俄国等国家都已批准或正在研究开发甲型肝炎病毒的灭活疫苗。美国食品和药物管理署目前已批准两个厂家生产这类疫苗。
灭活疫苗是甲肝病毒经细胞培养扩增后,经福尔马林处理灭活制成的非感染性无菌性悬液。
病毒是用人二倍体成纤维细胞系复制扩增,
经富集和纯化后,用甲醛变性灭活,然后吸附到氢氧化铝胶上,以增强病毒的免疫原性。
甲肝病毒与脊髓灰质炎病毒不同,经甲醛处理后,病毒的抗原性并没有显著地改变。
在灭活甲肝疫苗中,既有完整的病毒颗粒,
也含有病毒的空壳。
灭活甲肝疫苗非常安全 。最常见的副作用是注射部位有轻度酸痛,而全身性的副作用,如头疼、疲劳、发热和其他不舒服则非常少见。
人体接受灭活甲肝疫苗后会产生甲肝病毒特异性 抗体 和增生性 T细胞 反应。 T细胞反应的程度与抗体生成的水平呈正相关,表明辅助 T细胞在甲肝疫苗免疫反应中起关键作用。 所产生的抗体的滴度与疫苗的剂量有关。
通常第一次免疫即可在超过 90%的人体中测到针对甲肝病毒的特异性抗体。一般认为,
抗体水平高于用被动免疫注射免疫球蛋白后 1至
2个月的血液中特异性抗体的水平。
第二次疫苗注射能很明显地改善机体的免疫反应,此时体内的抗体水平与病毒自然感染所生成的抗体水平差不多。根据这种抗体水平推算,疫苗所引起的保护作用至少可维持 5年以上。
灭活甲肝疫苗的使用方法是 两次注射,期间间隔 6~ 12个月。儿童使用的剂量比成人的为低。在美国暂时还没有批准将这种疫苗使用于两岁以下的儿童。
由于灭活甲肝疫苗能诱导产生很高水平的特异性抗体,可以预期广泛使用这种疫苗可能带来两个效果。
第一,在接受免疫的群体中对甲肝病毒感染有很好的免疫保护效果,这一假设已被在美国本土和泰国儿童身上所作的临床实验所证实。在这两次实验中,疫苗的有效免疫保护率都达到 90%
以上。
第二,灭活甲肝疫苗免疫计划的推广可有效地控制甲肝病毒的传播。 由于免疫引起的抗体可有效地防止病毒在肝脏中的复制,病毒在粪便中的排出量会降低,排毒期会缩短,从而降低病人传播甲型肝炎的能力。
由于这类疫苗目前的价格比较高,因而在可预见的将来实行甲肝疫苗的全民免疫还不现实。现在主要推荐用于一些旅行者和甲肝高发区的危险人群。这种状况也凸显了需要一种高效、价廉和易用的甲肝新疫苗。
2.甲肝病毒的减毒活疫苗野生型甲肝病毒经过细胞传代培养后,病毒的 产量会逐渐提高,复制周期慢慢缩短,用这些病毒接种动物,会发现病毒的 致病性降低 。通常认为经过细胞传代培养,病毒很可能 丧失 其在体内的主要宿主细胞即肝细胞中 复制的能力,这些病毒也就成了可能的减毒活疫苗。
针对病毒基因在细胞传代培养中所发生的变化,进行了很多研究。 HM175病毒株经非洲绿猴肾细胞传代培养后,在病毒的基因部位发生很多突变,这些突变的协同作用,有可能一方面增强病毒在体外细胞培养条件下的复制,一方面减弱病毒在体内肝细胞中的复制,因而降低病毒感染对肝脏组织的损害。
通过这种方法得到的病毒株在动物实验中,虽然很安全,却只能在体内引起非常微弱的免疫反应,表明病毒有可能过度降低了在体内的复制能力。
我国目前使用的减毒甲肝疫苗,是经过人的二倍体成纤维细胞传代培养而获得的。
动物试验表明,这一特殊病毒株不能经口感染动物,感染动物在粪便中排毒的时间也大为缩短。
由于该株病毒能在体内引起中和抗体,因此免疫后能起到很好的免疫保护作用。
甲肝减毒活疫苗的生产成本低廉,易于接种使用,具有携带其他抗原的潜能,对于像我国这样的甲型肝炎发病率高,人口众多的第三世界国家来说是特别具有意义的疫苗。
利用我国现有的减毒甲肝病毒疫苗株,加强分子生物学研究,能为研究开发更理想的甲肝减毒活疫苗提供便捷有效的途径。
动物试验表明,这一特殊病毒株不能经口感染动物,感染动物在粪便中排毒的时间也大为缩短。
由于该株病毒能在体内引起中和抗体,因此免疫后能起到很好的免疫保护作用。甲肝减毒活疫苗的生产成本低廉,易于接种使用,具有携带其他抗原的潜能,对于像我国这样的甲型肝炎发病率高,人口众多的第三世界国家来说是特别具有意义的疫苗。
利用我国现有的减毒甲肝病毒疫苗株,加强分子生物学研究,能为研究开发更理想的甲肝减毒活疫苗提供便捷有效的途径。
3.甲肝病毒的亚单位疫苗和其他形式的疫苗甲肝病毒颗粒表面上的中和抗原决定簇不是由一维氨基酸线性序列决定的,而是与空间构象有关。因此用纯化的单一病毒结构蛋白进行免疫接种,基本上不能诱导中和抗体的产生。
通过一般的重组 DNA技术来表达制备甲肝亚单位疫苗是不会变得成功的。
绕过这一困难的办法是,同时表达甲肝病毒的所有结构蛋白,然后在一定的条件下,
让它们形成具免疫原性的病毒样颗粒。用痘苗病毒或杆状病毒在真核细胞中表达甲肝病毒的整个可读框已经获得成功。病毒的结构蛋白表达后,经蛋白酶加工.可以形成具抗原性的 70 S大小的病毒壳体和 14 S大小的五角体。
用杆状病毒表达甲肝病毒空壳体经纯化后注射免疫小鼠或大猩猩,可以发现动物体内产主中和抗体。动物实验也证明用这种病毒样颗粒疫苗免疫接种后能预防甲肝病毒的感染;因此这一方法是生产甲肝病毒疫苗的一条可能途径。
另外一条研制亚单位疫苗的途径是寻找与甲肝病毒中和抗原决定簇结构相似的抗原。
研究人员首先合成随机组合的氨基酸短肽作抗原,然后用一株可以中和病毒的单克隆抗体作探针,来筛选与抗体结合的短肽抗原。
当给小鼠注射用这种方法筛选到的短肽后,
所产生的抗体能够与中和单克隆抗体竞争结合到病毒颗粒上去,表明这两种抗体的结合位点相似或相近。
但目前还不知道这样得到的抗体是否能中和甲肝病毒。
虽然安全有效的甲肝病毒疫苗已经研制成功,但由于成本太高,不适于在贫困地区大规模使用。
第二节 乙型肝炎疫苗一、乙型肝炎的流行病学和临床症状乙型肝炎病毒是急性和慢性肝炎、肝硬化以及肝细胞癌的主要致病因子。
世界各地的乙型肝炎病毒( hepatitis B virus,
HBV)感染率相差很多。
在欧美发达国家 和地区,通常约有 5%~ 10
%的成人被感染过,其中 0.1%~ 0,5%左右的人是长期携带者。但是在亚洲或非洲近撒哈拉沙漠地区,几乎所有的成年人都曾被感染过,
其中 10%~ 20%的人是长期携带者。世界范围内,约有 300万的长期 HBV携带者,每年死于肝硬化或肝癌的人约有 100万。根据最近资料,我国乙肝病毒总感染流行率约为 60%,乙肝表面抗原携带率平均约为 10%,属乙型肝炎高流行区; 28,5%为抗体阳转。
HBV感染转成慢性感染的可能性与初始感染的年龄呈反相关。 在新生儿中,90%以上的感染者会转变成长期携带者。在 l- 5岁的 HBV阳性儿童中,这一比例降低到 25%- 50%左右。但如果免疫系统完好的成年人感染 HBV,只有不到 1%的人会成为慢性感染。 因此,大多数最终发生肝硬化和肝癌的病人是幼时感染 HBV的病人。
在 HBV流行地区出生的人最容易被感染。 HBV
的传播途径主要有 性接触,静脉注射药品,使用污染的血液制品以及母婴垂直传播 。 如果产妇呈乙型肝炎 e抗原( HBeAg)阳性,新生儿感染 HBV的比率可高达 70%一 90%。在 HBeAg阴性的产妇中,
这一比例降至 10%- 15%。
HBV感染既可以是短期或暂时的,也有可能变成终生的 HBV携带者。 90%以上的急性感染不出现临床症状,当感染发生在幼年时尤其是如此。在成年人中,HBV的感染通常持续 4
- 6个月,最后自我痊愈。 HBV感染的潜伏期约为 75天,随后出现的症状包括厌食、恶心、
呕吐、低度发烧和右上腹部疼痛等。这些症状通常持续 1- 2周。血液中的转氨酶水平会增高,
随后出现黄疽,通常持续不会超过 4周。 HBV
的短期感染引起的爆发性肝炎非常少见,但一旦发生,死亡率可高达 80%以上。
HBV长期感染引起的继发症,比如慢性肝炎、
肝硬化和肝癌是导致残废和死亡的主要因素。 通常认为如果病人没能在 6个月内清除 HBV,那么
HBV感染由急性转为慢性。 如果病人没有临床症状,肝功能检验正常,那么这些慢性感染的病人就被称为携带者。 如果病人有活跃的 HBV复制,
那么会有很高的感染性,通常伴有肝脏损伤和慢性肝脏疾病。
二、乙型肝炎病毒的感染和致病机理急性和慢性肝炎是 HBV感染肝细胞引起的细胞 坏死和炎症反应 的表现。
由于大部分 HBV的急性感染以及部分慢性感染的病人并不表现出任何的肝脏疾病,推测 HBV
是非细胞致死病毒,并提示机体针对 HBV感染的免疫反应可能是肝细胞损伤的主要原因。
影响到 HBV致病过程的因素很多,例如高剂量的 HBV通常导致较短的潜伏期和更严重的急性肝炎,HBV感染引起的疾病随感染年龄的增加而加重。
也有报道称,与在正常人中的感染相比,在免疫系统受损的病人中,HBV的感染反而会导致比较轻微的疾病。
所有这些观察都提示免疫反应可能会影响乙型肝炎的轻重程度。
无论是急性还是慢性 HBV感染,几乎都会产生针对乙型肝炎核心抗原( HBcAg)和乙型肝炎表面抗原( HBsAg)的抗体。很多情况下,还有针对 e
抗原( HBeAg)的抗体。
但体液免疫反应可能并不损坏肝脏细胞,因为在患丙种球蛋白缺乏症的病人中,HBV感染也能引起很严重的急性和慢性肝炎。
相反,体液免疫反应产生的抗体可以形成抗体
-病毒颗粒免疫复合物。这些复合物一方面有助于清除病毒感染,另一方面这些复合物积存于肝外组织,导致许多肝炎相关症状,比如关节痛和肾小球性肾炎等。
细胞免疫反应包括 CD4+ T细胞和 CD8+ T
介导的反应。 CD4+ T细胞通过分泌多种细胞因子如 IL-2,3,4,5,6,TNF-α,IFN-γ,GM-
CSF等。
在清除 HBV感染细胞的过程中,细胞免疫反应介导的炎症反应同样对肝细胞构成破坏作用。其中细胞因子介导的炎症反应恐怕是造成炎症反应的主要因素,因为 CD8+ T细胞除了裂解 HBV感染细胞外,也可以非细胞裂解的方式从感染细胞中清除 HBV,并且后一种方式在急性感染过程中对清除 HBV起着重要作用。
三,乙型肝炎病毒的分子生物学乙型肝炎病毒是一含有脂膜,直径约为 42
nm,以 DNA为基因组的病毒。病毒外面的脂膜上有小、中、大 3种膜蛋白,分别是乙型肝炎主要的表面抗原( ORF- S)、前体蛋白 S2 ( ORF
- S+ Pre-S2)和前体蛋白 S1( S2+ Pre-S1)。
在病毒的脂膜内是一约为 27nm大小的核心颗粒,
颗粒的外面主要是核心抗原和 e抗原。核心颗粒内是一约为 3.2 kb长的环状双链 DNA 。
HBV的基因组结构模式图
HBV的基因组具有 4个可读( ORF),
分别编码核壳蛋白、膜蛋白,X蛋白以及聚合酶蛋白。
编码核壳蛋白的可读框有两个起始密码。
第一个起始密码用于合成核蛋白前体多肽,这一蛋白在氨基端经信号肽酶加工以及在羧基端去除细胞核定位信号区之后,最终作为 HBeAg分泌。第二个起始密码用于合成 HBV核心抗原。核心抗原存在于感染细胞的细胞核、细胞质和细胞膜。
HBV的复制过程始于病毒颗粒与细胞膜上专一受体的相互作用,井进入细胞质。病毒的 DNA在细胞核内被转录合成基因组大小的 RNA,以及编码核心蛋白、膜蛋白和聚合酶蛋白的信使 RNA。基因组 RNA随后被转运到细胞质,并与病毒的聚合酶一起,整合进人新的病毒核质体。然后再以 RNA为模板,
反转录合成负链 DNA,并经由负链 DNA合成正链 DNA,从而形成部分双链的病毒 DNA基因组。在细胞核内的 HBV基因组 DNA也能共价整合进宿主染色体 DNA中,这一步骤可能与 HBV的致癌机制有关。
四、乙型肝炎的被动免疫现在已经能够制备抗乙型肝炎表面抗原的高滴度免疫球蛋白( HBV hyperimmune globulin,
HBIG),这些制品可以用来预防 HBV感染。
早先的研究发现,给作血液透析的病人持续大量注射这种免疫球蛋白,可以大大降低 HBV在这些病人中的感染,但一旦停止注射,这种保护功能便会慢慢消退,因而这种方法并不经济实用。
在其他的研究中,给容易接触到 HBV病人的高危险人群注射 HBIG,也证明了 HBIG
能降低 HBV在这些人群中的感染。 HBIG的这种功能对于阻断 HBV从母亲到婴儿的垂直传播尤其重要。
给母亲是 HBV阳性的新生儿立即注射
HBIG,并在 3和 6个月时重复注射两次,可以使携带感染的概率降低 71%。 随着有免疫保护效果的 HBV疫苗的出现,现在已改为 HBIG
和 HBV疫苗同时使用以取得更好的效果。
五、乙型肝炎病毒疫苗的发现研究开发 HBV疫苗的关键是澳大利亚抗原
(澳抗)的发现,以及证明它与 HBV感染之间的专一相关性。进一步的研究很快就证明在
HBV长期感染的病人血液中,澳大利亚抗原的浓度非常高,可达到 0.1~ 1.0mg/mL。 因而有可能从澳抗携带者的血液中提取这一成分,并加工制成乙肝疫苗。
Krugman博士的研究率先证明了这种可能性。
取病人的血浆经过 1,10稀释,煮沸 l~ 2
min后,被用来给儿童注射。结果这种免疫不但诱导产生了抗乙型肝炎表面抗原的抗体,而且能有效地预防 HBV的感染。
为了增加疫苗的安全性和可重复性,研究人员通过超速离心方法纯化了乙型肝炎表面抗原。经过福尔马林灭活后,用这种疫苗注射黑猩猩,发现这种疫苗不具有感染性,并能预防 HBV感染。
六、乙型肝炎血源疫苗世界上许多国家都曾生产和使用过由乙型肝炎携带者血浆制备的乙肝疫苗。一般而言,这些疫苗都是利用生物化学的方法从乙肝携带者的血浆中,沉淀和纯化 HBV表面抗原,然后通过化学或加热的方法将可能残留的病毒变性灭活,再吸附到铝佐剂上而制成。
我国曾使用的血源性乙型肝炎疫苗基本上是依据美国 Merck公司的生产过程生产的。
HBV血源疫苗在全世界范围内广泛使用多年,
迄今没有任何证据表明疫苗的使用导致了 HIV,
HBV或其他肝炎病毒的感染,或其他任何病毒的传播。
HBV血源疫苗的免疫保护效果可以用 3种结果来衡量,即防止感染、防止疾病以及防止 HBV转变成慢性携带者状态。
依据不同地区和不同国家 HBV流行的状况而设定免疫的目标。
在美国男同性恋群体中进行的大规模、随机、
双盲和包括未免疫接种对照组的临床试验中,
HBV疫苗可以使 HBV感染率降低 90%。其他类似的临床试验也取得了很好的免疫保护效果。
由于在 HBV高发区,HBV感染经常发生在婴儿出生时或早期新生儿身上,因此有必要免疫新生儿。
将 HBIG和 HBV疫苗同时使用可以取得很好的效果,但由于 HBIG不易制备,而且价格昂贵,研究人员单独利用 HBV疫苗免疫来防止 HBV在婴儿中的感染也获得了成功。
如果母亲是 HBe抗原阳性,在婴儿出生 0,l、
6个月时各注射一次 HBV血源疫苗,可以有效地防止 HBV的母婴传播。
尽管 HBV血源疫苗非常成功.但在所有接受
HBV血源疫苗免疫的人群中,约有 5%的人不能产生足以检测的抗 HBV抗体。目前还不清楚为何这些人不能产生抗体,估计与各人的遗传性状有关。
七、新型乙型肝炎疫苗的研制
HBV血源疫苗虽然免疫保护效果很好,但是它毕竟是用乙型肝炎携带者的血浆来制备的,
从理论上来讲其安全性并不能达到 100%的标准,而且携带者血浆的来源受到限制,对乙肝疫苗的产量和成本都会造成潜在的问题。
近年来生物技术的发展为研究开发 HBV的新疫苗提供了许多新途径。不但保证了乙型肝炎疫苗的安全性,而且降低了产生成本。
1.基因工程乙型肝炎疫苗利用真核细胞做短期或长期的乙型肝炎表面抗原的表达来生产 HBV疫苗是一种可行的途径。
用酵母制备的重组 DNA乙型肝炎表面抗原代表了疫苗的第二次革命。
采用不同的酵母启动子可以获得乙肝表面抗原的高效表达,例如 Rutter实验室能使每个酵母细胞表达 1万个乙型肝炎表面抗原蛋白质分子。
另外,从破碎的酵母细胞中提纯的乙肝表面抗原具有从乙型肝炎携带者血浆中获得的抗原相同的生物化学特性和免疫原性。
临床试验证明基因工程乙肝表面抗原是安全和有效的,在我国也已经用它取代了以前使用的乙肝血源疫苗。
研究证明利用重组 DNA技术在中国仓鼠卵细胞株中表达乙肝表面抗原,能使抗原蛋白大量分泌到细胞外,并形成含有大量 S前体抗原表位的粒子。
这种粒子能诱导产生快速而高效价的特异性抗体免疫反应,已经成为非常具有吸引力的乙肝新疫苗。
用杆状病毒重组 DNA技术表达乙肝表面抗原或 S前体的基因也已成功。由于表达量很高,而且是昆虫细胞培养,这种疫苗的制造成本很低。
与此相似的是利用痘苗病毒来表达重组 DNA
的乙肝表面抗原,这种 HBV疫苗在大猩猩的实验中,能保护动物不受 HBV感染。
但由于大约在每 100万的疫苗接种者中,有可能引起 l- 3人发生严重接种反应甚至死亡,使这种疫苗的应用受到了限制。此外,由于 HIV的流行,
人们也担心在免疫系统受到破坏的 AIDS病人中,
接种这种疫苗可能会导致痘苗病毒感染。
另一种很吸引人的途径是利用能表达重组 DNA
的 HBV病毒抗原的减毒沙门氏杆菌来作为疫苗。
用这种方法表达的抗原不但可以作为亚单位疫苗,同时也可能以重组减毒沙门氏杆菌作为活疫苗。
实验表明直接用能表达乙肝表面抗原的重组
DNA减毒沙门氏杆菌免疫,可以产生比用纯化的乙肝表面抗原蛋白疫苗兔疫更强烈的 T细胞反应。
不仅如此,重组 DNA减毒沙门氏杆菌免疫引起的抗 HBV抗体不仅在血液中能被检测到,同时也出现于肠道组织中,提示可能有特异的粘膜免疫反应的产生。
2.人工合成多肽乙型肝炎亚单位疫苗
Lerner等首先证明可以根据乙型肝炎表面抗原的序列来合成具有免疫原性的短肽,Hopp
也获得了类似的结果。这些结果表明通过人工合成的方式研制 HBV亚单位疫苗是可能的。
一般来说,这些短肽的免疫原性都很有限,不能导致兔疫记忆。这些微弱的免疫反应可能与缺乏 T细胞抗原表位有关。进一步的研究将注重于使用一种或几种合成短肽,同时激活 T和 B细胞的反应,来达到增强免疫反应的目的。
3.乙型肝炎 DNA疫苗
Days及其同事率先证明,小鼠经肌肉注射表达
HBsAg的质粒后,迅速产生强烈而持续的体液和细胞免疫反应。
乙肝 DNA疫苗在小动物的实验中显示出理想的免疫保护效果,但是在大动物中却不能诱导出显著的免疫应答,这是 DNA疫苗技术在当前所面临的共同的重要问题有研究报道利用含 CpG基序的寡聚核苷酸与
HBV的 DNA疫苗同时免疫大猩猩.可以明显增强
HBV DNA疫苗诱导体液和细胞免疫反应的免疫原性。
另外,也可将相关的细胞因子基因插人到
HBV的 DNA疫苗的载体中去,可使 DNA疫苗的免疫反应提高数十倍。
有人报道一种含有 S,S1前体和 S2前体的多价
DNA疫苗被用来在 HBV长期感染的病人中作免疫治疗。病人先接受每月 1次,连续 4次 DNA疫苗的肌肉内注射; 9个月以后,再重复接种,总共注射 8次。
在全部 103个参加试验的病人中,有 52名病人接受了安慰剂,其中有 4人( 7.7%)的病毒 DNA在 1年内自然消失。在 51名接受 DNA疫苗治疗的病人中有
10人( 19.8%)在接受 DNA疫苗的治疗以后,HBV
的 DNA立即消失。
在接受 DNA疫苗治疗前转氨酶水平升高的病人中,38.1%的病人经过 DNA疫苗的免疫治疗后消除了 HBV的 DNA,而对照组中是 19.6%。
上述结果表明 HBV的 DNA疫苗没有明显的副作用,同时可能对 HBV长期感染的病人具有免疫治疗效果。
我国闻玉梅院士发现用乙型肝炎表面抗原和人抗乙肝表面抗原特异性抗体的复合物对慢性肝炎患者进行治疗具有明显的疗效。
进一步的动物实验的疗效机理研究提示,复合物对慢性乙型肝炎的治疗作用可能是因为免疫活性细胞通过其 Fc受体增强了对抗原抗体复合物的摄取、处理和呈递,从而增强了免疫反应。
乙肝免疫复合物的调控作用,刺激了 T淋巴细胞的兔疫反应,促进了白介素 2和干扰素的生成,诱导出以细胞免疫为主的免疫保护反应,因为小鼠免疫球蛋白的亚类显示出以 IgG2a为主的特征。
如果在给动物接种乙型肝炎抗原抗体复合物的同时,再注射乙型肝炎表面抗原的 DNA疫苗,
会产生极大的佐剂效应,能够使动物产生比单独使用复合物或者 DNA疫苗更好的免疫效果。
虽然有效的 HBV疫苗已经研制成功,
但主要由于价格的因素,还不能在发展中国家普及使用。另外,目前的疫苗对于免疫治疗 HBV长期感染并不理想。
因此研制更加低廉而高效的 HBV疫苗,以及具有治疗作用的疫苗仍是一个艰巨的目标。
第三节 丙型肝炎疫苗自从 20世纪 70年代中期,有了甲肝和乙肝病毒的诊断试剂以后,人们逐渐认识到还存在着与甲型肝炎和乙型肝炎截然不同的其他传染性肝脏疾病。开始人们称之为“非甲非乙型肝炎”。进一步研究表明“非甲非乙型肝炎”可能源自至少 3
种病毒。其中最主要的一种疾病及其病原体被正式命名为丙型肝炎和丙型肝炎病毒( hepatitis C
virus,HCV)。
展 望病毒性肝炎迄今仍然是世界各地,尤其是广大发展中国家影响人们身体健康的主要威胁之一。
经过长期的努力,尤其是在过去 30年中,人类在与肝炎病毒的斗争中取得了巨大的成功。主要的肝炎病毒都已被发现并克隆成功。如今我们拥有很有效的针对 HAV,HBV的疫苗。针对 HEV的疫苗相信不久也会问世。在一些发达国家,每年由
HAV和 HBV感染而引起的肝炎病例已被控制在很小数目。
尤其值得重视的是,根据我国台湾地区获得的资料分析,新生儿 HBV
普遍免疫计划能降低肝癌在儿童中的发生率,为通过免疫途径来预防某些癌症提供了重要佐证。
另一方面,已知的肝炎病毒的变异株和新的肝炎病毒不断被发现,多种肝炎病毒,尤其是 HCV还没有有效的细胞培养系统。即使是现存的肝炎病毒疫苗由于种种限制,在许多地方还没能获得普遍使用。所有这些因素都预示要征服病毒性肝炎,还有很长一段路要走。
疫苗以其以往的成功无疑将继续成为控制病毒性肝炎的首选方案。有效的疫苗研究开发依赖于多种因素,包括病毒的流行病学、病毒感染的致病机理、机体对病毒感染的反应性以及良好的动物模型等等。
可以预见在今后一段时间内,病毒性肝炎疫苗的研究将着重于以下几个方面。
第一,深人研究各种肝炎病毒的分子生物学。通过这些研究一方面对病毒的各个蛋白的结构和功能有更好的了解,另一方面有助于建立恰当的肝炎病毒细胞培养系统。最近在 HCV研究上的突破即是一个很好的例证。
第二,建立合适的动物模型。目前几乎所有的肝炎动物模型都是使用灵长类动物,这极大地妨碍了疫苗的研究开发。比如一些基础免疫学的研究和肝炎病毒减毒活疫苗的研究,由于涉及到比较多的动物或出于伦理上的考虑,就不易开展。
寻找替代的动物模型,包括转基因小鼠模型将愈发显得重要。利用 HBV的转基因小鼠,研究人员更加深入了解了 HBV的致病机理以及机体清除 HBV
的可能方式,从而有可能在此基础上找到新的控制
HBV感染的方法。随着肝炎病毒受体分子的研究,
将来研究人员也有可能利用转病毒受体基因动物来研究病毒的感染。这些进展都将推动相应的病毒疫苗的研究。
第三,将在顾及疫苗的安全性,有效性的基础上,更多考虑疫苗的成本和使用的方便。在这一方面,减毒活疫苗的研究将是重点。利用分子生物学的研究手段,研究人员有可能不经传统的病毒减毒过程,而获得可能的病毒减毒活疫苗株。另外 DNA
经苗的研究也将是一个热点。
由于各种检测手段的建立和公共卫生条件的改善,新的肝炎病毒感染的案例有所下降。
在此状况下,长期感染肝炎病毒的病人就显得更加突出,研制治疗性的疫苗也将是重要的研究方向。 我国是肝炎高发区,加上人口基数大,
有效地控制肝炎的任务尤其艰巨。 如何借鉴,
利用近年来疫苗研究领域出现的新理论,新技术来研制安全、高效和价廉的肝炎病毒疫苗是当务之急。