母牛分枝桿菌菌苗預防肺結核的效果與安全性觀察

馬福寶 許衛國 陳勇 陸敬忠 丁筱竹 王亞龍 范剛

肺結核疫情的控制,預防是關鍵。在肺結核預防用生物制品中,卡介苗(BCG)雖被廣泛應用,但其保護效果一直尚存爭議,而且其保護作用在接種后會逐漸減弱喪失,目前大多數國家包括中國不再復種BCG。

近20年來Stanford等[1]學者進行了長期的系列研究,均證明母牛分枝桿菌菌苗具有良好的免疫治療和免疫預防作用,是迄今為止最好的結核病免疫調節劑。但從許多文獻報道來看多側重于治療方面[2-3],而用于預防方面的效果尚未見報道。目前,大齡兒童及集體機構的學生或成人肺結核發病率均有上升趨勢,加強這部分人群的免疫預防工作是十分迫切的。因此,為探討母牛分枝桿菌菌苗預防肺結核的現場流行病學效果,筆者開展了雙盲對照的前瞻性研究,現將結果報告如下。

資料與方法

一、研究對象與分組

本研究在南京的浦口區、常州的新北區、淮安的楚州區、宿遷的宿豫區開展的,凡是轄區內當年新入學的小學新生、初中新生和大學新生都納入觀察對象。共選擇小學新生10 501名、初中新生12510名、大學新生20094名,嚴格按照入選標準和排除標準的要求進行選擇,確定本次研究的研究對象,持續觀察3年。

選中的研究對象以班級為單位,首先進行結核菌素(PPD)試驗。根據PPD檢查的結果分為PPD強陽性組(硬結平均直徑＞15 mm或者不論硬結大小,局部出現水泡、壞死、淋巴管炎)、PPD中輕度組(硬結平均直徑5～15 mm)、PPD陰性組(硬結平均直徑＜5 mm)三類。

對每類學生應用隨機數字表進行隨機編號(先將受試對象依次編號為1,2,3……,應用隨機數字表,查得每個受試對象的隨機數),凡單數受試對象分配到實驗組;雙數受試對象分配到對照組。本次研究實際實驗組21 684名,對照組21421名,分組情況見表1。

二、入選標準與排除標準

入選標準：(1)小學新生：5～7歲常住健康兒童;初中新生11～13歲常住人口;大學一年級入學新生,年齡在17～22歲。(2)近期無結核病感染。(3)近1個月未接種過減毒活疫苗者。(4)腋下體溫低于37℃者。

在研究對象篩選及試驗評價過程中,所有被發現的活動性肺結核患者將及時報告并移交當地疾病預防控制中心進行管理。

排除標準：(1)預防接種有過敏史者。(2)有過敏,驚厥,癲癇,腦病和精神等病史或家族史。(3)對疫苗中的任何成分過敏者。(4)患血小板減少癥或其他凝血功能障礙者。(5)已知免疫功能損傷或低下者。(6)患有先天畸形、發育障礙或嚴重的慢性病者。(7)入選前3個月參加過其他藥物試驗者。(8)已知或同時患有疾病包括：呼吸系統疾病、急性感染或慢性病活動期、幼兒母親或本人有HIV感染、心血管疾病、嚴重高血壓、惡性腫瘤治療期間、皮膚病。

三、實驗組和對照組用的疫苗

實驗組使用母牛分枝桿菌菌苗,每次劑量為22.5 μ g/針,按 0 、1 、2 個月分別注射 1 次。用 1 ml注射用水溶解,臀部肌內深部注射。對照組使用乙肝疫苗,每次劑量為5 μ g/針,按0、1、2個月分別注射1次,于上臂三角肌肌內注射。

四、資料收集方法

根據項目要求設計了學生健康情況隨訪表等資料,內容包括學生基本情況、觀察期間患病情況及不良反應發生情況。資料由各疾病預防控制中心發放給校醫或班主任老師,由校醫或班主任老師負責按月報告填寫并主動搜集患者,詢問學生發病情況。資料填寫完成后,由區縣疾病預防控制中心收集,收集后交市疾病預防控制中心,按月上報至省疾病預防控制中心進行資料審核和匯總、分析。

五、統計學方法

兩組接種反應觀察結果比較用u檢驗;兩組結核和過敏性疾病發生率比較用 χ2檢驗。P值＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、接種反應觀察情況

1.全身不良反應發生情況：實驗組共接種21 684名,發生全身不良反應151例。其中發熱發生率為3.69‰,其他全身不良反應,如頭痛、腹痛等的發生率為3.27‰,與對照組相比,發熱反應發生率差異無統計學意義(u=1.71,P＞0.05),但其他全身不良反應發生率的差異有統計學意義(u=5.29,P＜0.05)(表2)。

2.局部不良反應發生情況：實驗組共接種21 684名,發生局部紅腫硬結46例,其中紅腫發生率為1.71‰、硬結發生率為 0.42‰,與對照組相比,差異均無統計學意義(u=1.9,P＞0.05;u=1.04,P＞0.05)。

二、預防肺結核的效果

通過3年的觀察,在觀察人群中搜集到肺結核患者19例,其中肺結核的發病率實驗組為0.14‰,對照組為0.51‰,差異有統計學意義(χ2=4.671,P=0.031)。計算保護率為[(對照組發病率-實驗組發病率)/對照組發病率×100%] =(0.51‰-0.14‰)/0.51‰×100%=72.5%(表3)。

表1 兩組觀察人群中PPD試驗結果的比較

表2 不同觀察人群在兩組疫苗接種后不良反應發生情況的比較

表3 不同觀察人群3年后兩組肺結核發病情況比較

表4 不同觀察人群3年后兩組過敏性疾病的發病情況比較

肺外結核發病率實驗組為0.05‰,對照組為0.19‰,差異無統計學意義(χ2=1.84,P=0.216)。說明母牛分枝桿菌疫苗對預防肺結核病有較好的現場流行病學效果,但對肺外結核發病率的控制有待進一步觀察。

三、預防過敏性疾病的效果

通過3年的觀察,過敏性哮喘發生率觀察組為0.46‰,對照組為1.31‰,差異有統計學意義(χ2=8.755,P=0.003)。過敏性皮膚病發生率觀察組為3.04‰,對照組為4.29‰,差異有統計學意義(χ2=4.619,P=0.032)。過敏性鼻炎發生率觀察組為3.04‰,對照組為3.55‰,差異無統計學意義(χ2=0.834,P=0.361)(表4)。

討 論

結核病的預防自1921年BCG首次被用作人抗結核菌疫苗,此后被廣泛使用。但是,在不同地區、不同人群對卡介苗抗結核的保護性存在著爭議。例如,通過10批隨機的BCG對照試驗,BCG的抗結核保護力在不同人群中的波動為0%～80%[4]。1972年WHO在南印度Chingleput地區對幾十萬人群進行BCG保護力試驗觀察,結果顯示無保護力[5]。而且發現BCG接種后同時誘發2種性質相反的免疫反應,即保護性和組織破壞性的病理免疫反應。因此,期望有一種比BCG更好的替代菌苗,這是結核病控制的基礎研究的重要課題。Stanford等[2]曾經在大批學齡前兒童中進行BCG和BCG加母牛分枝桿菌菌苗對比試驗,經皮膚試驗證實,后一組效果比單用BCG好,認為單用母牛分枝桿菌菌苗作為肺結核預防的可能性是有的。

母牛分枝桿菌是1964年英國Boenicke等[1]從牛乳腺中分離出的無毒非結核分枝桿菌,屬RunyonⅣ群速生菌,母牛分枝桿菌有4種類型抗原,其中Ⅰ型抗原為所有分枝桿菌包括結核分枝桿菌共有,稱共同抗原。母牛分枝桿菌含有豐富的共同抗原,因此與BCG、人型結核分枝桿菌有相似的抗原性和免疫原性,可介導共同性保護免疫。但不含Ⅳ型抗原,所以不引起變態反應和組織壞死,因為Ⅳ型抗原可介導變態反應引起組織壞死[6]。實驗研究還證實,母牛分枝桿菌有增強動物細胞免疫功能和抗結核菌感染的作用[8]。因此,可以說是預防肺結核的一個很有發展前景的疫苗。本研究結果為：接種母牛分枝桿菌菌苗組的肺結核發病率為0.14‰,對照組為0.51‰,差異有統計學意義(χ2=4.671,P=0.031),保護率可達72.5%,說明母牛分枝桿菌菌苗對預防肺結核病有較好的現場流行病學效果。

據報道,母牛分枝桿菌對免疫功能低下者有刺激作用,可提高其免疫力,而對免疫功能亢進處于超敏狀態下的動物的免疫力起抑制作用[7]。母牛分枝桿菌菌苗對PPD陰性者可明顯增強細胞免疫功能;而對于PPD陽性、細胞免疫功能指標較高者,有一定的調節功能,降低其免疫反應,但對免疫功能指標較低的PPD陽性者仍有提升其免疫力的功能[8]。

據文獻報道,母牛分枝桿菌可啟動Th1型細胞因子介導的免疫反應,促進分泌白細胞介素Ⅱ(IL-2)和γ干擾素(IFN-γ),激活巨噬細胞增強對結核菌的呑噬作用,還可增加 H2O2和NO的水平[9]。H2O2能消除自由基的有害作用,NO是細胞間的信使,有多種功能,調節免疫反應是其中的重要功能之一。

本研究結果為：接種母牛分枝桿菌菌苗組的過敏性哮喘發生率為0.46‰,對照組為1.31‰,差異有統計學意義(χ2=8.755,P=0.003)。過敏性皮膚病發生率實驗組為3.04‰,對照組為4.29‰,差異有統計學意義(χ2=4.619,P=0.032)。說明母牛分枝菌菌苗與已經廣泛應用的其他疫苗相比,對預防過敏性哮喘和過敏性皮膚病等免疫相關的疾病也有較好的現場流行病學效果。

因此在世界范圍內結核病的現狀及控制似乎已經令人感覺十分困難的情況下,探討用母牛分枝桿菌菌苗預防肺結核尤其是用于大齡兒童及青少年的結核病免疫預防有非常積極的意義。

[1] Stanfo rd JL,Bahr GM,Rook GA,et al.Immunotherapy with Mycobacterium vaccaeas an adjunct to chemotherapy in the treatment of pulmonary tuberculosis.Tubercle,1990,71(2)：87-93.

[2] Stanfo rd JL,Grange JM.The promise of immuno-therapy for tuberculosis.Respir Med,1994,88(1)：3-7.

[3] 羅永艾,盧永華,郭述良,等.母牛分枝桿菌菌苗在難治肺結核治療中的作用.中華結核和呼吸雜志,2000,23(2)：85-88.

[4] 吳雪瓊,金光甫.結核病DNA疫苗的現狀與未來.中國防癆雜志,2003,25(5)：329-310.

[5] 莊玉輝,李國利,王國治,等.母牛分枝桿菌制劑在結核病免疫治療與預防應用的研究進展.微生物學通報,1995,22(2)：108-109.

[6] 全國微卡菌苗臨床研究協作組.母牛分枝桿菌苗在初治肺結核治療中的作用.中華結核和呼吸雜志,2001,24(1)：20-25.

[7] Pozniak A,Stanford JL,Grange JM.Mycobacterium vaccae immunotherapy.Lancet,1991,338(8781)：1533-1534.

[8] 馬福寶,陶紅,畢誠,等.母牛分枝桿菌疫苗預防結核病的細胞免疫學和安全性研究.中國計劃免疫,2006,12(6)：501-503.

[9] 王國治,趙桂芳,李曉明,等.母牛分枝桿菌制劑通過一氧化氮進行免疫調節的作用.中華結核和呼吸雜志,1996,19(3)：140-142.