流感病毒病毒顆粒樣疫苗與廣譜疫苗的研究進展

曹大紅

【摘 要】流行性感冒可以在人、畜、禽類中傳播，給社會造成巨大的經濟損失，時常會威脅到人類健康甚至造成人員的死亡。對付流感的最有效辦法是在流感爆發前接種流感疫苗。現在市場上使用的傳統流感疫苗存在著明顯的不足之處。新型流感疫苗著眼于更安全、更有效、更易生產，最好同時具有廣譜性和持久性。

【關鍵詞】流感病毒、流感VLPs疫苗、廣譜流感疫苗

【中圖分類號】R373 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-3783（2018）11-03--01

流行性感冒簡稱流感，是由流感病毒引起的一種傳染性很強的呼吸系統疾病。流感病毒于1901年第一次被發現，20世紀30年代被成功分離。在20世紀，流感病毒在人群中引發了4次全球性大流行，造成了大量人員的死亡與財產損失，引起了人們的高度重視。其中1918年的西班牙的流感大流行造成了當時全球人口約一半人數感染，幾千萬人的死亡。現在每年的季節性流感也會造成全球約25--50萬人的發病，甚至死亡【1】。防治流感最經濟、最有效的方法是生產出安全、有效、廣譜的流感疫苗，對人群進行接種。

1 流感病毒的分類與基因組特征

1.1 流感病毒的分類

流感病毒屬于正黏病毒科，由內向外依次分為核衣殼、包膜、刺突三的部份的球形結構。依據流感病毒的核蛋白（NP）血清型不同可分為甲型（A型）、乙型（B型）、丙型（C型）三種。甲型流感病毒在1934年被分離，它是造成人群中流行性感冒暴發的最主要病原體。1940年被分離出來的乙型流感病毒對人類的致病性較低，而1947年分離出來丙型流感病毒很少在人群中造成流行。

1.2 流感病毒的基因組特征

甲型流感病毒的基因組由8個線性負鏈RNA基因片段組成，共約13.6Kb，編碼11種蛋白質。病毒顆粒表面的刺突是由兩種蛋白質構成：即血凝素（HA）和神經胺酸酶（NA），根據HA抗原性不同，甲型流感病毒可分成16種亞型（H1--H16）。根據NA抗原性不同，可分成9種亞型（N1--N9）。HA和NA都易發生抗原飄移而逃避人體的免疫保護。構成病毒衣殼的是兩種基質蛋白，即基質蛋白1（M1）和基質蛋白2（M2）。M2是一種跨膜蛋白，它與宿主細胞膜上的H+通道相關，參與病毒的脫殼。病毒RNA聚合酶由PA、PB1、PB2三種蛋白質構成，可與RNA結合形成復合物（RNP）。包裹在病毒RNA外面的蛋白質是核蛋白（NP），它與M1相連。另外還有三種蛋白質被稱為核輸出蛋白（NEP）：NS1、NS2、PB1--F2，分別起到抑制宿主免疫細胞反應和介導病毒RNA輸出宿主細胞核的作用。

2 傳統流感疫苗使用中的不足之處

現在人群中通常使用的流感疫苗主要是全病毒滅活疫苗、全病毒減毒活疫苗、病毒裂解疫苗和流感病毒亞單位疫苗四種。這些疫苗的使用對人群起到了很好的保護作用，但也存在著明顯的不足。

傳統疫苗的生產大多依賴于雞胚培養流感病毒株，每年生產所使用的病毒株由WHO依據全球流感監測網絡監測到的數據分析，推薦每年生產流感疫苗所使用的流感病毒株。因此，現在臨床使用的流感疫苗都有株的特異性，對同亞型的病毒株具有良好的保護性。但是，如果流感病毒株與生產所使用的病毒株有較大差異，則疫苗的保護能力是非常有限的。

全病毒體疫苗與裂解疫苗的副作用較大。對年齡小或較大的人群，以及身體較弱的人都不適用，對他們的免疫保護率也很低。

3 兩種新型流感疫苗的研究進展

新型流感疫苗應針對傳統疫苗的不足之處，具有較高的安全性，能夠適應更廣泛的人群，較高的有效性和易生產，不依賴雞胚生產等特征。隨著對流感病毒結構、基因組特征的不斷深入研究，對流感病毒的致病機制也有了深入的了解，發現了一些新的流感疾病治療靶點，及病毒基因組中相對保守序列。同時，科學家們不斷探索流感病毒的非雞胚依賴培養方法，有細胞培養技術與非細胞培養技術出現，病毒的純化技術與基因工程技術等為新型疫苗的設計與研制提供了技術支持與方向。

3.1 流感病毒病毒樣顆粒（VLPs）疫苗

病毒樣顆粒（virus--like particles，VLPs）是由一種或多種病毒結構蛋白組裝而成的不含有病毒遺傳物質，與真病毒顆粒結構相似的空心顆粒。一般大小介于15nm--400nm之間。VLPs可以像真正病毒一樣被宿主免疫細胞識別、捕獲、加工、呈遞，所以可以有效誘導宿主機體產生保護性免疫反應。又因為顆粒內沒有遺傳物質，所以它不會在宿主體內進行自我復制。由于以上的這些特征，VLPs作為疫苗使用它具有較高的安全性和有效性已經成為病毒新型疫苗研究熱點之一。

目前已經合成的流感病毒VLPs有多種【2】，包括H1N1 VLPs、H3N2 VLPs、H5N1 VLPs、H5N3 VLPs、H7N1 VLPs、H9N2 VLPs等。且在動物體內試驗證明，這些VLPs都能誘導產生保護性免疫應答。流感病毒VLPs制備過程中的蛋白質表達多采用桿狀病毒---昆蟲細胞表達系統。實驗證明此VLPs具有與流感病毒相似的形態結構與生物學活性，在雪貂動物模型試驗中，用此VLPs疫苗免疫可誘導出高滴度的針對H1N1病毒的紅血球凝集抑制劑（HI），且可抑制病毒在上下呼吸道粘膜組織中的復制。Peter Pushko等在對禽流感病毒H9N2 VLPs疫苗進行動物模型試驗中證明，H9N2 VLPs疫苗可以有效保護動物，它是潛在的禽流感疫苗之一。

3.2 廣譜流感疫苗的設計

傳統流感疫苗的病毒株特異性和流感病毒易發生抗原飄移特性之間的矛盾引發人類對設計研究廣譜流感疫苗的熱情。設計開發能夠對不同流感病毒株都有交叉免疫保護作用，且可持久產生保護作用的廣譜流感疫苗是新型流感疫苗研究的重要方向。除以M2為免疫原設計廣譜流感疫苗以外，其他還有四價流感疫苗設計和基于其他流感病毒保守序列設計的廣譜流感疫苗。Chen等將H1N1病毒完整HA蛋白糖基化后，在以老鼠和雪貂兩種動物體內試驗證實，其可以作為疫苗抵御1933年---2009年不同亞型H1N1病毒感染。

4 小結

流感廣譜疫苗和VLPs疫苗多在動物模型實驗階段，小部分在臨床前或進入臨床試驗階段。流感VLPs疫苗已經有可以上市的出現，這對研究更多的新型流感疫苗是一個好的開始。但VLPs疫苗在生產工藝的放大、病毒顆粒的組裝、其免疫途徑的研究等方面還有很多內容需要繼續探索。廣譜流感疫苗的有效性還需要有更多的實驗去驗證。可以從免疫原蛋白質分子結構優化和分子設計上再深入探索，使其更適合于表達和獲得更好的交叉免疫保護效果。

參考文獻

孫向東，流感病毒研究進展【J】，醫學研究雜志，2011，40（12），25---27

吳蒙、張定梅、陸家海，流感病毒樣顆粒疫苗研究進展【J】，中山大學學報（醫學科學版），2009，30（5），486---491

Quan FS、Vunnava A、Compans RW，et al. Virus---like particle vacine protects against 2009 H1N1 pandemic influenza virus in mice【J】，PLoS ONE，2010，5（2），e9161