新中国疫苗研制70年回顾

2019-01-29 09:03杨晓明
中国学术期刊文摘 2019年24期
关键词:活疫苗毒株疫苗

杨晓明

人类发展进程中,传染病始终是威胁人类健康安全的重大隐患,是人类面临的严峻挑战。从肆虐人类的天花、脊髓灰质炎、鼠疫、霍乱、结核等烈性传染病,到非典型肺炎(severe acute respiratory syndrome,SARS)、高致病性禽流感(H5N1)、甲型 H1N1流感大流行、中东呼吸综合征(Middle East respiratory syndrome,MERS)、人感染H7N9禽流感等各种新旧传染病此起彼伏。为应对来势凶猛已知未知的天敌,新中国成立以来,一代又一代科研人员前赴后继不断地攻克技术难关,创造了一个又一个奇迹,疫苗研发能力与技术创新水平随着人类健康事业得到快速的进步和发展,疫苗品种和数量大幅度增加,产品质量大幅提升,疫苗产业得到了前所未有的发展壮大,良好的发展格局为推进健康中国建设打下了夯实的基础。

1 菌毒株及研制的疫苗

新中国成立以来,随着科学技术的进步,我国不断分离自己的菌毒株,利用变更宿主、交替传代、改变选育条件,使我国自己选育的菌毒株免疫原性好、遗传性稳定、安全且适于长期稳定规模化生产,为预防控制及消灭传染病发挥了巨大的作用。

1.1 天花减毒活疫苗

1926年,由我国北平天坛防疫处从北平传染病医院 1名天花患者身上分离并传代减毒,获得“痘苗病毒天坛株”。解放后,用该株痘苗病毒制备的天花疫苗免疫效果及安全性均良好,为我国预防和维持无天花发挥了关键作用。

1.2 霍乱疫苗

20世纪50年代,中国药品生物制品检定所从我国本土分离的霍乱菌株中选出2株:1株稻叶型,1株小川型,用于霍乱疫苗生产。①二价灭活霍乱疫苗(O1/O139 WCV),由兰州生物制品研究所(简称兰州所)研制,生产菌株为霍乱O1群的古典型Ogawa血清型18001株、El Tor型Inaba血清型16012株及O139群的93-3株,该疫苗于2008—2009年在柳州市柳城县完成了临床 Ⅰ、Ⅱa、Ⅱb 和Ⅲ期研究,临床结果显示疫苗具有良好的安全性。②霍乱毒素 B亚单位-全菌体霍乱疫苗(CTB-WCV),是加热灭活和甲醛灭活的O1群霍乱弧菌古典型Ogawa与El Tor生物型Inaba血清型混合制剂。中国军事医学科学院生物工程研究所应用遗传工程技术研制的冻干口服霍乱疫苗(O1rCTB-WCV)是以大肠杆菌为载体,获得了rCTB可分泌到胞外的高效表达菌株,再采用免疫亲和层析技术纯化工程菌表达的具有活性的rCTB蛋白,该产品由上海联合赛尔生物工程有限公司以商品名OraVacs(肠溶胶囊冻干制剂)生产销售。由于rCTB无论结构还是功能均与ETEC的毒素相似,且这两种毒素间还可出现免疫交叉反应,因此,该疫苗在一定程度上有预防ETEC感染的作用。

1.3 森林脑炎灭活疫苗

1952年,中国医科大学卫生流行病组从吉林省临江镇三岔子森林脑炎死亡患者张某脑组织分离得到森林脑炎毒株,称为“森张”毒株。1953年长春生物制品研究所(简称长春所)采用该毒株开展森林脑炎疫苗的研发工作,1967年成功研制地鼠肾原代细胞森林脑炎疫苗,1969年森林脑炎疫苗开始规模推广应用,2004年成功研制具有完全自主知识产权的森林脑炎新型疫苗,实现了产品更新换代,新型疫苗的研制成功为我国森林脑炎的预防发挥了巨大作用。2006年,国家将森林脑炎新型疫苗列为国家战略储备疫苗。长春所是国内生产森林脑炎疫苗唯一的企业。

1.4 斑疹伤寒疫苗

1957年,我国学者在兰州分离1株普氏斑疹立克次体,命名为“兰株”,经国家鉴定列为疫苗生产用毒株之一。自1966年始,斑疹伤寒疫苗由兰州所和成都生物制品研究所(简称成都所)生产,1986年该疫苗停止生产。

1.5 卡介苗

我国在50年代均采用丹麦823株生产卡介苗,并将北京生物制品研究所(简称北京所)保存的823株称为D1(丹麦1)株,上海生物制品研究所(简称上海所)保存的823株称为D2(丹麦2)株。经临床观察,于1993年在全国统一推行免疫原性好、接种后不良反应率低的上海D2株为我国唯一的生产用卡介苗菌株。1990年,卡介苗给药途径由皮上划痕法改为皮内注射。

1.6 百日咳疫苗

1957年,经北京所和兰州所分离并选育,获得了抗原性稳定的优良菌株(CS)。该菌株含有1、2、3血清型凝集原,并能在液体培养基中产生大量FHA和PT保护性抗原,之后该菌株用于无细胞百日咳疫苗规模化生产。

1.7 炭疽活疫苗

1958年,我国学者从患炭疽的驴体内分离的强毒菌株 A16,经减毒培养获得无荚膜水肿型 A16R减毒株。后经兰州所进行了全面检定,包括多种动物安全性和免疫效力试验,1962年,该毒株用于生产A16R人用炭疽活疫苗。

1.8 脊髓灰质炎减毒活疫苗

1967年,中国医学科学院医学生物学研究所对从健康儿童粪便中分离出的 4株Ⅲ型脊灰野毒株进行毒种选育试验,1969年成功选育出的Ⅲ2型减毒株,命名为中Ⅲ2株。1971年,卫生部正式批准中Ⅲ2株用于疫苗生产。2015年11月,北京所生产包含Sabin Ⅰ型+Ⅲ型、液体剂型的二价脊髓灰质炎减毒活疫苗。

1.9 麻疹减毒活疫苗

1960年,上海所从上海1名 2岁麻疹患儿血液中分离出麻疹病毒,先经原代人胚肾(HK)传33代,再经原代人羊膜(HAM)传39代后适应于鸡胚原代细胞(CEC),进一步减毒获得沪 191疫苗株,于1965年研制成功麻疹减毒活疫苗,该制品仅比世界第1支麻疹疫苗晚3年。60年代初,长春所和北京所相继分别将列宁格勒 4株人羊膜细胞传至 47代和55代适应于鸡胚细胞,选育出麻疹减毒株长47株和京55株。沪191和长47疫苗株在我国连续使用近40年,为我国麻疹控制发挥了决定性作用。

1.10 风疹减毒活疫苗

1979年,北京所从1名典型的风疹病例6岁女孩李某咽拭子分离出风疹病毒,经细胞培养减毒,1984年获得BRDⅡ风疹减毒株。1990年进行冻干疫苗的研制,1993年获生产文号,1994年风疹疫苗开始大量供应市场。

1.11 腮腺炎减毒活疫苗

1979年,上海所从JL样病毒疫苗中分离出腮腺炎S79病毒株,在CEC上传2代,北京所使用S79株进行腮腺炎减毒活疫苗生产工艺的研究,1993年获得试生产文号。临床研究结果表明,疫苗具有良好的安全性和免疫原性,该疫苗于1997年获正式生产文号。之后,北京所利用S79株开始麻疹-腮腺炎-风疹联合疫苗的研制工作,1999年完成中试,2000年完成临床研究,2002年获正式生产文号。1956年武汉生物制品研究所(简称武汉所)分离出 WM84病毒株,成功研制出腮腺炎疫苗、麻疹腮腺炎二联疫苗。

1.12 脑膜炎球菌多糖疫苗和结合疫苗

我国A群流脑多糖疫苗于1980年研制成功,其生产任务主要由武汉所承担。A+C脑膜炎球菌二价多糖疫苗于 2000年由兰州所研制成功。ACYW135群四价脑膜炎球菌多糖疫苗于2006年上市,主要由智飞绿竹生物制药有限公司、华兰生物工程股份有限公司、玉溪沃森生物技术有限公司、成都康华生物制品有限公司等厂家生产。A+C多糖蛋白结合疫苗于2006年研制成功。A+C群脑膜炎球菌(结合)、b型流感嗜血杆菌(结合)联合疫苗于2014年研制成功。多糖疫苗和多糖蛋白结合疫苗的应用,有效地降低了脑脊髓膜炎的发病率,对由A、C、W135和Y群脑膜炎奈瑟菌引发的感染起到了预防作用。

1.13 肾综合征出血热疫苗

我国共分离出 5种肾综合征出血热毒株:Ⅰ 型Z10株1982年分离;Ⅱ 型 Z37株1989年分离;Ⅱ 型L99株 1983年分离;Ⅰ 型 LR1株 1983年分离;Ⅰ型PS-6株1994年分离。我国自主分离的毒株研制的肾综合征出血热疫苗有沙鼠肾原代细胞疫苗(浙江天元生物药业有限公司)、地鼠肾原代细胞疫苗(长春所)、乳小鼠纯化疫苗(兰州所)及Vero细胞纯化疫苗(浙江卫信生物药业有限公司和罗益生物制药有限公司)等,目前上市应用的疫苗均为全病毒灭活疫苗。

1.14 甲型肝炎减毒活疫苗和灭活疫苗

我国于20世纪80年代分离了4株甲型肝炎毒株。①H2株来源和选育。1978年,由浙江医学科学院从杭州附近农村一肝炎暴发点1名12岁患甲型肝炎男孩粪便中分离,毒株在KMB17及MERN细胞上分离培养适应传代,并经恒河猴安全性试验,第5代选育出适合疫苗生产的病毒株。②L-A-1株来源和选育。1980年,上海市卫生防疫站胡孟冬等从黑龙江省1名 2岁患儿粪便中分离,毒株在SL7细胞传7代,再经2BS细胞株传18代,由长春所完成减毒株的选育,经猴体安全性试验,第19代选育出适用于疫苗生产的 L-A-1减毒株。③TZ84株来源和选育。1984年,北京所从河北省唐山农村甲型肝炎暴发流行村张姓患者早期粪便标本分离病毒,经2BS细胞分离培养适应传代,第10代选育出适合疫苗生产的病毒株。④吕8株来源和选育。1988年初,上海甲型肝炎流行时,由中国医学科学院医学生物学研究所从南通市吕泗镇甲型肝炎患者早期粪便标本分离病毒,经KMB17细胞分离培养适应传代,第10代病毒感染性滴度(7.0~7.75 logTCID50/mL)及抗原滴度(512)均达到疫苗生产要求。20世纪80年代我国利用分离的毒株进行甲型肝炎减毒活疫苗的研制,1992年获得了新药证书和试生产文号,1996年获得正式生产文号,2002年甲型肝炎灭活疫苗获批上市。

1.15 水痘减毒活疫苗

1984年,北京所从1名4岁水痘患儿的水痘液中分离获得水痘病毒,在2BS细胞中传代减毒,获得VZV84-7株病毒,后用该毒株进行冻干疫苗研制,于2009年获新药证书和生产批准文号。

1.16 口服轮状病毒活疫苗

1985年,兰州所将分离自腹泻新生羔羊肠内容物的羊轮状病毒继续在新生小牛肾细胞传代,适应株命名为兰州羔羊轮状病毒(lanzhou lamb rotavirus,简称LLR株)。兰州所利用LLR株开发生产了口服轮状病毒活疫苗,该制品自2001年上市以来已累计接种3000多万剂,对重症腹泻的保护率达90%以上。

1.17 人用狂犬病疫苗

我国使用的拥有自主知识产权的狂犬病疫苗毒株主要有2种:①aG株。1980年以前,我国曾用此毒株作为羊脑组织狂犬病疫苗的生产毒株。②CTN-1株。1982年卫生部批准将此毒种扩大使用。1984年,WHO狂犬病专家委员会第7次报告中,认可该毒株为狂犬病病毒固定毒株,列为可用于生产疫苗的病毒株。2005年,WHO狂犬病专家委员会再次确认该毒株为符合要求的狂犬病疫苗生产用疫苗株。

原代地鼠肾细胞疫苗(primary hamster kidney cells-derived vaccine,PHKCV)是第1种被批准的经细胞培养的狂犬病疫苗(cell cultured rabies vaccine,CCRV)。1980年,武汉所率先研制成功含铝佐剂的PHKCV,毒株为北京 aG株。我国于1980年批准使用PHKCV后,完全取代了Semple型狂犬病脑组织疫苗,使我国狂犬病疫苗的质量达到了国际先进水平。目前国内很多厂家均使用CTN-1株生产Vero细胞狂犬病疫苗。2014年,成都康华生物制品有限公司使用CTN-1株研制的人二倍体细胞狂犬病疫苗(human diploid cells-derived vaccine,HDCV)获批上市。

1.18 肺炎球菌多糖疫苗和结合疫苗

国内生产的23价肺炎球菌多糖疫苗生产用菌株包含 23种常见的肺炎球菌血清型(1、2、3、4、5、6B、7F、8、9N、9V、10A、11A、12F、14、15B、17F、18C、19A、19F、20、22F、23F、33F)。2007年,成都所生产的23价肺炎球菌多糖疫苗上市。截至目前,国内共有3家企业获得23价肺炎球菌多糖疫苗生产文号。各厂家生产的23价肺炎球菌多糖疫苗所用生产菌株、培养基、杀菌方法及多糖提取和纯化工艺各不相同,相应质控标准也有区别,但所用菌种的血清型别均按WHO规定的型别进行生产。针对肺炎球菌多糖疫苗对2岁以下婴幼儿的免疫原性较差的问题,近年来研发出多种肺炎球菌多糖-结合疫苗,如 PCV-13含血清型 1、3、4、5、6A、6B、7F、9V、14、18C、19A、19F和23F的肺炎荚膜多糖。

1.19 b型流感嗜血杆菌结合疫苗

20世纪末,在美国 NIH的Robbins博士的大力支持下,兰州所于2000年在国内率先研制出Hib多糖-蛋白结合疫苗,该疫苗在2003年完成相关的临床试验,并获准生产。我国政府为了感谢Robbins博士对中国生物制品事业的无私奉献,授予他2009年度“中华人民共和国友谊奖”。

1.20 痢疾疫苗

我国科学家以 T32株为基础,通过不同技术手段构建了多株双价或多价减毒口服痢疾活疫苗,其中由兰州所研制的口服双价痢疾活疫苗FS是通过质粒诱导技术将表达宋内菌O抗原的大质粒转移至T32中,构建了同时表达福氏2a和宋内菌的双价疫苗候选株,实现国际首创。我国学者通过对国内流行菌株的抗原性、免疫保护效果的比较,分子流行病学调查和慢性菌痢免疫机理的研究及T32株、S7株生物学特性、毒力表型、基因背景、质粒稳定性的系统研究,利用基因工程技术在国内首先构建成功了能表达福氏2a和宋内氏痢疾双价抗原的FS菌株,建立了规模、特性稳定的生产工艺。于1994和1997年在河南省长葛市开展了流行病学观察,观察人数分别为13989和26230人,两次临床观察结果显示,疫苗安全性均良好,对福氏2a菌保护率分别为62.84%和61.07%,对宋内菌保护率分别为49.30%和72.48%,对其他菌型的保护率分别为 47.90%和 41.89%。FS株疫苗于1996年获得新药证书和试生产文号并上市使用,填补了世界预防医学研究的一项空白。

1.21 EV71灭活疫苗

目前手足口病(hand,foot and mouth disease,HFMD)疫苗的研制主要集中在EV71单价疫苗研究上,处于研发和生产阶段的EV71疫苗包括全病毒灭活疫苗、病毒样颗粒(virus-like particle,VLP)疫苗、DNA疫苗、亚单位疫苗以及减毒活疫苗,其中全病毒灭活疫苗、VLP疫苗研发最为迅速。EV71型HFMD疫苗是中国领先研发的创新型疫苗,全球第1支HFMD灭活疫苗在中国率先上市。

中国有3家企业的EV71灭活疫苗成功上市,中国医学科学院医学生物学研究所利用M01株在二倍体KMB17细胞上培养、北京科兴生物制品有限公司利用H07株在Vero细胞上培养及国药中生生物技术研究院有限公司联合武汉所利用 FY株在Vero细胞上培养均研制成功了EV71灭活疫苗,并已于2016和2017年获批上市,该疫苗的应用使我国儿童HFMD的流行和蔓延得到有效控制。

1.22 乙型脑炎减毒活疫苗

主要包括2种毒株:①P3株。1950和1951年,北京所先后用鸡胚和鼠脑制备了流行性乙型脑炎灭活疫苗。1967年,北京所用地鼠肾细胞成功培养乙脑病毒P3株,并研制出地鼠肾细胞灭活疫苗,1968年正式投产和应用。②SA14-14-2减毒株。该毒种母株 SA14是我国学者1954年从西安一种库蚊幼虫中分离。SA14-14-2株乙脑减毒活疫苗为我国独创,1989年获新药证书并由成都所投产,之后武汉所和兰州所相继投产。该疫苗是我国第一个获得WHO预认证的疫苗产品,除在国内大规模应用外,近年来已出口韩国、尼泊尔、印度、泰国等国家,年出口量超过3000万剂。该毒株生产的乙脑减毒活疫苗不仅保护效率高、安全性好、毒副反应低,而且生产工艺稳定。乙型脑炎减毒活疫苗的出口应用为流行地区或国家的乙脑疫情控制发挥了重要作用。

1.23 伤寒Vi多糖疫苗

我国伤寒疫苗品种有灭活疫苗和组分疫苗。①灭活疫苗。主要有全菌体伤寒灭活疫苗、伤寒和甲型副伤寒联合疫苗及伤寒甲型和乙型副伤寒联合疫苗等品种。②组分疫苗。1990年,中国食品药品检定研究院联合中国生物技术股份有限公司旗下6家生物制品研究所成立伤寒Vi多糖疫苗研制协作组,于1992年成功研制出质优价廉的伤寒Vi多糖疫苗。

2 细胞基质

与疫苗研究和生产相伴而行,中国科技工作者研究建立了病毒类疫苗所用的细胞基质。

2.1 原代细胞

将新鲜动物组织剪碎、消化、分散后,在适当条件下进行培养的细胞为原代细胞。

2.2 二倍体细胞

人二倍体细胞是指来源于正常人体组织,并且能在体外进行有限传代培养的细胞。①2BS。1973年,由北京所自行建立,该细胞株原始材料来源于1名 4月龄女性胎儿的肺组织。该细胞能传67代,20~40代为生长旺盛阶段,将其第14代细胞冻存于液氮中作为原始代次细胞。2BS株已用于风疹减毒活疫苗、水痘减毒活疫苗、脊髓灰质炎减毒疫苗、H2甲型肝炎减毒活疫苗、吕8株甲型肝炎灭活疫苗的制备。②KMB17。1973年,由中国医学科学院医学生物学研究所自行建立,该细胞株原始材料来源于 1名3月龄女性胎儿的肺组织。3代细胞作为原始种子细胞保存,6代细胞作为主种子细胞大量冻存于液氮中,细胞龄以群体倍增水平计算,可用于1∶4分种法继续传代。KMB17株于2~60代为生长旺盛阶段。根据WHO规程规定,该细胞株于 44代以前可用于疫苗生产。KMB17株已用于EV71灭活疫苗、脊髓灰质炎减毒疫苗、H2甲型肝炎减毒活疫苗、吕 8株甲型肝炎灭活疫苗的制备。③ Walvax-2。2013年8月31日,云南沃森生物技术股份有限公司建立的新人二倍体细胞株Walvax-2通过鉴定,该细胞株来源合法,背景清晰,资料较齐全,符合现行版《中国药典》有关细胞用于疫苗生产的相关要求;Walvax-2细胞株已获得中国食品药品检定研究院及中国典型培养物保藏中心的检定报告。研究表明,该细胞株对狂犬病、甲肝及水痘病毒均有较好的敏感性。

2.3 传代细胞

传代细胞是指能够无限繁殖传代培养的细胞系。我国常用的传代细胞有Vero细胞、CHO细胞、Sf9昆虫细胞。Vero细胞对许多病毒敏感,我国已用Vero细胞生产EV71型灭活疫苗、脊髓灰质炎灭活疫苗、狂犬病灭活疫苗和乙型脑炎灭活疫苗。CHO细胞能广泛地表达重组蛋白疫苗如基因工程乙肝疫苗。Sf9细胞能培养病毒如杆状病毒,用于生产重组蛋白。

3 疫苗生产工艺

近30年来,随着病原体、细胞或工程菌规模化培养技术、疫苗抗原制备、提取与纯化技术及后加工技术的发展,使疫苗的品种、数量、质量及控制等得到飞跃发展。

3.1 培养基的持续改进

改进培养基制备、供应和质量是生物制品生产和质量的关键,同时疫苗的检定也离不开培养基。1960年,中国药品生物制品检定所研制了“生检No.1胆盐”和“生检No.2胆盐”产品,其各项指标均达到国际同类产品先进水平。1976—1981年期间,我国研制成功了100多种干燥培养基,在多种制品研发过程中得到广泛应用。培养基经历了天然培养基、合成培养基及无血清培养基阶段。无血清培养基的使用,使生产的疫苗更安全、产量更高、成本更低。

以钩端螺旋体疫苗研制所使用的培养基为例,该疫苗的生产历经3个发展阶段:蒸馏水疫苗时期、人胎盘浸液疫苗时期和综合培养基疫苗时期。在成都所科技人员的努力下,这3个发展阶段使我国钩体疫苗的生产能力和质量提高到了一个崭新阶段,为该疫苗的国际领先奠定了基础。1984年,我国学者应用问号钩端螺旋体外膜为抗原研制的多价钩端螺旋体组分疫苗获得成功,该疫苗免疫效果与钩端螺旋体全菌死疫苗相近,但不良反应更低,已于2001年获疫苗生产批文。

3.2 深层培养技术的开发

深层培养技术使细菌类疫苗质量全面提升,产量大幅增加。20世纪50年代以来,我国先采用固体培养工艺培养百日咳杆菌制备全菌体百日咳疫苗(whole cell pertussis vaccine,WPV),之后采用液体培养工艺制备百日咳疫苗原液。20世纪50年代中后期,武汉所去掉生产百日咳疫苗包姜氏培养基中的羊血成分,加入活性炭,并将活性炭培养基用于生产。20世纪60年代,各生物制品研究所先后采用反应器通气搅拌深层培养生产霍乱、伤寒、钩端螺旋体和百日咳疫苗等制品。百日咳疫苗的深层培养是 20世纪 70年代中期开始的,至2004年,武汉所无细胞百日咳杆菌培养规模达到5 t(单个发酵罐最大体积为5 t,能培养3 t;3个罐一起培养,单批可达8 t),极大地提高了细菌的培养效率。

3.3 细胞培养技术的进步使多种病毒类疫苗开发成功

20世纪50年代,我国采用单层细胞培养方法和转瓶培养方法用于脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗、痘苗、乙型脑炎疫苗和狂犬病疫苗等研发和生产。细胞培养方式分为两类,一类是贴壁细胞的培养方式,由传统方瓶和转瓶培养,发展到多层细胞工厂。进入21世纪以来,生物反应器微载体悬浮培养和片状载体培养工艺及生物反应器悬浮培养技术和摇床技术的应用极大地提高了哺乳动物细胞基质的培养能力,进而提高了病毒类疫苗的规模生产能力和质量。

3.4 规模化提取与纯化抗原技术得到快速发展

随着我国疫苗市场规模的持续快速增长、科学技术的发展以及人们对疫苗安全性和不良反应认识的加深,经简单提纯的疫苗已不能满足对疫苗纯度、无菌性和安全性等要求。疫苗的纯化过程是指通过不同的方法,如离心、澄清过滤、超滤、盐析、层析等去除不需要的杂质,将目的产物如细菌/病毒本身或亚单位等成分从培养物中分离出来,从而最终得到高纯度的疫苗有效成分。

20世纪80年代中期,北京所将从百日咳菌体浓盐浸出的抗原,经Sepharose 6B凝胶柱层析获得FHA和PT组分,在去除内毒素的基础上,控制FHA和PT比例(9∶1),经解毒后制成血凝素组分疫苗。兰州所于1991年研制出含有PT和FHA的无细胞百日咳疫苗,1994年研制出无细胞百白破联合疫苗。

3.5 冷冻干燥技术使疫苗的有效期延长

冷冻干燥(简称冻干)技术是将疫苗溶液在低温下冻结,然后在真空条件下升华干燥,除去冰晶,待升华结束后再进行解吸干燥,除去部分结合水的干燥方法。应用冻干技术制备的疫苗有卡介苗、牛痘苗、麻疹疫苗、黄热病疫苗、狂犬病疫苗、痢疾疫苗、鼠疫疫苗等。如液体卡介苗的有效期为1个月,冻干卡介苗则可达1年;液体牛痘苗的有效期为2~3个月,武汉所率先采用蛋白胨作为保护剂研制成功的冻干痘苗,有效期可达1年。

3.6 基因工程技术使疫苗更新换代

基因重组乙肝疫苗是我国第一个成功使用基因工程技术改造和替代传统疫苗的典范。我国乙肝疫苗经历了两个阶段:血源性乙肝疫苗和基因工程乙肝疫苗。1985年北京所获血源性乙肝疫苗新药证书,该制品是新药审评委员会成立以来第一个接受评审并予以批准的新生物制品。我国于1995年引进美国Merck公司的重组酿酒酵母乙肝疫苗生产工艺,由北京生所和深圳康泰生物制品股份有限公司生产,2004年由大连汉信生物制药有限公司研发的重组汉逊酵母乙肝疫苗获批上市。除此之外,还有以哺乳动物细胞表达系统生产的乙肝疫苗,最早应用的细胞是中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary,CHO)细胞。CHO乙肝疫苗于1992年以长春所为主研制成功。

4 独创疫苗

我国科学家在开拓创新中不断超越自我,研制成功了多种中国独创疫苗。

4.1 乙型脑炎减毒活疫苗详见1.22项。

4.2 痢疾疫苗详见1.20项。

4.3 人用大流行流感疫苗

大流行流感主要由流行于禽、猪等其他物种之间的流感病毒(H5N1、H1N1、H7N9)传染给人造成。人感染后起病急、致死率高,预防大流行流感最有效的方法是接种疫苗。2007年,国内首家人用大流行流感(H5N1型)疫苗获批上市。2009年,我国首创的甲型H1N1大流行流感疫苗的应用,成功预防了甲型H1N1流感的流行,取得了良好的社会效益。

4.4 幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)疫苗

第三军医大学和安徽芜湖康卫生物科技有限公司从1995年起开展Hp基因工程疫苗的研究。该项目运用生物信息学表位预测、表位肽合成与步移、免疫DC细胞负载特异性抗原鉴定等技术,从Hp的1600余个候选疫苗抗原中筛选出外膜蛋白UreB的免疫保护性抗原优势表位。在此基础上,筛选获得了疫苗抗原(UreB)和佐剂(LTB)天然一体的重组 Hp亚单位分子佐剂疫苗工程菌株。2003年 5月,口服重组Hp疫苗获准进入 Ⅰ、Ⅱ 期临床试验。2003年8月—2004年3月完成了Ⅰ、Ⅱ期临床研究。2004年12月获准进入Ⅲ期临床试验。2004年12月—2006年9月,该制品完成了Ⅲ期临床试验。2009年,我国自主研制的口服重组Hp疫苗获国家食品药品监督管理局颁布的原创1.1类新药证书,成为世界上首个获批的Hp疫苗。

4.5 戊型肝炎疫苗

由于戊型肝炎病毒(hepatitis evirus,HEV)缺乏有效的组织培养体系,难以开展HE灭活和减毒活疫苗的研制工作。目前HE疫苗研究主要集中于HE基因工程疫苗的研制。全球第1支HE疫苗(p239疫苗)于2012年10月在我国上市,该产品的应用是全球戊肝防控历史性的突破,2019年该疫苗已获批在美国进行临床试验。现已上市的HE疫苗为成人型疫苗,适用于16岁及以上人群,如何尽快开发出适合于儿童应用的HE疫苗是今后需重点开展的工作。

4.6 Sabin IPV灭活疫苗

2015年7月,由中国医学科学院医学生物学研究所自主研发的全球首个 Sabin IPV正式投入市场,Sabin株脊髓灰质炎灭活疫苗是我国也是全球首个采用现行脊髓灰质炎减毒活疫苗生产毒株(Sabin株)生产的。2017年9月,由北京所生产的Sabin株脊髓灰质炎灭活疫苗(以下简称“sIPV疫苗”)正式上市,sIPV疫苗采用世界卫生组织提供的Sabin株脊髓灰质炎Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 型毒株。自2015年上市以来,Sabin IPV疫苗生产企业已向市场投入约 8000万人份的Sabin IPV疫苗,市售疫苗具有良好的安全性和免疫原性。

2016年4月29日,响应WHO的决议,国家卫生计生委下发通知(国卫发明电〔2016〕34号),全国范围内自 2016年 5月 1日起停用tOPV,改用bOPV,并将IPV纳入国家免疫规划。由此,我国脊髓灰质炎疫苗免疫程序调整为“1+3”模式,即:2月龄接种1剂次IPV,3、4月龄及 4周岁各接种 1剂次bOPV。按照WHO全球实现消灭脊髓灰质炎目标的计划,随着条件的逐渐成熟,脊髓灰质炎疫苗序贯接种策略将会由“1+3”→“2+2”→“3+1”的过渡方案,最终实现全程4剂IPV的目标方案。

4.7 HFMD疫苗详见1.21项。

4.8 埃博拉疫苗

由军事医学研究院生物工程研究所与康希诺生物股份公司联合开发的埃博拉疫苗(Ad5-EBOV)2017年获得批准注册,该疫苗为全球首创。Ad5-EBOV是一种基于人5型重组腺病毒载体构建的疫苗,可表达扎伊尔型(Makona株,2014)埃博拉病毒GP蛋白,该疫苗在豚鼠和食蟹猴上显示了100%的免疫保护效果。该疫苗分别在我国和塞拉利昂进行了中国人群、在华非洲人群和塞拉利昂本地非洲人群的临床观察,这是我国自主研发的疫苗首次在境外实施的临床试验。观察结果显示,疫苗具有良好的安全性,接种疫苗最常见的反应为注射部位疼痛,疫苗相关不良反应低于rVSVZEBOV疫苗。

4.9 肾综合征出血热疫苗

我国用细胞培养方法研制成功的肾综合征出血热疫苗是世界独创疫苗,其所用的细胞基质有沙鼠肾原代细胞、地鼠肾原代细胞和Vero细胞等。

5在研疫苗

近20年间,我国开发研制的多种新疫苗,有的处于临床研究阶段,有的完成了临床前研究,其中有些新疫苗走在世界的前列。

5.1 伤寒和副伤寒结合疫苗

由兰州所研制的甲型副伤寒结合疫苗,选用来自尼泊尔甲型副伤寒患者分离的 NTP-6株,经全面检定后作为生产用菌株。该疫苗于2006年在广西开展了Ⅰ期临床安全性研究,在疫苗安全性得到充分保障的基础上,2011年在广西隆安县开展了不同免疫人群、不同免疫剂量的Ⅱ期临床研究,结果表明,疫苗具有良好的安全性和免疫原性。云南沃森生物技术股份有限公司研制的甲型、乙型副伤寒结合疫苗生产用菌株选择细菌脂多糖链有优势的CMCC50073的甲型副伤寒沙门菌菌株和 CMCC50074的乙型副伤寒沙门菌菌株,该制品已完成实验室和动物安全性评价研究,其中甲型副伤寒结合疫苗在2017年已获得临床研究批件。

5.2 霍乱疫苗

由中国军事医学科学院生物工程研究所与兰州所联合研制的O139 rCTB-WCV是由rCTB和甲醛灭活的O139群霍乱弧菌93-3株构建的,每剂含 1 mg rCTB,菌体浓度为5×1010的冻干肠溶胶囊制剂。该制品在山东省高密市完成Ⅰ、Ⅱ期临床研究,在江苏省盐城市完成Ⅲ期临床观察,试验效果显示,该疫苗具有良好的安全性和免疫原性。

5.3 多价HFMD疫苗

随着EV71灭活疫苗的成功研制,CVA16灭活疫苗的研究也取得重大进展。目前国内已完成了CA16单价、EV71-CA16二价灭活疫苗的临床前研究,并申请临床研究。其他类型疫苗如以EV71、CA16为基础的多价HFMD VLP疫苗,均显示具有较好的动物免疫原性和保护效果,是具有发展潜力的候选疫苗。

5.4 多价轮状病毒疫苗

兰州所开发了羊-人轮状病毒基因重配三价活疫苗,并完成了Ⅲ期临床观察。武汉所开发的六价UK重配株轮状病毒活疫苗已完成Ⅰ、Ⅱ期临床研究,正在进行Ⅲ期临床研究。国内还有多家单位正在进行五价轮状病毒疫苗的研究。

5.5 重组人乳头瘤病毒(HPV)疫苗

目前,我国有多家单位正在进行HPV L1 VLP疫苗的研究,多种HPV疫苗已进入 Ⅲ 期临床试验。其中,以厦门大学和厦门万泰沧海生物技术有限公司联合研制的二价HPV16/18疫苗(Cecolin®)进度最快,2012年底率先进入Ⅲ期临床试验。上海泽润生物技术有限公司研发的二价 HPV16/18疫苗(酵母表达)2014年11月进入Ⅲ 期临床试验。成都所四价HPV疫苗(汉逊酵母表达)处于Ⅲ期临床阶段,此外上海所、上海博唯生物科技有限公司和北京康乐卫士等公司的产品正在进行临床研究。我国现有多个第2代HPV疫苗——九价HPV疫苗正处于临床试验申报阶段。由国药中生生物技术研究院有限公司、北京所和成都所联合申报的11价HPV疫苗已进入临床研究。

5.6 重组诺如病毒双价疫苗

由国药中生生物技术研究院有限公司和兰州所申报的一类新药——重组诺如病毒双价疫苗获得国家药品监督管理局临床试验许可。该品种在国内外均无上市产品,为国内第一个获批临床研究的同类疫苗。诺如病毒是引起儿童、老人和成人急性胃肠炎的主要致病原,具有高度传染性和快速传播能力,极易引起聚集性疫情。近年来,我国诺如病毒感染频繁暴发,散发病例也逐年增多。GⅠ和GⅡ是引起人类急性 胃肠炎的主要基因群,该疫苗组分中GⅠ.1和GⅡ.4是2个最关键的基因型。

5.7 金黄色葡萄球菌疫苗

第三军医大学国家免疫生物制品工程技术研究中心与成都欧林生物科技股份有限公司应用“反向疫苗学”技术,并结合大规模动物(1.6万余只小鼠及40只食蟹猴)免疫保护筛选实验,从金黄色葡萄球菌全基因组2742个ORFs中筛选并鉴定出抗原性强、保守性好、免疫保护效果明显的5个免疫优势抗原,获得了分别针对金黄色葡萄球菌黏附定植、重要代谢途径、毒素分泌、免疫逃逸路径等关键致病环节的“鸡尾酒式”疫苗保护性抗原组方,该疫苗安全性良好,LD90致死剂量攻毒免疫保护率稳定大于85%。采用国际标准株及国内不同地区、不同感染部位来源、不同耐药程度、不同毒力程度等多株临床分离菌株攻毒,动物实验表明,该疫苗具有良好的免疫原性。该疫苗为国际上抗原种类最多的五价重组金黄色葡萄球菌疫苗,为我国第一个完全自主研发并获批开展Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期人体临床试验的金黄色葡萄球菌疫苗。

5.8 登革疫苗

军事医学科学院微生物流行病研究所与成都所等有关单位合作成功建立了该疫苗株SA14-14-2的反向遗传学系统,并成功制备了乙脑/登革嵌合病毒。该嵌合病毒接种乳鼠后神经毒力显著降低,高剂量接种猴体后也未产生病毒血症,具有明确的减毒特征和遗传稳定性;单剂量免疫小鼠及恒河猴均能诱导特异的保护性免疫应答,显示出良好的应用前景,有望在不远的将来进入临床试验阶段。

单位疫流感疫苗流感病毒疫苗上市以来,先后经历了全病毒灭活疫苗、流感病毒裂解疫苗、减毒活疫苗以及基因工程疫苗等4个时期。目前上市的流感疫苗为季节性流感病毒裂解疫苗。2018年,国家药品监督管理局(NMPA)批准了华兰生物的四价流感病毒裂解疫苗上市;NMPA官网显示,武汉所和长春所的四价流感病毒裂解疫苗已进入生产现场核查阶段,即将上市;长春百克生物科技股份公司的流感减毒活疫苗已经完成临床研究,正在申报生产注册。随着四价流感病毒裂解疫苗以及减毒活疫苗的上市,补充了我国流感疫苗的品种,有利于我国更好地防控流感。国内还有很多单位正在从事基因工程流感亚单位疫苗的研究。

5.10 艾滋病疫苗

我国艾滋病疫苗研究始于 1996年,科研人员在国内艾滋病高发区进行了大量流行病学调查,并从患者血液中分离出 HIV—1中国流行株,据此构建了由DNA疫苗及重组病毒载体疫苗组成的复合型艾滋病疫苗。2004年11月25日,国家食品药品监督管理局批准中国自主研制的首支艾滋病疫苗进入Ⅰ期临床研究。2006年6月,Ⅰ期临床研究在广西完成,全部49位受试者均未出现明显不良反应,接种疫苗受试者产生了针对HIV的特异性细胞免疫反应。2009年3月21日,首支艾滋病疫苗Ⅱ期临床研究在广西南宁正式启动,继续招募志愿者开展新的临床试验,以进一步检验我国自主研制的首支艾滋病疫苗的安全有效性。2006年,中国疾病预防控制中心和北京所以复制型天坛痘苗病毒为载体的艾滋病疫苗DNA-rTV获准进入临床试验。Ⅰ期临床试验结果显示,rTV在人体具有良好的安全性和耐受性,2014年完成 Ⅱa期临床试验。2019年6月,在北京佑安医院和浙江大学医学院附属第一医院全面启动 Ⅱ 期多中心临床试验,此次临床试验计划招募160名HIV阴性的健康志愿者,主要目的是优化疫苗的免疫接种程序。受试者需接受3次疫苗接种及相关抽血检查,并进行2年随访。

5.11 脑膜炎球菌多糖结合疫苗

ACYW135群脑膜炎球菌多糖结合疫苗国内有4家企业申请临床批件,其中兰州所申请临床批件;华兰生物工程股份有限公司和智飞绿竹生物制药有限公司获得临床批件;北京所进入临床试验阶段。

5.12 肺炎球菌结合疫苗

国内多家企业进行 PCV13研制,工作进展分别处在不同研究阶段。沃森生物技术股份有限公司PCV13已申报生产批文,康泰生物制品股份有限公司已完成Ⅲ期临床试验;兰州所已完成Ⅱ期临床试验;北京科兴中维生物技术有限公司正在进行Ⅰ期临床试验;成都安特金生物技术有限公司获得临床批件;武汉博沃生物科技有限公司提交临床试验申请。另外,智飞绿竹生物制药有限公司PCV15获批临床试验。

5.13 多联疫苗及其他疫苗

国内以DTP为基础的五联和六联疫苗已基本完成了临床前研究,即将进入临床研究阶段,MMRV已进入临床研究。其他非传染病疫苗如肿瘤疫苗、高血压疫苗等正在进行临床前研究。

6 展望

回顾过去,展望未来。随着现代疫苗学技术如结构疫苗学、反向疫苗学、系统疫苗学、合成生物学、载体疫苗、核酸疫苗等的发展和应用,将会有多种新型疫苗问世,为预防各种传染病甚至治疗一些非传染性疾病,保护人类健康发挥更大的作用。

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