通用流感疫苗：我们离流感有多近？

A Universal Influenza Vaccine: How Close Are We?

八月 3， 2020

本文最初发表于2019年8月23 asm.org 日，但此后由作者更新。

季节性流感疫苗接种目前对特定病毒株的保护作用很小。现在有几种“通用”流感候选疫苗，使用各种技术，在2期和3期临床试验中，旨在提供更广泛和更持久的流感保护。虽然在开发这些疫苗方面取得了很大进展，但研究人员仍然需要清除更多的障碍来提高疫苗效力。

季节性流感和每年接种流感疫苗的必要性

我们需要接种季节性流感疫苗有两个主要原因：

1. 流感毒株每年都在变化。
2. 流感疫苗的效力是狭窄和短暂的。

流感主要由甲型流感病毒（IAV）引起，但也可能由乙型流感病毒（IBV）引起。两者都是包膜RNA病毒，IAV有几种不同的毒株。一项分析了 2003 年至 2013 年英国格拉斯哥患者数据的研究发现，呼吸系统疾病患者的 IAV 和 IBV 患病率分别为 30% 和 15%。两种流感病毒膜都含有称为血凝素 （HA） 和神经氨酸酶 （NA） 的蛋白质，它们对病毒从感染细胞的进入和释放都很重要。病毒的其他结构成分，如RNA结合基质蛋白M1、包覆病毒RNA的核蛋白（NP）或离子通道M2蛋白，可以被我们的免疫系统识别。虽然我们的免疫系统可以对流感感染做出反应，但它通常是针对引起感染的流感菌株的，因为大多数由感染或疫苗接种产生的中和抗体都针对所谓的HA球状头部。如下图所示，HA和NA在病毒包膜上数量更多，可及性更高，因此比其他组分更容易获得抗体靶标。

病毒膜含有多种膜蛋白，如血凝素 （HA） 和神经氨酸酶 （NA）。资料来源：CDC季节性流感资源中心。

我们需要每年接种流感疫苗的部分原因是由于HA蛋白序列的变化。暴露于 1 种 IAV 菌株的人将产生针对该菌株的 HA 球状头部的特异性中和抗体。IAV中的随机突变使HA的球状头部随时间高度变化。这个过程被称为抗原漂移。识别先前毒株的抗体将不再对新变种提供保护。病毒逃避的另一种机制被称为抗原转移或重组。在同一受感染宿主中重组 2 种不同病毒株可以产生我们的免疫系统从未见过的全新 HA。这种抗原变化导致了流感大流行毒株，例如2009年H1N1流感爆发。必须开发新的季节性疫苗接种，以提供对即将到来的流感季节中常见的毒株的保护。这就是为什么美国疾病控制与预防中心（CDC）分析流行毒株的数据，以预测来年要接种哪些毒株。疫苗设计的预测性是疫苗功效每年变化很大的主要原因之一。

每年接种流感疫苗的另一个原因是，对当前流感疫苗的抗体反应转瞬即逝。一项针对各种流感疫苗接种研究的系统评价和荟萃分析发现，与接种疫苗后 15-90 天相比，接种疫苗后 180 天的疫苗有效性减弱，表明接种疫苗后 6 个月内免疫反应减弱。由于病毒的变异和暂时的免疫反应，大多数流感疫苗的效力很短，保护范围很窄。在这种情况下，疗效是指对多种流感毒株的广泛保护。

基于血凝素 （HA） 的通用疫苗的策略

HA球状头部的变异性和免疫系统对这些表位的偏好导致在多种流感毒株中寻找更保守的表位。如果疫苗能够将免疫反应集中在突变较少的病毒区域，那么在近乎普遍的水平上获得保护的可能性就更大。其中两种策略以 HA 中发现的保守区域为中心：重组茎特异性 HA 和嵌合重组 HA。

茎是HA的结构域，将球状头部锚定在病毒膜上，在IAV毒株中相对相似。这意味着尽管有大量不同的IAV菌株，但茎仍然保存完好。病毒的保守区域通常对应于保留的酶活性，例如聚合酶或蛋白酶，或在没有有害影响的情况下无法轻易改变的结构特征。这就是为什么HA茎是通用候选疫苗的目标。然而，最近的研究强调需要考虑儿童和以前接触过流感以及产生抗茎抗体的能力。个体对产生保护性抗茎抗体的反应可能取决于他们小时候接触的流感亚型。

靶向茎的一种策略涉及一种重组 HA 蛋白，该蛋白缺乏球状头部且仅包含茎结构域。迄今为止，使用这种方法的大多数疫苗开发仍处于临床前研究阶段。

通用疫苗的第二种策略使用反向遗传学来制造表达重组嵌合HA蛋白的病毒。这些构建体通常具有与非人 IAV 菌株的球状头部融合的相同柄（广泛传播的 IAV 菌株的 H1 分支）。针对这些共享相同茎的嵌合 HA 的序贯疫苗剂量旨在产生茎特异性抗体，提供针对 IAV 的普遍保护。不幸的是，这种方法可能会受到疫苗产生的茎特异性抗体可能靶向实际感染期间无法进入的区域的影响。因此，HA茎中最具免疫原性的位点的表位定位可以帮助确定感染期间这些位点的可用性，并有助于疫苗设计。

嵌合HA方法的一个优点是它有可能预防新型大流行性IAV毒株。由于使用非人流感 HA 球状头部，我们的免疫系统将产生针对头部的菌株特异性抗体以及保守的柄结构域。因此，如果大流行菌株曾经表达过相同的 HA，接种疫苗的人将受到保护，免受其他可能致命的感染。

葛兰素史克（GSK）开始对两种不同的基于HA的嵌合疫苗进行临床试验，其中一种是葛兰素史克、西奈山伊坎医学院和杜克大学之间的合作疫苗。该候选药物于2020年5月完成了I期试验，但由于未列入葛兰素史克的开发管道，其命运尚不清楚。Novavax的Nanoflu目前正处于3期试验阶段，测试该疫苗在老年人群中的疗效。Nanoflu采用四价方法，来自4种IAV毒株的重组HA，预计这些毒株将在2019-2020赛季传播。Nanoflu在其临床试验中成功证明了疗效，证明了对当前季节性疫苗的非劣效性（这是美国食品和药物管理局（FDA）批准的主要障碍），并产生了针对4种流感毒株的可比血凝测定抑制（HAI）。此外，与季节性流感疫苗相比，Nanoflu具有更高的血清转化率。

Vaxart， Inc.目前正在进行2期临床试验，使用一种表达H1N1 HA蛋白的基于腺病毒载体的疫苗。虽然不是严格意义上的通用流感候选疫苗，但VXA-A.1疫苗是使用口服片剂疫苗与标准肌肉注射疫苗的概念验证。最近发表的临床试验数据表明，该疫苗耐受性良好，可预防同源H1N1流感。希望Vaxart能够将这个平台建立为通用流感疫苗的起点。

VXA-A.1并不是唯一正在开发的腺病毒载体HA流感候选药物。Altimmune已经产生了一种鼻喷疫苗，该疫苗由表达H1N1 HA的复制缺陷腺病毒载体组成。NasoVax于2019年完成了2a期临床试验，揭示了针对H1N1的强大抗体保护，以及可检测到的粘膜抗体增加，表明诱导了粘膜免疫。对于鼻腔喷雾剂作为流感疫苗输送系统存在一些担忧，有证据表明，FluMist（一种经批准的鼻流感疫苗）的疗效会降低。如果NasoVax要使自己成为一种有效的流感疫苗，就必须消除这种恐惧。

另一个有希望的候选药物是Medicago， Inc.的四价HA病毒样颗粒（VLP）疫苗。该候选疫苗于2020年6月完成了3期试验。该候选疫苗目前是植物性VLP技术的概念验证疫苗，该技术使用植物制造重组病毒样颗粒。这些颗粒可以被设计为表达来自流感的 HA 蛋白或来自冠状病毒（如 SARS-CoV-2）的梭子鱼 （S） 蛋白。如果这种疫苗成功地预防季节性流感，Medicago可以使用新的HA抗原重新利用疫苗。

虽然许多IAV研究人员仍然认为，茎特异性抗体最终将是最具保护性的策略，但使用这种嵌合方法可以使免疫系统产生针对非人HA球状头部的抗体。这些是否真的能提供针对新型IAV毒株的保护还有待观察。

重组 M2 和其他非 HA 疫苗策略

IAV 中的其他保守区域包括 M2 结构蛋白的暴露表面结构域。由于缺乏抗体的可及性，M2蛋白以前并不是主要靶标。在自然感染中，HA 和 NA 特异性抗体比 M2 特异性抗体更常见。

非HA候选药物的领跑者是FLU-v，一种由Imutex创造的基于合成肽的疫苗。这种合成肽具有来自 IAV 和 IBV 的 M1、M2 和 NP 的保守序列。FLU-v 于 2019 年完成了 2 期试验，此后公布了试验结果的数据。与列出的大多数疫苗不同，FLU-v旨在促进细胞（T细胞）免疫反应，而不是体液（抗体）免疫，并显示出对H1N1鼻内攻击的成功保护。

对IAV菌株中保守肽的生物信息学分析提供了另一种方法。BiondVax的M-001是与美国国家过敏和传染病研究所（NIAID）合作开发的，是一种使用这种方法制造的疫苗，正在进行临床试验。M-001于2020年2月完成了第三阶段。M-001 是一种线性多肽，具有来自 IAV 和 IBV 流感毒株的 M1、NP 和 HA 的 9 个保守序列的 3 次重复。

Osivax拥有一种名为OVX836的基于核蛋白纳米颗粒的疫苗，该疫苗已完成2期临床试验。在临床前研究中，OVX836 诱导小鼠 CD4 和 CD8 T 细胞 NP 特异性反应，预计临床试验会产生类似的结果。另一个处于第二阶段的候选疫苗是由Vaccitech赞助的MVA-NP+M1。该疫苗在腺病毒载体平台中结合了来自 IAV 的 NP 和 M1。

归根结底，这并不是当前候选疫苗的详尽清单，因为有许多正在进行的 1 期试验和几种有前途的通用流感疫苗临床前策略。一项临床前动物研究使用了 H1N1 HA 茎三聚体，该三聚体已稳定并配制成衣壳样颗粒。他们能够在接种疫苗后 28 天用不同的 IAV 菌株在小鼠中显示出对异源攻击的保护。此外，在接种疫苗后 34 周观察到对同源 H1N1 的保护作用。另一组使用由H5菌株球状头和H1茎组成的嵌合HA。单糖基化嵌合HA在小鼠中产生茎特异性抗体。当对一组IAV菌株进行挑战时，他们发现对测试的IAV菌株具有广泛的保护作用。

目前处于后期临床试验阶段的通用流感候选疫苗。 名字完成日期针对病毒抗原靶向疫苗平台发起人相位状态

通用流感疫苗的“普遍性”如何？

虽然上述许多策略可以预防各种IAV毒株，有些甚至针对IBV，但研究人员还不知道这些疫苗对人体的保护作用如何。例如，与人体试验的初步结果相比，嵌合HA疫苗的剂量效应在小鼠模型实验中有所不同。小鼠模型永远无法完全捕捉到经历过流感和接种流感疫苗的人的免疫史。因此，人体试验对于测试疫苗在人体中的性能至关重要。

人们还对通用疫苗的保护时间长短表示关切。大多数季节性流感疫苗接种只能提供短期的疗效。虽然正在评估几种通用候选疫苗的功效，但其中许多疫苗似乎也只能提供短期功效。因此，这些新策略不是季节性疫苗的一次性替代品，而只能用更有效的疫苗来取代它。

显然，虽然在开发具有广泛保护作用的通用疫苗方面取得了重大进展，但要实现流感的长期解决方案，仍有许多工作要做。虽然流感年复一年地继续袭来，但关于广泛有效的疫苗的有希望的工作可能最终打破我们永无止境的年度流感疫苗接种周期。

作者： ANGEL CORONA， PH.D.

Angel Corona 博士是 Communication Partners Group， LLC 的助理医疗总监。