加速志贺氏菌疫苗研发：从数十年的研究到全球普及

2.1. 志贺氏菌感染的全球流行病学和全球负担

尽管 1990 年至 2021 年间儿童腹泻死亡率下降了 79.2%[1]，但志贺氏菌却出人意料地成为导致儿童腹泻死亡的第二大主要原因，每年造成约 81,800 名五​​岁以下儿童死亡，并造成 734 万伤残调整寿命年（DALYs）损失[1]。流行病学环境复杂多变：在一些亚洲国家，宋内氏志贺氏菌 （S. sonnei） 正在取代福氏志贺氏菌 （S. flexneri）[12]，而在另一些国家， 福氏志贺氏菌仍然占主导地位[13]。 福氏志贺氏菌是全球最常见的腹泻病原体，并在中低收入国家呈地方性流行。虽然博氏志贺氏菌（S. boydii） 和痢疾志贺氏菌（S. dysenteriae） 是志贺氏菌病最不常见的病原体，但它们在撒哈拉以南非洲和南亚呈地方性流行。1 型痢疾志贺氏菌死亡率高，是志贺氏菌病暴发的常见原因，容易在经历动荡的人群中引发流行。 宋内氏志贺菌是高收入国家地方性腹泻最常见的病原体，也是旅行者腹泻的重要病因[14]。诊断研究表明，基于痢疾症状的临床诊断方法对儿童志贺氏菌病的敏感性显著降低[15]。这主要是由于非痢疾性（水样） 志贺氏菌相关腹泻的高发率（约 40%至 89%），而这种腹泻是传统临床诊断的典型特征，导致病原体被严重漏诊[16,17]。赞比亚的最新证据表明，仅使用基于症状的监测方法对儿科病例的诊断准确性不足且存在漏报[18]。 志贺氏菌是美国等高收入国家学校暴发疫情的主要原因[19]。它还与广泛耐药性（XDR）感染的增加有关，XDR 感染率从 2015 年的 0%飙升至 2022 年的 5%[20]。 这些耐药菌株主要与成人性网络有关，尤其是男男性行为者（MSM）[20]。血清型的不断变化、诊断的困难以及不同人群中抗菌素耐药性的迅速出现，凸显了开发一种能够为高负担地区的儿童和全球易感成年人提供持久免疫力的普遍保护性疫苗的迫切需要（参见图 1 ，了解全球试验分布情况，该图说明了研究重点与疾病负担之间的差异）[21]。

2.2 致病机制和毒力因子

志贺氏菌在全球范围内造成的负担源于其有效的致病机制[22]。该病原体侵入并定植于肠道上皮细胞，导致结肠上皮细胞坏死、细胞因子介导的炎症，并可能引起肠毒性或细胞毒性腹泻，最终导致志贺氏菌病[8,22]。 志贺氏菌通过转录调控因子适应环境压力（例如温度、pH 值、氧气和渗透压）[23]。由于无法直接穿透上皮细胞，志贺氏菌需穿过肠道上皮细胞中的 M 细胞才能进入细胞[22]。进入细胞后，胞外志贺氏菌失去运动能力，但会在细胞内扩散，充满宿主细胞的细胞质[22]。它利用 III 型分泌系统（T3SS）注入侵袭质粒抗原（Ipa 蛋白）以启动侵袭过程[22]。 IpaB 和 IpaC 增强了细胞逃逸液泡的能力 [24]，使得细胞能够通过 IcsA/IcsB 介导的肌动蛋白介导的运动（通过 N-WASP 募集 Arp2/3）进入胞质并在细胞间传播 [25]。这些机制决定了疫苗抗原的选择（例如 O 抗原和 Ipa 蛋白）和平台（例如多价 O 抗原糖缀合物、基于蛋白质的平台或膜抗原通用模块 (GMMA) 平台）以抑制侵袭并实现黏膜保护 [25]。

所有志贺氏菌属细菌均依赖于编码 T3SS 和关键侵袭蛋白（Ipa、Ipg）的毒力质粒以及可变的染色体因子来致病[26]。天然免疫存在问题；感染仅产生针对脂多糖（LPS）的短效血清群特异性抗体，这意味着保护作用不具有交叉保护性，且再次感染很常见[27,28]。这一局限性使得质粒上的保守毒力蛋白成为理想的疫苗靶点[29]。特别是 IpaB 和​​IpaD，它们对感染至关重要，并且在不同的志贺氏菌属细菌中具有一致性，因此极具前景[29]。最近的证据进一步强调了这些靶点的潜力，因为针对保守 T3SS 蛋白的单克隆抗体已被证明能够交叉靶向其他肠道病原体（例如肠炎沙门氏菌）中结构相似的蛋白。这表明，针对这些保守结构域的疫苗可以提供超越志贺氏菌属的广泛肠道保护[30]。因此，现代蛋白质疫苗方法正在探索结合 IpaB 和 IpaD 关键部分的多元配方，旨在提供 O 抗原疫苗所缺乏的广泛、跨血清型保护 [29]。

2.3. 对志贺氏菌感染的免疫力

对志贺氏菌致病机制的理解表明，抗体反应，尤其是抗 LPS IgG 和分泌型 IgA，是长期保护的关键[31,32]。初次感染可提供针对同种血清型 72%的保护，但对总体再感染无保护作用[33]；攻毒试验显示，对同源菌株的保护效力为 64-74%[34,35]。这些发现证实了血清型特异性免疫，并支持多价 O 抗原疫苗[36,37]。目前，抗 O 抗原 IgG 已被确立为保护性相关指标（CoP）[38,39]，无需进行大规模试验即可预测疫苗效力。Ipa 等表面抗原可能提供跨血清型保护，表明需要多种免疫机制才能实现广泛的免疫覆盖[40,41]。虽然抗 O 抗原抗体与保护之间的相关性已被充分证实，但志贺氏菌的细胞内生命周期表明，细胞介导免疫（CMI）对于彻底清除病原体至关重要[42]。由于志贺氏菌可在结肠上皮细胞间横向扩散，且无法被全身抗体识别，因此清除这些受感染细胞可能需要强大的细胞介导免疫（CMI）反应。具体而言，有研究认为，IFN-γ和其他 T 细胞衍生的细胞因子水平升高在控制感染中发挥着关键作用。然而，CMI 在长期免疫中的确切作用及其相对贡献仍不甚明了[43]。

3.1. 1890年代至1920年代：对灭活全细胞疫苗的初步研究

志贺氏菌疫苗的研发初期始于清志贺发现 1 型痢疾志贺氏菌之后，研究人员尝试使用热灭活和乙醚灭菌的全细胞疫苗，并尝试通过肠外或口服途径给药[44]。包括清志贺在内的这些先驱者开展了自身实验和大规模被动免疫接种计划[44]。然而，这些疫苗提供的保护效果差且持续时间短，反应原性高（如发热和局部疼痛），并且未能诱导黏膜免疫或提供针对多种血清型的广泛保护[44,45]。

3.2. 20世纪40年代：转向基于血清的灭活细胞疫苗

研究重点转向了基于血清的福尔马林灭活全细胞疫苗，例如费利克斯-皮特疫苗，该疫苗已在军事和监狱环境中进行了评估[45,46]。然而，这些疫苗在受控人体感染模型（CHIM）研究中显示出不确定的疗效和持续的反应原性[40]，随着抗生素的出现，人们对这类疫苗的兴趣进一步减弱[40]。

3.3. 1960年代至1970年代：强调使用减毒活口服疫苗进行黏膜保护

认识到黏膜免疫的重要性后，该领域转向研发模拟自然感染的减毒活口服疫苗，包括经过改造的 2457T（福氏志贺氏菌 2a）和 SC602（ 宋内氏志贺氏菌 ）菌株，这些菌株均缺失 aroA 基因[40]。面临的重大挑战包括：如何在减毒和免疫原性之间取得最佳平衡、最大限度地降低反应原性以及开发覆盖多种血清型的多价制剂[40]。

3.4. 1980年代至2000年代：扩展平台——改良的减毒活疫苗、亚单位疫苗和糖缀合物疫苗

创新包括新一代减毒活疫苗（例如，用于宋内氏志贺氏菌的 CVD 1204，用于福氏志贺氏菌 2a 的 CVD 1208S）以及针对 O 抗原的亚单位疫苗或糖缀合物疫苗[40]。糖缀合物疫苗可为儿童和军方提供更广泛的保护，但其局限性在于：针对特定血清型的覆盖范围狭窄且复杂；碳水化合物本身的免疫原性较低；蛋白质-碳水化合物相互作用的亲和力较弱；以及不同物种和菌株间聚糖的结构多样性和微异质性较大。高昂的生产成本导致一些基于载体的疫苗研发方法，例如伤寒- 志贺氏菌联合疫苗，已被停止使用[40]。

3.5. 2010年代至今：平台多样化，重点关注跨血清型保护

抗菌药物耐药性危机加剧了对有效疫苗的需求，加速了 2010 年代及以后各种疫苗平台的发展[46,47]。新型平台，例如分子亚单位、载体和生物偶联物，具有更高的安全性和更好的黏膜靶向性[40]。目前，几种针对宋内氏志贺菌和福氏志贺菌 2a 的候选疫苗正在进行临床试验[40]。

3.6 当前及未来前景：持续的挑战与机遇

志贺氏菌疫苗的研究已转向针对低收入和中等收入国家儿童及军人的多价候选疫苗[21,48]。尽管一些前景可观的疫苗正在进入 II/III 期临床试验，但在实现广泛的血清型覆盖、证明其对婴幼儿的有效性以及确保其可负担性方面仍存在重大挑战[46,48]。迄今为止，尚无志贺氏菌疫苗获得许可[46]，主要目标仍然是开发一种可行且全球可及的疫苗（试验趋势见图 1 ）。

3.7 正在进行的临床试验和疫苗研发管线

根据世界卫生组织国际临床试验注册平台 (ICTRP) [49] 的数据，本节总结了截至 2025 年 12 月志贺氏菌疫苗试验的进展和现状。重点关注主要里程碑、地域趋势以及试验设计和赞助方面的变化。

3.8. 2025 年底志贺氏菌疫苗的研发状况

到 2025 年底，在抗菌药物耐药性日益严重的背景下，应对志贺氏菌病的迫切需求推动着志贺氏菌疫苗领域发生快速变化和发展。多种技术平台正在推进临床试验，每种平台都具有不同的作用机制、战略优势和血清型覆盖范围。这些疫苗可分为减毒活疫苗和无细胞疫苗（表 4 和图 3 ）。

4.1. 基本要求：缺乏获批疫苗和耐药性上升

志贺氏菌疫苗是疫苗研发历程漫长且至今仍未成功的典型例子之一，导致人们仍然依赖抗生素来控制疾病[4,46,75]。随着耐多药（MDR）和广泛耐药（XDR） 志贺氏菌在全球范围内的传播，这一问题日益令人担忧[4,46,75]。疫苗可以直接保护弱势群体，并通过减少对抗生素的需求来缓解抗菌素耐药性（AMR），因此对于疾病预防和抗菌素耐药性控制都至关重要[4,10,76,77]。

4.2 公共卫生和项目实施方面的挑战

4.3 科学和临床开发中的障碍

5.1. 近期目标：推进后期候选人获得执业资格

近期最有希望获得许可的疫苗是那些已进入后期研发阶段的亚单位疫苗候选产品。其中两个平台处于领先地位：

5.2 加快研发和普及：监管和临床创新

5.3 长远愿景：通用疫苗和联合疫苗

虽然目前的多价候选疫苗很有前景，但长远目标是研制一种“通用”志贺氏菌疫苗，该疫苗能够提供广泛的保护，而无需多种血清型特异性成分的复杂性。

5.4 促进生态系统：全球合作与科学进步

推动进步的是一个强大的合作生态系统和科学工具：

5.5 高收入国家高危成年人群疫苗研发策略

为了应对男男性行为者（MSM）网络中日益增多的耐多药志贺氏菌感染[20]，未来的策略应将成年 MSM 纳入 II/III 期临床试验，利用免疫桥接技术，以儿童抗 O 抗原 IgG 阈值为基础，确保成人疫苗的上市许可[4,47,98]。疫苗可通过现有的性健康服务机构进行接种，并结合针对性少数群体和性别少数群体的个性化教育，以提高接种率并消除犹豫[98]。最终，尽早与监管机构沟通，利用人类免疫模型（CHIM）和真实世界数据，可以为成人疫苗的审批提供快速通道，从而能够在出现耐多药事件时迅速实施环状疫苗接种[4,47]。

7.1 实际影响和实施

从临床疗效到实际应用效果的转变，关键在于克服“日程拥挤”的难题。虽然生物偶联物和 GMMA 平台具有较高的免疫原性，但它们的影响将在抗菌药物耐药性（AMR）的背景下发挥最为深远的作用。 志贺氏菌对第三代头孢菌素的耐药性日益增强；因此，获批的疫苗可以作为一项至关重要的“上游”干预措施，以维持抗生素的有效性并降低驱动耐药菌株产生的选择压力。

一项关键进展是 Gavi 6.0 战略（2026-2030 年），该战略旨在扩大创新疫苗的可及性。尽管 Gavi 的 2024 年疫苗投资战略（VIS）目前将志贺氏菌疫苗列为“学习议程”，但它承认到 2029 年获得许可在现实中是可以实现的。这为 Gavi 7.0 战略（2030 年后）创造了一个关键窗口期，届时疫苗的全面实施最终可能实现。为了加快这一进程，研究人员必须优先在流行地区开展儿科试验，并利用儿童免疫学模型（CHIM）尽早识别疫苗的有效性信号。疫苗的价值主张必须转向更广泛的经济论证：与仅仅以降低死亡率为目标的疫苗相比，能够减少就诊次数和经验性抗生素使用的疫苗对利益相关者更具吸引力。

7.2. 需要改进的关键领域和技术局限性

病原体广泛的血清型多样性仍然是主要挑战。目前的策略侧重于针对流行病学上占主导地位的血清型的多价制剂，但血清型替代的威胁仍然存在于理论上。为了构建一个强大的“安全网”，该领域必须投资于保守蛋白抗原（例如 IpaB、IpaC），这些抗原可以与 O 抗原平台形成互补，并推动该领域朝着更通用的保护策略发展，从而减少对区域血清型波动的依赖。

方法论上，缺乏经过验证的临床实践指标（CoP）持续阻碍着监管进展。虽然抗 LPS O 抗原 IgG 是一个很有前景的候选指标，但它需要更细致、多维度的免疫特征。正如在马里和埃塞俄比亚等地方性流行人群中展示的那样，整合系统血清学使我们能够超越简单的抗体滴度，从而了解杀菌活性和 Fc 介导的免疫应答等功能特征。此外，从传统的基于培养的诊断方法过渡到基于 PCR 的终点指标对于准确评估现场疾病负担至关重要，并确保不会因为粪便培养的低敏感性而低估疫苗效力。

7.3. 该领域的发展：2030 年展望

未来十年，我们预计分散的、针对特定国家的数据将被强大的区域监测网络所取代，例如拟议中的亚太和撒哈拉以南非洲志贺氏菌监测网络。加强这些框架对于向制造商提供维持产品线运转所需的“需求信号”至关重要，并能证明大规模生产的高昂成本是合理的。必须将增加的全球资金与这些监测报告挂钩，以确保资源用于耐多药志贺氏菌负担最重的地区。

未来不在于单价疫苗，而在于多价肠道联合疫苗。随着低收入和中等收入国家的疫苗接种计划逐渐饱和，研究“泛腹泻”疫苗包（例如志贺氏菌 +产肠毒素大肠杆菌）或与伤寒疫苗联合配制的疫苗，才是最合乎逻辑且最具成本效益的前进方向。如果全球资金、监测数据和监管措施能够协调一致，那么在向 Gavi 7.0 过渡的支持下，2029/2030 年的疫苗许可目标将成为全球卫生史上一个关键的里程碑，最终控制住这种顽强的病原体。