脊髓灰质炎疫苗:根除脊髓灰质炎道路上的新进展

脊髓灰质炎疫苗:根除脊髓灰质炎道路上的新进展

Polio Vaccines: New Developments on the Road to Eradication

脊髓灰质炎疫苗:根除脊髓灰质炎道路上的新进展

7月 7, 2022

本文最初发表于2022年7月7日,并已由作者更新。

对于大多数人来说,脊髓灰质炎(脊髓灰质炎)是过去的威胁。

自1988年全球根除脊髓灰质炎行动启动以来,已有超过25亿儿童接种了脊髓灰质炎疫苗,导致脊髓灰质炎在世界大部分地区被消灭。事实上,在野生脊髓灰质炎病毒(该病的病原体)的3种血清型中,只有1型仍然存在于阿富汗和巴基斯坦,这两个国家脊髓灰质炎(即野生脊髓灰质炎病毒)仍然流行。

然而,脊髓灰质炎病例继续在全球非流行国家出现,从乌克兰刚果民主共和国。2022年7月21日,纽约报告了一例脊髓灰质炎瘫痪病例,这是美国自2013年以来的首例病例。此外,脊髓灰质炎病毒是从英国的废水中分离出来的,怀疑是在儿童中传播的。是什么推动了这些疫情的爆发,可以做些什么来阻止它们?

疫苗是抗击脊髓灰质炎的关键工具

Transmission electron microscope image of poliovirus particles.
脊髓灰质炎病毒颗粒的透射电子显微镜图像。

来源: cdc.gov

脊髓灰质炎是由脊髓灰质炎病毒引起的,脊髓灰质炎病毒是肠道病毒C种的血清型,属于小核糖核酸病毒科,存在于肠道和喉咙中,但可以侵入神经系统导致瘫痪。根据世界卫生组织 (WHO) 的数据,每 200 例病例中约有 1 例发生瘫痪。5岁以下的儿童感染这种疾病的风险最大,尽管其原因尚不完全清楚。鉴于脊髓灰质炎没有治疗方法,疫苗接种是对抗这种疾病的唯一工具。幸运的是,疫苗接种在预防脊髓灰质炎方面非常有效。脊髓灰质炎疫苗有两种类型:灭活脊髓灰质炎疫苗(IPV)口服脊髓灰质炎疫苗(OPV)。灭活脊髓灰质炎病毒含有死亡的脊髓灰质炎病毒,通过肌肉注射或皮内注射给药;它是美国唯一使用的脊髓灰质炎疫苗,另一方面,口服脊髓灰质炎疫苗含有活脊髓灰质炎病毒,并通过口服给药。口服脊髓灰质炎疫苗中的病毒已经发生突变,在肠道中有效复制,从而引发强大的免疫反应,但侵入神经系统并导致瘫痪的可能性要低10,000倍。

虽然灭活脊灰疫苗在保护个人免受麻痹性疾病侵害方面做得非常出色,但它不能阻止脊髓灰质炎病毒的社区传播,但口服脊髓灰质炎病毒可以。当口服脊髓灰质炎疫苗的减毒病毒在接种疫苗者的粪便中排泄时,在卫生条件差的地区,它们会传播给其他人并引发“被动免疫”——本质上是二手疫苗。

易于管理(只需将几滴口服脊髓灰质炎疫苗滴入儿童口中)、可负担性和阻止脊髓灰质炎社区传播的能力,使口服脊髓灰质炎疫苗成为大规模免疫接种和疫情控制运动不可或缺的一部分。

接受口服脊髓灰质炎疫苗的儿童
口服脊髓灰质炎疫苗在脊髓灰质炎控制工作中发挥了重要作用,部分原因是其可负担性和易于管理。

来源: cdc.gov

流行疫苗衍生脊髓灰质炎病毒的出现

尽管口服脊髓灰质炎疫苗是对抗脊髓灰质炎的最佳武器之一,但它们也带来了一系列新的问题。最近在流行和非流行国家暴发的脊髓灰质炎疫情都源于口服脊髓灰质炎病毒最初所含的脊髓灰质炎病毒株,称为循环疫苗衍生脊髓灰质炎病毒(cVDPV)。随着循环的疫苗衍生脊灰病毒在脊髓灰质炎疫苗接种率低或免疫力减弱的社区中传播,在某些情况下,它们可能变异成一种能够导致瘫痪的形式。2020年1月至2021年6月期间,循环的疫苗衍生脊灰病毒导致全球1300多例脊髓灰质炎瘫痪病例

全球消灭脊髓灰质炎行动的目标是“逐步淘汰口服脊髓灰质炎疫苗,只使用灭活脊髓灰质炎疫苗,这具有较小的潜在风险,”比尔和梅琳达·盖茨基金会(Bill & Melinda Gates Foundation)高级项目官员艾米·韦纳(Amy Weiner)说。这是因为灭活脊灰病毒不含活病毒,因此不会导致循环的疫苗衍生脊灰病毒的发展。不幸的是,循环的疫苗衍生脊灰病毒株“是实现这一目标的重大挑战”,因为它们促进了脊髓灰质炎病毒的社区传播,而脊髓灰质炎病毒只能通过口服脊髓灰质炎疫苗来对抗,从而使循环永久化。

在3种循环的疫苗衍生脊灰病毒中,2型毒株(cVDPV2)占全球疫苗相关疫情的90%以上。包括乌克兰也门在内的多个国家脊髓灰质炎病例的罪魁祸首,以及从英国污水中分离出的菌株,已被确定为循环的2型疫苗衍生脊灰病毒。最近的美国脊髓灰质炎病例也是由2型疫苗衍生菌株引起的,这表明感染链可能始于接受OPV的人。

在2016年之前,儿童接种了三价口服脊髓灰质炎疫苗(tOPV),该疫苗可预防所有3种野生脊髓灰质炎病毒株。然而,循环的2型疫苗衍生脊灰病毒株的出现促使2型脊髓灰质炎从口服脊灰病毒中移除。“这导致对2型脊髓灰质炎病毒的免疫力降低,”韦纳指出。

因此,如果从环境中分离出的循环的2型疫苗衍生脊灰病毒进入免疫不足的社区,它们就更容易传播。如果发生与循环的VPDV2相关的疫情,儿童应通过单价口服脊髓灰质炎疫苗(mOPV2)接种2型脊髓灰质炎病毒疫苗。韦纳说,虽然在阻止疫情方面有效,但由于疫苗仍然含有减毒的活脊髓灰质炎病毒,它可以“潜在地播种更多的cVDVP2(毒株)”。这增加了未接种疫苗的儿童感染麻痹性脊髓灰质炎的风险。

新进展:新型口服脊髓灰质炎疫苗2

mOPV2的循环VDPV2播种潜力促使开发了一种风险较小的新疫苗。新型口服脊髓灰质炎疫苗2型(nOPV2)含有一种改良的2型脊髓灰质炎病毒株,该毒株不太可能恢复到导致瘫痪或引起循环的2型脊髓灰质炎病毒的形式。Weiner强调,与旧的单价疫苗相比,nOPV2具有相似的安全性,诱导类似的免疫反应,并且不太可能以更快的速度脱落。重要的是,nOPV2在遗传上更加稳定,这是“其开发的主要目标”。

这并不是说nOPV2脊髓灰质炎病毒不会改变——该病毒可以而且确实会在人类中发生变异。然而,“它的进化遵循与mOPV2(菌株)不同的路径,到目前为止,表现出的神经毒力明显较低,”Weiner说。根据美国疾病控制与预防中心 (CDC) 的数据,每接种 1000 万剂 mOPV2 中大约有 1 例循环的 VDPV2 出现;对于nOPV2,该比率低10倍,每1亿剂出现1例。然而,这种情况确实发生了,2021年8月至2023年7月期间,6个非洲国家出现了源自nOPV2的循环的2型疫苗衍生脊灰病毒。因此,继续密切关注循环的2型疫苗衍生脊灰病毒的出现非常重要。

nOPV2的前景是光明的。根据世卫组织紧急使用清单建议,它被授权使用,该建议使尚未获得许可的疫苗能够及早、有针对性地使用。在疫苗的最初推出期间,各国必须满足一套严格的标准才能使用nOPV2。2021 年 10 月标志着这一初始使用期的结束,使疫苗得以更广泛地采用。截至 2023 年 9 月,全球已使用 7 亿剂 nOPV2。随着疫苗被更广泛地采用,将对疫苗的安全性和有效性进行监测——预计到 2023 年底将获得全面许可。Weiner指出,针对脊髓灰质炎病毒血清型1型和3型的新型口服脊髓灰质炎疫苗也在研制中,这些疫苗可以在循环的1型或循环的3型疫苗衍生脊灰病毒暴发时储存起来。

前方的道路

单靠疫苗从来都不足以战胜脊髓灰质炎,也永远不会。必须采取多方面方法,将强有力的疾病监测和免疫运动与对疫情的快速反应结合起来,以减轻全球脊髓灰质炎的负担。在循环的疫苗衍生脊灰病毒和野生脊灰病毒的暴发得到控制之前,根除脊髓灰质炎仍然遥不可及。


本文的研究发表在 2022 年 6 月 9 日至 13 日在华盛顿特区举行的美国微生物学会年会 ASM Microbe 2022 上。

如何才能根除疾病?从过去成功的运动中吸取的经验教训可以为今后的根除工作提供信息。


作者: MADELINE BARRON, PH.D.

玛德琳·巴伦(Madeline Barron)博士

玛德琳·巴伦(Madeline Barron)博士是ASM的科学传播专家。她在密歇根大学微生物学和免疫学系获得博士学位。

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