Contents
- 1 摘要
- 2 1. 引言
- 3 2. EB 病毒感染的疾病和流行病学及疫苗接种策略
- 4 3. EBV 生命周期和疫苗靶点
- 4.1 3.1. 遗传背景和变异性
- 4.2 3.2 生命周期
- 4.3 3.3. EBV 潜伏蛋白作为疫苗靶点
- 4.4 3.4. 表面蛋白作为疫苗靶点
- 4.4.1 图 3. EBV 与靶细胞的结合和进入。表面蛋白 gp350/220、gp42 和 gH/gL 与 B 细胞和上皮细胞表面的受体结合。gB 三聚体作为融合蛋白,将病毒膜与靶细胞膜融合。gB 三聚体构象变化的触发机制被认为与通过胞质尾(图中未显示)与 gH/gL 的相互作用有关。gB 也被认为与 B 细胞和上皮细胞上的神经纤毛蛋白 1(neuropilin1)结合。gp350 与补体受体 2(CR2,CD21)结合。由于 mRNA 剪接事件,gp220 变体的形成导致其连接链长度发生变化。gH/gL 异二聚体与多种受体结合(见表 4 ),但图中仅显示了桥粒蛋白 2(desmocollin 2)和整合素αvβ6(integrin αvβ6)。 gp42 与 B 细胞以及其他表达 MHCII 的细胞类型上的 MHCII 结合。细胞和病毒图像由 CoPilot 生成。分子图像使用 SAMSON Connect,结构数据来自 AlphaFold 生成的结构或从 RCSB.org 下载的结构。
- 4.4.2 图 4. AlphaFold 预测的 gB 融合前构象。A) 同源三聚体 [204] B) 单体,显示结构域 I 至 V 和 AMMO5 结合位点。信号肽已被移除。MPR = 膜近端区域。TM = 跨膜区。CT = 胞质尾。图像由 SAMSON Connect 根据 AlphaFold 构建的结构生成。默认颜色。
- 5 4. 针对 EB 病毒感染和疾病的疫苗
- 6 5. 结论
- 7 6. 专家意见
- 8 文章亮点
摘要
介绍
爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV),又称人类γ疱疹病毒 4 型,感染了全球超过 90%的成年人。EBV 在儿童中通常无症状,但在青少年中可引起传染性单核细胞增多症,并在 B 淋巴细胞中建立终身潜伏感染。2022 年一项针对 1000 万美国军人的里程碑式研究彻底改变了 EBV 的研究,该研究证实 EBV 是多发性硬化症(MS)的主要诱因。因此,预防 EBV 感染现在被视为消除全球绝大多数 MS 病例的关键策略,同时也有助于减轻其他炎症性疾病、传染性单核细胞增多症和某些癌症的负担。
覆盖区域
本综述首先概述了 EB 病毒相关癌症和慢性炎症性疾病的流行病学。随后,详细阐述了该病毒的生物学特性和生命周期,并确定了预防性和治疗性疫苗的关键靶抗原。文章探讨了自然感染后的免疫反应、保护性免疫相关因素以及目标产品特性(TPP)。最后,本综述评估了候选疫苗如何满足 TPP 要求。
专家意见
获得 EB 病毒疫苗许可的道路比以往任何时候都更加清晰和紧迫,这需要疫苗生产商、国际卫生机构和疫苗咨询委员会的战略眼光和通力合作。本综述提出的观点超越了免疫原性层面,着重于明确临床终点、疫苗接种方案以及上市后评估,以期实现长期的全球影响。
1. 引言
爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV),正式名称为人类γ疱疹病毒 4 型(HHV-4),是最成功且分布最广泛的人类病原体之一,全球超过 90%的成年人血清学检测结果显示其感染[1]。该病毒于 60 多年前首次从伯基特淋巴瘤细胞中分离鉴定,其与人类免疫系统的复杂相互作用一直是科学界密切关注的对象[2]。EBV 主要通过唾液传播,虽然幼儿时期的初次感染通常无症状,但青少年或成年期感染往往会导致急性传染性单核细胞增多症(IM),俗称腺热或“接吻病”[3]。初次感染后,EBV 会在宿主的 B 淋巴细胞内建立终身潜伏感染,这是其长期致病潜力的典型特征[4]。
数十年来,EB 病毒的公共卫生意义主要体现在其被国际癌症研究机构(IARC)列为 1 类致癌物[5]。该病毒与全球约 1.8%的癌症死亡病例存在病因学关联,并且是多种恶性肿瘤的已知致病因素,包括地方性伯基特淋巴瘤、鼻咽癌(NPC)、胃癌、移植后淋巴增殖性疾病(PTLD)以及部分霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤[6]。此外,EB 病毒还与一系列炎症性疾病相关,最显著的是炎症性肠病[7]、系统性红斑狼疮[8]、类风湿性关节炎[9]和慢性阻塞性肺疾病(COPD)[10],尽管后两种疾病的明确因果关系尚未确立[11,12]。
2022 年,EB 病毒(EBV)的研究格局和预防性疫苗的公共卫生需求发生了翻天覆地的变化。一项历时 20 年、涵盖 1000 万美国军人的里程碑式纵向研究提供了令人信服的证据,表明 EBV 感染是多发性硬化症(MS)的主要诱因,MS 是一种慢性且致残性炎症性神经退行性疾病[13,14]。该研究发现,EBV 血清转化后罹患 MS 的风险增加了 32 倍,而其他常见病毒则未观察到这种风险,从而建立了强有力的因果关系。这一发现促成了范式转变;预防 EBV 感染不再仅仅被视为减轻传染性单核细胞增多症(IM)和某些癌症负担的策略,而是被视为预防全球绝大多数 MS 病例的直接且切实可行的途径[14-18]。这一独特的发现使该领域焕发出新的紧迫感,吸引了大量投资,并加速了下一代候选疫苗的研发。
这一新的迫切需求也使人们更加关注有效疫苗的战略要求。鉴于 EB 病毒通过唾液传播并在口咽黏膜建立初始感染,成功的预防性疫苗必须能够诱导强大的黏膜免疫反应,从而阻断病毒的入侵途径[19]。这一要求推动了疫苗设计的创新,包括探索非肠外给药途径,例如口服给药,这可能有助于诱导局部免疫,并降低大规模疫苗接种计划的成本和后勤负担[20]。本综述全面概述了 EB 病毒疫苗研发的最新进展,并对正在部署的各种策略和技术平台进行了批判性评估。评估的核心是目标产品概况(TPP)的概念,它定义了成功疫苗应具备的特征,并为在这一新的、紧迫的公共卫生任务背景下评估候选疫苗项目提供了一个基准。
2. EB 病毒感染的疾病和流行病学及疫苗接种策略
EB 病毒与多种人类疾病相关,从急性自限性感染到危及生命的恶性肿瘤和慢性炎症性疾病。EB 病毒感染的流行病学十分复杂,其传播模式和临床表现受年龄、地理位置和社会经济因素的显著影响。这些因素将影响免疫接种的目标人群和接种时间。
2.1. EBV 原发感染,包括传染性单核细胞增多症
EBV 通过唾液和其他体液传播[21],EBV 原发感染在幼儿时期通常无症状,但最终会导致终身潜伏感染。在携带者中,现代 qPCR 检测显示病毒脱落持续且普遍存在[22];最新数据显示,40%至 80%的个体在任何特定时间点的唾液中都可能检测到 EBV DNA[23]。
延迟性原发感染会增加患传染性单核细胞增多症(腺热)或传染性单核细胞增多症(IM)的风险,该病最常见于 15 至 24 岁的人群。IM 的发病率通常估计为每 10 万人年 500 例,但在大学年龄段人群中会激增至 2000 例[24]。IM 的潜伏期异常长,为 32 至 49 天[25]。该病的典型表现为极度疲劳、发热、严重咽喉痛(咽炎)和淋巴结肿大,尤其是在颈后链。其他临床表现可能包括脾肿大和腭部瘀点[26]。虽然大多数症状会在几周内消退,但持续疲劳可持续数月。住院治疗较为常见,发生率为 4%至 5%[27]。在传染性单核细胞增多症的急性期,高达 4.5% 的 B 细胞为 EBV 阳性 [28],而健康携带者中这一比例为 0.005% [29]。
血清阳性率随年龄增长而升高,全球超过90%的成年人在30岁时血清呈阳性[30]。年龄是感染状态的最强决定因素;英国一项研究显示,血清阳性率从青春期早期的60.4%上升至青年时期的93.0%[3]。然而,人口统计学因素显著影响感染时间:美国数据显示,1-5岁儿童的血清阳性率在非西班牙裔白人儿童中为17%,在非西班牙裔黑人儿童中为53%[31]。社会经济因素与感染密切相关,来自贫困或拥挤家庭的儿童感染年龄更早[32]。
这导致了一个复杂的疫苗接种难题。在早期无症状感染较为普遍的人群中,针对青少年预防传染性单核细胞增多症(IM)的疫苗在预防原发感染方面效果甚微。为了实现更广泛的公共卫生目标,例如预防多发性硬化症(MS)和 EB 病毒相关癌症(这些疾病可能与任何年龄段的感染有关[33]),必须采取全民儿童疫苗接种策略。这就需要一种对婴幼儿安全有效的疫苗,并将卫生经济学的考量从预防急性疾病转移到预防或限制终身慢性感染。
2.2. EBV 相关癌症
总结了与 EB 病毒相关的癌症。EB 病毒被列为 1 类致癌物,据估计,其导致高达 36 万例新发癌症[64],并占全球所有癌症死亡人数的 1.8%[65]。相比之下,人乳头瘤病毒(HPV)相关癌症占全球癌症死亡人数的 3.6%[66],且在引入宫颈涂片检查后,其发病率有所下降[67]。值得注意的是,英国于 2008 年开始实施 HPV 疫苗接种,到 2019 年,12-13 岁接种疫苗的女性宫颈癌发病率较未接种疫苗的对照组下降了 84%[68]。这一发现,以及乙型肝炎疫苗降低肝细胞癌发病率的案例[69],表明接种针对致癌病毒的疫苗可以预防癌症。
| 癌症 | 发病年龄 | 细胞类型 | 发病率 (每10万/年) | 辅因子 | 死亡率 | EBV 感染病例占比 | 治疗或治疗性疫苗试验 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 伯基特淋巴瘤 | 地方性流行区 4-7 岁 | 成熟 B 细胞 | 0.4 至 4 [34–36] | 疟疾、艾滋病 [37] | 98% 未经治疗[36] | 57% [Citation38] | 化疗+抗 CD20 单克隆抗体[39] |
| 霍奇金淋巴瘤 | 15-24岁及以上人群达到高峰 | 来自 B 细胞的里德-斯滕伯格 | 2 至 3 [40],IM 后风险增加 | HIV,遗传[41],IM 后风险增加 2.4 倍[42] | 12% [Citation40] | 33% [Citation43,Citation44] | 化疗或放疗 |
| 非霍奇金淋巴瘤 | NK 细胞和 T 细胞 | 24 [Citation40] | 变量[45] | 25% [Citation46] | 取决于类型 | ||
| 弥漫性大 B 细胞淋巴瘤 | B 细胞 | 包括非霍奇金淋巴瘤 | 5% [Citation46,Citation47] | ||||
| 移植后淋巴增生性疾病 | B 细胞 | 2.5%的移植手术 [Citation48] | 未接触过 EBV [49] | 33% 5 年 [50] | 60–80% [Citation51] | 雷帕霉素[50] | |
| 鼻咽癌 | 40-60岁 | 非角化上皮[52] | 2.1 [Citation53] | 咸鱼、遗传学、烟熏[54,55] | 40% [Citation53] | 96% [Citation56] | [Citation57] NCT05714748 NCT01094405 NCT00078494 |
| 胃癌 | 50-70岁 | 胃上皮细胞[58,59] | 13 [Citation60] | 吸烟[61] | 76% [Citation60] | 13% [62],8.77% [63] | 手术、化疗 |
伯基特淋巴瘤 (BL) 与 EB 病毒之间的关联是病毒肿瘤学中最确凿的关联之一。这种淋巴瘤由增殖的 B 细胞组成,通常起源于生发中心,但一些研究表明它们也可能是记忆 B 细胞 [70,71]。赤道非洲被认为是伯基特淋巴瘤的流行区,该地区儿童的年发病率超过每 10 万人 4 例,显著高于北美和欧洲的每百万人 2-3 例。
其他淋巴瘤和癌往往多见于老年患者,并伴有吸烟、HIV 感染及其他形式的免疫抑制等危险因素( )。这些癌源于 EB 病毒在正常情况下不会以潜伏形式存在于上皮细胞中的克隆性感染。人们认为,EB 病毒会扰乱关键的细胞通路,例如 NF-κB 信号通路,从而激活潜伏基因、EB 病毒核抗原(EBNA)和潜伏膜蛋白(LMP)的表达,进而驱动肿瘤进展[52]。这些潜伏基因的结构和功能将在 3.2 节中进一步讨论。
2.3. EBV 相关慢性炎症性自身免疫性疾病
EBV 与多种慢性炎症性自身免疫性疾病相关;然而,并非所有疾病都已证实与 EBV 存在直接因果关系。这些疾病的慢性特征可能与 EBV 潜伏感染和 B 细胞永生化存在机制上的关联。对自身抗原具有亲和力的随机 B 细胞的永生化和失调可能导致自身免疫,最终使慢性炎症状态持续存在[126]。永生化 B 细胞的随机性预计会诱发多种自身免疫性疾病, 中与 EBV 相关的自身免疫性疾病的范围也暗示了这一点。其中,只有多发性硬化症(MS)和系统性红斑狼疮(SLE)通常(尽管并非所有人都认同)被认为是由 EBV 引起的。多种疾病具有许多相似的特征,包括发病年龄、男女比例、辅助因子、遗传风险单倍型和潜在机制。分子模拟——即外源抗原在结构上与自身抗原相似并触发交叉反应性免疫应答——是自身免疫性疾病发生发展中最常见的机制。已知实例列于 “自身免疫表位”一栏中。
表 2. 与 EBV 相关的慢性炎症性自身免疫性疾病。
| 疾病 | 流行病学 | 辅因子 | EBV 与疾病关联的证据 | 自身免疫 表位 | 遗传倾向 | 潜在的 机制 | 对美国经济的成本 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 发病年龄 | 女性:男性比例 | 患病率% | 前置 | 其他因素 | 年度的 | |||||
| 多发性硬化症 | 20-40年 | 3X | 全球 0.04% [72],美国 0.24% [73] | 吸烟、肥胖、维生素 D 缺乏 [74,75]、肠道菌群 [76–78] | 风险增加 32 倍 [13] | IM 后风险增加 2.3 倍至 3 倍 [79,80] | EBNA1 胶质细胞黏附分子 [81] | HLA-DRB1*15:01 [Citation82] | 分子模拟[14,83–85],EBNA2 疾病位点[86] | 850亿美元 [Citation87] |
| 系统性红斑狼疮 | 20-30年 | 10X | 0.07% [Citation88] | 阳光[89] | 潜伏性 EBV [90] | EBNA1 蛋白以及 SmB 和 Ro60 蛋白 [91] | DRB1*1501 DQB1*0602 DRB1*0301 DQB1*0201 [Citation92] | 分子模拟[85,93,94],EBNA2 疾病位点[86] | 40亿至180亿美元 [Citation95] | |
| 炎症性肠病,包括克罗恩病和溃疡性结肠炎 | 15-30岁和50-70岁 | 变量 [96] | 0.7% [Citation97] | 吸烟[98],证据不一致[99] | 风险增加 5.8 倍 [7] | IM 后风险增加 1.8 倍 [100] | 抗中性粒细胞胞浆自身抗体(ANCA) [Citation101] | HLA-DRB1*15 [Citation102] | EBNA2 疾病位点 [86] | 320亿美元 [Citation103] |
| 类风湿关节炎 | 30-60岁 | 3X | 0.54% [Citation104] | 吸烟[105] | 5.47倍风险 [Citation106] | 潜伏性 EBV[90] 滑液中的 EBV [107]、淋巴样结构 [12] | 瓜氨酸化蛋白、RANA、EBNA1 [85] BALF4 [Citation108] | HLA-DRB1*04:01 HLA-DRB1*01:01 [Citation109] | 分子模拟[85],EBNA2 疾病位点[86] | 140亿美元 [Citation110] |
| 疾病 | 流行病学 | 辅因子 | EBV 与疾病关联的证据 | 自身免疫 表位 | 遗传倾向 | 潜在的 机制 | 对美国经济的成本 | |||
| 发病年龄 | 女性:男性比例 | 患病率 % | 前置 | 其他因素 | 年度的 | |||||
| 1型糖尿病 | 10-14岁和35-45岁 | 0.53% [Citation111] | 肥胖[112]、维生素 D 缺乏[113] 肠道病毒感染[114,115] | 潜伏性 EBV [90]、病例报告 [116]、多因素 [117] | 胰岛素[118] | HLA-DR3 HLA-DR4 HLA-DQ4 [Citation119] | 免疫失调[117],EBNA2 疾病位点[86] | 4130亿美元 [Citation120] | ||
| 慢性阻塞性肺疾病 | 60-65岁 | 6.0%(成人)[121] | 吸烟(主要因素) | 潜伏性 EBV [10,90,122] | HLA-DRB1*14 [Citation123] | LMP1 引发炎症[124] | 490亿美元 [Citation125] | |||
注:RANA = 类风湿性关节炎核抗原。
| 姓名 | 蛋白质结构 a | AA 保护 | 函数 a | 以潜伏期表示 | 保护性表位 | 自身免疫 表位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| EBNA1 | 同源二聚体,641 个 AA,4 个 β 链和 2 个 α 螺旋 | 98% [Citation127] | 将游离体锚定到染色体上,激活转录,促进细胞增殖,调节信号通路,并阻止 MHC-I 呈递 | 第三、第二、第一 | 562–570 HLA-A0201 限制 [128] | 411–426 → MS 中的 b MBP [129],379–487 → SLE 中的 Sm [130] |
| EBNA2 | 同源二聚体,487个氨基酸,磷酸化, | 54% [Citation131] | 通过与其他 EBNA、LMP 和其他基因的衔接蛋白促进转录,激活 MYC 促进增殖,下调 B 细胞受体信号和 MHCII,刺激 PD-L1。 | III | 181–200 HLA-B7 和 C*0304 [132] | 354–373 → SLE 中的 SmD1 [133] |
| EBNA3 A、B 和 C | 序列多样性定义了菌株类型 1 和 2。 | 转录激活和拮抗超过 1000 个基因,A 和 C 为致癌基因,B 为抑癌基因,抑制细胞凋亡,维持 LMP1 表达 | III | CD8 CD4 [Citation132,Citation134] | ||
| EBNA-LP | 介导细胞凋亡,与 EBNA2 共同作为转录共激活因子 | III | [Citation132] | |||
| LMP1 | 386个氨基酸的磷酸化蛋白,6次跨膜结构域,200个氨基酸的胞质结构域 | 97% 包括 10aa 缺失 [135] | CD40 模拟物,促进细胞增殖,抑制细胞凋亡,调节免疫反应,改变基因和 microRNA 表达,自身调节,下调 B 细胞受体,具有促炎作用 | 第三、二 | 表面环[136],预测表位[137] | PXDPDN → α-突触核蛋白 [138],227–236 → Sm B [94] |
| LMP2 A 和 B | 497个氨基酸,同源/异源二聚体,12次跨膜,多种亚型 | 95% [Citation139] | 模拟 BCR 信号通路,诱导细胞增殖,降低 BCR 表达 | 第三、二 | 195–232 和 419–436 [132,140] | 275–283、344–351、291–300 → Sm B/D [94] |
注:a) 改编自[141]。b) 数字表示表位在 EBV 蛋白中的位置,→(箭头)表示与人源蛋白发生交叉反应。AA = 氨基酸。
新出现的证据表明,EB 病毒可能在相当一部分类风湿性关节炎(RA)患者的发病机制中发挥作用[9]。该病毒似乎既能促进疾病的发生,也能导致滑膜组织的慢性炎症。
COPD 是一种肺部异常的慢性炎症和免疫失调,主要由吸烟引起 [142]。虽然尚未确定任何单一感染因子在发病机制中起主要作用,但 EBV 是众多候选因子之一 [10,11,124,143]。
糖尿病的发病机制至今仍不清楚。虽然长期以来人们一直推测某种感染因子可能是导致 1 型糖尿病的自身免疫的原因,但尚未发现任何单一的致病因子[115]。
数十年来,人们认识到 EB 病毒与多发性硬化症(MS)之间存在密切关联,但一直缺乏确凿的因果关系证据。这种情况随着一项对 1000 万美国军人进行长达 20 年追踪的开创性研究的发表而改变;该研究提供了迄今为止最强有力的证据,证明 EB 病毒在 MS 中起着因果作用[13]。主要发现非常明确:EB 病毒血清转化后,患 MS 的风险增加了 32 倍;神经丝轻链(NfL,一种神经轴突损伤的生物标志物)的水平仅在 EB 病毒感染后、MS 临床症状出现前开始升高;其他疑似病毒,例如巨细胞病毒(CMV),均与 MS 风险无关。
这些研究结果已达成广泛共识,认为 EBV 感染可能是 MS 发生的必要条件,但并非充分条件[81,144]。此外,EBV 感染与 MS 之间存在合理的机制联系,包括分子模拟[145]、EBV 再激活部位自身反应性 T 细胞和 B 细胞的旁观者激活[146]以及自身反应性 EBV 感染的 B 细胞在中枢神经系统病变中的持续存在[147]。
大量证据已充分证实,免疫接种是预防多发性硬化症最有前景的一级预防策略[14-17]。开发安全有效的 EB 病毒疫苗应被视为全球公共卫生领域的优先事项,有望根除导致神经系统残疾的主要原因之一。
2.4. 疾病负担及常规疫苗接种计划的必要性
EB 病毒感染引起的疾病种类繁多,因此很难用单一指标来描述通过干预措施可能预防的发病率和死亡率。EB 病毒相关的癌症死亡人数更容易量化,但存在地域差异,例如在伯基特淋巴瘤高发区,治疗资源匮乏。在这种情况下,儿童疫苗接种计划将带来显著的救命益处。
Palmer 及其同事利用卫生经济学模型证明,如果 EBV 疫苗在预防 MS 方面有 78% 的疗效(基于其在预防 IM 方面的疗效),那么针对婴儿和青少年的常规疫苗接种计划从社会角度来看可能会节省成本,其中青少年计划(12 岁)由于节省成本和健康效益更大而更优 [148]。
确定特定地区的最佳疫苗接种策略需要对当地流行病学和疾病负担进行精确建模。 列出了每种 EB 病毒相关疾病对经济造成的损失,根据疾病中 EB 病毒所占比例,可以初步估算出潜在的成本节约。然而,由于现有免疫接种计划安排紧凑,且难以整合新疫苗,因此实施常规免疫接种计划仍然面临挑战。
3. EBV 生命周期和疫苗靶点
与疱疹病毒科的所有成员一样,EB 病毒具有复杂的双相生命周期,其特征是持续潜伏感染,并具有周期性激活和裂解性复制的能力[6,149]。了解该病毒及其生命周期对于设计能够预防感染、治疗潜伏感染和减轻疾病的疫苗至关重要。
3.1. 遗传背景和变异性
EBV 的基因组是 172 kbp 双链 DNA,编码 85 个基因 [5]。病毒颗粒直径为 122–180 nm(见图 ),由包裹 DNA 的二十面体衣壳、被膜蛋白层和含有对宿主细胞进入至关重要的糖蛋白的脂质包膜组成。
线性基因组包含独特的长区(UL)和独特的短区(US),两侧分别由末端重复序列(TR)和内部重复序列(IR)包围。潜伏期进入宿主细胞核后,线性基因组环化形成游离体,这是一种类似质粒的结构,它与宿主细胞 DNA 一起复制,但并不整合到宿主细胞 DNA 中。
根据 EBNA2 和 EBNA3 基因序列,EBV 主要分为 1 型和 2 型两种毒株[131]。大多数 EBV 基因的差异小于 5%,但不同毒株间的 EBNA2 基因保守性仅为 70%(蛋白质水平保守性为 54%,见表 )。1 型毒株是全球主要毒株,但在撒哈拉以南非洲地区,2 型毒株较为常见。
除了类型特异性差异外,其他蛋白质变异还包括 LMP1 C 端部分的“CAO”缺失,这种缺失在东亚毒株中较为常见,并且在上皮细胞试验中表现出更强的致癌性[141]。此外,在弥漫性大 B 细胞淋巴瘤(DLBCL)病例中已发现 EBNA3B 基因的特定无义突变,这表明某些潜在蛋白的功能丧失可能促进免疫逃逸和癌症的发生[150]。
表面蛋白序列的变异性出乎意料地有限( ),但在糖蛋白 gp350 中却很明显,gp350 介导病毒进入宿主细胞,并且在 1 型和 2 型 EBV 之间存在显著差异[169]。虽然裂解转换蛋白 BZLF1(Zta)主要受其启动子(Zp V3)中单核苷酸多态性(SNP)的影响,该 SNP 会增加裂解复制,但其他裂解蛋白则表现出与疾病相关的序列变异。例如,BALF2蛋白(一种对病毒基因组复制至关重要的单链 DNA 结合蛋白)中的一个 SNP 与华南等高发地区的鼻咽癌(NPC)病例密切相关,尽管其机制尚未阐明[170]。裂解蛋白序列的这些变异可能导致病毒载量升高或复制保真度改变,从而可能增加相关疾病的风险。
| 蛋白质 | 基因 a | 结构 | 功能 | 单克隆抗体 IC50d | 保护域序列 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AA 号 域名 | RCSB 蛋白质数据库 b | AA 保存 c | (上皮细胞 μg/ml 和 B 细胞 μg/ml) | ||||
| 克 | BALF4 | 857 AA 5 个域 [151] | 同源三聚体[152] 融合前 合并后 3FVC.pdb | 99% | III 类融合蛋白(60)。通过胞质尾与γH/γL 相互作用[153]。与神经纤毛蛋白 1 结合[154]。与γH/γL/gp42 复合物共同构成上皮细胞和 B 细胞融合的核心机制。 | 弹药5 [Citation155] (0.13 和 ND) | D-II、D-II/D-III 和 D-IV [155] |
| 克升 gH 克升 gH | BKRF2 BXLF2 | 137 AA 706 AA 4 个域 [156] | 异二聚体 3PHF.pdb | 99% | 结合上皮细胞上的整合素αvβ5、αvβ6 或αvβ8 和非肌肉肌球蛋白重链 IIA[157]、Ephrin 受体 A2(EphA2)[158]和桥粒蛋白 2(DSC2)[156],以及 B 细胞和上皮细胞上的 R9AP[159]。 | 弹药1 [Citation160] (0.127 & 0.318) 1D8 (0.123 & 0.238) | OF-II OF-II DIII-IV [Citation160–163] |
| gp42 | BZLF2 | 191 AA | 异三聚体与 gH/gL 5T1D.pdb | 结合 MHC II 类 [164] | |||
| gp350 | BLLF1 具有 mRNA 剪接变体 | 907 AA 3 个域 [Citation165] | N-连接和 O-连接的聚糖 2H6O.pdb | ~100% 域 1–3 | 结合补体受体 1 型(CR1/CD35)和/或 2 型(CR2/CD21) 多达 7 个不同的 CR2 结合位点 [166] | 72A1 [Citation167] (ND & 1.2–1.8) | AA142-161 [Citation168] |
注释:a) 参见 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/V01555.2 b) RCSB PDB 是结构生物信息学研究合作蛋白质数据库 (RCSB PDB),网址为 https://www.rcsb.org c) 根据 6 个序列估算得出。d) 中和 EBV 感染上皮细胞和 B 细胞 50% 所需的单克隆抗体浓度 (IC50),单位为 μg/ml。ND = 未检测到。
EBV 与其他疱疹病毒科成员具有许多共同的基本生物学特性,包括其基因组结构、双相生命周期、建立终身潜伏感染的能力以及致癌潜力[171]。γ 疱疹病毒 (如 EBV、KSHV)通常感染淋巴细胞(B 细胞或 T 细胞)。这与 α疱疹病毒 (如 HSV-1、HSV-2、VZV)主要在神经元中建立潜伏感染,以及 β疱疹病毒 (如 CMV、HHV-6、HHV-7)具有不同的嗜性且复制周期通常较慢形成对比。
3.2 生命周期
EBV 的双相生命周期包括裂解期(复制期)和潜伏期(休眠期),目前仍是研究的热点。裂解期(或复制期)负责产生新的病毒颗粒[6,172,173]。当病毒感染易感细胞(主要是口咽上皮细胞)或从 B 细胞潜伏期激活时,该过程启动。裂解期通过严格调控的基因表达级联进行。在早期阶段,病毒 DNA 聚合酶复制线性基因组,表达即刻早期基因(例如 BZLF1、BRLF1)和早期基因(例如 BNLF2)以劫持宿主代谢。在晚期阶段,结构蛋白(例如病毒衣壳抗原 VCA)组装成病毒颗粒,并通过出芽与外膜表面蛋白(例如 gB、gL、gH 等)一起释放;这些外部蛋白构成了大多数候选疫苗抗原的基础。
所示,当受感染的 B 细胞在生发中心分化为记忆 B 细胞时,即进入潜伏期。这一过程涉及一系列协调的细胞接管:衣壳转运至细胞核、DNA 进入细胞核、基因组环化、基因转录、裂解周期基因抑制以及三个程序中基因表达的降低[174-176]。在潜伏期 III,潜伏基因完全表达,EBNA1-3、LMP1-2 等驱动 B 细胞永生化(例如移植后淋巴增殖性疾病)。在潜伏期 II, 所示,受感染的 B 细胞增殖进入生发中心,潜伏基因的表达仅限于 EBNA1 至 EBNA3。在潜伏期 I,分裂的记忆 B 细胞仅表达 EBNA1 和小 RNA。最后,在潜伏期 0,健康携带者血液中循环的记忆 B 细胞中仅发现小的非编码 RNA。
图 2. EBV 的生命周期。由于某些步骤缺乏充分证据,而另一些步骤的数据相互矛盾,因此人们对 EBV 的生命周期尚未完全了解。尚未证实 EBV 会原发感染扁桃体上皮细胞,目前推测 B 细胞可能通过上皮细胞的间隙直接感染。扁桃体中存在三种 B 细胞群:幼稚 B 细胞(NBC)、记忆 B 细胞(MBC)和生发中心 B 细胞(GCBC)。在幼儿的扁桃体中,NBC 的数量多于 MBC,但到了青春期,这种情况会发生逆转[177]。 体外实验表明,所有细胞类型均能被 EBV 感染,但体内证据表明,NBC 是主要靶细胞[178,179]。该病毒通过向 B 细胞受体提供错误信号并表达全套潜伏期 III 蛋白来启动 B 细胞的快速增殖,从而确保宿主 B 细胞的存活。感染的 NBC 细胞在潜伏期 II 程序中被诱导进入生发中心(GC),并可能发生类别转换,但尚不清楚新感染的 MBC 细胞是否也会进入 GC,因为它们已经发生了类别转换。B 细胞通过两条途径离开 GC:一条分化为浆细胞,进入裂解周期;另一条分化为 MBC 细胞,在潜伏期 I 和潜伏期 0 程序中仅合成极少量的 EBV 抗原。这些携带 EBV 游离体的 MBC 细胞进入血液循环,并以极低的水平(占 B 细胞总数的 0.0001%至 0.005%)持续存在[29]。当 MBC 细胞被激活时(可能是由于抗原识别),病毒会发生再激活,MBC 细胞分化为浆细胞,随后进入病毒裂解周期。 改编自 Yu [6]、Munz [149]、Behrens [180]、Bu [179]、Taylor [181]、Liu [182]、Hochberg [183]、Thorely-Lawson [184]、Zelazowska [185]、Young [186] 和 SoRelle [187]。
在潜伏期,环状基因组以多拷贝游离体的形式附着在染色质上,但并未整合到细胞基因组中。多种刺激因素,包括抗 Ig[188]或受体交联,可在体外激活潜伏病毒,导致受感染的记忆 B 细胞分化为浆细胞,并重新激活病毒的裂解性复制[184]。
3.3. EBV 潜伏蛋白作为疫苗靶点
在原发性 B 细胞感染后,EBNA2 和 EBNA-LP 是首批表达的蛋白质,它们最初由 W 启动子(Wp)转录[189]。随后,EBNA2 作为主转录激活因子,将转录转移到 C 启动子(Cp),并诱导 LMP1 和 LMP2 基因的表达。潜伏基因及其特性总结于 。
这些蛋白是基于 T 细胞疫苗的理想候选靶点。EBNA3 家族包含免疫优势的 CD8+ T 细胞表位,是控制潜伏期 III 感染(例如移植后淋巴增殖性疾病(PTLD))的关键靶点。然而,对于缺乏 EBNA3 的恶性肿瘤,例如鼻咽癌和霍奇金淋巴瘤(潜伏期 II),疫苗必须靶向 EBNA1、LMP1 和 LMP2。虽然这些蛋白的天然免疫原性较低,但递送 LMP2 和 EBNA1 的病毒载体疫苗(例如 MVA-EL)已在临床试验中成功扩增了特异性 T 细胞[190,191]。EBNA1 在潜伏期 I 或 O 中发挥关键作用,因为它是唯一表达的 EBV 蛋白。因此,EBNA1 是所有潜伏期类型的关键靶点,也是根除潜伏感染的唯一途径。在人源化小鼠中,接种 EBNA1 可刺激 CD4+ T 细胞反应,并能抵抗 EBV 攻击和淋巴瘤发展,是迄今为止在该模型中唯一被证明能抵抗 EBV 感染的主动免疫方案 [192]。
这些蛋白质作为预防性疫苗候选物的主要缺点是它们与自身免疫有关( )。或许可以删除已知的自身免疫表位,或者制备具有保护作用的 T 细胞表位肽。
3.4. 表面蛋白作为疫苗靶点
对于 EB 病毒等包膜病毒,产生中和抗体的抗原通常位于病毒表面,并直接参与病毒与宿主细胞的黏附和感染[193]。目前普遍认为,介导病毒进入其两大主要靶细胞类型——B 淋巴细胞和上皮细胞——的关键 EB 病毒包膜糖蛋白包括 gp350、gH/gL、gp42 和 gB[194]( )。这些蛋白的特性列于 。
图 3. EBV 与靶细胞的结合和进入。表面蛋白 gp350/220、gp42 和 gH/gL 与 B 细胞和上皮细胞表面的受体结合。gB 三聚体作为融合蛋白,将病毒膜与靶细胞膜融合。gB 三聚体构象变化的触发机制被认为与通过胞质尾(图中未显示)与 gH/gL 的相互作用有关。gB 也被认为与 B 细胞和上皮细胞上的神经纤毛蛋白 1(neuropilin1)结合。gp350 与补体受体 2(CR2,CD21)结合。由于 mRNA 剪接事件,gp220 变体的形成导致其连接链长度发生变化。gH/gL 异二聚体与多种受体结合(见表 ),但图中仅显示了桥粒蛋白 2(desmocollin 2)和整合素αvβ6(integrin αvβ6)。 gp42 与 B 细胞以及其他表达 MHCII 的细胞类型上的 MHCII 结合。细胞和病毒图像由 CoPilot 生成。分子图像使用 SAMSON Connect,结构数据来自 AlphaFold 生成的结构或从 RCSB.org 下载的结构。
EBV 表面最丰富的糖蛋白是 gp350。它介导病毒与 B 细胞及其他类型细胞(如 T 细胞)上的补体受体 1 型(CR1/CD35)和/或 2 型(CR2/CD21)的黏附,从而触发病毒颗粒的内吞作用[165]。首批进入临床试验的 EBV 疫苗正是基于该蛋白的重组版本[195-197]。值得注意的是,与其他抗原相比,中和 gp350 所需的单克隆抗体浓度更高(见表 )。
关键的融合蛋白 gB 会经历翻译后修饰,包括信号肽的切割、糖基化以及在弗林蛋白酶切割位点 AA428-432 处的潜在切割。与其他融合蛋白一样,gB 具有融合前和融合后两种构象[198,199]。在 gH/gL(+/- gp42)介导的初始附着步骤之后,gB 发生构象变化,驱动病毒包膜与宿主细胞膜融合,使病毒衣壳进入细胞质。总之,gB 与 gL 和 gH 共同构成上皮细胞和 B 细胞(与 gp42 形成复合物时)的核心融合机制[200-203]。
gB 蛋白在融合前构象的稳定( )确保抗体靶向 EB 病毒在自然感染过程中存在的表位,并可能产生更有效的中和作用[202,203]。McCool 及其同事设计了基于去除弗林蛋白酶切割位点、空间填充残基和结构域间二硫键的稳定突变[205]。McCallum 等人[199]、Price 等人[204]以及我们 iosBio 实验室(专利申请中)也采用了后一种方法。融合前稳定还可以防止该蛋白引起膜融合,从而避免合胞体的形成。虽然这可能具有佐剂效应,但也可能导致在不受控制的部位造成不良的组织损伤,并加剧全身炎症反应。
图 4. AlphaFold 预测的 gB 融合前构象。A) 同源三聚体 [204] B) 单体,显示结构域 I 至 V 和 AMMO5 结合位点。信号肽已被移除。MPR = 膜近端区域。TM = 跨膜区。CT = 胞质尾。图像由 SAMSON Connect 根据 AlphaFold 构建的结构生成。默认颜色。
4. 针对 EB 病毒感染和疾病的疫苗
EB 病毒疫苗的研发已历经数十年,但至今仍未有获准常规使用的产品问世。由于 EB 病毒会建立终身潜伏感染,有效的疫苗策略可能需要双管齐下——既能预防初次感染,又能控制现有病毒载量。
实现完全免疫的难度可能进一步加剧这一挑战;然而,预防 EB 病毒相关疾病仍然是一项至关重要的临床目标。建立保护性免疫相关因素(CoP)对于实现这一目标至关重要,它需要从免疫系统对病毒的自然反应中汲取经验。通过综合考虑上述要求和其他因素,我们可以定义目标产品概况(TPP)。最后,本文将评估各种候选疫苗如何利用多样化的创新技术平台来满足 TPP 中设定的标准。
4.1. 预防性疫苗与治疗性疫苗
由于 EB 病毒的广泛传播及其潜伏感染的特性,单纯的 EB 病毒预防性疫苗面临诸多局限性。很大一部分潜在接种者,尤其是在旨在预防传染性单核细胞增多症的青少年项目中,可能已经潜伏感染了 EB 病毒,因此单纯的预防性疫苗对他们无效。疫苗无法保证对所有人产生完全免疫,而且疫苗诱导的免疫力可能会随时间推移而减弱。鉴于全球超过 90%的人口携带该病毒,接触病毒几乎不可避免。最后,由于 EB 病毒进化出了逃避免疫系统的机制,接种过疫苗的个体在接触 EB 病毒后,可能无法在病毒感染 B 细胞并建立潜伏感染之前刺激产生保护性记忆反应。
这些挑战表明,EBV 疫苗需要包含能够靶向和清除潜伏感染的治疗成分;但这很困难,因为 EBV,特别是其潜伏期 1 状态,是免疫逃避的高手。
临床研究已证实,清除潜伏感染细胞具有治疗作用。例如,一项 II 期研究成功地采用免疫消融联合自体造血干细胞移植 (HSCT) 治疗了多发性硬化症 (MS) [206]。这种强化治疗有效清除了所有潜伏感染细胞。能否设计一种 EBV 疫苗,使其比 HSCT 等激进疗法具有更高的特异性和安全性,从而达到清除潜伏感染细胞的效果?目前的研究已证实了其治疗效果,包括降低已感染 EBV 个体的病毒脱落 [23]。
诱导针对潜伏感染的长期免疫需要能够引发强效 T 细胞反应的疫苗免疫原,特别是来自 EB 病毒潜伏期和裂解期抗原的 CD8+ T 细胞表位[84,190]。虽然使用全长 EB 病毒潜伏期蛋白作为免疫原是一种很有吸引力的策略,但其主要限制在于可能诱发自身免疫(见表 )。这限制了它们的直接应用,因此需要精心设计和配制抗原。
4.2. 用于疫苗研发的动物模型
疫苗的研发依赖于动物模型来优化临床前抗原设计、剂量和给药方案。对于 EB 病毒疫苗,早期研究使用棉顶狨[207,208]和普通狨猴[209,210],这些动物可通过注射感染 EB 病毒。在近期的研究中,新西兰白兔被广泛使用(见下表 中的示例),它们可通过口服途径部分感染 EB 病毒[229,230]。用人造血干细胞重建免疫缺陷的小鼠感染 EB 病毒后,可重现 EB 病毒感染的几个主要特征,例如 CD8+ T 细胞淋巴细胞增多[231]、肝脾肿大[232]、细胞因子水平升高[149]、伴有潜伏期 III 基因表达的淋巴增生性疾病[233],甚至还有类似类风湿关节炎的侵蚀性关节炎[234]。 Kirchmeier 及其同事通过鼻内给药感染人源化小鼠,在鼻相关淋巴组织中诱导组织驻留记忆 CD8+ T 细胞,但这些细胞未能控制病毒载量,也未能建立长期潜伏感染 [19]。
尽管这些模型提供了宝贵的见解,但没有一个模型能够忠实地重现人类感染的完整双相生命周期。因此,现有的动物模型无法确定与 EB 病毒预防性疫苗相关的抗体或黏膜免疫复合物。目前关于此类相关性的数据必须依赖于对自然原发感染和长期血清阳性人群的免疫学研究。
4.3. 对自然感染的免疫反应及保护作用的相关因素
目前尚无针对 EB 病毒感染或传染性单核细胞增多症(IM)的正式保护效力(CoP),尽管建立 CoP 有助于优化疫苗研发。在一项 gp350 亚单位疫苗的 II 期临床试验中(见下表 ),接种疫苗的个体免受 IM 的侵害,但并未免受感染,这表明 CoP 取决于所考虑的终点。
如上所述,儿童时期感染 EB 病毒似乎无症状,而 50%的青年人可能会出现传染性单核细胞增多症(IM)的症状。其原因尚未得到充分研究。我们推测,原因可能是青少年扁桃体中记忆 B 细胞数量较多[177],这些细胞在 EB 病毒感染后会增殖;而幼稚 B 细胞在感染后会在生发中心转为潜伏期 II,因此增殖可能较少(见图 )。Balfour 及其同事[235]提出了另一种假设,例如儿童体内 NKG2A+ NK 细胞数量较多,这些细胞可以清除 EB 病毒感染的 B 细胞。
在传染性单核细胞增多症(IM)中,EB 病毒原发感染会引发强烈且特征性的免疫反应。在 6 周的潜伏期内,病毒难以检测,仅在症状出现前 1 至 2 周才开始在血液和唾液中迅速出现。这与浆细胞样树突状细胞的快速下降相吻合[25]。
传染性单核细胞增多症(IM)急性期以针对病毒复合体(VCA)的 IgM 抗体出现为标志,随后不久出现针对 VCA 和早期抗原(EA)复合物的 IgG 抗体。在原发感染期间,几乎检测不到 EB 病毒特异性中和抗体[236]。针对 EB 病毒中和抗体(EBNA)的抗体出现较晚,通常在症状出现后数周至数月,其出现标志着从急性感染向潜伏感染的转变。B 细胞中和抗体在 IM 症状出现后 180 天达到峰值[237]。高滴度的抗 VCA IgG 和抗 EBNA 抗体终生持续存在,是既往感染的标志[25,236,238]。抗体依赖性细胞毒性(ADCC)和抗体依赖性细胞介导的吞噬作用(ADCP)在 IM 发病后最多需要 6 个月才能发展,这可能是由于抗体亲和力成熟缓慢所致[237]。
宿主对原发性 EB 病毒感染(尤其是在有症状的传染性单核细胞增多症中)反应的核心组成部分是 T 淋巴细胞的大量扩增[182,239]。这种反应主要由 CD8+ T 细胞主导,它们主要靶向病毒裂解周期抗原,并存在明显的免疫优势层级:即刻早期和早期蛋白(例如 BZLF1、BRLF1、BMLF1)比晚期结构蛋白(包括 gp350、gH、gL 和 gB)更常被靶向[181]。此外,还会启动针对潜伏期抗原(主要是 EBNA3)的亚优势 CD8+ T 细胞反应。然而,从预防性疫苗的角度来看,在初始 B 细胞感染后表达的“第一波”潜伏期蛋白——特别是 EBNA2、EBNA-LP 和 BHRF1[132]——是关键靶点。 EBNA2 是一种极具潜力的疫苗免疫原,因为 EBNA2 特异性 CD8+ T 细胞能够在感染后 24 小时内识别 B 细胞,这一时间点早于 EBNA3B 或 LMP2 的识别 [237]。更重要的是,这些早期 EBNA2 特异性 CD8+ T 细胞已被证明能够在体外有效抑制新近 EBV 转化的 B 细胞系的增殖。
除了 CD8+ T 细胞应答外,原发性 EBV 感染还会诱导大量高度活化的抗原特异性细胞毒性 CD4+ T 细胞 (CD4-CTL) [182,239,240]。这些细胞靶向多种 EBV 抗原,具有 T01 样特性,并携带包括穿孔素和颗粒酶 B 在内的多种细胞毒性蛋白。这种急性 CD4-CTL 群可在体外直接应答 EBV 感染的 B 细胞。记忆性 CD8+ T 细胞应答也会持续存在,并继续靶向裂解性抗原和潜伏性 EBNA3 家族蛋白。
在长期潜伏感染期间,T 细胞监视对于维持病毒与宿主之间的平衡至关重要[182]。然而,EBV 已经进化出强大的机制来逃避 T 细胞对其持续存在所需蛋白的识别[241]。其中最典型的例子是 EBNA1,它是维持病毒游离体的一种抗原。EBNA1 凭借其甘氨酸-丙氨酸重复序列(GAr)结构域有效地逃避了 CD8+ T 细胞的识别,该结构域抑制蛋白酶体降解以及随后在 MHC I 类分子上的呈递。同时,其严格的核定位限制了其进入巨自噬途径,从而限制了其在 MHC II 类分子上的呈递给 CD4+ T 细胞。其他潜伏蛋白也采用了逃避策略( );例如,EBNA2 可以抑制 MHC II 类基因的表达[241]。这种广泛的免疫逃逸凸显了针对已建立的潜伏感染的挑战,并提出了一种针对“第一波”抗原(如 EBNA2)的疫苗策略,这些抗原在这些免疫逃逸潜伏程序完全建立之前就被呈递给 CD8+ T 细胞 [132]。
人们普遍预期血清学上的 CoP(细胞保护性免疫球蛋白)会含有针对 B 细胞和上皮细胞的中和抗体[216,226];然而,这些抗体与 EBV(EB 病毒)感染预防之间的实际相关性仍存在争议[195,242]。临床观察显示,急性传染性单核细胞增多症(IM)患者在发病初期缺乏 EBV 中和抗体,这些抗体会在患者康复后出现[243]。此外,gp350 抗体水平越高,IM 的严重程度越低[244],并且健康对照组的中和抗体水平远高于 EBV 相关癌患者[245]。
另一方面,HIV 阳性母亲体内 EBV 中和抗体与预防其子女 EBV 感染之间并无相关性[246]。这表明其他抗体机制可能对免疫反应至关重要。其中一种机制是抗体依赖性细胞毒性(ADCC),它在感染的慢性期产生,主要靶向 gp350,但与其他病毒相比,其水平仍然相对较低[236]。因此,未来的 EBV 疫苗研究可能需要借鉴 CMV 疫苗研究的经验,后者表明,CoP 研究不仅应包括中和作用,还应包括抗体结合(包括 IgG 和 IgA 抗体)[242]以及 T 细胞反应[247-249]。
由于慢性 EB 病毒感染引起的免疫功能反应会随时间推移而下降,而慢性 HIV 感染引起的免疫反应则往往会增强[236],因此设计长效疫苗十分复杂。这种缺乏自然“增强”机制意味着自然感染可能无法强化疫苗诱导的免疫力,因此可能需要定期接种加强针来维持保护作用。
在原发感染期间,尚未检测到口腔内 EB 病毒的复制,因此其复制水平必然非常低[25]。这意味着口腔内的局部免疫反应可能是防止感染细胞扩散到外周血的关键。
4.4 目标产品概况
目标产品概况 (TPP) 是一份战略性文件,概述了候选疫苗的预期特性。它既是疫苗研发的指导原则,也是衡量疫苗成功与否的基准。理想的 EBV 疫苗的 TPP 已发生显著变化,预防多发性硬化症 (MS) 已成为主要驱动因素,与预防传染性单核细胞增多症 (IM) 和 EBV 相关癌症并列( )。由于世界卫生组织 (WHO) 或监管机构尚未发布正式的 EBV 疫苗 TPP,本文提出的 TPP 代表了作者提出的框架,该框架借鉴了已发表的美国国立卫生研究院 (NIH) 专家共识 [250]、传播模型 [251]、黏膜免疫的重要性 [252]、卫生经济学分析 [148] 以及上文讨论的其他因素。
| TPP 特性 | 最低目标 | 理想目标 |
|---|---|---|
| 1. 适应症和人群 | ||
| 主要适应症 | 预防由 EBV 引起的传染性单核细胞增多症。 | 预防传染性单核细胞增多症、EBV 相关癌症和多发性硬化症。 |
| 主要目标人群 | 将婴儿(例如 9-12 个月)纳入常规免疫接种计划。 | 婴儿(普遍接种疫苗)。 |
| 次要目标人群 | 血清阴性青少年(例如 12-18 岁)作为“追赶”群体。 | 对血清阴性和血清阳性的青少年和青年进行检测,以减少病毒脱落和疾病发生。 |
| 2. 功效 | ||
| 终点 1:临床(IM) | 疫苗预防临床传染性单核细胞增多症的有效率≥50%。 | 疫苗预防临床传染性单核细胞增多症的有效率≥70%。 |
| 终点 2:病毒学 | 疫苗对预防 EBV 血清转化为非疫苗抗原的有效率≥70%。 | 疫苗在预防 EBV 血清转化和无症状病毒血症方面有效率≥90%。 |
| 保护期限 | 至少5年的保护期证明。 | 至少 15 年的保护作用有证据支持,且保护作用的相关因素表明可获得终身免疫。 |
| 3. 安全性 | ||
| 不良反应 | 安全性与其他常规儿童/青少年疫苗相当。 | 安全性良好,局部和全身不良反应发生率极低。 |
| 严重不良事件 | 与安慰剂相比,预先设定的严重不良事件(SAE)(包括自身免疫事件)没有统计学意义上的显著增加。 | 严重不良事件发生率极低,并通过严格的上市后监测进行监控。 |
| 4. 疫苗特性 | ||
| 活性成分 | 通过成熟的平台递送一种或多种免疫原(例如蛋白质亚单位、VLP、mRNA)。 | 通过先进平台递送的免疫原组合(例如 gp350、gH/gL、gB),可诱导中和抗体和 T 细胞反应。 |
| 推介会 | 冻干制剂或液体制剂,单剂量或多剂量小瓶包装。 | 预充式单剂量注射器或口服/鼻内给药装置。多剂量小瓶必须含有防腐剂和疫苗瓶监测器(VVM)。 |
| 5. 剂量和给药方法 | ||
| 给药途径 | 肌内注射。 | 口服或鼻内给药以诱导黏膜免疫。 |
| 日程 | 在婴儿期或青春期开始接种 2 剂或 3 剂基础免疫疫苗。 | 基础免疫接种需接种两剂疫苗,青春期可选择接种加强剂。 |
| 共同管理 | 安全性和免疫原性数据,以支持与目标年龄组的关键疫苗(如麻疹、腮腺炎、风疹疫苗、人乳头瘤病毒疫苗)共同接种。 | 与所有常规疫苗完全兼容,不会产生临床上显著的免疫干扰。 |
| 6. 程序化适用性 | ||
| 储存与稳定性 | 储存温度为 2°C 至 8°C。 | 储存温度为 2°C 至 8°C。在受控温度链 (CTC) 条件下稳定(例如,最高 40°C 至少 3 天)。 |
| 保质期 | 至少24个月。 | 至少36个月。 |
| 监管与可及性 | 在主要市场(例如美国、欧洲)获得许可。 | 世卫组织资格预审旨在促进全球采购,并方便低收入和中等收入国家获取疫苗。价格可接受,可纳入国家免疫规划。 |
首选的主要适应症是预防 EB 病毒相关疾病,例如多发性硬化症和癌症,但这些疾病通常在初次感染后数年甚至数十年才会出现,因此临床疗效试验耗时且难以实施。这与人乳头瘤病毒(HPV)疫苗项目类似;由于宫颈癌通常在 HPV 感染后十多年才出现,因此以癌症为终点既不可行也不符合伦理,所以监管机构已确立了使用替代终点的先例[253]。对于 EB 病毒,目前逐渐形成共识,认为其主要适应症是预防青少年传染性单核细胞增多症[17]。这将需要开展上市后研究,以评估该疫苗预防多发性硬化症或各种癌症的能力。下文专家意见第 5.1 节将对此进行更深入的探讨。如果该疫苗能够有效预防感染,那么这些争论就变得毫无意义了。
该疫苗的目标人群为 1 至 25 岁的儿童和青少年,理想情况下应从 1 岁开始普遍接种。其目的是预防或限制早期感染和病毒潜伏。其原理是,由于潜伏的 EB 病毒能够躲避免疫系统的攻击,因此预防广泛感染比治疗感染更容易。
为确保感染黏膜部位产生相关的局部免疫力,我们建议口服制剂优于注射剂。该方案建议采用初免-加强免疫程序(婴儿期接种初剂,青春期接种加强剂),与麻疹-腮腺炎-风疹-水痘(MMRV)疫苗和人乳头瘤病毒(HPV)疫苗等常规疫苗兼容。由于病毒感染后仅产生潜伏蛋白,自然感染可能无法增强对裂解性抗原的免疫反应,因此可能需要定期加强免疫。如果能研发出一种具有热稳定性且可通过邮寄方式递送的口服疫苗,则将有助于加强免疫。
该策略优先考虑具有竞争力的定价和世卫组织的预认证。虽然初期市场包括北美和欧洲(重点关注免疫介导性骨髓瘤和多发性硬化症),但该疫苗对于东南亚和非洲对抗 EB 病毒相关癌症(如伯基特淋巴瘤)也至关重要。
4.5. 处于临床前和临床研发阶段的疫苗
目前 EBV 疫苗研发管线充满活力且多元化,涵盖了从传统亚单位蛋白到 mRNA 和病毒载体等多种先进技术。 详细总结了正在研发中的主要候选疫苗。
| 疫苗名称/平台 | 开发者 | 人口 | 临床状态 | 免疫学检测 | 备注/引语 |
|---|---|---|---|---|---|
| 重组痘苗病毒 gp220-340 | 中国/德国 | 成人/儿童/1-3 岁血清阴性儿童, N =20 | 第二阶段已完成 | ELISA 膜抗原,使用 VCA 的 IF | 接种疫苗者中有 3/10 感染了 EBV,而对照组中有 10/10 感染了 EBV [196] |
| 重组 gp350 + AS04 | 葛兰素史克(比利时) | 血清阴性 16–25 岁 N = 181 | 第二阶段 完全的 NCT00430534 | ELISA gp350,中和抗体人 B 细胞,与 72A1 竞争性 ELISA | 预防单核细胞增多症的有效率为 78%,但对感染无效 [195,211] |
| 重组 gp350 + 氢氧化铝凝胶 | 葛兰素史克与英国癌症研究中心制剂部门(英国) | 接受移植的儿童平均年龄为 8.9 岁 N = 16 | 第一阶段完成 | ELISA gp350,竞争性 ELISA | 13 名受试者中有 4 名产生了中和抗体[197] |
| T 细胞肽-TT 偶联物+佐剂 | 中光 澳大利亚 | HLA B*0801(+) RBV (-) 18–50 岁 N = 14 | 第一阶段 | T 细胞 ELISPOT, 51 Cr 释放试验 | 安慰剂组 2 人中有 1 人出现 IM,而疫苗组 4 人中无一人出现 IM [212] |
| mRNA-1189 gH、gL、gp42、gp220 | 现代的 (美国) | 10–30 和 N = 422 | 第一/二阶段(Eclipse 试验) NCT05164094 | gHgL、gp42、gp220 抗体结合、B 细胞中和抗体 | 唾液 EBV 载量和受试者数量减少 [23] |
| mRNA-1195 (+?EBNA3A 和 LMP2b) | 现代的 (美国) | 18-55岁和 多发性硬化症患者 | 第一阶段 NCT05831111 第二阶段 NCT06735248 | 抗体结合,B 细胞中和抗体 | 研究多发性硬化症复发预防[23] |
| gp350-铁蛋白纳米颗粒基质 M1 | 美国国家过敏症和传染病研究所 (美国) | 18–29 和 | 第一阶段 NCT04645147 NCT05683834 | ELISA、SVK CR2 的 B95-8/F NAb、293T/17 和 Raji 细胞 | 评估优化后的 gp350 的安全性和免疫原性[213–215] |
| V350A/B 铁蛋白纳米颗粒 gH、gL、gp42、gp350 | ModeX / 默克 (美国) | 18-30岁和 N = 200 | MDX 2201 第一阶段 NCT06655324 | Akata Bx1 EBV NAb 4E3 和 293T 细胞 | [Citation216,Citation217] |
| EBV-001 空的 EBV 颗粒 | EBViously(德国) | 小鼠、兔子 | 临床前 | ELISA 全病毒、VCA 和 EBNA1、EBV 2089 中和抗体、ELISPOT T 细胞 | 针对 EBV 抗原的体液和细胞反应[218,219] |
| 含 20 个 T 细胞表位的多聚蛋白+gp350+AMP-CpG | QIMR Berghofer (澳大利亚) | HLA 转基因小鼠 | 临床前 | ELISA gp350、NAb、B 细胞 ELISpot、T 细胞细胞因子染色 | 诱导强效抗体和杀伤性 T 细胞反应;延缓小鼠淋巴瘤生长[190,220] |
| 全球 4 抗原 EBV 疫苗 gp350、gL、gH、gB | Citranvi Biosciences(北卡罗来纳州) | 人源化小鼠、兔子 | 临床前 | Raji 和 HeLa 细胞的 gp350、gH/gL 和 gB、B95-8/F 中和抗体 ELISA 检测 | 多聚体抗原在动物体内诱导的中和抗体滴度高于单体抗原[221-223] |
| MVA-EBV5-2 或病毒样颗粒 gp350、gB、gp42gHgL | 贝克曼研究所(加利福尼亚州) | Balb/c 小鼠、人源化 NSG 小鼠、恒河猴 | 临床前 | ELISA gp350、gB、gP42、gH/gL、Raji 和 HEK293 的 EBV-eGFP NAb | 在小鼠和猕猴中,其疗效优于 gp350 疫苗[224,225]。在兔子体内具有高滴度。 |
| 纳米颗粒 gHgL,甲病毒复制子 | 弗雷德·哈钦森癌症中心(西雅图) | 人源化小鼠 | 临床前 | ELISA、B95-8/F NAb、T 细胞细胞因子染色 | 可抵御致命攻击[226,227] |
| 口服 Ad5 gH、gL、gB、gp350 | iosBio (英国) | Balb/c 小鼠、新西兰白兔、SD 大鼠 | 临床前 | Raji 和 293T 细胞的 ELISA、BAL 和血清 pNAb | 口服给药旨在诱导粘膜和全身免疫[228] |
注:ELISA = 酶联免疫吸附试验,NAb = 中和抗体试验,pNAb = 假病毒中和抗体试验,BAL = 支气管肺泡灌洗。
ModeX Therapeutics 公司目前正与默克公司联合开发一种候选疫苗,该疫苗基于铁蛋白纳米颗粒平台,可展示多个重组抗原拷贝。该疫苗设计为二价疫苗,表达靶向 B 细胞和上皮细胞入侵的抗原,包括 gp350、gH、gL 和 gp42。默克这样的大型制药公司的参与,表明该疫苗研发团队对该产品具有很高的商业信心,认为其极有可能达到 TPP(目标产品政策)中预防感染和疾病的目标,并最终获得上市许可。
目前处于临床前阶段的候选疫苗均为多组分疫苗,且采用不同的平台。仅有 iosBio、贝克曼研究所和 Citranvi 明确提及在其疫苗中加入了 gB。总部位于英国的 iosBio 专注于口服给药途径,旨在诱导口咽黏膜免疫,这可能是阻断初始感染和传播的最有效方法。
由葛兰素史克(GSK)开发的、以 AS04 为载体的重组可溶性 gp350 亚单位疫苗,多年来一直是临床上最先进的疫苗,其研究结果深刻影响了整个领域[254]。该疫苗成功实现了预防临床疾病(传染性单核细胞增多症,IM)的目标,但在预防感染这一更根本的目标(以血清转化为指标)方面却未能达到[195]。这一结果表明,仅针对 gp350 的免疫反应不足以提供完全免疫。
Moderna 公司利用其高度成功的 mRNA 平台,开发了 mRNA-1189 多抗原疫苗,这是目前临床进展最快的项目。小鼠临床前研究结果令人鼓舞,表明该疫苗能够诱导针对 B 细胞和上皮细胞感染的强效中和抗体反应[255]。该疫苗目前正在进行 I/II 期临床试验(Eclipse 试验,NCT05164094),公司季度报告的早期数据显示,该疫苗能够降低 EBV DNA 的含量(病毒载量)以及唾液中病毒脱落的受试者数量,这是衡量其对病毒传播潜在影响的关键指标[23]。该疫苗包含针对上皮细胞入侵(gH/gL)和 B 细胞入侵(gp220、gp42)的抗原,与预防血清转化这一主要目标完全契合,而血清转化被认为是预防多发性硬化症的必要终点。唾液脱落减少的早期迹象尤其令人鼓舞,因为这表明全身(肌肉注射)疫苗可以在粘膜传播部位产生具有功能性作用的免疫反应,这是一个非常理想的 TPP 特性。
与 mRNA-1189 并行推进的 Moderna 的 mRNA-1195 项目代表了一种更为雄心勃勃的治疗策略。虽然其确切成分尚未完全公开,但据信包含潜伏抗原 EBNA3A 和 LMP2b。这项 II 期研究(Horizon 试验,NCT06735248)正在评估 mRNA-1195 作为治疗性疫苗在早期多发性硬化症 (MS) 患者中的疗效。该候选疫苗代表了一种针对 EB 病毒 (EBV) 相关疾病的双管齐下策略。预防部分符合预防初始疾病的主要目标,而治疗部分则探索了另一种模式:治疗已确诊的疾病。这体现了对 EBV 生物学的深刻理解,即疫苗可能需要同时具备预防新感染和控制现有感染的能力,才能最大限度地发挥其公共卫生效益。
总结了所回顾研究中使用的免疫学检测方法。体液免疫反应主要通过抗原结合试验(ELISA、免疫荧光)和病毒中和试验进行评估,而细胞免疫反应则在部分研究中使用基于 T 细胞的检测方法进行评估。值得注意的是,没有研究报告抗体依赖性细胞毒性(ADCC)或抗体依赖性细胞吞噬(ADCP)检测,这表明在全面的免疫分析方面存在空白。由于缺乏用于 EBV 疫苗免疫原性评估的标准化检测方案、参考试剂和经验证的生物样本,因此无法进行有意义的实验室间比较,也限制了在不同疫苗平台和研究人群中建立行为准则(CoP)的能力。
5. 结论
总之,EBV 疫苗研发领域正处于一个转折点。在 EBV 与多发性硬化症(MS)之间确凿的因果关系的推动下,研究人员致力于开发复杂的多抗原策略,以克服以往的失败。在确定靶抗原方面达成共识的同时,各种竞争激烈的下一代技术平台——包括 mRNA、纳米颗粒、病毒样颗粒(VLP)和新型病毒载体——也蓬勃发展,共同造就了一个充满活力且竞争激烈的研究格局。未来几年的临床试验不仅将决定哪些候选疫苗能够成功预防 EBV 及其带来的毁灭性后遗症,还将为我们提供关于这些先进平台在对抗复杂病毒病原体方面的相对优势的宝贵见解。尽管临床开发和长期验证方面仍存在诸多挑战,但科学的进步和研究的深入开展使得获得许可的 EBV 疫苗首次成为一个切实可行的公共卫生目标。
6. 专家意见
获得 EB 病毒疫苗许可的道路比以往任何时候都更加清晰和紧迫,但这条道路仍然充满着关键的科学和临床问题。以下部分综合了作者基于文献综述的观点,阐述了如何应对这一挑战,超越基础的免疫原性评估,转向实现确切疗效和长期全球影响所需的细致入微的专业策略。
6.1. 预防 IM 可合理预测 MS 的预防。
EBV 感染很可能是导致多发性硬化症(MS)的必要条件;因此,预防 MS 最可靠的方法是预防感染。然而,诱导终身持久的完全免疫可能难以实现。另一方面,预防传染性单核细胞增多症(IM)——一种免疫系统被 EBV 过度激活的暴发性感染——已被证实有效。有什么证据表明预防 IM 可以预测 MS 的预防呢?首先,IM 会使 MS 的风险增加 2 到 3 倍,因此预防 IM 至少可以转化为预防 MS 的 50%的有效性。其次,初次感染后,EBV 会自我调节至极低的病毒载量,以逃避免疫系统的攻击,这是其生存策略的一部分。利用这一机制,疫苗接种可以限制病毒的初始传播,并降低自身反应性 B 细胞永生化的可能性。第三,早期证据表明,疫苗接种可以减少病毒脱落,而这只能通过清除潜伏感染的 B 细胞或阻止其重新激活来实现。无论 EBV 通过何种机制引起传染性单核细胞增多症或多发性硬化症,这都会破坏这种机制。
6.2. 以前接触过病毒的人群应该接种疫苗
既往接触过 EB 病毒的人群应接种疫苗,主要有三个原因。首先,虽然理论上只对血清阴性个体进行疫苗接种似乎很理想,但普遍筛查的成本使得这种方法在经济上不切实际。其次,由于 EB 病毒会建立潜伏感染以逃避免疫系统的检测,接种疫苗可以增强免疫反应,有助于控制感染,并预防其发展为癌症或自身免疫性疾病。最后,接种疫苗可以减少病毒从口咽部脱落的频率和数量,从而降低病毒在人群中的传播。
6.3. 合作参考实验室可以标准化检测方法,以帮助建立保护相关性。
建立 EB 病毒感染或疾病的临床实践标准(CoP)对于疫苗研发和监管审批至关重要,因为这些相关性标准使生产商无需进行新的疗效试验,即可调整生产工艺、配方、组合产品、剂量和给药方案等,而是依赖于免疫桥接研究,这些研究能够证明疫苗的免疫反应与已建立的相关性标准相当。尽管一些研发者可能更倾向于保留对此类数据的专有控制权,但血清学检测标准化方面的国际合作对于推进临床实践标准的建立至关重要,例如肺炎球菌疫苗[256]。世界卫生组织(WHO)继续引领着这些工作,但 EB 病毒并未被列入其最新的疫苗研发优先清单,也未对其进行评估[257]。这可能反映了科学界近期发生的转变,即 EB 病毒作为一种致癌病毒的长期既定作用,因将其与多发性硬化症(MS)联系起来的突破性证据而得到进一步强化。
6.4 口服疫苗可提供相关的局部免疫力
我们推测,口服疫苗可能在 EB 病毒(EBV)初次入侵部位(包括口咽黏膜和肠道相关淋巴组织)诱导相关的黏膜免疫,EBV 很可能在首次与 B 细胞相互作用之前在这些部位进行复制。血清抗体可能渗出至黏膜表面,但其浓度下降可能会限制其效力,并且系统性记忆免疫细胞只有在病毒进入血液循环后才会被激活,此时已无法阻止 B 细胞的潜伏感染。另一方面,驻留在扁桃体中的局部记忆 B 细胞和 T 细胞会立即被激活并增殖,发挥其防御功能。因此,针对黏膜反应的口服免疫可能是预防初次感染的主要途径。检测唾液中特异性分泌型 IgA 可以证实局部免疫反应的诱导。
6.5. 定期使用表面抗原进行加强免疫比在预防性疫苗中添加潜伏期蛋白更安全。
潜伏蛋白旨在劫持 B 细胞的代谢,因此它们与许多自身蛋白具有序列或结构同源性(见表 )。虽然它们可能最有可能消除或减少潜伏感染,但也存在引发自身免疫反应的风险。我们推荐的方法是使用裂解性表面抗原,并定期加强免疫,以确保持续预防新发感染。
6.6. 疫苗咨询委员会有权在 EB 病毒疫苗获得许可后立即建议实施全民免疫接种计划。
疫苗咨询委员会在决定是否推荐某种疫苗时,必须考虑诸多标准,其中最突出的两项是:疫苗是否安全有效?是否具有成本效益?第二个问题在多发性硬化症 (MS) 和 EB 病毒 (EBV) 相关癌症的案例中很容易得到解答。即使是部分预防也能挽救成千上万人的生命,并节省数十亿美元的医疗保健费用(参见表 以及 2.4 节)。接下来需要解答的是疫苗的安全性和有效性问题,而最佳的解答方式是推广全民 EBV 疫苗接种计划,并辅以补种措施,同时监测 MS 的发病率。由于从感染到 MS 发病的时间间隔为 2 至 15 年,某些癌症的潜伏期甚至更短,因此疫苗的初步疗效可能在 3 至 5 年内显现。这种方法的风险收益比非常有利,我们相信疫苗生产商和公共卫生机构都有机会为此做出贡献。
文章亮点
爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)最初是从一例伯基特淋巴瘤患者中分离出来的;现在它与多种恶性肿瘤有关,包括霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤,以及鼻咽癌和胃癌。它约占所有癌症相关死亡人数的 1.8%。
长期以来,人们一直怀疑 EBV 在多发性硬化症 (MS) 中的作用,因为传染性单核细胞增多症 (IM) 会使 MS 的风险增加一倍,但确凿的证据直到 2022 年一项针对 1000 万美国军人的里程碑式研究才出现。
与其他疱疹病毒一样,EB 病毒的生命周期呈双相性。它始于感染和复制口咽和扁桃体的上皮细胞,随后在 B 细胞中终身潜伏,并有可能周期性地发生裂解性再激活。
针对表面蛋白(gB、gH、gL、gp42 和 gp350)的疫苗可诱导中和抗体,从而防止 B 细胞和上皮细胞的感染。
由于潜伏期表面蛋白缺失,治疗性疫苗必须靶向控制 B 细胞代谢的蛋白,例如核抗原(EBNA)和潜伏膜蛋白(LMP)。这些特定蛋白也与 EB 病毒相关的自身免疫性疾病有关。
2007 年发表的一项 gp350 重组蛋白疫苗研究显示,该疫苗在预防传染性单核细胞增多症 (IM) 方面有效率达到 78%,证明了其概念的有效性,但由于当时人们对 EBV 造成的疾病负担认识不足,该疫苗从未实现商业化。
基于此审查,提出了 EBV 疫苗的目标产品概况 (TPP),其中包括最低目标和首选目标,并根据该概况对当前的候选疫苗进行了简要评估。
目前的研发工作利用多种表面抗原,并采用包括 mRNA-LNP、VLP、纳米颗粒和病毒载体在内的多种平台。目前正在进行 I 期和 II 期临床试验。
各利益相关方正就上市许可流程达成共识,尤其是在将传染性单核细胞增多症(IM)预防作为疗效终点方面。为推进相关工作,全球合作必须着重于确定保护性因素、细化目标年龄组,以及选择上市后研究中需要追踪的疾病及其追踪方式。
全文:EB 病毒疫苗研发进展 — Full article: Progress toward an Epstein-Barr virus vaccine
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