狂犬疫苗的给药途径:数据比较

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The Route of Administration of Rabies Vaccines: Comparing the Data

经过 黛博拉·J·布里格斯

美国堪萨斯州立大学兽医学院诊断医学/病理生物学系,曼哈顿,堪萨斯州 66506
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通讯作者。
Viruses 2021 , 13 (7), 1252; https://doi.org/10.3390/v13071252
提交日期:2021 年 6 月 1 日 / 修订日期:2021 年 6 月 24 日 / 接收日期:2021 年 6 月 25 日 / 发布日期:2021 年 6 月 27 日 / 更正日期:2022 年 6 月 23 日

 

抽象的

细胞培养狂犬疫苗最初于 20 世纪 80 年代获得许可,是预防人类狂犬病的关键手段。世界卫生组织(WHO)推荐的首个暴露后预防(PEP)疫苗接种方案采用肌内注射,疗程长达三个月。为了在不影响安全性的前提下降低 PEP 的成本,世卫组织鼓励对两种策略进行进一步研究,包括开发成本更低的细胞培养狂犬疫苗生产方法以及通过皮内(ID)途径减少细胞培养狂犬疫苗的用量。大量临床试验提供了充分的数据,支持减少疫苗剂量、缩短 PEP 疗程,并批准采用皮内途径进行 PEP 和暴露前预防(PrEP)。然而,自细胞培养狂犬疫苗研发以来发表的大量数据,对于希望审查并决定其所在地区最合适的 PEP 和 PrEP 方案的公共卫生官员来说,可能会感到不知所措。在本综述中,我们考察了三个关键基准,这些基准可以为卫生官员在审查数据以在其所在地区实施新的 PEP 和 PreP 方案时提供指导,包括:接种疫苗后的免疫原性证据;预防疾病发生的有效性证明;以及确认所考虑的方案在加强接种疫苗后能引起快速的记忆反应。

 

1. 引言

狂犬病是一种人畜共患病,高达 99%的人类狂犬病死亡病例是由接触感染犬只引起的[ 1 ]。因此,预防大多数人类狂犬病病例最有效的全球策略是在感染源(即犬只)上消除狂犬病的传播。在犬狂犬病流行国家开展的几项成功的犬只大规模疫苗接种计划证明,消除犬狂犬病是可行的,并且在预防人类狂犬病死亡方面具有成本效益[ 2 , 3 , 4 ]。然而,在实现犬狂犬病全球消除之前,提高犬狂犬病流行国家人类狂犬病疫苗的可及性是减少当前人类狂犬病死亡人数的关键。事实上,在接触狂犬病动物后,接种人类狂犬病疫苗并进行适当的伤口护理被认为是预防人类狂犬病的第一道防线之一。
细胞培养狂犬病疫苗(CCV)是少数几种能够在接触病原体后提供保护的人类疫苗之一[ 5 ]。暴露后预防(PEP)包括在特定时间段内多次接种疫苗,其在保护人类免受狂犬病感染方面非常成功,因此在狂犬病流行地区通常不需要对全体人群进行预先接种疫苗来预防狂犬病。
细胞培养疫苗(CCV)研发于四十多年前,是迄今为止最有效的人类疫苗之一,彻底改变了公共卫生官员制定和实施人类狂犬病预防计划的方式[ 6 , 7 , 8 ]。目前应用最广泛的 CCV 由三种细胞类型生产,包括:人二倍体细胞、Vero 细胞和鸡胚细胞。截至本文发表时,已有四种 CCV 符合世界卫生组织(WHO)的预认证标准[ 9 ]。
各国对人狂犬疫苗的接种建议必然有所不同。例如,有的国家可能认为皮内注射(ID)途径有益,而有的国家则不这么认为。对已发表文献的回顾表明,已有大量临床试验评估了不同方案中肌内注射(IM)和皮内注射(ID)途径的效果[ 10 , 11 , 12 , 13 ]。然而,与肌内注射和皮内注射途径相关的已发表数据数量庞大,这使得在试图修改国家狂犬病疫苗接种方案以预防人狂犬病时,难以对这些数据进行比较。本简要综述探讨了在需要比较狂犬疫苗肌内注射和皮内注射的临床数据时,评估过程中应考虑的三个关键因素。这些因素包括接种疫苗后狂犬病毒中和抗体 (RVNA) 的证据、证明正在考虑的方案可以保护接触过确诊狂犬病动物的患者,以及确认接受过暴露前预防 (PrEP) 的人对加强疫苗接种会产生回忆反应。

2. 数据对比

显然,各国卫生机构在制定新的或更新现有的狂犬病预防建议时,需要考虑和评估各种数据。然而,如上所述,大量已发表的信息使用了不同的疫苗、给药途径和接种方案,这使得数据的直接比较变得困难且复杂。目前,尚无精确的科学方法来确认肌内注射(IM)方案与皮内注射(ID)方案在所有可能的免疫学方面都完全等效。但是,在比较同行评审的已发表的狂犬病肌内注射和皮内注射疫苗试验临床数据时,有三个标准可以作为等效性的确认“基准”。这三个标准包括:(1)免疫原性,即提供接种疫苗后产生狂犬病毒中和抗体(RVNA)的证据;(2)有效性,即证明新的接种方案能够保护接触过实验室确诊狂犬病动物的患者; (3)记忆性免疫应答,即确保先前接种过疫苗的患者在接受加强针时,其免疫系统能够立即开始产生狂犬病毒中和抗体( 表 1 )。为了进行本次综述,我们使用已发表的同行评审临床试验报告数据,对符合世界卫生组织预认证标准的狂犬病疫苗进行了评估[ 9 ]。
表 1。 免疫原性、有效性和回忆反应。建议肌内注射(IM)或皮内注射(ID)暴露后预防(PEP)或暴露前疫苗接种(PreP)后,确认免疫原性所需的最低采血次数;建议在已证实暴露于狂犬病后,确认狂犬病保护作用所需的证据;以及建议在既往接受过肌内注射或皮内注射 PreP 的人群中,加强免疫后确认回忆反应所需的证据。狂犬病毒中和抗体(RVNA)水平应使用经验证的 RVNA 检测方法进行评估。NA 表示不适用。

2.1. 免疫原性

在暴露后预防(PEP)和暴露前预防(PrEP)后,狂犬病毒中和抗体(RVNA)的产生是疫苗接种后成功免疫反应的关键组成部分。事实上,针对疑似或确诊狂犬病动物暴露患者的 PEP 建议中包含相关程序,以确保在接种第一剂 PEP 疫苗时或之后 7 天内,以“被动免疫”的方式给予 RVNA(以狂犬病免疫球蛋白(RIG)的形式)[ 14 , 15 , 16 , 17 ]。被动免疫(以 RIG 的形式)有助于降低疾病进展的风险,因为它能使 RVNA 尽快到达伤口部位,从而清除可能在暴露创伤过程中注入的狂犬病毒。RIG 的给药时间不应超过接种第一剂疫苗后 7 天,因为在此之后,患者自身的免疫系统已启动 RVNA 的产生(主动免疫)。通常情况下,患者接种第一剂疫苗后,其免疫系统需要 7 至 14 天才能产生可​​检测水平的循环 RVNA。
如上所述,免疫原性是验证新提出的暴露后预防(PEP)方案概念的第一步。在第 14 天或之前检测到狂犬病毒中和抗体(RVNA)被认为是所考虑的 PEP 方案能够产生强效免疫反应的证据。目前尚无已证实对人体具有“保护性”的抗体滴度值。显然,开展以狂犬病毒攻击人体来确定确切保护性抗体水平的临床试验是不道德的。然而,在疫苗接种开始后第 14 天,血清学滴度达到 0.5 IU/mL 被认为是充分的免疫证据。在检测 RVNA 值时,重要的是使用能够实际测量中和抗体而非结合抗体的检测方法。快速荧光灶抑制试验(RFFIT)和荧光抗体中和试验(FAVN)均适用于此目的[ 18 , 19 , 20 , 21 ]。大多数评估新方案或替代方案疗效的临床试验也包括评估临床试验过程中不同时间点轮状病毒中和抗体(RVNA)水平的方案,以追踪免疫反应的动力学。目前世界卫生组织(WHO)预认证的四种轮状病毒疫苗均已开展临床试验并发表了数据,证明它们在肌注暴露后预防(IM PEP)和皮内注射暴露后预防(ID PEP)后均能产生强效的免疫反应,并证实接种疫苗后第 14 天即可检测到 RVNA [ 11 , 13 , 22 , 23 , 24 ]。
对于因职业或爱好而面临狂犬病暴露风险较高的人群,建议进行暴露前预防(PrEP),即在暴露发生前接种。虽然确认新的 PrEP 方案能够诱导狂犬病毒中和抗体(RVNA)的产生至关重要,但 PrEP 的目的并非在近期暴露后尽快产生 RVNA。相反,PrEP 的目的是避免注射狂犬病免疫球蛋白(RIG),并预先激活免疫系统,使其在未来再次暴露于狂犬病时,能够对加强免疫接种产生快速的免疫反应[ 17 , 25 ]。因此,一些研究新型暴露前预防(PrEP)方案的试验并未在第 14 天采集血样,而是在临床试验后期,例如第 35 天,采集了血样。在研究新型 PrEP 方案时,首先要证明疫苗或方案能够诱导免疫反应,这是确认已接种疫苗者在接种加强剂或一系列疫苗后也能产生快速回忆性免疫反应的第一步。在 PrEP 临床试验中,接种疫苗后第 14 天至第 35 天之间采集血样,并检测是否存在轮状病毒中和抗体(RVNA),可以提供确认所考虑方案具有免疫原性所需的证据。许多研究比较了多种 PrEP 方案通过肌内注射(IM)和皮内注射(ID)途径的免疫反应,世界卫生组织(WHO)也随着新数据的出现更新了其 PrEP 建议[ 26 , 27 , 28 ]。目前,世界卫生组织对暴露前预防 (PrEP) 的建议包括:为期一周的两剂皮内注射暴露前预防 (ID PreP) 和为期 21-28 天的三剂皮内或肌内注射暴露前预防 (ID 或 IM PreP) 方案 [ 1 ]。

2.2. 功效

验证新提出的暴露后预防(PEP)方案的有效性至关重要,原因显而易见。只有在确认免疫原性后,才能启动验证有效性的临床试验。在进行验证有效性的临床试验时,必须能够从暴露动物(例如脑组织)身上采集诊断样本,并将其送至可靠的狂犬病诊断实验室,以确认该动物是否患有狂犬病。首个验证 HDCV 有效性的现场试验于 1975 年至 1976 年在伊朗进行,该试验纳入了 45 名被确诊患有狂犬病的狼和狗咬伤的患者[ 6 ]。其中 44 名患者同时接受了抗狂犬病血清治疗。一名暴露于狂犬病气溶胶的患者未接受抗狂犬病血清治疗。所有患者均皮下注射了 6 剂 HDCV,且全部存活,证明 HDCV 有效,能够预防暴露于狂犬病病毒的患者发生疾病。
皮内注射狂犬疫苗(CCV)也需要证明其安全性和有效性。Warrell 等人在泰国开展了一项早期临床研究,旨在探讨皮内注射暴露后预防(PEP)的有效性。该研究在第 0 天于 8 个部位、第 7 天于 4 个部位、第 21 天和第 91 天各于 1 个部位注射 0.1 mL 的 HDCV[ 29 ]。所有患者在接触确诊狂犬病动物后均存活。该研究和另一项研究均提供了血清学免疫原性证据。在泰国开展的进一步临床试验研究了在接触疑似和后来确诊狂犬病动物的患者中采用剂量减少的皮内注射 PEP 方案[ 30 , 31 ]。Chutivongse 等人开展的临床试验纳入了 100 名被确诊狂犬病动物严重咬伤的患者,所有患者在接种疫苗后均接受了一年的随访。所有患者在接种最后一剂疫苗一年后均被证实存活。这些初步研究提供了必要的证据,证明按照临床试验中规定的时间表进行给药时,ID PEP 与 IM PEP 一样有效,并已成为设计其他临床试验以评估新的 PEP 方案有效性的模型。
上文简要描述的 Phanuphak 及其同事开展的皮内注射暴露后预防(ID PEP)研究,在 Chutivongse 等人于泰国开展的第二项研究中得到了证实[ 30 , 31 ]。该研究纳入了 100 名被确诊狂犬病动物严重咬伤的患者,所有患者在接种疫苗后均接受了一年的随访。所有患者在接种最后一剂疫苗一年后均存活。这两项初步的疗效研究提供了必要的证据,证明按照上述方案进行皮内注射暴露后预防与肌肉注射暴露后预防同样有效,并为设计评估新型暴露后预防方案有效性的后续临床试验提供了模型。进一步的临床研究也证实,其他世界卫生组织预认证的狂犬病疫苗对于肌肉注射暴露后预防和皮内注射暴露后预防同样安全有效[ 10 , 13 , 24 , 32 , 33 , 34 , 35 , 36 ]。

2.3. 回忆反应

很明显,暴露后预防(PEP)和暴露前预防(PrEP)都是保护易感人群免受狂犬病感染的有效策略。然而,PEP 和 PrEP 达到疾病保护效果的途径有所不同。证明 PEP 后出现回忆性免疫应答并非主要目标,而这却是高危人群接受 PrEP 的两个基本原因之一。PrEP 的目的是确保接种者在未来再次暴露于狂犬病病毒时,能够对加强免疫接种产生快速的回忆性免疫应答。多项研究评估并证实了在接受 PrEP 的患者中,通过肌注(IM)和皮内注射(ID)途径接种加强疫苗后,即使在首次接种 PrEP 后 10 至 24 年,仍能产生回忆性免疫应答[ 37 , 38 , 39 , 40 , 41 ]。重要的是,在接种加强剂量疫苗之前抽取血样,以量化加强接种前的基线抗体滴度。加强免疫后,应在第 7-10 天抽取第二个血样,以确定抗体滴度是否升高,从而确认是否发生了记忆性免疫应答。

3. 结论

狂犬疫苗在预防死亡和转变公共卫生策略以预防人类狂犬病方面发挥的作用不容低估。如果最初使用狂犬疫苗进行暴露后预防(PEP)的冗长且昂贵的疫苗接种方案保持不变,各国政府很可能没有动力及时替换非疫苗。正如本文所述,过去四十年间开展的大量临床试验研究了多种缩短的 PEP 和暴露前预防(PrEP)疫苗接种方案。这些临床试验的结果积累了大量已发表的数据,而对于旨在改善本国狂犬病生物制剂可及性的政府卫生机构而言,比较不同的肌注(IM)和皮内注射(ID)方案可能是一项艰巨的任务。然而,大量的已发表临床数据也可以成为制定国家 PEP 和 PrEP 方案建议的宝贵信息来源,其关键在于关注三个特定标准,以此作为等效性的基准。这些证据包括接种疫苗后特定时间的免疫原性证据、接触狂犬病毒后的有效性证明,以及证实新方案/疫苗能够对加强免疫接种产生快速的记忆反应。

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