流感病毒病毒颗粒样疫苗与广谱疫苗的研究进展

曹大红

【摘 要】流行性感冒可以在人、畜、禽类中传播，给社会造成巨大的经济损失，时常会威胁到人类健康甚至造成人员的死亡。对付流感的最有效办法是在流感爆发前接种流感疫苗。现在市场上使用的传统流感疫苗存在着明显的不足之处。新型流感疫苗着眼于更安全、更有效、更易生产，最好同时具有广谱性和持久性。

【关键词】流感病毒、流感VLPs疫苗、广谱流感疫苗

【中图分类号】R373 【文献标识码】A 【文章编号】1672-3783（2018）11-03--01

流行性感冒简称流感，是由流感病毒引起的一种传染性很强的呼吸系统疾病。流感病毒于1901年第一次被发现，20世纪30年代被成功分离。在20世纪，流感病毒在人群中引发了4次全球性大流行，造成了大量人员的死亡与财产损失，引起了人们的高度重视。其中1918年的西班牙的流感大流行造成了当时全球人口约一半人数感染，几千万人的死亡。现在每年的季节性流感也会造成全球约25--50万人的发病，甚至死亡【1】。防治流感最经济、最有效的方法是生产出安全、有效、广谱的流感疫苗，对人群进行接种。

1 流感病毒的分类与基因组特征

1.1 流感病毒的分类

流感病毒属于正黏病毒科，由内向外依次分为核衣壳、包膜、刺突三的部份的球形结构。依据流感病毒的核蛋白（NP）血清型不同可分为甲型（A型）、乙型（B型）、丙型（C型）三种。甲型流感病毒在1934年被分离，它是造成人群中流行性感冒暴发的最主要病原体。1940年被分离出来的乙型流感病毒对人类的致病性较低，而1947年分离出来丙型流感病毒很少在人群中造成流行。

1.2 流感病毒的基因组特征

甲型流感病毒的基因组由8个线性负链RNA基因片段组成，共约13.6Kb，编码11种蛋白质。病毒颗粒表面的刺突是由两种蛋白质构成：即血凝素（HA）和神经胺酸酶（NA），根据HA抗原性不同，甲型流感病毒可分成16种亚型（H1--H16）。根据NA抗原性不同，可分成9种亚型（N1--N9）。HA和NA都易发生抗原飘移而逃避人体的免疫保护。构成病毒衣壳的是两种基质蛋白，即基质蛋白1（M1）和基质蛋白2（M2）。M2是一种跨膜蛋白，它与宿主细胞膜上的H+通道相关，参与病毒的脱壳。病毒RNA聚合酶由PA、PB1、PB2三种蛋白质构成，可与RNA结合形成复合物（RNP）。包裹在病毒RNA外面的蛋白质是核蛋白（NP），它与M1相连。另外还有三种蛋白质被称为核输出蛋白（NEP）：NS1、NS2、PB1--F2，分别起到抑制宿主免疫细胞反应和介导病毒RNA输出宿主细胞核的作用。

2 传统流感疫苗使用中的不足之处

现在人群中通常使用的流感疫苗主要是全病毒灭活疫苗、全病毒减毒活疫苗、病毒裂解疫苗和流感病毒亚单位疫苗四种。这些疫苗的使用对人群起到了很好的保护作用，但也存在着明显的不足。

传统疫苗的生产大多依赖于鸡胚培养流感病毒株，每年生产所使用的病毒株由WHO依据全球流感监测网络监测到的数据分析，推荐每年生产流感疫苗所使用的流感病毒株。因此，现在临床使用的流感疫苗都有株的特异性，对同亚型的病毒株具有良好的保护性。但是，如果流感病毒株与生产所使用的病毒株有较大差异，则疫苗的保护能力是非常有限的。

全病毒体疫苗与裂解疫苗的副作用较大。对年龄小或较大的人群，以及身体较弱的人都不适用，对他們的免疫保护率也很低。

3 两种新型流感疫苗的研究进展

新型流感疫苗应针对传统疫苗的不足之处，具有较高的安全性，能够适应更广泛的人群，较高的有效性和易生产，不依赖鸡胚生产等特征。随着对流感病毒结构、基因组特征的不断深入研究，对流感病毒的致病机制也有了深入的了解，发现了一些新的流感疾病治疗靶点，及病毒基因组中相对保守序列。同时，科学家们不断探索流感病毒的非鸡胚依赖培养方法，有细胞培养技术与非细胞培养技术出现，病毒的纯化技术与基因工程技术等为新型疫苗的设计与研制提供了技术支持与方向。

3.1 流感病毒病毒样颗粒（VLPs）疫苗

病毒样颗粒（virus--like particles，VLPs）是由一种或多种病毒结构蛋白组装而成的不含有病毒遗传物质，与真病毒颗粒结构相似的空心颗粒。一般大小介于15nm--400nm之间。VLPs可以像真正病毒一样被宿主免疫细胞识别、捕获、加工、呈递，所以可以有效诱导宿主机体产生保护性免疫反应。又因为颗粒内没有遗传物质，所以它不会在宿主体内进行自我复制。由于以上的这些特征，VLPs作为疫苗使用它具有较高的安全性和有效性已经成为病毒新型疫苗研究热点之一。

目前已经合成的流感病毒VLPs有多种【2】，包括H1N1 VLPs、H3N2 VLPs、H5N1 VLPs、H5N3 VLPs、H7N1 VLPs、H9N2 VLPs等。且在动物体内试验证明，这些VLPs都能诱导产生保护性免疫应答。流感病毒VLPs制备过程中的蛋白质表达多采用杆状病毒---昆虫细胞表达系统。实验证明此VLPs具有与流感病毒相似的形态结构与生物学活性，在雪貂动物模型试验中，用此VLPs疫苗免疫可诱导出高滴度的针对H1N1病毒的红血球凝集抑制剂（HI），且可抑制病毒在上下呼吸道粘膜组织中的复制。Peter Pushko等在对禽流感病毒H9N2 VLPs疫苗进行动物模型试验中证明，H9N2 VLPs疫苗可以有效保护动物，它是潜在的禽流感疫苗之一。

3.2 广谱流感疫苗的设计

传统流感疫苗的病毒株特异性和流感病毒易发生抗原飘移特性之间的矛盾引发人类对设计研究广谱流感疫苗的热情。设计开发能够对不同流感病毒株都有交叉免疫保护作用，且可持久产生保护作用的广谱流感疫苗是新型流感疫苗研究的重要方向。除以M2为免疫原设计广谱流感疫苗以外，其他还有四价流感疫苗设计和基于其他流感病毒保守序列设计的广谱流感疫苗。Chen等将H1N1病毒完整HA蛋白糖基化后，在以老鼠和雪貂两种动物体内试验证实，其可以作为疫苗抵御1933年---2009年不同亚型H1N1病毒感染。

4 小结

流感广谱疫苗和VLPs疫苗多在动物模型实验阶段，小部分在临床前或进入临床试验阶段。流感VLPs疫苗已经有可以上市的出现，这对研究更多的新型流感疫苗是一个好的开始。但VLPs疫苗在生产工艺的放大、病毒颗粒的组装、其免疫途径的研究等方面还有很多内容需要继续探索。广谱流感疫苗的有效性还需要有更多的实验去验证。可以从免疫原蛋白质分子结构优化和分子设计上再深入探索，使其更适合于表达和获得更好的交叉免疫保护效果。

参考文献

孙向东，流感病毒研究进展【J】，医学研究杂志，2011，40（12），25---27

吴蒙、张定梅、陆家海，流感病毒样颗粒疫苗研究进展【J】，中山大学学报（医学科学版），2009，30（5），486---491

Quan FS、Vunnava A、Compans RW，et al. Virus---like particle vacine protects against 2009 H1N1 pandemic influenza virus in mice【J】，PLoS ONE，2010，5（2），e9161