以无细胞百白破疫苗为基础的联合疫苗的研究进展

屈旭成，王婷婷 综述，刘建凯，郑海发 审校

北京民海生物科技有限公司北京市新型联合疫苗工程技术研究中心，北京 102600

联合疫苗（combined vaccines）是将2 种或2 种以上不同的生物体或提纯抗原通过物理方法混合后制成的单一疫苗制剂。联合疫苗的发展与公众健康密切相关，且作为优先事项被世界卫生组织（World Health Organization，WHO）推荐使用。联合疫苗的使用能够减少免疫针次，提高儿童的依从性及家长的接受度；降低运输、储存和管理成本；避免漏种，提高疫苗接种率［1］。20 世纪30 年代，人们即开始了联合疫苗的研究。1943 年，白喉-破伤风-全细胞百日咳联合疫苗（diphtheria-tetanus-whole cell pertussis combined vaccine，DTwP）研制成功，1948年于美国获得注册许可［2］。但临床研究结果显示，接种DTwP 后产生严重的全身反应［2］。1981 年，日本成功研发了白喉-破伤风-无细胞百日咳联合疫苗（diphtheria-tetanus-acellular pertussis combined vaccine，DTaP），与DTwP 比较，其不良反应发生率明显降低［3］。1997年，我国自主研发的DTaP获批上市［4］。

起初，DTaP 使用的无细胞百日咳疫苗均是通过共纯化工艺获得，该工艺虽然产率较高，成本较低，但每批原液中的百日咳毒素（pertussis toxin，PT）、丝状血凝素（filamentous haemagglutinin，FHA）、百日咳黏着素（pertactin，PRN）等抗原含量较难控制，一致性较差，不利于产品的质量稳定［5］。20世纪90年代，发达国家开始采用柱层析分离纯化工艺将不同保护性抗原分别纯化，再将各抗原定量配比制备为百日咳疫苗（组分）。目前，我国仍采用共纯化工艺生产无细胞百日咳疫苗，已有多家企业正在研发采用柱层析工艺生产无细胞百日咳疫苗及其联合疫苗，其中，北京生物制品研究所有限责任公司、武汉生物制品研究所有限责任公司和北京民海生物科技有限公司联合研发的DTaP（组分）已进入临床试验阶段。在DTaP 联合疫苗的基础上，国外已成功将DTaP 与脊髓灰质炎病毒（inactivated poliovirus virus，IPV）灭活疫苗、乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）疫苗和b型流行性感冒嗜血杆菌（Haemophilusinfluenza b type，Hib）结合疫苗制备成联合疫苗，国内已成功研发DTaP／Hib联合疫苗，其他联合疫苗也正处于研发起步阶段［3］。本文就国内外已上市和临床研究中以DTaP为基础的联合疫苗（包括DTaP／Hib、DTaP-IPV、DTaP-IPV／Hib、DTaP-IPV-Hib、DTaP-HBV-IPV／Hib 及DTaP-HBVIPV-Hib）的研究进展作一综述，以期为国内相关联合疫苗的研发提供思路。

1 DTaP／Hib联合疫苗

北京民海生物科技有限公司研发的DTaP／Hib联合疫苗于2010 年开展了Ⅱ期临床试验，临床结果显示，采用3、4、5月龄的基础免疫和18月龄的加强免疫程序进行接种，可产生较好的免疫原性，几乎所有接种该疫苗的婴幼儿对白喉（抗体滴度≥0.1 IU／mL）、破伤风（抗体滴度≥0.1 IU／mL）、b 型流感（抗体滴度≥0.15 g／mL）均具有血清保护作用，不良反应发生率低且在可接受范围内。该联合疫苗于2013年上市，是我国最早自主研发的DTaP／Hib 联合疫苗［6］。邓新娅等［7］对DTaP／Hib 联合疫苗大规模上市后的安全性进行了研究，以3～24 月龄儿童为研究对象，收集每剂次DTaP／Hib 联合疫苗接种后27 d 内的不良反应／事件，结果表明，共纳入有效观察对象10 771 名，接种后总不良反应／事件报告发生率为7.07%，其中，1、2、3、4 级不良反应／事件发生率分别为5.26%、1.72%、0.09%、0.00%，表明DTaP／Hib联合疫苗不良反应／事件发生率低，具有良好的安全性。

2 DTaP-IPV联合疫苗

Tetraxim™（又名TetravacTM）是由法国Sanofi Pasteur公司研发生产的DTaP-IPV联合疫苗，自1997以来已在全球70 多个国家使用［8］。该联合疫苗于2009 年在韩国获批上市，LEE等［9］对该疫苗上市后的安全性和有效性进行了评估，该项试验在韩国招募了442名婴儿，采用2、4、6月龄的接种程序，并与单独接种DTaP和IPV灭活疫苗（对照组）进行比较，结果表明，两组均有较高的免疫原性，联合疫苗组的血清保护率和血清转换率均不低于对照组。所有受试者对Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型脊髓灰质炎（抗体滴度≥8／DIL）和白喉（抗体滴度≥0.01 IU／mL）均有血清保护作用，99.0%的受试者对破伤风（抗体滴度≥0.1 IU／mL）有血清保护作用，至少93.6%的婴儿白喉抗体效价≥0.1 IU／mL；联合疫苗组抗PT和FHA血清阳转率（抗体滴度提高4倍）分别为96.6%和94.4%，对照组分别为92.2%和78.4%，未发生严重不良反应。表明DTaP-IPV联合疫苗在2、4 和6 月龄接种时耐受性良好，免疫原性与单独接种DTaP和IPV灭活疫苗相似。

KINRIX™是由英国葛兰素史克（Glaxo Smith Kline，GSK）公司研发生产的DTaP-IPV 联合疫苗，该联合疫苗自1996 年获批以来已在全球40 多个国家使用，2008 年6月24日获得美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准上市。KINRIX™被授权作为DTaP 疫苗第5 剂和IPV 灭活疫苗第4剂，供4～6岁儿童使用［10］。临床试验表明，KINRIX™在4～6 岁儿童中具有较好的免疫原性和安全性，美国的临床试验结果显示，接种KINRIX™的不良反应发生率低于3.1%，其安全性与单独接种DTaP和IPV灭活疫苗相当；KINRIX™的免疫原性不低于单独接种DTaP和IPV灭活疫苗［11］。

武汉生物制品研究所有限责任公司和国药中生生物技术研究院有限公司联合研发的DTaP-IPV 联合疫苗于2019 年8 月15 日获得临床试验申请受理，随后获得临床默许。北京民海生物科技有限公司研发的DTaP-IPV 联合疫苗于2020 年9 月17 日获得临床试验申请受理，随后获得临床默许［12］。这两款DTaP-IPV 联合疫苗的百日咳抗原均采用柱层析工艺进行纯化，IPV 抗原均为Sabin 株Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型IPV灭活疫苗。

3 DTaP-IPV／Hib联合疫苗

Pentaxim™（又名Pentavac™）与Pentacel™均是由法国Sanofi Pasteur 公司研发生产的DTaP-IPV／Hib联合疫苗，该联合疫苗是在DTaP-IPV 联合疫苗的基础上，再加1 支冻干的Hib 疫苗，在注射前混合后使用。Pentaxim™的百日咳为两组分抗原，每剂含有25 μg PT、25 μg FHA，使用的佐剂是氢氧化铝；Pentacel™的百日咳为五组分抗原，每剂含有20 μg PT、20 μg FHA、8 μg PRN、5 μg 2 和3 型百日咳菌毛蛋白（fimbrial proteins，FIM），使用的佐剂是磷酸铝［13］。Pentaxim™于1997 年在瑞典获批上市［14］，2010 年在中国获批上市［15］，目前已在100 多个国家使用，这些国家使用Pentaxim™进行初次接种后均显示出良好的免疫原性，加强免疫对每种抗原均产生良好的免疫应答［16］。另外，瑞典10年间（1996—2005年）的国家监测结果也证明，Pentaxim™在控制百日咳方面有效性良好，与其他含百日咳的联合疫苗一样，Pentaxim™耐受性良好［17］。该疫苗于2010—2012 年在韩国开展了Ⅲ期临床试验，采用2、4、6 月龄的基础免疫程序，同时以接种DTaP-IPV 联合疫苗（商品名TetraximTM）和Hib疫苗（商品名Act-HibTM）作为对照，结果表明，在第3 针免疫后1 个月，各抗原在血清中的抗体阳转率与对照组基本相同，Hib抗体几何平均浓度（11.0 μg／mL）低于对照组（23.9 μg／mL），但两组Hib抗体几何平均浓度≥1 μg／mL 的比例分别为97.4%和98.3%，结果相近［18］。Pentacel™于1997 年在加拿大获批上市，2008 年获FDA 批准在美国上市［19］。美国临床结果显示，采用2、4、6月龄的基础免疫程序，在第3针免疫后24～28 d，99%的婴儿对白喉、破伤风和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型脊髓灰质炎均具有血清保护作用；PT 抗体阳转率达96%，比对照组高87%；FHA、FIM、PRN 抗体阳转率在73%～92%之间，高于对照组的61%～87%；93%的婴儿Hib抗体滴度高于0.15 μg／mL［20］。

Infanrix™-IPV／Hib（又名Infanrix Hib，Poliorix）是英国GSK 公司研发生产的DTaP-IPV／Hib 联合疫苗，该联合疫苗于1997 在欧洲获批上市，目前已在70 多个国家使用［21］。该疫苗于2009 年在中国开展了Ⅲ期临床试验，采用2、3、4月龄和3、4、5月龄两种基础免疫程序，同时以接种DTPa／Hib 和IPV 灭活疫苗作为对照组，试验结果显示，在第3 针免疫后1个月，试验组白喉和破伤风抗体滴度与对照组相似，PT、FHA、PRN抗体滴度水平差异较小，Hib抗体滴度及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型IPV抗体滴度均高于对照组［22］。

北京民海生物科技有限公司研发的DTaP-IPV／Hib联合疫苗于2020 年9 月17 日获得临床试验申请受理，随后获得临床默许［12］，该联合疫苗是我国最早自主研发的DTaP-IPV／Hib 联合疫苗，安全性及有效性有待进一步研究。

4 DTaP-IPV-Hib联合疫苗

PediacelTM是法国Sanofi Pasteur 公司研发生产的DTaP-IPV-Hib联合疫苗（液体疫苗）。该疫苗于2000年在加拿大获批上市，随后在45 个国家获批上市［23］。REYNOLDS等［24］对该疫苗在全球范围内18年的临床试验进行了回顾分析，结果表明，无论采用2、3、4月龄，还是2、4、6 月龄免疫程序，3 针免疫后80%以上的受试者Hib 抗体浓度＞0.15 μg／mL，血清Hib 抗体几何平均浓度在0.77～19.02 μg／mL 之间，但亚洲和拉丁美洲国家的受试者抗体滴度更高，这可能与基础免疫程序或人种有关。几乎所有婴儿对白喉和破伤风具有免疫保护作用（抗体滴度＞0.01 IU／mL），97.9%的婴儿对脊髓灰质炎具有血清保护作用（＞8倍稀释）；丹麦的一项研究表明，与单独接种麻疹、腮腺炎和风疹活疫苗（live measles，mumps，and rubella vaccine，MMR）比较，同时接种MMR与DTaP-IPV-Hib联合疫苗会增加下呼吸道感染的概率［25-26］。

5 DTaP-HBV-IPV／Hib联合疫苗

Infanrix hexa™是由英国GSK 公司研发生产的DTaP-HBV-IPV／Hib 联合疫苗，该联合疫苗于2000年在欧洲获批上市，目前已在全球100 多个国家使用［27］。该疫苗用氢氧化铝和磷酸铝两种佐剂吸附抗原［28］，在DTaP-HBV-IPV 联合疫苗的基础上，再加1 支冻干的Hib 疫苗，在注射前混合后使用。BAYLISS等［29］回顾分析了澳大利亚婴儿2009—2018年接种DTaP-HBV-IPV／Hib 联合疫苗信息，结果表明，在这10年间，12月龄婴儿的疫苗覆盖率从91.7%增加至94.0%，所有婴儿的疫苗覆盖率从84.9%增加至92.6%，同期，12 月龄以下婴儿中无脊髓灰质炎、白喉或破伤风发病的报告，乙肝的发病率比全国平均水平低10～20倍，流感的发病率低于4／100 000，百日咳的发病率从390／100 000下降至102／100 000。期间每年的不良反应发生率约为1／10 000，主要表现在局部的注射反应、发热等症状，总体安全性良好。

该联合疫苗于2014 年在美国开展了Ⅲ期临床试验，对比接种DTaP-HBV-IPV／Hib 联合疫苗与单独接种DTaP-HBV-IPV 和Hib 或DTaP-IPV／Hib、HBV疫苗的免疫原性和安全性，试验结果显示，各组之间不存在显著性差异，初免DTaP-HBV-IPV／Hib联合疫苗后，所有抗原的抗体阳转率均达94%以上，且不良反应发生率低于3.6%［30］。荷兰的一项研究发现，5 岁以下儿童流感发病率的增加可能与2011年起引入DTaP-HBV-IPV／Hib 联合疫苗有关，后续研究表明，Hib 疫苗的效力未随时间的推移或6 价DTPA-HBV-IPV／Hib 联合疫苗的引入而降低，疫苗效力较高，因此，引起流感发病率升高原因还需进一步研究［31］。由于亚太地区成人中HBV 携带率高，因此婴儿需在出生后立即接种乙肝疫苗用于母婴阻断。菲律宾的一项研究表明，出生后立即接种乙肝疫苗，6、10、14 周接种DTPA-HBV-IPV／Hib联合疫苗，免疫完成后1个月，乙肝抗体阳转率为98.5%，乙肝抗体几何平均浓度达277.5 IU／mL；出生后不接种乙肝疫苗，仅接种DTPA-HBV-IPV／Hib联合疫苗后1个月，乙肝抗体阳转率仅为77.7%，乙肝抗体几何平均浓度为54.2 IU／mL，表明在亚洲地区婴儿出生后立即接种乙肝疫苗，再完成DTPA-HBV-IPV／Hib联合疫苗的接种更加合理［32］。

6 DTaP-HBV-IPV-Hib联合疫苗

Hexaxim™（又称Hexyon™或Hexacima™）是法国Sanofi Pasteur公司研发生产的DTaP-HBV-IPV-Hib联合疫苗，该疫苗于2012年首次获批，目前已在全球110多个国家使用［33］。DTaP-HBV-IPV-Hib联合疫苗是全液体的六联疫苗，2013年获得欧盟的批准，用于6周龄婴儿的初次和加强免疫，无论采用2、3、4月龄还是2、4、6月龄免疫程序，该疫苗均具有良好的免疫原性，3针免疫后，95%～100%的婴儿对脊髓灰质炎和白喉具有血清保护作用，99%～100%的婴儿对破伤风具有血清保护作用，94%～100%的婴儿对乙肝具有血清保护作用，91%～100%的婴儿对流感具有血清保护作用，婴儿的PT 和FHA 血清阳转率分别为88%～97%和82%～98%［34］。MADHI等［35］在南非和拉丁美洲对3.5岁和4.5岁儿童采用不同初次免疫及加强免疫程序注射DTaP-HBV-IPV-Hib联合疫苗，用于评估注射该疫苗后的抗体持久性，结果发现，该联合疫苗中各抗原的抗体在学龄前均有良好的持久性，且与出生后2年内的接种程序无关。在芬兰的一项Ⅲ期临床试验显示，同时接种DTaP-HBV-IPV-Hib联合疫苗与ACWY群脑膜炎球菌结合疫苗并不会影响这两款疫苗的免疫原性，但不良反应发生率会有所增加［36］。泰国的一项Ⅲ期临床试验表明，婴儿出生后接种乙肝疫苗，2、4、6月龄接种DTaP-HBV-IPV-Hib联合疫苗，免疫完成后1个月，乙肝抗体几何平均浓度达2 477 mIU／mL，阳转率为99.5%，9～10 岁时分别下降至13.3 mIU／mL 和49.3%。加强免疫1 针乙肝疫苗后，抗体水平提高至3 692 mIU／mL，阳转率提高至92.8%。表明接种DTaP-HBV-IPV-Hib联合疫苗可产生对乙肝抗体持久的免疫记忆［37］。

国内外已上市和临床研究中以DTaP 为基础联合疫苗相关信息的汇总见表1。

表1 以DTaP为基础联合疫苗的相关信息Tab.1 Related information of DTaP based combined vaccine

7 展望

联合疫苗的开发不是将抗原的简单混合，而需要充分考虑各组分间相容性，佐剂、防腐剂和非活性成分对联合疫苗的影响及疫苗的免疫原性、安全性、稳定性、有效期、各组分免疫程序的合理性，除此之外还要解决一些潜在问题，如不良反应等因素［38］。我国DTaP 的接种程序是3、4、5、18 月龄，乙肝疫苗的接种程序是0、1、6 月龄，在DTaP 疫苗基础上联合乙肝疫苗，则需考虑免疫程序的调整。在DTaP 疫苗基础上联合IPV灭活疫苗，则需考虑硫柳汞对IPV灭活疫苗效力的影响［39］。在DTaP疫苗基础上联合Hib疫苗，需要考虑氢氧化铝佐剂对Hib 疫苗稳定性及其免疫原性的影响。因此，联合疫苗研究的过程中应充分考虑各种因素对联合疫苗的影响［40］。

目前，随着国内组分百日咳疫苗、Sabin 株Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型IPV 灭活疫苗的快速发展，国产DTaP-IPV、DTaP-IPV／Hib 联合疫苗已相继获得临床默许。未来将有更多以DTaP 为基础的国产五联苗、六联苗相继获得临床默许及上市，以提高疫苗可及性和可担负性，从而为更多儿童带来免疫保护。