三、肺炎球菌疫苗
(一)疫苗发展史
肺炎球菌疫苗是预防肺炎链球菌感染的最有效手段,其使用历史最早可追溯到1911年Wright 发明的全菌体疫苗,用来预防大叶性肺炎。 目前,已上市使用的疫苗为肺炎球菌多糖疫苗(pneumococcal polysaccharide vaccine,PPV)和肺炎球菌结合疫苗(pneumococcal conjugate vaccine,PCV),研发设计均基于肺炎链球菌荚膜多糖,涵盖了导致肺炎链球菌感染的最常见血清型。 早期4 价的荚膜多糖疫苗的保护效果已于1945年被证实,但抗生素和化学药物的出现使已初步发展起来的多糖疫苗研发和应用停滞不前,随后抗生素耐药菌株的出现使得疫苗研发再次被提上日程。 1977年,美国成功研制出14 价肺炎球菌多糖疫苗(PPV14),1978年由FDA 批准上市。 1983年,23 价肺炎球菌多糖疫苗(PPV23)在美国批准上市并广泛使用。 我国首家23 价肺炎球菌多糖疫苗是由成都生物制品研究所有限责任公司研制成功,于2006年在中国批准上市。 目前,在我国批准上市使用的23 价肺炎球菌多糖疫苗有四种,分别由默沙东(中国)有限公司、成都生物制品研究所有限责任公司、云南沃森生物技术股份有限公司和北京民海生物科技有限公司生产。 PPV23 覆盖的血清型包括1、2、3、4、5、6B、7F、8、9N、9V、10A、11A、12F、14、15B、17F、18C、19A、19F、20、22F、23F 和33F型。 肺炎球菌多糖结合疫苗为将肺炎荚膜多糖与蛋白载体共价偶联形成,曾批准上市的多糖结合疫苗有PCV7、PCV10 和PCV13。 PCV7 于2000年由惠氏公司研发成功并经美国批准上市,含4、6B、9V、14、18C、19F 和23F型,但目前已被PCV13 替代。 PCV10 于2009年由葛兰素史克公司研制成功并经欧盟批准上市,包含PCV7 所含的血清型及1、5、7F型。PCV13 于2010年由惠氏公司(现为辉瑞公司)研制成功并经美国批准上市,包含PCV7 所含的血清型及1、3、5、6A、7F、19A型。 辉瑞公司的PCV13 在我国批准上市时间为2016年,而2019年年底云南沃森生物技术股份有限公司研发的PCV13 也已经在我国批准上市。
(二)肺炎球菌疫苗的生产工艺及有效成分
肺炎球菌多糖疫苗和多糖-蛋白结合疫苗的有效抗原成分均为荚膜多糖,23 价肺炎球菌多糖疫苗(PPV23)系采用23 种血清型肺炎链球菌分别经过培养、发酵、收获杀菌、去核酸、沉淀多糖、纯化后获得相应血清型精制多糖。 具体纯化生产工艺如下:发酵物经收获杀菌后,经超滤浓缩、加入乙酸钠及乙醇沉淀后收集上清,再经乙醇沉淀多糖、沉淀再经乙醇、丙酮和乙醚洗涤沉淀,真空干燥,即得粗制多糖。 将粗制多糖采用冷酚法沉淀法去除蛋白质,采用乙醇沉淀法去除核酸,经有机溶剂洗涤、真空干燥后,即得精制多糖。 各型别精制多糖的生产工艺大致相同,型别不同工艺略有不同。 将23 种型别精制多糖分别按照终浓度为50μg/ml,加入或者不加防腐剂配制成半成品,经分装后制成PPV23。
多糖-蛋白结合疫苗系将精制多糖再与载体蛋白化学偶联后纯化、配制、分装制成。 制备肺炎球菌结合疫苗的蛋白载体有细菌类毒素(破伤风类毒素,简称TT;白喉类毒素,简称DT)、无毒的白喉毒素(简称CRM197)和细菌的外膜蛋白(b型流感嗜血杆菌D 蛋白等)。载体效应最强为TT,最弱为DT,CRM197 介于两者之间。 国外研发、生产的PCV7 和PCV13采用CRM197 作为蛋白载体,国内研制生产的PCV 所采用蛋白载体有TT、DT 及CRM197。多糖与载体蛋白的结合是利用多糖和蛋白分子中存在的羧基、半缩醛、氨/亚氨基、巯基/二硫键、羟基等功能基,通过共价结合进行的。 多糖活化可采用还原胺化法、CDAP 或溴化氰活化法,将活化多糖经或不经连接剂与蛋白载体耦联形成结合物,结合物经柱层析或超滤等进行纯化,即得结合物原液。 结合物原液加入佐剂经稀配后分装制成PCV。
(三)肺炎球菌疫苗的免疫评价
肺炎球菌疫苗的免疫原性是反映疫苗接种后产生保护作用的间接指标。 常用的免疫原性评价指标有各血清型IgG 抗体≥0.35μg/ml 的比例、各血清型IgG 抗体几何平均浓度、各血清型OPA 抗体≥1 ∶8 的比例、各血清型OPA 抗体几何平均滴度。 IgG 抗体≥0.35μg/ml和OPA 抗体≥1 ∶8 与预防IPD 的保护力有很好的相关性,但是预防肺炎链球菌感染引起的中耳炎、肺炎或鼻咽部定植的IgG 抗体浓度和OPA 抗体滴度尚无统一定论。
PPV23 的适用人群为2 岁以上的易感人群,尤其是老年人。 PPV23 覆盖了我国各地大多数致病的血清型,覆盖率为85%以上。 研究表明,老年人中疫苗接种后4 ~7年,抗体滴度降至疫苗接种前的基线水平,但是抗体下降的临床意义尚不清楚。 疫苗复种间隔通常为5年,但是在无脾患者和严重免疫抑制患者中复种疫苗的间隔应缩短。
WHO 建议全球各国均应将PCV 纳入本国的儿童免疫接种规划,特别是那些儿童死亡率高(即<5 岁儿童死亡率>50‰)的国家应将引进PCV 作为国家免疫规划中的高优先项目。PCV13 在我国批准的适用人群为6 周龄至15月龄婴幼儿,推荐常规免疫接种程序为2、4、6月龄接种3 剂完成基础免疫,12~15月龄接种1 剂完成加强免疫。 PCV13 在美国的适用人群为6 周龄以上婴幼儿、青少年、成人及高危人群,推荐免疫接种程序如下。
1.6 周龄至6月龄婴幼儿,基础免疫三剂,首次接种最早从6 周龄开始,每剂间隔至少4周,加强免疫在11~15月龄。
2.7~11月龄基础免疫两剂,两剂之间间隔至少4 周,加强免疫在12 ~15月龄,与第二剂PCV13 至少间隔8 周。
3.12~23月龄的儿童应接种两剂,两剂间隔至少8 周。
4.24 ~59月龄的儿童应接种一剂。 PCV13 覆盖了我国各地大多数致病的血清型,覆盖率约为80%。 婴幼儿接种PCV13 后,体内能产生持久的保护性抗体,一般能持续2年以上。