伊興旭，甘霖，陳敬賢,2，王明麗

1. 安徽醫(yī)科大學(xué)微生物學(xué)教研室，合肥 230032； 2. 美國哥倫比亞大學(xué)病理與細(xì)胞生物學(xué)系，紐約 10032

水痘-帶狀皰疹病毒(varicella-zoster virus，VZV)原發(fā)感染可引起水痘(chickenpox)，是兒童時(shí)期常見的一種急性、高傳染性疾病，患兒出現(xiàn)全身性皮疹，伴有發(fā)熱、全身乏力等表現(xiàn)。除了先天性水痘綜合征會(huì)導(dǎo)致胎兒皮膚出現(xiàn)瘢痕、四肢畸形、神經(jīng)功能障礙甚至死亡外，水痘的病死率很低。待皮疹消退、患兒痊愈后，有少量殘存的病毒會(huì)終身潛伏于宿主的脊髓后根神經(jīng)節(jié)、腦神經(jīng)節(jié)及腸道神經(jīng)節(jié)的神經(jīng)細(xì)胞中[1]。成人罹患水痘常表現(xiàn)為重癥型，病毒常入侵內(nèi)臟器官而引起肺炎、腦炎等嚴(yán)重并發(fā)癥。日后當(dāng)機(jī)體免疫力降低時(shí)，潛伏在神經(jīng)細(xì)胞中的病毒會(huì)被再激活，經(jīng)感覺神經(jīng)纖維(腸道神經(jīng)除外)外行至所支配的皮膚區(qū)，在此大量增殖，破壞基底和表層皮膚細(xì)胞，損傷局部神經(jīng)，導(dǎo)致疼痛性的皮膚疾病——帶狀皰疹[2](herpes zoster)。帶狀皰疹大多出現(xiàn)在50歲以上人群，年輕人也時(shí)而可見。典型的臨床表現(xiàn)是身體一側(cè)的疼痛性紅疹水皰，并沿某一支神經(jīng)支配的皮區(qū)分布。特征性皮膚皰疹具有自限性，但少部分患者的皰疹后神經(jīng)痛(post-herpetic neuralgia)會(huì)持續(xù)數(shù)月甚至數(shù)年[3]。這種目前尚無有效藥物干預(yù)的皰疹后神經(jīng)痛嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。

水痘是嬰幼兒期VZV通過飛沫傳播感染所致，具有典型的冬、春季節(jié)性。但帶狀皰疹是由潛伏在患者體內(nèi)的病毒再激活所致，故其發(fā)病沒有明顯的季節(jié)性。帶狀皰疹的發(fā)病率約在50歲后明顯上升，50歲時(shí)發(fā)病率約為每年3‰，而80歲時(shí)約為10‰[4,5]。

1 水痘減毒活疫苗預(yù)防接種后的有效性和安全性評(píng)價(jià)

水痘疫苗最早由日本的高橋(Takahashi)研究組于1974年研發(fā)成功。他們從1例3歲名叫Oka的水痘患兒體內(nèi)分離出一株VZV，將其在人胚胎成纖維細(xì)胞34 ℃?zhèn)?1代，在豚鼠成纖維細(xì)胞37 ℃?zhèn)?2代和人二倍體成纖維細(xì)胞37 ℃?zhèn)?代(WI-38和MRC-5)，成功減毒為活疫苗，稱為Oka疫苗(vOka)。研究顯示，vOka的安全性非常好，即使在免疫力部分損傷的白血病兒童[6]和人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)感染兒童中也沒有出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)[7]，還顯示出良好的免疫保護(hù)效果。在美國加利福尼亞、德克薩斯和賓夕法尼亞3個(gè)州的哨點(diǎn)地區(qū)曾對(duì)接種疫苗后的水痘發(fā)病情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示接種疫苗后這3個(gè)州的水痘發(fā)病率下降近80%，與水痘相關(guān)的住院率下降88%，水痘引起的病死率下降66%。不僅如此，vOka的使用還大大降低了帶狀皰疹的發(fā)病率[8]。澳大利亞自1999年開始已普遍使用vOka，1～4歲兒童中與水痘相關(guān)的住院病例呈逐年下降趨勢(shì)[9]。

自日本和美國分別于1987年和1995年開始實(shí)行給全體兒童接種vOka并顯示水痘發(fā)病率大幅下降后，世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)建議在水痘相對(duì)嚴(yán)重的國家或地區(qū)普及疫苗接種。目前，已有德國、加拿大、美國、澳大利亞、烏拉圭、西西里島、卡塔爾、以色列、日本、韓國等國家和中國臺(tái)灣地區(qū)普遍應(yīng)用vOka接種預(yù)防水痘。中國城市兒童接種vOka逐步增加，但城鎮(zhèn)和農(nóng)村兒童接種率相對(duì)很低。

雖然接種vOka能引起較為持久的VZV特異性抗體和細(xì)胞免疫應(yīng)答，但也發(fā)現(xiàn)一次接種的免疫保護(hù)時(shí)間不夠持久，且少數(shù)個(gè)體經(jīng)一次接種未能達(dá)到有效保護(hù)狀態(tài)。對(duì)那些年齡稍大如青春期的青少年，vOka的免疫效果低于1～12歲的兒童。因此，美國疾病預(yù)防控制中心(Centers for Disease Control and Prevention，CDC)在2006年推薦給予所有對(duì)水痘缺乏免疫的人群進(jìn)行二次預(yù)防接種[10]。

接種疫苗后機(jī)體大多無明顯不良反應(yīng)，少數(shù)人在接種后6周內(nèi)出現(xiàn)輕微皮疹，一般無需治療會(huì)自行消退。引發(fā)腦膜炎等嚴(yán)重并發(fā)癥者極少見，僅發(fā)生于細(xì)胞免疫損傷者。據(jù)美國疫苗不良反應(yīng)事件報(bào)告系統(tǒng)(Vaccine Adverse Event Reporting System，VAERS)統(tǒng)計(jì)，1995～2005年水痘疫苗所導(dǎo)致的嚴(yán)重不良反應(yīng)發(fā)生率為2.6/10萬[11]。

近年來研究發(fā)現(xiàn)，有2%～5%的疫苗接種者在密切接觸水痘患者或VZV野毒株后，仍可能發(fā)生感染，稱為突破感染(breakthrough infection)。盡管這種感染通常是輕癥型，且較少出現(xiàn)并發(fā)癥，但時(shí)有發(fā)生[12]。隨著vOka的常規(guī)接種，人群血清中VZV抗體效價(jià)逐漸降低，而vOka株在體內(nèi)持續(xù)存在，導(dǎo)致病毒被激活的可能性增加[13,14]。這是因?yàn)関Oka株與野生VZV毒株同樣可在感覺神經(jīng)節(jié)潛伏，均有可能日后引發(fā)帶狀皰疹，并進(jìn)一步傳播給易感人群。此種案例已在美國、中國等有報(bào)道[15,16]。最近還發(fā)現(xiàn)，在接種疫苗后發(fā)生帶狀皰疹的兒童中，分離出若干VZV Oka株與野生株發(fā)生基因重組的新病毒[17]。由此可知，人們?nèi)孕枥^續(xù)監(jiān)測(cè)vOka的安全性。同時(shí)，作為迄今皰疹病毒家族中唯一的疫苗，vOka還有不少需改進(jìn)的地方，有必要研究保護(hù)效果更高、不良反應(yīng)更少的新一代疫苗。

2 帶狀皰疹疫苗的有效性和安全性評(píng)價(jià)

帶狀皰疹疫苗(Zostavax)是針對(duì)帶狀皰疹的vOka活疫苗，但病毒含量是水痘疫苗的14倍[18]。Zostavax由默克公司2005年生產(chǎn)，美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration，F(xiàn)DA)于2006年予以批準(zhǔn)，應(yīng)用于≥60歲人群預(yù)防帶狀皰疹，但不適用于帶狀皰疹或皰疹后神經(jīng)痛的治療，也不宜用于預(yù)防原發(fā)性水痘感染。美國CDC和免疫實(shí)踐預(yù)防咨詢委員會(huì)(Advisory Committee on Immunization Practices，ACIP)建議，無論之前是否發(fā)生過帶狀皰疹，均應(yīng)注射單劑量的Zostavax。2011年3月，默克公司宣布，F(xiàn)DA已批準(zhǔn)將Zostavax的適用人群擴(kuò)大至年齡≥50歲的成人。

30多年前，人們就觀察到50～90歲人群中帶狀皰疹的發(fā)病率逐年升高。在這些人群的血清中，雖然VZV抗體依然顯示陽性，但相應(yīng)的特異性細(xì)胞免疫大多已缺失。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，并不是那些帶狀皰疹患者缺乏VZV特異性細(xì)胞免疫，而是所有≥50歲人群一般都檢測(cè)不到該細(xì)胞免疫(除了那些不久前罹患過帶狀皰疹的老人)。因此，特異性細(xì)胞免疫缺失并不是導(dǎo)致帶狀皰疹的唯一因素。給這些老人接種水痘疫苗，并不能提高其特異性細(xì)胞免疫，也不能預(yù)防帶狀皰疹。但如果給予高劑量Zostavax注射，這些老人對(duì)帶狀皰疹的預(yù)防率達(dá)51%，帶狀皰疹所致的疼痛和不適降低61%，皰疹后神經(jīng)痛的發(fā)生率降低67%，但該保護(hù)效果隨年齡繼續(xù)增大而有所降低[19]。

Morrison等[20]于2013年發(fā)表了關(guān)于Zostavax安全性的一項(xiàng)新試驗(yàn)結(jié)果。該試驗(yàn)在先前試驗(yàn)[21]中的一部分安慰劑受試者中進(jìn)行。在這組自愿者中，有13 681例選擇接種Zostavax，其中420例有帶狀皰疹病史、13 261例沒有帶狀皰疹病史。接種疫苗后的28 d中，有帶狀皰疹病史者與無帶狀皰疹病史者中出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)的人數(shù)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，證實(shí)疫苗是安全的，且具有良好的耐受性。

據(jù)觀察，≥60歲人群中約1/3在其以后的生命中會(huì)出現(xiàn)至少一次帶狀皰疹，估計(jì)美國每年≥60歲帶狀皰疹發(fā)病人數(shù)為100萬左右。我國≥60歲人口統(tǒng)計(jì)數(shù)為1.85億，以此保守推算，該人群帶狀皰疹發(fā)病人數(shù)約為每年250萬左右。如果能給這一大批人群接種有效疫苗，無疑將有利于保護(hù)他們的健康，并有助于減低我國VZV的感染率。

3 VZV 糖蛋白E亞單位疫苗的研制

VZV基因組共有71個(gè)開放讀碼框架(open reading frame，ORF)，編碼糖蛋白E(gE)、gB、gH、gI、gC、gL、gK和gM共8種糖蛋白。其中g(shù)E由ORF68基因編碼，屬于Ⅰ型膜蛋白，是生成感染性病毒顆粒的必需糖蛋白，也是VZV包膜和感染細(xì)胞膜中含量最豐富、抗原性最強(qiáng)的糖蛋白[22]，存在于病毒顆粒的表面及被感染細(xì)胞的表面和胞質(zhì)內(nèi)，在病毒不同成熟階段以不同的含糖多肽形式存在。在處于恢復(fù)期的水痘和帶狀皰疹患者血清中，VZV抗體主要針對(duì)gE、gB和gH，尤其是以gE為主要靶點(diǎn)誘導(dǎo)的細(xì)胞免疫和體液免疫，能保護(hù)動(dòng)物免受病毒攻擊。已有研究表明，VZV gE單克隆抗體可介導(dǎo)抗體依賴性的細(xì)胞毒性，在有外源性補(bǔ)體的情況下能中和病毒的感染性[23]。

已有多篇文獻(xiàn)報(bào)道采用基因重組技術(shù)表達(dá)該亞單位疫苗。Vafai[24]的研究是將編碼511個(gè)gE氨基酸殘基的1 642 bp DNA片段克隆至pSC11(或EBI)質(zhì)粒，再插入痘苗病毒基因組，感染BSC-1細(xì)胞。結(jié)果在培養(yǎng)上清液及細(xì)胞裂解液中檢測(cè)到VZV gE蛋白。純化的gE蛋白片段可作為VZV亞單位疫苗的候選物。實(shí)驗(yàn)初步表明，這種疫苗安全性高，不含病毒DNA和感染性物質(zhì)；而且與vOKa不同，它不會(huì)導(dǎo)致潛伏感染。Kimura等[25]研究發(fā)現(xiàn)，在豚鼠體內(nèi)重組gE疫苗誘導(dǎo)的T細(xì)胞免疫應(yīng)答高于其他VZV疫苗，用重組VZV gE和gI疫苗免疫豚鼠，其產(chǎn)生的保護(hù)性抗體應(yīng)答能有效清除病毒。鑒于VZV gE具有很強(qiáng)的免疫原性，已作為亞單位疫苗的候選抗原之一。

4 結(jié)語

vOka是迄今第1個(gè)也是唯一得到國際廣泛應(yīng)用的皰疹病毒疫苗。盡管帶狀皰疹疫苗已由美國FDA批準(zhǔn)上市，但其尚未在我國推廣和應(yīng)用。VZV gE的亞單位疫苗正在研發(fā)中，并進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗(yàn)，其有效性和安全性還有待進(jìn)一步確定。2005年9月FDA批準(zhǔn)了默克公司生產(chǎn)的復(fù)合疫苗ProQuad(measles-mumps-rubella-vacicella，MMRV；四聯(lián)活疫苗)第1次接種用于2～15個(gè)月的兒童，第2次接種用于4～6歲兒童，以預(yù)防麻疹、腮腺炎、風(fēng)疹和水痘。Kuter等[26]對(duì)其安全性和免疫原性進(jìn)行研究，顯示ProQuad具有良好的免疫原性和耐受性，建議納入常規(guī)的免疫接種項(xiàng)目。但2008年2月美國CDC發(fā)布的報(bào)告顯示，與傳統(tǒng)的三價(jià)疫苗相比，接種ProQuad四價(jià)疫苗引發(fā)的發(fā)熱性驚厥發(fā)生率更高[27]。

因此，人們不僅要對(duì)水痘疫苗的劑型展開廣泛研究，還需加強(qiáng)疫苗應(yīng)用后的相關(guān)研究，才能更好地認(rèn)識(shí)和使用水痘疫苗，并可能拓展其使用范圍。由于DNA疫苗尚存在許多問題，如DNA載體是否會(huì)整合至宿主基因組、誘發(fā)腫瘤或?qū)е滤拗骷?xì)胞功能改變， DNA疫苗能否有效誘導(dǎo)機(jī)體的體液和細(xì)胞免疫，以及其他安全性等尚不清楚，因此對(duì)VZV DNA疫苗的研究鮮有報(bào)道。

VZV潛伏感染再激活的機(jī)制目前尚不清楚。病毒如何逃脫機(jī)體免疫系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)?被激活的VZV如何進(jìn)入復(fù)制狀態(tài)？從神經(jīng)細(xì)胞向易感成纖維細(xì)胞的傳播方式是什么？這些問題的解決將有助于對(duì)疫苗免疫效果的評(píng)價(jià)及更好地開展基因工程疫苗的研究。

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