謝 磊,王 佳,丁曼琳 綜述,叢延廣 審校

(西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中心，四川瀘州 646000)

傷寒和副傷寒是由傷寒沙門菌及甲、乙、丙型副傷寒沙門菌引起的一類腸道傳染病，統(tǒng)稱為腸熱癥。目前主要在發(fā)展中地區(qū)如南亞、東南亞、非洲等地流行。傷寒患者臨床癥狀不典型，雖可經(jīng)細(xì)菌培養(yǎng)確診，但陽性率較低。臨床多采用經(jīng)驗(yàn)性的抗生素治療，但目前面臨著耐藥率不斷增長(zhǎng)的問題。飲水和衛(wèi)生條件的改善是預(yù)防腸道傳染病的根本措施，除此之外，疫苗也是一種有效的防控手段[1]。世界衛(wèi)生組織早在2008年就建議通過計(jì)劃接種傷寒疫苗來防控傷寒，但由于缺乏資金支持等原因，迄今為止尚未廣泛實(shí)施。目前上市的傷寒疫苗也存在著保護(hù)率不高、缺乏交叉保護(hù)等問題，新型疫苗的研制有賴于對(duì)傷寒致病機(jī)制、宿主保護(hù)性免疫機(jī)制的深刻認(rèn)識(shí)。本綜述全面總結(jié)了目前關(guān)于傷寒感染、保護(hù)性免疫及防治措施的最新進(jìn)展。

1 傷寒感染的概況

2000年全球傷寒的年感染病例為2 100萬，死亡約20萬[2]。而根據(jù)最新數(shù)據(jù)，目前全球傷寒感染者每年約1 430萬，病死率約為1%[3]。雖然整體呈現(xiàn)發(fā)病率逐漸降低的趨勢(shì)，但總感染率和病死率仍然不容忽視。同時(shí)傷寒發(fā)病率在不同國(guó)家間以及一個(gè)國(guó)家不同地區(qū)間存在巨大差異，大部分傷寒病例是來自亞洲和非洲的發(fā)展中國(guó)家[4]。

傷寒可由4個(gè)沙門菌血清型引起，2000年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示副傷寒約占整個(gè)病例數(shù)的四分之一[2]。近些年甲型副傷寒發(fā)病率在部分地區(qū)呈顯著上升的趨勢(shì)，在某些國(guó)家和地區(qū)如泰國(guó)甚至超過了傷寒發(fā)病率[5]。在中國(guó)廣西壯族自治區(qū)也出現(xiàn)了同樣趨勢(shì)，在1998年之前，廣西壯族自治區(qū)沒有甲型副傷寒爆發(fā)流行的報(bào)道，而之后甲型副傷寒沙門菌成為了主要血清型，其感染占到1994-2004年廣西壯族自治區(qū)感染病例的80%。在2012年，甲型副傷寒沙門菌感染導(dǎo)致的傷寒病例占到所有實(shí)驗(yàn)室確診病例的36.86%[6]。由此可見，在制訂傷寒防控策略時(shí)由副傷寒沙門菌導(dǎo)致的感染必須引起足夠重視。

2 傷寒感染的致病過程

人類是傷寒病原菌的唯一天然宿主，其基因組以大量假基因的聚集而著稱，相比廣宿主譜的鼠傷寒沙門菌，傷寒沙門菌基因組有超過200個(gè)假基因。如同在其他宿主限制性病原體中觀察到的類似現(xiàn)象，這些假基因反映了傷寒沙門菌的宿主限制特性[7-8]。另外，傷寒沙門菌擁有三百多個(gè)其他血清型沒有的特異基因，這些基因很多是位于沙門菌致病島中(例如SPI-5、SPI-15、SPI-17和SPI-18)[9]。

傷寒沙門菌主要是通過攝入污染的食物或飲水經(jīng)糞口途徑感染[10]。傷寒沙門菌具有酸抵抗，可以有效通過胃部進(jìn)入腸道。在回腸遠(yuǎn)端，經(jīng)腸上皮細(xì)胞尤其是特化的微皺褶細(xì)胞(microfold cell，M cell)侵入體內(nèi)。微皺褶細(xì)胞主要覆蓋在淋巴結(jié)構(gòu)派爾斑(Peyer′s patches,PPs)上，因此派爾斑是傷寒沙門菌進(jìn)入宿主的主要結(jié)構(gòu)[11]。在穿過派爾斑的微皺褶細(xì)胞后，細(xì)菌進(jìn)入淋巴組織的底層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而通過輸入淋巴管到達(dá)腸系膜淋巴結(jié)，并最終通過輸出淋巴管進(jìn)入血液并播散至全身組織。在擴(kuò)散到全身組織后，傷寒沙門菌可在脾臟、肝臟和骨髓的吞噬細(xì)胞中復(fù)制擴(kuò)增進(jìn)而引起嚴(yán)重病變。

3 宿主對(duì)傷寒沙門菌感染的保護(hù)性免疫機(jī)制

針對(duì)傷寒沙門菌感染的宿主免疫包括天然免疫和獲得性免疫。其中CD4+T細(xì)胞在初次和再次傷寒沙門菌感染的保護(hù)性免疫中發(fā)揮了主要作用，此外，天然免疫細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞和B細(xì)胞也對(duì)病原菌的清除有重要貢獻(xiàn)。

針對(duì)傷寒的獲得性免疫分為兩種情況：初次感染和再次感染。在傷寒沙門菌初次感染過程中，CD4+和CD8+T細(xì)胞在清除感染中發(fā)揮了聯(lián)合作用。缺乏胸腺、αβT細(xì)胞、MHCⅡ類或T-bet+Th1細(xì)胞的小鼠無法解決減毒傷寒沙門菌的初次感染[12-14]，缺乏γδT細(xì)胞或B細(xì)胞的小鼠則能夠清除減毒傷寒沙門菌的初次感染[15-16]。僅缺乏MHCⅡ類或細(xì)胞毒性顆粒的小鼠進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，在初次感染的消退過程中CD8+T細(xì)胞也發(fā)揮了一定的保護(hù)作用[17]。在清除初次感染后，小鼠對(duì)傷寒沙門菌再次攻擊會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的保護(hù)性免疫[18]。CD4+和CD8+T細(xì)胞在傷寒沙門菌再次感染的清除中起著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)保護(hù)性免疫不能通過過繼轉(zhuǎn)移脾細(xì)胞轉(zhuǎn)移給未免疫的小鼠，而需要添加免疫血清[19]。與此同時(shí)，缺乏B細(xì)胞的小鼠雖能夠控制減毒菌株引起的初次感染，但對(duì)傷寒沙門菌強(qiáng)毒株的再次攻擊缺乏保護(hù)力[15-16]。血清轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)證實(shí)，傷寒沙門菌特異性抗體通過補(bǔ)體固定或調(diào)理作用發(fā)揮保護(hù)效應(yīng)[20]?？傊@些研究表明CD4+T細(xì)胞在傷寒沙門菌感染的獲得性免疫中起著中心作用，同時(shí)CD8+T細(xì)胞和B細(xì)胞也發(fā)揮了重要作用。

4 傷寒疫苗

如前所述，許多發(fā)展中國(guó)家的供水和衛(wèi)生設(shè)施不良導(dǎo)致傷寒的廣泛傳播，而這些系統(tǒng)的改善很難在短時(shí)間內(nèi)完成。因此對(duì)于這些國(guó)家和地區(qū)來說，疫苗接種成為控制傷寒的一種有效且廉價(jià)的措施，尤其是在耐藥問題出現(xiàn)以后。傷寒疫苗已有很長(zhǎng)的使用歷史，但目前仍有一些問題亟待克服，傷寒主要疫苗類型及其優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

表1 傷寒主要疫苗類型及其優(yōu)缺點(diǎn)

4.1 滅活疫苗

早在1896年就出現(xiàn)了最早的傷寒疫苗類型——全細(xì)胞滅活疫苗。臨床試驗(yàn)顯示該疫苗的保護(hù)率為51%～88%[21]。然而，此類疫苗容易導(dǎo)致發(fā)熱等不良反應(yīng)，發(fā)生率高達(dá)34%[22]，因此全細(xì)胞滅活疫苗目前已基本被淘汰。

4.2 Ty21a減毒活疫苗

Ty21a口服減毒活疫苗于20世紀(jì)80年代獲得批準(zhǔn)，是將Ty2野生株化學(xué)誘變后獲得的減毒株。該菌株缺失了編碼Vi多糖以及尿苷二磷酸(UDP)-半乳糖-4-差向異構(gòu)酶的基因。后者的功能是催化UDP-葡萄糖和UDP-半乳糖的相互轉(zhuǎn)化，缺失后導(dǎo)致UDP-半乳糖因無法代謝而在胞內(nèi)堆積，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)菌溶解和毒力減弱。減毒疫苗的優(yōu)勢(shì)是模擬天然感染過程，可以誘導(dǎo)全面的免疫反應(yīng)，包括局部黏膜免疫、細(xì)胞免疫和體液免疫，理論上效果優(yōu)于注射疫苗[23]，另外減毒疫苗可以口服，接種者的順從性較高。Ty21a減毒活疫苗一般在5 d內(nèi)口服3～4劑。在流行地區(qū)，建議每3年重復(fù)接種1次[24]。疫苗免疫保護(hù)率67%～80%,且具有良好的耐受性。

4.3 Vi亞單位疫苗

傷寒沙門菌表面覆蓋著一層Vi莢膜多糖，它既是一種毒力因子，也是主要保護(hù)性抗原[25]。20世紀(jì)80年代后期在尼泊爾和南非對(duì)Vi亞單位疫苗的效能進(jìn)行了臨床試驗(yàn)，6 907名參與者通過肌肉注射Vi亞單位疫苗進(jìn)行免疫接種，免疫接種17個(gè)月后觀察的保護(hù)率為72%[26]。在南非，對(duì)11 384名兒童接種了Vi亞單位疫苗，疫苗接種后的21個(gè)月和3年的保護(hù)率分別為64%和55%[27]。接種Vi亞單位疫苗的局部副作用小，耐受性好。20世紀(jì)90年代末，在中國(guó)一個(gè)以學(xué)齡兒童為主的群體中進(jìn)行了為期19個(gè)月的隨機(jī)雙盲試驗(yàn)，結(jié)果顯示Vi亞單位疫苗的保護(hù)率為69%[28]。這些臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，Vi亞單位是一種安全有效的傷寒疫苗。但Vi亞單位疫苗存在兩個(gè)局限性，一是無法刺激黏膜免疫；二是再次免疫不能產(chǎn)生增強(qiáng)效應(yīng)。后者是由于沒有T細(xì)胞參與Vi多糖誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答，因此無法獲得免疫記憶[29]。

4.4 Vi結(jié)合疫苗

研究者將Vi多糖和某些蛋白融合制成結(jié)合疫苗，可以解決Vi亞單位疫苗無法產(chǎn)生免疫記憶的問題。2018年世界衛(wèi)生組織建議在傷寒流行區(qū)使用傷寒結(jié)合疫苗，尤其對(duì)6個(gè)月以上的兒童推薦使用[30]。目前有多個(gè)Vi結(jié)合疫苗正在研制中，比較成功的有兩個(gè)：Vi-rEPA疫苗和Typbar TCVTM。

Vi-rEPA疫苗是將Vi多糖和重組銅綠假單胞菌外毒素A相結(jié)合。臨床試驗(yàn)證實(shí)該疫苗耐受性好，無顯著副作用，對(duì)2～5歲兒童的免疫保護(hù)率介于89%～91%[29,31]，不過目前尚未批準(zhǔn)上市。Typbar TCVTM是一種Vi-破傷風(fēng)類毒素結(jié)合疫苗，于2013年在印度獲得許可證，也是第一個(gè)獲得世衛(wèi)組織資格預(yù)審的傷寒結(jié)合疫苗[32]。疫苗具有良好的耐受性，且可以刺激免疫增強(qiáng)反應(yīng)[33]，三期臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示疫苗有效率為85%[34]。目前，在孟加拉國(guó)、馬拉維和尼泊爾正在進(jìn)行三項(xiàng)大規(guī)模的臨床試驗(yàn)，以對(duì)該疫苗效能進(jìn)行全面評(píng)估。2019年12月，SHAKYA等[35]報(bào)道了一項(xiàng)涉及20 000多名尼泊爾兒童的研究計(jì)劃的中期分析結(jié)果，在15個(gè)月的隨訪顯示該疫苗有效率為81.6%。

4.5 副傷寒疫苗

考慮到目前副傷寒較高的發(fā)病率，對(duì)副傷寒疫苗的需求變得越來越迫切，然而，當(dāng)前在使用的傷寒疫苗對(duì)甲型副傷寒感染缺乏有效的交叉保護(hù)作用[36]。目前在研的甲型副傷寒疫苗主要有兩類：一類是減毒活疫苗，多個(gè)減毒株在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中顯示出良好的免疫保護(hù)作用[36-38]；第二類是O-特異性多糖結(jié)合疫苗，也初步呈現(xiàn)良好的應(yīng)用前景[39-40]。

目前幾乎沒有針對(duì)傷寒和甲型副傷寒的雙價(jià)疫苗研究。本實(shí)驗(yàn)室通過遺傳操作將合成Vi多糖的viaB操縱子轉(zhuǎn)入到甲型副傷寒沙門菌染色體上，實(shí)現(xiàn)Vi多糖的表達(dá)，從而獲得一株雙價(jià)傷寒減毒疫苗株。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示疫苗株對(duì)傷寒沙門菌和甲型副傷寒沙門菌的感染均具有良好的免疫保護(hù)作用，為傷寒雙價(jià)疫苗的制備提供了一個(gè)新途徑[6]。

5 結(jié)論與展望

雖然全球范圍內(nèi)傷寒發(fā)病率呈逐漸下降趨勢(shì)，但整體發(fā)病率仍然較高，且不同地區(qū)差異很大，傷寒仍然是需要高度重視的全球公共衛(wèi)生問題。傷寒病原在胞內(nèi)體內(nèi)的生存是其致病的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其機(jī)制研究對(duì)于傷寒致病和防治具有重要意義。

在傷寒感染的獲得性免疫中CD4+T細(xì)胞起著中心作用，同時(shí)CD8+T細(xì)胞和B細(xì)胞也發(fā)揮了重要作用。盡管對(duì)免疫機(jī)制已有了較全面的認(rèn)識(shí)，但到目前為止，對(duì)于傷寒病原中能誘導(dǎo)活化上述免疫細(xì)胞的保護(hù)性抗原尚缺乏全面系統(tǒng)的分析，目前疫苗研制還主要集中在Vi多糖、O-特異性多糖、鞭毛等保護(hù)性抗原上。對(duì)于傷寒保護(hù)性抗原全面系統(tǒng)的分析將促進(jìn)傷寒疫苗的研制。

清潔的飲水和良好的衛(wèi)生設(shè)施是防控傷寒的關(guān)鍵，然而在許多發(fā)展中國(guó)家短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。疫苗接種仍然是防控傷寒的有效措施，但現(xiàn)有的減毒活疫苗和Vi亞單位疫苗存在一定的缺陷。Vi結(jié)合疫苗有望克服現(xiàn)有疫苗的部分缺陷，在未來傷寒防控策略中發(fā)揮重要作用。

流行病學(xué)資料顯示甲型副傷寒發(fā)病率近年來有上升趨勢(shì)，因此未來有必要加強(qiáng)甲型副傷寒感染的監(jiān)測(cè)，同時(shí)甲型副傷寒疫苗或者多價(jià)傷寒疫苗的研制和應(yīng)用勢(shì)在必行。