全 文 :综述与专论
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2010年第 4期
乙肝治疗性疫苗的研制与临床应用
李杨1, 2 王赛锋 2 王亚男 1 孟颂东 2
( 1四川师范大学生命科学学院,成都 610068; 2中国科学院微生物研究所病原微生物与分子免疫中心院重点实验室,北京 100101)
摘 要: 尽管乙肝预防性疫苗非常有效, 我国仍有约 9 300万乙肝病毒 ( HBV )携带者。抗病毒治疗疗效有限, 患者长期
使用容易产生耐药性。因此, 研制乙肝治疗性疫苗可补充甚至替代目前的抗病毒治疗。T细胞免疫对于乙肝病毒的控制和清
除至关重要, 目前已经设计出蛋白疫苗、表位多肽疫苗以及 DNA或病毒载体疫苗通过临床试验检验其疗效。将就研制乙肝治
疗性疫苗这一日益活跃的领域加以概述,着重评价疫苗的细胞免疫应答和临床疗效。
关键词: 乙肝 乙肝病毒 治疗性疫苗 CTL
Developm ent of Therapeutic Vaccines AgainstHepatitis B and
C linicalApplication
L iYang
1, 2
W ang Sa ifeng
2
W angYanan
1
M eng Songdong
2
(
1
SichuanN ormal University, Chengdu 610068;
2
Insittute of M icrobiology, Chinese A cademy of Sciences, B eijing 100101)
Abstrac:t W h ile efficient preven tive vaccines are ava ilable forH BV, there are still about 93 m illion people infected w ith H BV in
Ch ina. The present antiv ira l therap ies fo r chronically infected patients a re yet poorly effic ient, and drugres istantHBV m utants frequently
arise. Thus, therapeutic vacc ines are activ ely being deve loped to com plem ent o r even replace standard antiv ira l treatm ents. T ce lls are
be lieved to play key ro les for v irus contro l and clearance. Recom binant pro tein, epitope, DNA o r v iral vectorbased vaccines have been
eng inee red and tested in c linical trials. Th is article rev iew s advances o f therapeutic hepatitis B vacc ine developm ent wh ich is now an in
creasing ly active fie ld, w ith a particular focus on the ce llular immuno response and clinica l e fficacy.
Key words: H epatitis B H epa titis B v irus( HBV ) Therapeutic vaccine CTL
基金项目:国家 863!项目 ( 2006AA02A241 )
作者简介:李杨,男,在读硕士研究生,研究方向:细胞生物学; Em ai:l liyang2085@ yahoo. cn
通讯作者:王亚男, Em ai:l yan an. w@ 163. com;孟颂东, Em ai:l m engsd@ im. ac. cn
慢性乙肝病毒 ( HBV )感染的治疗方案包括
IFN2b、拉米夫定、阿德福韦、恩替卡韦及 PEG
IFN2a。其中拉米夫定、阿德福韦、恩替卡韦为逆
转录抑制剂,作用于 HBV DNA多聚酶, IFN2b和
PEGIFN2a则抑制病毒 mRNA的转录和增强免疫
系统功能。由于靶点的限制,这些药物不能有效地
清除病毒 cccDNA,停药后存在 HBV DNA和转氨酶
水平反弹。同时长时间用药可能导致病毒产生变异
耐药毒株,使得疗效降低, 疗效有限 [ 1, 2 ]。
乙肝疫苗分为预防性疫苗和治疗性疫苗。预防
性疫苗免疫对象是针对健康人群, 天然或重组乙肝
表面抗原 (HB sAg)预防性疫苗已经在包括我国在内
的全世界大多数国家进行临床应用, 预防效果显
著 [ 3]。乙肝治疗性疫苗的研制是发现和设计 HBV
特有抗原,并通过生物技术增强其免疫原性,有效刺
激乙肝携带者或慢性乙肝患者免疫系统,打破免疫
耐受,杀伤病毒感染的肝细胞,特异性地抑制和清除
病毒,达到治疗的目的。鉴于目前现有的干扰素
和核苷 (酸 )类似物抗病毒治疗效果有限, 乙肝治疗
性疫苗的研发为乙肝治疗提供了新的思路。
1 T细胞免疫对于控制和清除乙肝病毒至
关重要
研究发现免疫系统在决定 HBV感染的转归中
发挥重要作用。控制病毒感染需要病毒特异性 B
生物技术通报 B iotechnology Bulletin 2010年第 4期
细胞和 T细胞协调作用, 在成功清除病毒的感染者
中,可以检测到多种针对 HBV的表面蛋白、聚合酶
蛋白和核心蛋白等不同抗原的特异 CTL反应 [ 4 - 7 ] ,
以及多种特异辅助性 T细胞 ( Th1 )反应 [ 8]。相反,
在不能有效清除病毒而发展成为慢性感染的患者体
内 T细胞反应很弱, CD8+细胞增殖能力和活性低
下,伴随 HBV高水平复制, CD4+ T细胞活性低下最
终导致 CD8+ T细胞的耗竭 [ 5, 9]。此外, 调节性 T细
胞 [ 10]、PD1[ 11 ]在 T细胞的表达、肝细胞抗原呈递能
力低、DC细胞功能异常、Th1 /Th2平衡失调 [ 8]等都
是导致 HBV慢性感染的原因。因此,如何恢复和提
高乙肝患者 T细胞免疫应答是目前乙肝治疗性疫
苗研发的主要目标,此外,合理选择患者和选择适当
的时间进行免疫治疗也很重要。
2 乙肝治疗性疫苗国外研究现状
目前乙肝治疗性疫苗多停留在实验室研究或
∀、#期临床试验, 迄今没有治疗性疫苗被批准在任
何国家上市。乙肝治疗性疫苗现阶段研究较多的有
蛋白疫苗、核酸疫苗、T细胞表位肽疫苗等 (表 1)。
表 1 乙肝治疗性疫苗国际研究现状
疫苗
类型 研究题目
HBV疫苗
名称 开发公司 HBV疫苗特点 研究目的
产品开发
阶段
蛋白疫苗
HBsAg /AS02疫苗与拉
咪呋定连用的随机、控
制试验
HB sAg/AS02
疫苗
比利时 G l
axoSm ith
K line生物
公司
包含已有酵母表达的 HB
sAg和佐剂 AS202, AS202
包含单磷酸类脂 MPL,
QS21和油水乳液
HB eAg阳性的慢性乙肝
患者转阴 临床试验研究
蛋白疫苗 包含 HB sA g和 HB cAg的滴鼻疫苗试验
NASVAC
疫苗
古巴哈瓦
那遗传与
生物技术
中心
疫苗含有酵母表达的 HB
sAg 和 大肠 杆菌 表 达
的 HBcA g
治疗 HBV慢性感染或携
带者
∀期临床检验疫
苗的安全性和免
疫活性
DNA疫苗
乙肝 DNA疫苗在慢性
感染患者中引发 T细胞
反应
pCMVS2S
DNA疫苗
法国巴斯
德所
带有 CMV启动子的质粒
编码 HBV 表面蛋白 S和
M ( preS2+ S )蛋白
慢性乙肝活动型患者肌内
注射 DNA疫苗, 比较免疫
前后 HBV特异性 T细胞反
应,检测安全性、耐受性和
病毒滴度、血清指标
临床∀期
DNA疫苗 DNA疫苗抑制乙肝患者病毒反弹 HB100疫苗
韩国浦项
(Pohang)科
技大学
HB- 100( 8 mg)包括 5个载
体: pGX10S (2mg) + pGX10
S1 /S2 /X (1. 5 mg) + pGX10
core ( 1. 5 mg) + pGX10 Pol
( 1 mg ) + pGX10 hIL
12N222L (2mg)
疫苗和拉咪呋定连用是否
抗原特异免疫反应, 拉咪
呋定停药后 T细胞反应是
否抑制病毒反弹
临床∀期
DNA疫苗
痘苗
DNA疫苗致敏、痘苗加
强免疫
Prim eboost
疫苗
英国 Oxxon
Therapeut ics
Ltd
包括 2个表达 HB sAg 的
DNA载体和 2个改造的
安卡拉痘病毒
治疗 HBV慢性感染 # a期临床
DNA表位
疫苗
DNA多表位疫苗安全
性研究
比利时 In
nogenetics
公司
编码 30个 HBV CTL表位
和 16个 Th表位的 DNA
载体
安全性和耐受性评价 完成∀期临床
表位肽
疫苗
表位肽疫苗引发免疫
反应
Therad igm
HBV
美国 Ep im
m un e公司
脂肽由 3部分共价连接:
HBV CTL表位 HBc18- 27,
破伤风类毒素 Th表位和 N
端 2棕榈酸分子
疫苗是否引发 HBV特异
性 HLA A2 CTL免疫反应 #期临床
34
2010年第 4期 李杨等 :乙肝治疗性疫苗的研制与临床应用
2. 1 乙肝治疗性蛋白疫苗
乙肝蛋白治疗性疫苗是将 HBV重组蛋白制成疫
苗,并增强其免疫原性, 包括现有的重组乙肝表面抗
原 (HBsAg)疫苗、HBV核心抗原 (HBcAg )与 HBsA g
连用疫苗等 (表 1)。将现有预防用的重组 HBsAg疫
苗直接用于治疗慢性乙肝感染,能引发特异但短暂的
抗病毒免疫反应 [ 12]。尽管 HBsA g与抗病毒化学药
物连用在动物模型中 (鸭和旱獭 )获得持续疗效, 但
临床试验疗效并不理想。如比利时 G laxoSm ithK line
生物公司将 100 g重组 HBsAg与 AS02B液体佐剂
(包含单磷酸类脂 MPL, QS21和油水乳液 )连用肌肉
注射免疫,隔 2周免疫 4次,停 8周后再隔 2周免疫 4
次,最后隔 8周免疫 4次, 共免疫 12次。 195位
HBeAg阳性乙肝患者随机按 1∃1比例接受 12次免疫
+拉咪呋定治疗 (治疗组 )或单独拉咪呋定治疗 (对
照组 ), 疫苗安全性好, 疫苗尽管在第 12个月时引发
HBsAg特异性细胞增殖、细胞因子反应和抗 HBs抗
体产生,但与对照组相比, 治疗组 e抗原转阴率没有
明显提高 (分别为 16. 1%和 18. 8%, P = 0. 68) , HBV
DNA也没有明显差异 [ 13]。
另外一个蛋白疫苗是将 HBV表面抗原蛋白和核
心蛋白连用 (简称 NASVAC ), 由古巴哈瓦那遗传与
生物技术中心开发研制。临床前小鼠试验表明,将现
有酵母表达的 HBsAg和大肠杆菌表达的 HBcAg于 0
和 14 d单独免疫或混合免疫, HBs和 HBc特异 IgG
明显提高, HBcAg引发 Th1型反应, 脾脏中淋巴细胞
增殖加大, HB s特异 CTL活性增强 [ 14]。 I期临床检
验疫苗的安全性和免疫活性, 19名健康男性志愿者
随机双盲接受 50 g HBsAg和 50 gHBcAg喷鼻免
疫或生理盐水安慰剂喷鼻,于 0、7、15、30和 60 d共
免疫 5次。疫苗毒副反应轻微, 100%的受试者在第
30 d产生 HBc抗体, 75%的人在第 90 d产生 HBs
抗体 [ 15]。
2. 2 乙肝治疗性 DNA疫苗
乙肝治疗性 DNA疫苗在健康人群和患者体内证明
能激发 HBV特异性 Th1型 T细胞反应。由法国巴斯德
所研发的 pCMVS2. S表达载体作为 DNA疫苗编码和
表达 HBV表面蛋白中的 S和 M (包含 S和 preS2)蛋
白,在小鼠和黑猩猩体内能诱导产生抗 HBs和 preS2
抗体,并诱导小鼠产生 HBV特异性分泌 IFN 的 T细
胞。10名对常规治疗不敏感的慢性乙肝病毒活动期
患者接受治疗, 分别在 0、2、4和 10个月肌内注射 1
mg DNA疫苗,试验首要目标是免疫前、免疫期间和
免疫后随访患者, 通过增殖试验、EL ISPOT、tetramer
检测 HBV特异性 T细胞反应, 次要目的是评价疫苗
安全性和检测病毒滴度、血清指标。疫苗毒副作用
小,患者耐受好。有 2名患者免疫后检测到 T细胞增
殖,在 50%或 100%的患者中可检测到 HBV preS2或
S抗原特异性分泌 IFN 的 T细胞,每名患者至少可
检测到一种 HBV特异性 T细胞, 有 2名患者产生抗
preS2抗体且出现 HBe抗体,免疫 3次后有 4名患者
血清中 HBV DNA水平下降, 有一名彻底消失, 直至
第 15个月仍检测不到病毒 [ 16, 17]。
韩国浦项 ( Pohang)科技大学开发 HB100 DNA疫
苗,包括了 5个表达所有 HBV抗原蛋白和 IL12的
pGX10质粒 ( pGX10 S( 2 mg) + pGX10 S1 /S2 /X ( 1. 5
mg) + pGX10 core ( 1. 5 mg ) + pGX10 Po l ( 1 mg ) +
pGX10 hIL12N222L ( 2 mg) ), 12名 HBV携带者每隔
4周共肌内注射 12次 HB100( 8mg) DNA疫苗。拉咪
呋定治疗 (每天 100mg) 8周后, 血清 HBV DNA降低
10倍,然后开始免疫 52周,再随访 52周, DNA疫苗和
拉咪呋定联用患者耐受性好,有 50%的患者病毒滴度
降低,伴随产生 HBV特异性分泌 IFN 的 T细胞,
CD4
+记忆性 T 细胞在治疗结束 40周后仍检测
到 [ 18, 19]。但该临床试验没有设对照。
英国 Oxxon Therapeutics L td开发的治疗性疫苗
包括 DNA 致敏 ( 2 mg )和改造的安卡拉痘病毒
(MVA ) ( 5 pfu)加强, 2种疫苗都表达相同的 HBsA g。
54名 HBeAg阳性的患者随机接受疫苗、疫苗 +拉咪
呋定或拉咪呋定,每 3周免疫, 有 20人可检测到微量
的 HBV特异性分泌 IFN 的 T细胞, 常见的毒副反
应包括注射部位反应 ( 39% )和转氨酶升高 ( 11% ), 5
名患者有严重的副反应。使用疫苗 ( n = 21)、疫苗 +
拉咪呋定 ( n = 22)、拉咪呋定 ( n = 11)患者 HBeAg转
阴的分别为 38%、14%、9% ,第 52周 HBe血清学转
换分别占 19%、5%、0%, 使用疫苗组疗效优于拉咪
呋定治疗组 [ 20]。
2. 3 乙肝 T细胞表位肽疫苗
美国 Epmi mune公司首先开发 T细胞表位肽疫苗,
肽疫苗由 3部分共价连接: HBV CTL表位HBc1827,破
35
生物技术通报 B iotechnology Bulletin 2010年第 4期
伤风类毒素 Th表位 ( TT830843)和 N端 2棕榈酸分
子。26名 HLA A2健康受试者和 90名慢性乙肝患者
接受免疫, 健康人群免疫剂量为 0. 05、0. 5、5 mg的
TheradigmHBV,乙肝患者接受 0. 05、0. 5、5或 15 mg
的剂量,每 6周免疫 1次,共免疫 4次。疫苗安全、耐
受性好,在 74%的健康人群中免疫刺激产生 TT830
843特异性 T细胞和 HBV特异 CTL, 但只有 45%的
慢性乙肝患者中免疫刺激产生 TT830843特异性 T
细胞和 HBV特异 CTL, 说明慢性乙肝患者 Th1 /Th2
反应改变, 存在免疫耐受 [ 12]。但该疫苗没有抗病毒
疗效的报道。比利时 Innogenet ics公司利用 Ep im
mune公司的多表位技术开发 HBV多表位 DNA疫
苗,已经在美国完成 I期临床。疫苗包含一个编码 30
个 HBV CTL表位和 16个 Th表位的 DNA载体,这些
表位预期能被 95%的 HLA人群的 T细胞识别。肌
内注射 0. 4mg或 4mg剂量疫苗, 12周内每 4周注射
1次, 共 4次, 在所有健康的受试者中安全且耐
受性好。
3 乙肝治疗性疫苗国内研究现状
国内医科院和医院开发的乙肝治疗性疫苗主要
包括蛋白疫苗和多肽 T细胞疫苗等 (表 2)。其中复
旦大学开发的抗原 -抗体免疫原性复合物疫苗, # b l
临床试验结果表明, 由酵母来源的乙肝表面抗原
(HBsAg )和健康人来源的抗表面抗原 (HBs)免疫球
蛋白形成的复合物组成 (简称 Y IC) ,以铝盐明矾为佐
剂, 242位 HBeAg( e抗原 )阳性患者接受 30或 60 g
疫苗治疗 (治疗组 ) , 或注射安慰剂铝盐佐剂 (对照
组 ), 每 4周免疫,共免疫 6次,免疫期间和 24周免疫
结束后检测患者 HBV标志物和 HBV DNA水平。临
床试验的首要目的是患者 HBeAg转阴,或出现 e抗
原抗体,或 HBV DNA水平下降, 次要目的是 HBeAg
血清学转换,同时 HBV DNA水平下降。治疗结束时
(第 24周 )检测没有达到临床试验的首要目的, 免疫
组 (包括接受 30或 60 g疫苗治疗 )和对照组 HBeAg
的转阴率分别为 9. 9、7. 7和 7. 7, HBV DNA明显降
低的患者分别占 25. 9、26. 4和 16. 7, 都没有显著差
别。然而在患者随访结束时 (第 44周 ) ,免疫组 (包
括接受 30或 60 g疫苗治疗 )和对照组 HBeAg的转
阴率分别为 12. 3% ( 10 /81)、21. 8% ( 17 /78 )和 9%
( 7 /78) , HBV DNA明显降低的患者分别占 25. 9%、
37. 2%和 35. 9% ,其中接受 60 g疫苗治疗的免疫组
和对照组之间 HBeAg的转阴率有显著差异 ( P = 0.
03)
[ 21]。第三军医大学将破伤风类毒素 Th表位
( TT830843)或一个非天然泛 HLADR表位 PADRE、
多个 HBV CTL表位和 HBV B细胞表位用 3个氨基酸
的连接肽共价连接制成免疫原,已完成#期临床。
表 2 乙肝治疗性疫苗国内研究现状
疫苗类型 研究题目 HBV疫苗名称 开发公司 HBV疫苗特点 研究目的 产品开发阶段
蛋白疫苗
抗原 -抗体免疫原
复合物治疗性疫苗
试验
Y IC 上海复旦大学
HBsAg与人抗 HB s
免疫球蛋白复合物
(Y IC ) , 以铝盐为
佐剂
治疗乙肝慢性感染: 比
较免疫组 (Y IC +铝盐
佐剂 )和对照组 (铝盐
佐剂 ) H BV 标志物和
HBV DNA水平
%期临床
表位多肽
疫苗
多肽疫苗治疗慢性
乙肝 第三军医大学
将 Th 表位、HBV
CTL表位和 B细胞
表位共价连接制成
免疫原
疫苗是否引发 HBV特
异性 HLA A2 CTL免
疫反应, 和治疗 HBV
感染
#期临床
综上所述,乙肝治疗性疫苗通过激发免疫系统识
别 HBV抗原对病毒发动攻击, 除痘病毒外毒副作用
一般比较小。虽然这类疫苗能诱导针对 HBV的免疫
反应, 但总体临床疗效 (对 HBV病毒的抑制和病毒
血清学改变等 )并不稳定, 至今仍无成功上市的。
4 展望
慢性乙肝病是一种难治性疾病, 原因包括 HBV
共价闭合环状 DNA( cccDNA )难以消除、患者产生免
疫耐受、HBV可发生耐药突变、HBV DNA可与宿主
36
2010年第 4期 李杨等 :乙肝治疗性疫苗的研制与临床应用
细胞的 DNA整合等。乙肝治疗性疫苗除构建更有效
的 DNA疫苗、病毒载体外,还可借鉴肿瘤疫苗的设计
理念,研发 DC疫苗或热休克蛋白 gp96疫苗,设计出能
恢复或激活特异 T细胞免疫反应的治疗性疫苗 [ 22, 23]。
未来治疗目标应着眼于研制出抗病毒力更强的药物如
RNA干扰 [ 24, 25]等,采取新的抗病毒药物与免疫治疗联
合应用,对免疫耐受患者进行有效治疗,根据宿主、病
毒和免疫应答等因素设计治疗方案,采取个体化治疗。
参 考 文 献
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