摘要:轮状病毒是 5 岁以下儿童重症腹泻和死亡的主要元凶,全球每年约有 12.85 万儿童因此丧生,其中绝大多数发生在发展中国家。接种疫苗是预防这种病毒感染最有效的手段。从最早的减毒活疫苗到如今的 mRNA 疫苗,轮状病毒疫苗历经多年发展,不断突破传统疫苗在低收入国家效果不佳、依赖冷链运输等瓶颈。本文将带大家走进轮状病毒疫苗的世界,了解已投入使用的经典疫苗、各国特色疫苗,以及正在研发的新一代疫苗,看看科学家们如何一步步为孩子们筑起更坚固的健康防线。
一、可怕的 "肠道杀手":轮状病毒有多凶险?
对于家长来说,孩子腹泻是常事,但有一种腹泻背后的 "元凶" 却格外凶险 ——轮状病毒。它是全球 5 岁以下儿童腹泻的首要致病原,每年导致约 12.85 万儿童死亡,相当于每天有 350 多个孩子因此离开人世。
这种病毒通过粪-口途径传播,传染性极强。感染者会排出大量病毒,这些病毒在污染的水、食物和物体表面能存活很长时间。尤其在卫生条件差、饮用水不安全的地区,病毒传播速度更快,因为它对环境有很强的抵抗力。
被感染的孩子会出现严重腹泻、呕吐等症状,严重时会引发脱水、休克,甚至危及生命。更让人头疼的是,轮状病毒的基因型复杂且不断变化,这给疫苗研发带来了不小的挑战。幸运的是,接种疫苗被证实是预防轮状病毒感染最有效的方式,能显著降低重症腹泻的发生率和死亡率。
二、经典疫苗登场:全球广泛使用的 "守护者"
自 2006 年第一种轮状病毒疫苗获批以来,全球已有多款疫苗投入使用,其中最具代表性的是两款经典疫苗:Rotarix 和 RotaTeq。
这两款疫苗在高收入国家表现出色,保护效果能超过 85%。比如美国引入轮状病毒疫苗后,5 岁以下儿童因轮状病毒住院的比例下降了 90% 以上,大大减轻了医疗系统的负担。它们之所以能取得这样的成效,离不开当地完善的公共卫生基础设施、有力的卫生政策,以及公众对疫苗的高度信任。
但这两款疫苗也存在一些局限。首先是接种程序复杂,RotaTeq 需要接种 3 剂,Rotarix 需要接种 2 剂,这对于医疗资源有限的地区来说,很多家庭可能因为无法按时带孩子就医而导致接种不完整。其次是生产成本高,再加上疫苗运输和储存需要严格的冷链条件,很多低收入国家因为基础设施薄弱、电力供应不稳定,缺乏足够的冷藏设备,导致疫苗在运输储存过程中容易失效,这也限制了它们在这些地区的普及。
更关键的是,这两款疫苗在低收入和中等收入国家的效果会大打折扣,保护效率通常只有 50%-70%。造成这种差异的原因有很多:这些地区的孩子营养不良问题突出,免疫系统发育不完善,对疫苗的免疫反应较弱;同时,孩子们常面临多种肠道病原体的共同感染,这会干扰疫苗引发的免疫反应;再加上卫生条件差,病毒传播迅速,即使接种了疫苗,孩子仍有较高的感染风险。
三、区域特色疫苗:适配本土需求的 "定制款"
除了全球通用的经典疫苗,一些国家根据自身情况研发了更具针对性的轮状病毒疫苗,很好地解决了当地儿童的防疫需求。
在印度,一款名为ROTAVAC™的疫苗备受青睐。它基于 116E 菌株研发,属于 G9P血清型,能有效保护新生儿免受轮状病毒感染。这款疫苗的优势在于成本低、生产和储存方便,非常适合印度及周边国家的低收入人群使用,目前已被纳入印度的国家免疫规划。临床试验显示,它对重症轮状病毒胃肠炎的保护效果良好,液体剂型可在 2-8℃储存,减少了对冷链物流的依赖。
在中国,兰州生物制品研究所研发了LLR-85疫苗,这款疫苗采用减毒的羔羊轮状病毒菌株(G10P),是成本效益很高的口服疫苗。三期临床试验显示,它对重症轮状病毒胃肠炎的保护效果达到 70.3%,对需要住院治疗的重症保护效果更是高达 74.0%。尤其值得一提的是,它对 G9 型轮状病毒具有有效的交叉保护作用,在偏远地区和农村社区推广后,为减少儿童轮状病毒腹泻病例发挥了重要作用。
越南则推出了Rotavin-M1疫苗,这是该国疫苗自给自足政策的重要成果。它基于当地住院腹泻婴儿体内分离的菌株研发,价格低廉,非常适合低收入地区使用。越南政府通过多种渠道积极推广这款疫苗,努力提高接种覆盖率,降低儿童因轮状病毒腹泻的住院率,为其他发展中国家提供了宝贵的经验。
近日,国药集团中国生物武汉生物制品研究所研制的口服六价重配轮状病毒减毒活疫苗(Vero细胞)(商品名:武生儿轮宝®)正式获得国家药品监督管理局批准上市。该产品是全球首款、价次最高的轮状病毒疫苗,为我国预防用生物制品1类新药,主要用于预防轮状病毒引起的婴幼儿急性胃肠炎。该疫苗为口服方式接种,适用于6至36周龄婴幼儿接种,可预防G1、G2、G3、G4、G8、G9六种血清型导致的婴幼儿轮状病毒胃肠炎。临床研究结果表明,该疫苗具有良好的安全性和有效性。
四、未来可期:新一代轮状病毒疫苗研发进行时
为了解决传统疫苗的种种局限,科学家们一直在努力研发新一代轮状病毒疫苗,目前已有多款候选疫苗进入研发阶段,展现出广阔的应用前景。
(一)灭活疫苗:更安全的选择
中国医学科学院医学生物学研究所李红俊团队研发的ZTR-68(Vero) 疫苗是一款灭活疫苗,采用注射方式接种。它使用从云南昭通腹泻儿童粪便中分离的人类野生型轮状病毒菌株,经过严格的培养、纯化和灭活处理制成。一期临床试验显示,这款疫苗安全性良好,没有严重不良反应,且能诱导产生高水平的中和抗体、IgG 和 IgA 抗体,抗体水平随剂量增加而升高,表现出良好的免疫原性。对于传统口服疫苗效果不佳的中低收入国家儿童来说,这款疫苗可能是一个更好的选择。
美国 CDC 的 Glass RI 团队则研发了热灭活轮状病毒疫苗(IRV)。与传统的甲醛灭活相比,热灭活能更好地保留病毒的结构和免疫原性,诱导产生高水平的抗体。研究发现,肌肉注射两剂热灭活疫苗就能在小鼠体内引发强烈的免疫反应,加上氢氧化铝佐剂后效果更好。这种疫苗有望成为口服活疫苗的重要补充,为预防轮状病毒感染提供新的选择。
(二)病毒样颗粒疫苗:精准激发免疫
病毒样颗粒(VLPs)疫苗是另一类热门候选疫苗。这类疫苗不含病毒核酸,安全性更高,同时能模拟病毒的天然结构,有效激发免疫反应。
辛辛那提儿童医院的 Blazevic V. 团队发现,轮状病毒的重组 VP6 蛋白能增强诺如病毒 VLP 疫苗的免疫原性,起到佐剂的作用。它能促进抗原呈递细胞的活化和成熟,提高疫苗的免疫效果。贝勒医学院的 Estes MK 团队则利用昆虫细胞生产轮状病毒 VLPs,接种后能诱导产生高水平的血清抗体,对病毒攻击提供部分保护。
美国 NIH 的 Cryz 团队研发的P2-VP8-P疫苗是一款三价亚单位疫苗,由三种 VP8 亚单位蛋白组成,稳定性和免疫原性都得到了优化。Tan M 团队开发的S60-VP8 PVNPs 疫苗则是一种三价假病毒纳米颗粒疫苗,能引发强烈的免疫反应和广泛的中和活性,对多种轮状病毒基因型都有效果。
(三)创新疫苗:一苗多防 + 前沿技术
除了针对轮状病毒的单一疫苗,科学家们还在研发多功能疫苗。Bahramali G. 团队将轮状病毒的 VP8 蛋白与甲型肝炎病毒的 VP1 蛋白融合,开发出一款双价疫苗,既能预防轮状病毒感染,又能预防甲型肝炎,非常适合低收入国家解决疫苗接种覆盖率低的问题。
最令人期待的是mRNA 疫苗的出现。中国的 Li H 团队研发的 mRNA 疫苗,将轮状病毒 G1 型的 VP7 蛋白编码基因包裹在脂质纳米颗粒中,通过皮下或肌肉注射接种。研究显示,这款疫苗能引发强烈的抗病毒免疫反应,激活趋化因子信号通路,为预防轮状病毒感染提供了全新的技术路径。mRNA 疫苗具有研发速度快、安全性高、能同时激发体液免疫和细胞免疫等优势,有望在应对病毒变异方面发挥重要作用。
五、总结:疫苗进化,守护升级
从传统的口服减毒活疫苗到新一代的灭活疫苗、VLPs 疫苗和 mRNA 疫苗,轮状病毒疫苗的发展历程就是一部不断解决问题、追求更好保护效果的历史。
传统疫苗在高收入国家取得了巨大成功,但在低收入国家面临效果不佳、冷链依赖等挑战。而区域特色疫苗通过本土化研发,很好地适配了当地的经济水平和医疗条件。正在研发的新一代疫苗则在安全性、免疫原性、稳定性等方面实现了突破,有望打破冷链限制,为全球儿童提供更平等、更有效的保护。
轮状病毒疫苗的研发和推广不仅是公共卫生领域的重要课题,更是守护儿童健康的关键举措。随着科学技术的不断进步,我们有理由相信,未来会有更多更优秀的轮状病毒疫苗出现,让全球每一个孩子都能远离轮状病毒腹泻的威胁,健康快乐地成长。
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