抗结核疫苗研究进展

摘 要：我国患结核病人数居世界第一位，是全球30个结核病流行严重的国家之一。疫苗是结核病预防策略中重要的医学干预手段，卡介苗（BCG）作为人类唯一使用的结核疫苗，对儿童具有良好的保护效果，但对青少年及成人的保护效果却并不理想，因此，研制新型的结核疫苗已迫在眉睫。

关键词：结核病；抗结核疫苗；重组BCG；亚单位疫苗；DNA疫苗；重组减毒疫苗

结核病（Tuberculosis，TB）是由结核分枝杆菌复合群（Mycobacterium tuberculosis complex， MTBC）引起的一类慢性感染性疾病，主要的传播途径有呼吸道、消化道、皮肤和子宫[1]。我国结核病患者人数目前居世界第一位，近几年我国结核病流行病学抽样调查报告中显示，我国结核病患者呈逐年递增的趋势，结核病的防治工作日趋严峻[2]。近期，WHO提出争取在2035年将结核病的患病率降低90%95%，这一目标的实现需要更快速的诊断方法、治疗周期更短的新型药物以及能够有效预防的疫苗。有效的结核病疫苗是遏制结核病的一种必要的长期策略[3]。卡介苗（BCG）对儿童结核病的保护有着显著的效果，但其对青少年和成人结核尤其是肺结核的保护效果却不尽人意。本文对近年来结核病疫苗研究的进展作一综述。

1 各类疫苗研究现状

目前，正在研制的新型结核病疫苗约有170种，疫苗形式包括减毒疫苗、重组疫苗、DNA疫苗、蛋白/佐剂疫苗、病毒载体疫苗等。

1.1 重组BCG疫苗

重组BCG疫苗是在BCG的基础上插入了部分相关基因或敲除了部分结核分枝杆菌相关毒力基因。BCG在全球广泛安全的使用，决定了能够替代BCG的新型疫苗需更安全或（和）更有效。目前，已经有两种重组BCG疫苗（rBCG30和rBCGΔureC：Hly （VPM1002））进入了临床研究阶段。

rBCG30通过超表达结核菌素保护性抗原Ag85B，大大提高了疫苗的免疫原性，动物实验结果表明其免疫保护力强于传统BCG；而携带李斯特菌溶素（Hly）的尿素酶C基因的重组BCG（VPM1002）能促使感染结核MTB的巨噬细胞凋亡，从而激活树突状细胞己达到抗结核的兔疫效力 [4，5]。因此能够帮助BCG逃脱吞噬体且选择性高表达结核分枝杆菌抗原的重组BCG疫苗，为新型结核病疫苗的研制提供了一条很好思路。

营养缺陷型重组BCG是通过改变BCG中编码营养合成因子的功能基因，导致细胞内缺乏抑制保护作用的物质（如脂多糖等）而获得的另一重组BCG。如嘌吟营养缺陷株MYC1552和赖氨酸合成中断的营养缺陷株MYC1551。体外实验表明，该类疫苗在豚鼠模型上可诱发强烈的结核菌素（PPD）迟发反应[5]，目前约有9种该类疫苗在研制中，动物实验显示有一定的保护效果，但其免疫持续时间短，记忆差，且毒力尚不确定，故仍在进一步的试验中。

1.2 亚单位疫苗

亚单位疫苗能诱导产生针对细菌感染早期分泌的抗原的Th1型免疫应答，从而使细菌增殖点附近的T细胞快速有效的聚集，以此达到控制感染，降低发展成为活动性结核病的风险[6]。近十年来，从结核分枝杆菌的培养上清蛋白中分离鉴定出了几种比较有意义的抗原。如Ag85B ， ESAT6和CFP10等。

1）單一蛋白亚单位疫苗由ESAT6， MPT64， Ag85复合物等制得的单一蛋白亚单位疫苗，实验证明均具有较强的抗结核免疫保护作用，并且在合适的佐剂协助下， ESAT6亚单位疫苗可产生和BCG同等的保护效力[7]。由TB10.0和CFPA 10等MTB培养滤液蛋白所制得的疫苗，均能诱导机体产生和ESAT6相同或略高的IFNY表达水平[8]。

2）嵌合蛋白亚单位疫苗 Ag85BEsat6融合蛋白是由两种分泌性抗原Ag85B和Esat6融合表达制成的，研究发现当其和免疫佐剂IC31联合使用时，能够诱导产生比Ag85B或Esat6单一抗原产生更强的特异性T细胞免疫应答，且能够产生持续性的记忆免疫应答。而Ag85BTB10.4融合蛋白更是已进入临床I期试验，初期试验结果表明，这两种亚单位疫苗在人群中具有高度的免疫原性，没有任何严重的不良反应及耐受性[9]。

1.3 DNA疫苗

DNA疫苗是一类通过携带免疫保护性抗原基因并使其在真核细胞内表达的核酸疫苗，能够诱导机体产生细胞毒性T淋巴细胞（CTL）和一定的体液免疫反应。DNA疫苗能诱导小鼠产生比蛋白亚单位疫苗更显著的细胞介导的免疫反应，具有纯化和生产中成本低的优点，携带单个基因DNA疫苗有部分的抗结核保护作用，且多个DNA疫苗联合免疫抗原竞争现象不明显，且能产生的较好的保护作用[10]。

1.4 重组减毒疫苗和DNA疫苗

近10年来，有学者分别运用牛痘病毒、甲病毒以及腺病毒作为载体运送结核分枝杆菌抗原。这些以病毒为载体的疫苗能够显著增强抗原特异性的免疫反应。MVA85A是以改良的Ankara痘病毒（MVA）为运送载体表达Ag85A抗原的一类重组减毒疫苗。MVA85A目前已经进入了临床Ⅱb期研究，研究结果表明MVA85A在之前接种过BCG疫苗的健康人群中仍表现出较好的耐受性以及免疫原性，且其在青少年和成人中能诱导产生较强的针对Ag85A的特异性免疫反应[11]。另外，以减毒沙门菌作为外源抗原运送载体，也表现出良好的前景。

在近20年里，该载体广泛用于肝炎病毒疫苗、破伤风疫苗、结核疫苗及抗肿瘤免疫等方面的研究[12]。以减毒病毒或细菌作为疫苗载体由于其自身的特点，能有效诱导宿主产生细胞介导的免疫反应，近年来发现通过加强免疫（Primerboost）策略，其免疫保护效果会更好。

2 理想抗结核疫苗所具备的条件

人类在抗结核疫苗的发展上进行了大量的研究，理想的抗结核疫苗应具备以下条件[3]。

首先，理想的新型疫苗需要能够在机体受到结核分枝杆菌感染时便诱导机体产生强的特异性免疫学应答。

其次，理想的新型疫苗还需要其能够通过识别免疫途径来激活人体肺中的固有免疫细胞产生明显的局部组织免疫；再者，理想的新型疫苗需要能够为不同的年龄段人群提供免疫保护；另一个重要的因素就是理想的新型疫苗能够适应不同的免疫途径。

3 小结

据WHO在2016年报道，截至于2015年8月，有13种新型疫苗进入临床试验阶段[2]，但距找到既能产生比BCG更好保护效应又能广泛接种的新型结核疫苗尚有一定的距离。当然，随着科学的进步，对结核分支杆菌致病机制的研究更深入，交叉学科的进一步发展等，我们坚信，随着科学家们的不懈努力，人类终会研制出能够有效控制这一疾病的理想疫苗。

参考文献：

[1]Cole ST， Brosch R， Parkhill J， et al. Deciphering the biology of Mycobacterium tuberculosis from the complete genome sequence[J].Nature，998，393（6685）：537544.

[2]王黎霞，成诗明，陈明亭，等.2010年全国第五次结核病流行病学抽样调查报告[J].中国防痨杂志，2012.08，34（8）：485508.

[3]World Health Organization..Global Tuberculosis Report.2016.WHO Press，Geneva 2016.

[4]Tullius MV，Harth G， MaslesaGalic S，et al.A ReplicationLimited Recombinant Mycobacterium bovis BCG vaccine against tuberculosis designed for human immunodeficiency viruspositive persons is safer and more efficacious than BCG[J].Infect Immun，2008，76（11）：52005214.

[5]Grode L， Seiler P， Baumann S， et al.Increased vaccine efficacy against tuberculosis of recombinant Mycobacterium bovis bacille CalmetteGuerin mutants that secrete listeriolysin[J].The Journal of clinical investigation，2005，115（9）：24722479.

[6]Andersen P.Effective vaccination of mice against Mycobacterium tuberculosis infection with a soluble mixture of secreted mycobacterial proteins[J].Infect Immun，1994，62（6）：25362544.

[7]Brandt I，Elhay M， Rosenkrands I， et al.ESAT6 subunit vaccination against Mycobacterium tuberculosis [J].Infect Immun，2000，68（02）：791795.

[8]Roche PW，FengCG，Britton WJ.Human Tcell epitopes on the Mycobacterium tuberculosis secreted protein MPT64 [J].Scand J Immunol，1996，43（6）：662670.

[9]Skjot RI，Oettinger T， Rosenkrands I， et al.Comparative evaluation of lowmolecularmass proteins from Mycobacterium tuberculosis identifies members of the ESAT6 family as immunodominant Tcell antigens[J].Infect Immun，2000，68（1）：214220.

[10]Menozzi FD，Rouse JH， Alavi M， et al.Identifi cation of a heparinbinding hemagglutinin present in mycobacteria.J Exp Med，1996，184： 9931001.

[11]Colditz GA，Berkey CS， Mosteller F，et al.The efficacy of bacillus CalmetteGuerin vaccination of newborns and infants in the prevention of tuberculosis： metaanalyses of the published literature[J].Pediatrics，1995，96（1）：2935.

[12]Pethe K，Alonso S，Biet F， et al.The heparinbinding haemagglutinin of M tuberculosis is required for extrapulmonary dissemination.Nature，2001，412：190194.

作者簡介：付红（1988），男，重庆开县人，重庆三峡医药高等专科学校助教，硕士研究生，主要从事病原微生物学和免疫学相关研究。