狂犬病是由狂犬病毒感染引起的人兽共患的中枢神经系统疾病,是所有传染病中最凶险的病毒性疾病,一旦发病,死亡率为100%,这让人们恐惧,甚至谈“狂”色变。
好在狂犬病虽然无法治愈,但可以预防,发生暴露后进行科学规范的暴露后处置,及时、全程、足量接种狂犬病疫苗和免疫球蛋白可有效预防狂犬病。其中,接种有效的狂犬病疫苗,使人体产生足量的中和抗体是免疫成功的关键。
目前,国内人用狂犬病疫苗主要有:人二倍体细胞疫苗、原代地鼠肾细胞疫苗、Vero细胞疫苗。今天我们重点阐述被WHO推荐为狂犬病疫苗“金标准”的人二倍体细胞狂犬病疫苗(HDCV)对于预防狂犬病的重要意义。
暴露后接种狂犬病疫苗,就是一场中和抗体与狂犬病病毒(RABV)的赛跑。我们需要在RABV进入中枢神经系统之前,通过狂犬病病毒中和抗体清除机体所有RABV,换言之,在接种疫苗后产生足够的中和抗体是免疫成功的关键。
WHO狂犬病专家委员会确定注射疫苗后血清中和抗体几何平均滴度(GMT)达到0.5IU/ml及以上,才能产生有效保护作用[1],并且,GMT越早达标、数值越高,越容易免疫成功。
HDCV可快速产生高滴度中和抗体。国内一项随机平行对照研究选取2组10-60岁健康志愿者共214人,按5针法分别接种HDCV和地鼠肾细胞疫苗(PHKCV),接种7天和14天,前者GMT分别为1.11、19.54,后者为0.65、7.19[2],接种HDCV产生的GMT明显高于接种PHKCV。
另一项临床试验表明[3],国产人二倍体细胞狂犬病疫苗首剂免疫后14天抗体阳转率即达到100%,42天GMT达到阳转水平75倍。
HDCV具有更好的免疫原性,可在较短时间内阻断感染,提供高效力的保护。不仅如此,HDCV还具有良好的记忆性应答,免疫保护可达10年。一项为期十年的跟踪调查显示[4],十年前接种过HDCV的暴露者,十年后仍有98.3%人群处于抗体阳性水平。对实验者进行加强免疫,发现机体迅速产生记忆性应答,1针加强组14天GMT为27.18IU/ml,2针加强组14天GMT为46.51IU/ml[4]。
从狂犬病疫苗诞生以来,疫苗的安全性一直备受关注。
历史上人类使用过的狂犬病疫苗有三种:神经组织疫苗、禽胚疫苗、细胞培养疫苗。
(1)神经组织疫苗。该疫苗由巴斯德于1885年发明,他提取被狂犬病病毒感染的兔子脊髓浆液,经无菌的空气烘干后进行接种。该方法被证明是有效的,但是由于无法保证灭活的一致性,可能导致接种该疫苗后发展为狂犬病,且该疫苗由于含有较高的髓鞘成分,存在致命脑炎的风险。改良后的神经组织疫苗虽然可解决灭活的一致性问题,但是髓鞘成分含量过高的问题仍然存在。
(2)禽胚疫苗。1956年Peck采用了鸭胚胎来制备疫苗,但是该疫苗除了免疫原性差、中和抗体水平低以外,还有不良反应较高的缺点,有报道显示三分之一的接种者在接种数针后出现不适、肌痛等全身症状[5]。自20世纪80年代,发达国家不再生产和使用这种疫苗[6]。
(3)细胞培养疫苗。细胞培养狂犬病疫苗的优势在于培养体系中细胞种类单一,杂质少、便于纯化。该疫苗是目前国内外应用广泛的狂犬病疫苗,我国常用的细胞培养基质就是上文提到的人二倍体细胞、原代地鼠肾细胞、Vero细胞。相比神经组织疫苗、禽胚疫苗,细胞培养疫苗不良反应轻微,但是相关风险也不可忽视,就拿Vero细胞疫苗来说,由于Vero细胞是肿瘤细胞,制备的疫苗在使用过程中有一定的致癌风险[7]。
不同于动物细胞疫苗,HDCV的细胞基质来源于胎儿的正常肺组织,为正常核型细胞,无致癌性且可避免疫苗中宿主蛋白和外源DNA残留的问题,是接种后不良反应最低的疫苗[6,8]。多项研究结果也与此结论一致。范斌[9]等进行对比试验,选取400例注射狂犬疫苗的患者,随机分为人二倍体细胞组和Vero细胞组,每组200例,Vero细胞组患者总不良反应发生率为30.5%,高于人二倍体细胞组的1.5%。另一项针对国产HDCV不良反应的研究显示[2],接种部位皮疹、瘙痒、硬结等局部不良反应发生率为0.48 %,一过性体温上升等全身不良反应发生率0.38%,总体不良反应发生率0.86 %。
HDCV良好的安全性保障了接种人群的健康和安全,提高了接种依从性。
促进狂犬病疫苗发展,助力“2030消除狂犬病”战略目标
HDCV的研发、生产和应用,是狂犬病疫苗史上的重大突破,极大地推动了狂犬病疫苗的发展。我们以国产HDCV为例,分析HDCV如何通过科研创新和技术进步提升疫苗的可及性和安全性,从中可窥见HDCV是如何促进狂犬病疫苗发展的。
对于量产HDCV来说,大规模培养人二倍体细胞并保证产品的稳定性和均一性一直是技术难题。国产HDCV突破了国外同类产品的细胞培养工艺,创新性采用微载体生物反应器培养人二倍体细胞,利用其全自动化控制培养条件和全封闭管路系统,提高了细胞培养的规模和效率,大幅度提高了疫苗产量;同时使产品质量更稳定、均一、可控[10]。总之,采用生物反应器大大提高了优质HDCV的可及性。
生产工艺的升级可提升疫苗的安全性。我们知道,HDCV是不良反应最低的狂犬病疫苗,但是在提升疫苗安全性方面,通过不断技术革新和生产工艺升级,将安全性提升到更高水平,是疫苗研发和生产的不懈追求。国产HDCV利用升级纯化工艺提高了疫苗安全性。
国外HDCV是利用微孔过滤去除杂质,超滤浓缩、过滤或者通过蔗糖梯度密度区带离心法进行疫苗纯化,这种纯化方式的疫苗纯度不够高,更容易造成不良反应,数据显示,国外HDCV接种不良反应合并发生率为13.44-29.19%[11]。国产HDCV是超滤浓缩后利用分子筛柱层析纯化疫苗原液,采用超滤浓缩和层析方法,杂质去除率高达99.9%,进一步提高了疫苗的纯度,不良反应更低,数据显示,国内HDCV接种不良反应合并发生率仅为0.23%~6.98%[11]。
总之,HDCV的应用历史,就是不断探索、不断突破、不断优化的过程,在这个过程中,通过科研创新和生产技术变革不断提高疫苗的免疫原性和安全性,有力地推动了狂犬病疫苗的发展,并为实现“2030年前在全球消除犬引起的人狂犬病”战略目标提供了有力支持,对预防狂犬病具有重大意义。
参考文献:
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[3]蔡勇,周蓉,李声友,等.国产冻干人用狂犬病疫苗(人二倍体细胞)的安全性及免疫原性观察[J].中国生物制品学杂志,2015,28(5):510-315.
[4]Jialei Hu, Shiyuan Wang et al. Long-term immunity and the effect of one or two booster doses with a lyophilized human rabies vaccine (human diploid cells) at 10 years post primary vaccination in China. Human Vaccines & Immunotherapeutics. 2021, VOL. 17, NO. 9, 3162–3168.
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[9]范斌,等.人二倍体细胞狂犬疫苗与Vero细胞纯化狂犬疫苗的安全性对比分析.中国实用医药,2019,14(36):143-144.
[10]刘珵,董关木.人二倍体细胞狂犬病疫苗研究进展[J].中国急救复苏与灾害医学杂志,2018,13(11):1117-1120.
[11]李帆,吕强,祝小平,等.人二倍体细胞狂犬病疫苗不良反应发生率Meta分析[J].中国急救复苏与灾害医学杂志,2019,14(6):548-552.