人用疫苗：回顾与展望
作者：舒俭德
单位：舒俭德(法国安万特.巴斯德公司北京办事处，北京 100005)
关键词：
中国计划免疫000231 中图分类号：R186 文献标识码：C
文章编号：1006-916X(2000)02-0117-05
1 回顾
在人类进入21世纪之际，回顾使用疫苗的历史，展望疫苗发展的趋向，具有特别的意义。早在公元10世纪，中国就有种人痘的记载。但直到18世纪，英国医生爱德华.琴纳(Edward Jenner)用接种牛痘来预防天花，标志着人类通过有意识预防接种来控制传染病的首次科学实验。1796年他证实了通过有意识接触牛痘可以预防天花。
, 百拇医药
19世纪70年代，法国科学家路易.巴斯德(Louis Pasteur)有关减毒鸡霍乱菌的研究，是继琴纳之后的重大进步。他认为使用减毒的病原体来预防其导致的疾病，比使用相关的动物病原体来预防人类疾病理当更加有效。由此巴斯德建立了现代意义上的预防接种，即通过实验室内研制的疫苗来预防传染病。随后的羊炭疽减毒活疫苗的试验成功，尤其是1885年首次在人体使用减毒狂犬病疫苗的成功，标志人类进入了一个预防接种的科学新纪元。基于安全原因，正式生产的均为狂犬病灭活疫苗，质量上在不断的改进。
到19世纪末，人类在疫苗学领域里已经取得了辉煌的成就，包括2个人用病毒减毒活疫苗(琴纳的牛痘，巴斯德的狂犬病)，3个人用细菌灭活疫苗(美国Salmon和Smith、法国Chamberlain和Roux的伤寒、霍乱和鼠疫)，以及疫苗学的一些基础概念，如Metchnikoff的细胞免疫(1884年)，Ehrlich的受体理论(1897年)及毒素-抗毒素作用。
进入20世纪前30年，疫苗学在三个方面取得了重大进展：首先，法国科学家Calmette和Guerin在1906年从牛体分离到1株结核菌，经过13年在牛胆汁中传递230代，获得1株减毒株，制成疫苗，于1927年上市，是谓卡介苗(BCG)。其次，在20年代，巴斯德研究所的Ramon应用化学灭活方法获得白喉和破伤风类毒素并研制成疫苗。第三，1936年，Wilson Smith和Thomas Francis分别在禽胚中研制成功2种灭活甲型流行性感冒(流感)疫苗。
, 百拇医药
二次大战后，疫苗研究进入了突飞猛进的发展阶段。波士顿的Enders及其同事发展了病毒的体外细胞培养技术，促进了多种减毒和灭活病毒疫苗的研制。50年代，先有Salk的3价灭活脊髓灰质炎(脊灰)疫苗(IPV)，后有Sabin的3价减毒脊灰疫苗(OPV)，为人类渴望在地球上消灭脊灰提供了有力武器。同一时期还研制了在鸡胚细胞中培养减毒的麻疹疫苗。60年代研制了在鸡胚中减毒的流行性腮腺炎(腮腺炎)疫苗，70年代研制了在细胞中培养的风疹疫苗，其中在人二倍体细胞中培养的Plotkin的Wistar RA27/3株风疹疫苗在世界范围内被推荐使用。细菌疫苗方面，70年代细菌夹膜多糖的纯化技术促进了多个侵袭性细菌疫苗的研制成功，如Arteustein的脑膜炎球菌A+C群、Austrian的肺炎球菌和Anderson的第1代b型嗜血性流感杆菌(Hib)疫苗。同一时期的病毒蛋白纯化技术也促进了血源性乙型病毒性肝炎(乙肝)疫苗的研制成功。
至80年代，现代分子技术的应用推动了又一浪疫苗的研制，其首要成果是基因重组乙肝疫苗，为人类在地球上消除乙肝提供了希望。同一时期，现代蛋白化学工艺使细菌荚膜多糖与载体蛋白的耦联或结合成为现实，从而极大地改进了一些细菌多糖疫苗的有效性，其代表作为Hib荚膜多糖结合疫苗。早在20～30年代，Pittman就证实了Hib荚膜是导致5岁以下婴幼儿Hib侵袭性感染的原因，并确认了其化学组成为Polyribosylribitol Phosphate，简称PRP。70年代研制成的第1代PRP多糖非结合型疫苗，到了80年代被证实对<18月龄幼儿无效，而这一年龄组正是Hib脑膜炎的高危组。1987年Robbins等将破伤风类毒素蛋白作为载体蛋白，用化学共价键方法与PRP结合获得成功，使T细胞非依赖型多糖抗原PRP转化为T细胞依赖型结合抗原PRP-T，从而在18月龄以下婴幼儿产生持久免疫力。其它蛋白如白喉类毒素(D)、无毒白喉类毒素(HbDC)和脑膜炎球菌膜蛋白(OMP)等也在同一技术中用于载体蛋白。在所有使用Hib结合疫苗的国家，Hib感染显著下降，甚至消失。英国的一项研究表明，Hib的发病率甚至在非接种组儿童中也明显下降，是为Hib疫苗的“群体效应”。这一效应基于疫苗降低了Hib在咽喉部的带菌率，从而降低了该致病菌的传播。值得一提的是80～90年代研制的其它疫苗，如减毒的伤寒活疫苗(Ty21a株)，伤寒Vi荚膜多糖疫苗，用人二倍体细胞和Vero细胞生产的灭活狂犬病疫苗，在地鼠肾细胞制备的灭活和减毒的2种流行性乙型脑炎(乙脑)疫苗，用人二倍体细胞生产的水痘疫苗(OKa株)及用人二倍体细胞生产的甲肝减毒及灭活疫苗等(附表)。
, 百拇医药
附表 人用疫苗的发展历程 时期
减毒活疫苗
灭活全菌
(病毒)疫苗
纯化蛋白或
多糖疫苗
基因工程
疫 苗
18世纪
天花
19世纪
狂犬病
伤寒，霍乱，鼠疫
, http://www.100md.com
20世纪
前期
卡介苗，黄热病
百日咳(全细
胞)，流感，立克氏体
白喉，破伤风
二次
大战后
脊灰(口
服)，麻疹，腮腺炎、风
疹，腺病毒，伤寒(Ty21a)，水痘，轮状病
毒(重配)
, 百拇医药
脊灰(注
射)，狂犬
病(新)，乙
脑，甲肝，森
林脑炎
肺炎球菌，脑膜炎球菌，Hib(PRP)，乙肝(血源)，Hib(PRP-蛋
白)，伤寒(Vi)，无细胞百日咳
乙肝(重组、酵母或中国
仓鼠卵巢细
胞)，百日咳
类毒素
2 近期展望
, http://www.100md.com
近期展望比远期的预言要容易些。首先，已普遍使用了50年的全细胞百日咳疫苗将被无细胞疫苗取代。因为现有疫苗中的百日咳菌体除含有保护性抗原外，还存在毒性物质如脂多糖，可引起发热和小儿烦躁。新技术可以把保护性抗原从细菌中提取出来，组成一个2组份、3组份或5组份的蛋白疫苗，可同时降低百日咳发病率和带菌率。另外，无细胞百日咳疫苗还可用于成人，因为那些以前未接种过百日咳疫苗的成人已成为小儿百日咳的传染源。
如前如述，细菌荚膜多糖结合载体蛋白是疫苗领域的主要发现之一。2岁以下婴幼儿对单纯多糖的免疫应答差，但蛋白-多糖结合体能产生高水平和持久性抗体。这一原理可同样扩展到其它细菌荚膜多糖，如小儿用肺炎球菌结合疫苗和脑膜炎球菌疫苗。肺炎球菌在小儿不仅引起肺炎，而且引起中耳炎和败血症，每年在世界上导致100万儿童死亡。脑膜炎球菌在世界各地造成流行，引起小儿败血症和脑膜炎，并留下严重后遗症。因此，为2岁以下婴幼儿研制针对这两种细菌的结合型多糖疫苗成为一个必须的使命，尤其当技术上是可行的时候。
, http://www.100md.com
腹泻每年可造成几百万儿童的额外死亡，其中一个最重要的病因是轮状病毒(Rotavirus)。轮状病毒含有多个节段基因簇，如同染色体，它们可以在细胞培养中杂交。从人的病毒中选择含有保护性抗原的基因，杂交于对人无害的动物病毒基因中，研制成人-动物重配疫苗，通过口服在消化道中进行复制，从而达到保护野病毒侵袭的目的。这就是目前正研制中的轮状病毒重配疫苗。
莱姆病是由博氏疏螺旋体(Borrelia Burgdorferi)通过蜱咬传染的疾病。已经发现该细菌外表蛋白OspA具有保护性，但细菌培养难以获得足够量的OspA用于制成疫苗，因此使用重组蛋白合成技术。这一技术将含有抗原蛋白的基因嵌入一种微生物体内，使后者产生大量抗原蛋白，纯化后制成疫苗。这种微生物可以是大肠杆菌、酵母菌或动物来源的细胞系列。莱姆病疫苗采用大肠杆菌来生产OspA，并已做人体试验，获得了优异的免疫原性和有效性。
现在已有减毒的水痘疫苗用以保护正常儿童。不久的将来，人们希望使用同样的疫苗来预防带状疱疹。带状疱疹是水痘的复发，原发感染后水痘病毒潜伏在脊髓感觉神经节内，因再次激活而发生带状疱疹。再次激活是因为随着年龄的增长，机体对水痘病毒的特异性细胞免疫减弱，使病毒走出潜伏地并复制。成人接种的目的是修复细胞免疫，已证实它能增强淋巴细胞对水痘抗原的免疫应答。
, http://www.100md.com
在所有最需要的疫苗中，首先肯定是艾滋病疫苗，但还存在许多困难，包括病毒基因的多变性和对疫苗能够同时产生抗体和细胞免疫的要求，目前采用的是活载体战略。活载体是一种微生物、病毒或细菌，在它的基因簇中，可以植入来自病原体的具有保护性抗原的基因。这种方法尤其适用于那些危险的，或技术上尚难以直接用病原体做疫苗时。在多种活载体中，人们注意力集中在金丝雀痘病毒。与牛痘病毒相似，这种病毒能够在哺乳动物细胞内进行早期复制，随即中止。但在这早期复制阶段，如果镶嵌了外源性抗原，它可以被转译成蛋白，并表达在被痘病毒感染的细胞内。因此，将艾滋病病毒(HIV)多个基因植入痘病毒，接种该痘病毒能够激发出细胞介导的细胞毒性(细胞毒性T细胞，CTL)来攻击HIV感染的细胞。为了强化抗体反应，在注射了痘病毒HIV后，再用可溶性HIV包膜(gp160或gp120)加强免疫。这种“基础-加强(Prime-Boost)”接种方案的安全性和免疫原性是目前几种候选疫苗中最好的。巴斯德-梅里厄-康纳公司的一个载体重组痘病毒疫苗(ALVAC-HIV)在法国和美国已完成了800名志愿者的安全性考察，目前在乌干达进入二期临床。40位18～40岁HIV阴性的健康志愿者将在6个月内接受4次注射。如果结果令人满意，研制艾滋病疫苗的进程可能加快。
, 百拇医药
运用裸露DNA技术是另一条新的途径。术语裸露DNA是一种比喻，事实上DNA携带于在实验室里构建的质粒(Plasma)中。质粒是细菌内独立于染色体的DNA分子，它能够在细菌胞浆中独立复制，并具有基因的特性。质粒注入体内后，其中含有的DNA即被宿主细胞阅读，并同时产生体液和细胞免疫。由于通过PCR反应可产生大量DNA，并且不同基因的DNA可同时接种，而抗原的持续表达还可免去加强针，这些优点激发了研究人员的热情。在证实了动物抵抗活病毒攻击的有效性后，现已开始人体试验。今后几年内将搞清楚核酸疫苗在人体内是否工作。这一技术可用于多种疫苗的研制，如呼吸道合胞病毒、巨细胞病毒、水痘/带状疱疹病毒、艾滋病病毒等。
已知以质粒形式表达的抗原的免疫原性优于以可溶性亚单位表抗原。一些病毒的蛋白质也以“质粒形成抗原(Plasmid-building antigen)”起作用。换句话说，如果出现这些蛋白质，另一些蛋白质就与之相互依附形成质粒。这类蛋白质包括HIV的gag蛋白和引起子宫颈癌的乳头状瘤病毒的L1蛋白。破坏这类病毒的染色体组，使之不能合成新的核酸或形成感染性颗粒，然后把损坏的染色体组嵌入培养细胞系列，即能收获重新组成但无感染的质粒。这种假病毒颗粒可以象病毒一样刺激免疫系统，但对宿主无害。
, http://www.100md.com
小儿呼吸道病毒中最主要的是呼吸道合胞病毒，它引起小儿肺炎和支气管炎，在发达国家导致高住院率，而在发展中国家导致高病死率。预防的途径是给出生后不久的新生儿接种减毒活疫苗。但目前的候选病毒株要么毒力太强，要么过于减毒，因为其基因的操作靠的是机会性突变。一个新的战略是应用逆转基因。这一技术已在流感病毒中得到演示，即在病毒的某些基因，尤其是多聚酶基因中引入特异性突变，再把突变了的基因嵌入培养细胞中。这一过程称为转染(Transfection)。与此同时，将一个含有其它基因的病毒接种于同一培养细胞中，从而生成一个含有已知突变基因的杂交病毒，并测定其免疫特性，即与在基因中引入的突变有关的特性。重复这一过程，可望达到一个最佳的减毒水平。
另一个重要的病毒是人巨细胞病毒(CMV)。从公共卫生的角度看，其严重性表现为孕妇感染后造成胎儿致畸。其感染率估计在0.5%～1%，其中15%～25%的新生儿有脑损害、失聪或长大后其它后遗症。目前已尝试了多种研制CMV疫苗的途径，其中之一是获取1个减毒株，称为Towne株。尽管该株有不少对疫苗有用的特性，但还需要有一个更高的抗体应答。与CMV野毒株(Toledo株)作基因序列比较，发现Toledo株内含有的19个基因在Towne株中被删去了。把19个被删去的基因中的1个或多个基因重新置入Towne株，希望因此能提高后者的免疫原性而不增加其毒力。
, http://www.100md.com
3 远期展望
最后，胃十二指肠溃疡和胃癌长期以来被认为是非感染性疾病。几年前，两位澳大利亚医生证实在溃疡病人的胃内存在一种螺旋状细菌，现在认为大多数胃十二指肠溃疡系由这种称为幽门螺旋杆菌的感染引起。螺旋杆菌能在极为酸性的胃环境中生存，因为它能分泌一种尿酸有些疫苗还在研制的早期阶段，首先是登革热。登革热病毒有4个血清型，通过蚊叮传播，临床表现为发热、骨痛和眼痛。在儿童可发展成出血热综合征，并因出血和休克致死。在疫苗研制方面已尝试了多种途径，包括建立一个含有不同血清型基因成分的嵌合病毒和载体病毒等。近来最重大的进展还在于研制一个传统的4价减毒活疫苗，其中每1价均能在宿主体内复制并产生多年的免疫保护。登革热病毒与黄热病病毒有某些相似之处，黄热病已有了高效的减毒活疫苗，因而这条途径给登革热疫苗的研制带来了希望。
动脉粥样硬化被认为是由遗传和饮食不调引起的慢性病。但最近的研究提示它可能也是由感染引起的。现在研究人员怀疑血管内皮细胞的感染是其变化的促成因素，其中最被怀疑的是近期发现的肺炎衣原体(Chlamydia Pneumoniae)。近年来科学家们证实，那些伴有血管损害的动脉粥样硬化患者存在衣原体抗原，他们的衣原体阳性率高于对照组。尽管还存在争议，但研制疫苗的战略已开始实施，并考虑取用菌体外膜蛋白，称为MOMPs，这些蛋白可望在大肠杆菌中生产。
, http://www.100md.com
疟疾的肆虐仍然是人类最严重的问题之一。在疫苗研制方面已作了许多尝试，包括一个多肽疫苗，但最近在大规模临床考察中失败了。另有一个疟原虫体表面保护性抗原被发现，称为CSP，但在志愿者中的免疫未获成功。最新的研究显示，将这一抗原与一种强佐剂结合后进行免疫，志愿者抵抗了疟原虫的攻击。这一结果说明了佐剂在未来疫苗学中的重要性。酶，把尿酸分解成氨和二氧化碳，氨中和胃酸，使杆菌成活，并释放毒素损害胃壁。疫苗抗原的选择有多种可能，包括细菌尿酸酶，在动物模型上显示了其功效。临床试验刚开始，并引入了一个新的疫苗学概念：治疗性接种。到目前为止，疫苗通常只用于预防感染，而不是治疗疾病。然而，有时感染本身不产生保护性反应，通过免疫接种则可人为诱导反应。幽门螺旋杆菌通过自然感染产生的反应属细胞免疫应答，即刺激免疫细胞并引起胃壁炎症；而通过免疫接种产生的反应属抗体应答，即产生抗体来攻击病原体。这一治疗性免疫的概念还可扩展到其它疾病中。
对于那些呼吸道、消化道和生殖道感染性疾病的预防，粘膜途径可成为更有效的免疫手段。因此新的努力正朝着研制通过滴鼻、口服、阴道或直肠栓塞途径的方向发展，方法包括采用能感染粘膜内壁细胞的载体，能提高置于粘膜上的抗原的免疫应答的佐剂，或能粘附于粘膜上的细胞粘附剂。联合疫苗的研制已取得了重大进展。在现有的四联疫苗〔百白破混合制剂(DPT)/Hib、DPT/IPV和DPT/HBV〕和五联疫苗(DPT/Hib/IPV)的基础上，一个六联疫苗(DTP/Hib/IPV/HBV)即将问世。七联和八联疫苗也正在研制中。
, 百拇医药
迄今，人类在疫苗研制领域取得了辉煌的成就。免疫接种也不再局限于用来预防感染性疾病，癌症、自身免疫性疾病、毒品依赖和其它一些疾病也可通过运用对特异性抗原建立免疫的概念来进行治疗和预防。过去，疫苗可简单地定义为一种可诱导疾病免疫性的灭活或减毒活致病因子。今天，灭活或减毒的概念已变得模糊不清。疫苗的现代定义可以是：通过注射或粘膜途径接种的，可以诱导针对致病原的特异性抗体和细胞免疫，从而获得保护或消灭这种致病原的蛋白、多糖、核酸、活载体或感染因子统称为疫苗。
作者简介：舒俭德(1962-)，男，上海市人，法国医学博士，工商管理硕士，研究疫苗学和新疫苗临床考察及使用。
参 考 文 献
〔1〕 Andre FE, Hondt d'E, Delem AD, Safary A. Clinical assessment of the safety and efficacy of an inactivated hepatitis-A vaccine-rationale and summary of findings[J]. Vaccine，1992， 10: S160～S168.
, http://www.100md.com
〔2〕 Andre FE. Overview of a 5-year clinical experience with a year derived hepatitis B vaccine[J]. Vaccine，1990， 8(suppl): S74～S78.
〔3〕 Burnette WN, Mar VL, Bartley TD, et al. The molecular engineering of pertussis toxoid[J]. Dev Biol Stand，1991， 73: 75～79.
〔4〕 Chase A. Magic Shots: A Human and Scientific Account of the Long and Continuing Struggle to Eradicate Infectious Diseases by Vaccination[M]. New York, William Morrow & Co, 1982.
, http://www.100md.com
〔5〕 Geison G L. The Private Science of Louis Pasteur, Princeton, NJ, Princeton University Press, 1995.
〔6〕 Granstrom M. The history of pertussis vaccination: From whole-cell to subunit vaccines[A]. Plotkin SA, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp107～114.
〔7〕 Galambos L, Sewell J E. Networks of Innovation. Vaccine Development at Merck, Sharp & Dohme, and Mulford, 1895～1995[M]. New York, Cambridge University Press, 1995.
, 百拇医药
〔8〕 Huygelen C. Ther Iong prehistory of modern measles vaccination[A]. Plotkin SA, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp257～263.
〔9〕 Harden V K. Rocky Mountain Spotted Fever. History of a Twentieth-Century Disease[M]. Baltimore, Johns Hopkins University Press, 1990.
〔10〕 Heinz FX, Kunz C, Fauma H. Preparation of a highly purified vaccine against tickborne encephalitis by continuous flow zonal ultra-centrifugation[J]. J Med，1981， 6: 213～274.
, http://www.100md.com
〔11〕 Kilbourne ED. A race with evolution-a history of influenza vaccines[A]. Plotkin SA, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp183～188.
〔12〕 Lambert PH, Siegrist CA. Vaccines and vaccination[J]. Br Med J, 1998, 14(3): 71～75.
〔13〕 Leung AK. Variolation and vaccination in late imperial China, ca 1570～1911[A]. Plotkin SA, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp65～71.
, 百拇医药
〔14〕 Lowy I. Producing a trustworthy knowledge: Early field trials of anticholera vaccines in India[A]. Plotkin SA, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp121～126.
〔15〕 Menagiardi B, Berger R, et al. Virosomes as carriers fo rcombined vaccines[J]. Vaccine， 1995, 13(14): 1306～1314.
〔16〕 Monath TP. Yellow fever vaccines: The success of empiricism, pitfalls of application, and transition to molecular vaccinology[A]. Plotkin S A, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp157～182.
, http://www.100md.com
〔17〕 Peltola H, Kayhty H, Virtanen M, et al. Prevention of Haemophilus influenzae type b bacteremic infections with the capsular polysaccharide vaccine[J]. N Engl J Med， 1984, 310: 1561～1566.
〔18〕 State of the World's Vaccines and Immunisation (Joint WHO/UNICEF release, September 1996): 1～2.
〔19〕 Steven P, Tartagila J, Paoletti E. Pox virus based vectors as vaccine candidates[J]. Biologicals， 1995, 23: 159～164.
, 百拇医药
〔20〕 Sansonetti P J. Vaccination against typhoid fever: A century of research[A]. End of the beginning of the end? plotkin S A, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp115～120.
〔21〕 Schneerson R, Barrera O, Sutton A, et al. Preparation, characterization and immunogenicity of Haemophilus influenzae type b polysaccharide-protein conjugates[J]. J Exp Med， 1980, 152: 361～376.
, 百拇医药
〔22〕 Scheiermann N, Gesemann M, Mauer C, et al. Persistence antibodies after immunization with a recomobinant yeast-deriv hepatitis B vaccine following two different schedules[J]. Vaccine，1990， 8(suppl): S44～S46.
〔23〕 Weindling P. Victory with vaccines: The problem of typhus vaccines during world War II[A]. Plotkin SA, Fantini. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp341～347.
〔24〕 Weibel RE Neff BJ, Kuter B, et al. Live attenuated varicella virus vaccine efficacy trial in healthy children[J]. N Engl J Med， 1984, 310: 1409～1415.
收稿日期：2000-01-04
修回日期：2000-03-01, 百拇医药
单位：舒俭德(法国安万特.巴斯德公司北京办事处，北京 100005)
关键词：
中国计划免疫000231 中图分类号：R186 文献标识码：C
文章编号：1006-916X(2000)02-0117-05
1 回顾
在人类进入21世纪之际，回顾使用疫苗的历史，展望疫苗发展的趋向，具有特别的意义。早在公元10世纪，中国就有种人痘的记载。但直到18世纪，英国医生爱德华.琴纳(Edward Jenner)用接种牛痘来预防天花，标志着人类通过有意识预防接种来控制传染病的首次科学实验。1796年他证实了通过有意识接触牛痘可以预防天花。
, 百拇医药
19世纪70年代，法国科学家路易.巴斯德(Louis Pasteur)有关减毒鸡霍乱菌的研究，是继琴纳之后的重大进步。他认为使用减毒的病原体来预防其导致的疾病，比使用相关的动物病原体来预防人类疾病理当更加有效。由此巴斯德建立了现代意义上的预防接种，即通过实验室内研制的疫苗来预防传染病。随后的羊炭疽减毒活疫苗的试验成功，尤其是1885年首次在人体使用减毒狂犬病疫苗的成功，标志人类进入了一个预防接种的科学新纪元。基于安全原因，正式生产的均为狂犬病灭活疫苗，质量上在不断的改进。
到19世纪末，人类在疫苗学领域里已经取得了辉煌的成就，包括2个人用病毒减毒活疫苗(琴纳的牛痘，巴斯德的狂犬病)，3个人用细菌灭活疫苗(美国Salmon和Smith、法国Chamberlain和Roux的伤寒、霍乱和鼠疫)，以及疫苗学的一些基础概念，如Metchnikoff的细胞免疫(1884年)，Ehrlich的受体理论(1897年)及毒素-抗毒素作用。
进入20世纪前30年，疫苗学在三个方面取得了重大进展：首先，法国科学家Calmette和Guerin在1906年从牛体分离到1株结核菌，经过13年在牛胆汁中传递230代，获得1株减毒株，制成疫苗，于1927年上市，是谓卡介苗(BCG)。其次，在20年代，巴斯德研究所的Ramon应用化学灭活方法获得白喉和破伤风类毒素并研制成疫苗。第三，1936年，Wilson Smith和Thomas Francis分别在禽胚中研制成功2种灭活甲型流行性感冒(流感)疫苗。
, 百拇医药
二次大战后，疫苗研究进入了突飞猛进的发展阶段。波士顿的Enders及其同事发展了病毒的体外细胞培养技术，促进了多种减毒和灭活病毒疫苗的研制。50年代，先有Salk的3价灭活脊髓灰质炎(脊灰)疫苗(IPV)，后有Sabin的3价减毒脊灰疫苗(OPV)，为人类渴望在地球上消灭脊灰提供了有力武器。同一时期还研制了在鸡胚细胞中培养减毒的麻疹疫苗。60年代研制了在鸡胚中减毒的流行性腮腺炎(腮腺炎)疫苗，70年代研制了在细胞中培养的风疹疫苗，其中在人二倍体细胞中培养的Plotkin的Wistar RA27/3株风疹疫苗在世界范围内被推荐使用。细菌疫苗方面，70年代细菌夹膜多糖的纯化技术促进了多个侵袭性细菌疫苗的研制成功，如Arteustein的脑膜炎球菌A+C群、Austrian的肺炎球菌和Anderson的第1代b型嗜血性流感杆菌(Hib)疫苗。同一时期的病毒蛋白纯化技术也促进了血源性乙型病毒性肝炎(乙肝)疫苗的研制成功。
至80年代，现代分子技术的应用推动了又一浪疫苗的研制，其首要成果是基因重组乙肝疫苗，为人类在地球上消除乙肝提供了希望。同一时期，现代蛋白化学工艺使细菌荚膜多糖与载体蛋白的耦联或结合成为现实，从而极大地改进了一些细菌多糖疫苗的有效性，其代表作为Hib荚膜多糖结合疫苗。早在20～30年代，Pittman就证实了Hib荚膜是导致5岁以下婴幼儿Hib侵袭性感染的原因，并确认了其化学组成为Polyribosylribitol Phosphate，简称PRP。70年代研制成的第1代PRP多糖非结合型疫苗，到了80年代被证实对<18月龄幼儿无效，而这一年龄组正是Hib脑膜炎的高危组。1987年Robbins等将破伤风类毒素蛋白作为载体蛋白，用化学共价键方法与PRP结合获得成功，使T细胞非依赖型多糖抗原PRP转化为T细胞依赖型结合抗原PRP-T，从而在18月龄以下婴幼儿产生持久免疫力。其它蛋白如白喉类毒素(D)、无毒白喉类毒素(HbDC)和脑膜炎球菌膜蛋白(OMP)等也在同一技术中用于载体蛋白。在所有使用Hib结合疫苗的国家，Hib感染显著下降，甚至消失。英国的一项研究表明，Hib的发病率甚至在非接种组儿童中也明显下降，是为Hib疫苗的“群体效应”。这一效应基于疫苗降低了Hib在咽喉部的带菌率，从而降低了该致病菌的传播。值得一提的是80～90年代研制的其它疫苗，如减毒的伤寒活疫苗(Ty21a株)，伤寒Vi荚膜多糖疫苗，用人二倍体细胞和Vero细胞生产的灭活狂犬病疫苗，在地鼠肾细胞制备的灭活和减毒的2种流行性乙型脑炎(乙脑)疫苗，用人二倍体细胞生产的水痘疫苗(OKa株)及用人二倍体细胞生产的甲肝减毒及灭活疫苗等(附表)。
, 百拇医药
附表 人用疫苗的发展历程 时期
减毒活疫苗
灭活全菌
(病毒)疫苗
纯化蛋白或
多糖疫苗
基因工程
疫 苗
18世纪
天花
19世纪
狂犬病
伤寒，霍乱，鼠疫
, http://www.100md.com
20世纪
前期
卡介苗，黄热病
百日咳(全细
胞)，流感，立克氏体
白喉，破伤风
二次
大战后
脊灰(口
服)，麻疹，腮腺炎、风
疹，腺病毒，伤寒(Ty21a)，水痘，轮状病
毒(重配)
, 百拇医药
脊灰(注
射)，狂犬
病(新)，乙
脑，甲肝，森
林脑炎
肺炎球菌，脑膜炎球菌，Hib(PRP)，乙肝(血源)，Hib(PRP-蛋
白)，伤寒(Vi)，无细胞百日咳
乙肝(重组、酵母或中国
仓鼠卵巢细
胞)，百日咳
类毒素
2 近期展望
, http://www.100md.com
近期展望比远期的预言要容易些。首先，已普遍使用了50年的全细胞百日咳疫苗将被无细胞疫苗取代。因为现有疫苗中的百日咳菌体除含有保护性抗原外，还存在毒性物质如脂多糖，可引起发热和小儿烦躁。新技术可以把保护性抗原从细菌中提取出来，组成一个2组份、3组份或5组份的蛋白疫苗，可同时降低百日咳发病率和带菌率。另外，无细胞百日咳疫苗还可用于成人，因为那些以前未接种过百日咳疫苗的成人已成为小儿百日咳的传染源。
如前如述，细菌荚膜多糖结合载体蛋白是疫苗领域的主要发现之一。2岁以下婴幼儿对单纯多糖的免疫应答差，但蛋白-多糖结合体能产生高水平和持久性抗体。这一原理可同样扩展到其它细菌荚膜多糖，如小儿用肺炎球菌结合疫苗和脑膜炎球菌疫苗。肺炎球菌在小儿不仅引起肺炎，而且引起中耳炎和败血症，每年在世界上导致100万儿童死亡。脑膜炎球菌在世界各地造成流行，引起小儿败血症和脑膜炎，并留下严重后遗症。因此，为2岁以下婴幼儿研制针对这两种细菌的结合型多糖疫苗成为一个必须的使命，尤其当技术上是可行的时候。
, http://www.100md.com
腹泻每年可造成几百万儿童的额外死亡，其中一个最重要的病因是轮状病毒(Rotavirus)。轮状病毒含有多个节段基因簇，如同染色体，它们可以在细胞培养中杂交。从人的病毒中选择含有保护性抗原的基因，杂交于对人无害的动物病毒基因中，研制成人-动物重配疫苗，通过口服在消化道中进行复制，从而达到保护野病毒侵袭的目的。这就是目前正研制中的轮状病毒重配疫苗。
莱姆病是由博氏疏螺旋体(Borrelia Burgdorferi)通过蜱咬传染的疾病。已经发现该细菌外表蛋白OspA具有保护性，但细菌培养难以获得足够量的OspA用于制成疫苗，因此使用重组蛋白合成技术。这一技术将含有抗原蛋白的基因嵌入一种微生物体内，使后者产生大量抗原蛋白，纯化后制成疫苗。这种微生物可以是大肠杆菌、酵母菌或动物来源的细胞系列。莱姆病疫苗采用大肠杆菌来生产OspA，并已做人体试验，获得了优异的免疫原性和有效性。
现在已有减毒的水痘疫苗用以保护正常儿童。不久的将来，人们希望使用同样的疫苗来预防带状疱疹。带状疱疹是水痘的复发，原发感染后水痘病毒潜伏在脊髓感觉神经节内，因再次激活而发生带状疱疹。再次激活是因为随着年龄的增长，机体对水痘病毒的特异性细胞免疫减弱，使病毒走出潜伏地并复制。成人接种的目的是修复细胞免疫，已证实它能增强淋巴细胞对水痘抗原的免疫应答。
, http://www.100md.com
在所有最需要的疫苗中，首先肯定是艾滋病疫苗，但还存在许多困难，包括病毒基因的多变性和对疫苗能够同时产生抗体和细胞免疫的要求，目前采用的是活载体战略。活载体是一种微生物、病毒或细菌，在它的基因簇中，可以植入来自病原体的具有保护性抗原的基因。这种方法尤其适用于那些危险的，或技术上尚难以直接用病原体做疫苗时。在多种活载体中，人们注意力集中在金丝雀痘病毒。与牛痘病毒相似，这种病毒能够在哺乳动物细胞内进行早期复制，随即中止。但在这早期复制阶段，如果镶嵌了外源性抗原，它可以被转译成蛋白，并表达在被痘病毒感染的细胞内。因此，将艾滋病病毒(HIV)多个基因植入痘病毒，接种该痘病毒能够激发出细胞介导的细胞毒性(细胞毒性T细胞，CTL)来攻击HIV感染的细胞。为了强化抗体反应，在注射了痘病毒HIV后，再用可溶性HIV包膜(gp160或gp120)加强免疫。这种“基础-加强(Prime-Boost)”接种方案的安全性和免疫原性是目前几种候选疫苗中最好的。巴斯德-梅里厄-康纳公司的一个载体重组痘病毒疫苗(ALVAC-HIV)在法国和美国已完成了800名志愿者的安全性考察，目前在乌干达进入二期临床。40位18～40岁HIV阴性的健康志愿者将在6个月内接受4次注射。如果结果令人满意，研制艾滋病疫苗的进程可能加快。
, 百拇医药
运用裸露DNA技术是另一条新的途径。术语裸露DNA是一种比喻，事实上DNA携带于在实验室里构建的质粒(Plasma)中。质粒是细菌内独立于染色体的DNA分子，它能够在细菌胞浆中独立复制，并具有基因的特性。质粒注入体内后，其中含有的DNA即被宿主细胞阅读，并同时产生体液和细胞免疫。由于通过PCR反应可产生大量DNA，并且不同基因的DNA可同时接种，而抗原的持续表达还可免去加强针，这些优点激发了研究人员的热情。在证实了动物抵抗活病毒攻击的有效性后，现已开始人体试验。今后几年内将搞清楚核酸疫苗在人体内是否工作。这一技术可用于多种疫苗的研制，如呼吸道合胞病毒、巨细胞病毒、水痘/带状疱疹病毒、艾滋病病毒等。
已知以质粒形式表达的抗原的免疫原性优于以可溶性亚单位表抗原。一些病毒的蛋白质也以“质粒形成抗原(Plasmid-building antigen)”起作用。换句话说，如果出现这些蛋白质，另一些蛋白质就与之相互依附形成质粒。这类蛋白质包括HIV的gag蛋白和引起子宫颈癌的乳头状瘤病毒的L1蛋白。破坏这类病毒的染色体组，使之不能合成新的核酸或形成感染性颗粒，然后把损坏的染色体组嵌入培养细胞系列，即能收获重新组成但无感染的质粒。这种假病毒颗粒可以象病毒一样刺激免疫系统，但对宿主无害。
, http://www.100md.com
小儿呼吸道病毒中最主要的是呼吸道合胞病毒，它引起小儿肺炎和支气管炎，在发达国家导致高住院率，而在发展中国家导致高病死率。预防的途径是给出生后不久的新生儿接种减毒活疫苗。但目前的候选病毒株要么毒力太强，要么过于减毒，因为其基因的操作靠的是机会性突变。一个新的战略是应用逆转基因。这一技术已在流感病毒中得到演示，即在病毒的某些基因，尤其是多聚酶基因中引入特异性突变，再把突变了的基因嵌入培养细胞中。这一过程称为转染(Transfection)。与此同时，将一个含有其它基因的病毒接种于同一培养细胞中，从而生成一个含有已知突变基因的杂交病毒，并测定其免疫特性，即与在基因中引入的突变有关的特性。重复这一过程，可望达到一个最佳的减毒水平。
另一个重要的病毒是人巨细胞病毒(CMV)。从公共卫生的角度看，其严重性表现为孕妇感染后造成胎儿致畸。其感染率估计在0.5%～1%，其中15%～25%的新生儿有脑损害、失聪或长大后其它后遗症。目前已尝试了多种研制CMV疫苗的途径，其中之一是获取1个减毒株，称为Towne株。尽管该株有不少对疫苗有用的特性，但还需要有一个更高的抗体应答。与CMV野毒株(Toledo株)作基因序列比较，发现Toledo株内含有的19个基因在Towne株中被删去了。把19个被删去的基因中的1个或多个基因重新置入Towne株，希望因此能提高后者的免疫原性而不增加其毒力。
, http://www.100md.com
3 远期展望
最后，胃十二指肠溃疡和胃癌长期以来被认为是非感染性疾病。几年前，两位澳大利亚医生证实在溃疡病人的胃内存在一种螺旋状细菌，现在认为大多数胃十二指肠溃疡系由这种称为幽门螺旋杆菌的感染引起。螺旋杆菌能在极为酸性的胃环境中生存，因为它能分泌一种尿酸有些疫苗还在研制的早期阶段，首先是登革热。登革热病毒有4个血清型，通过蚊叮传播，临床表现为发热、骨痛和眼痛。在儿童可发展成出血热综合征，并因出血和休克致死。在疫苗研制方面已尝试了多种途径，包括建立一个含有不同血清型基因成分的嵌合病毒和载体病毒等。近来最重大的进展还在于研制一个传统的4价减毒活疫苗，其中每1价均能在宿主体内复制并产生多年的免疫保护。登革热病毒与黄热病病毒有某些相似之处，黄热病已有了高效的减毒活疫苗，因而这条途径给登革热疫苗的研制带来了希望。
动脉粥样硬化被认为是由遗传和饮食不调引起的慢性病。但最近的研究提示它可能也是由感染引起的。现在研究人员怀疑血管内皮细胞的感染是其变化的促成因素，其中最被怀疑的是近期发现的肺炎衣原体(Chlamydia Pneumoniae)。近年来科学家们证实，那些伴有血管损害的动脉粥样硬化患者存在衣原体抗原，他们的衣原体阳性率高于对照组。尽管还存在争议，但研制疫苗的战略已开始实施，并考虑取用菌体外膜蛋白，称为MOMPs，这些蛋白可望在大肠杆菌中生产。
, http://www.100md.com
疟疾的肆虐仍然是人类最严重的问题之一。在疫苗研制方面已作了许多尝试，包括一个多肽疫苗，但最近在大规模临床考察中失败了。另有一个疟原虫体表面保护性抗原被发现，称为CSP，但在志愿者中的免疫未获成功。最新的研究显示，将这一抗原与一种强佐剂结合后进行免疫，志愿者抵抗了疟原虫的攻击。这一结果说明了佐剂在未来疫苗学中的重要性。酶，把尿酸分解成氨和二氧化碳，氨中和胃酸，使杆菌成活，并释放毒素损害胃壁。疫苗抗原的选择有多种可能，包括细菌尿酸酶，在动物模型上显示了其功效。临床试验刚开始，并引入了一个新的疫苗学概念：治疗性接种。到目前为止，疫苗通常只用于预防感染，而不是治疗疾病。然而，有时感染本身不产生保护性反应，通过免疫接种则可人为诱导反应。幽门螺旋杆菌通过自然感染产生的反应属细胞免疫应答，即刺激免疫细胞并引起胃壁炎症；而通过免疫接种产生的反应属抗体应答，即产生抗体来攻击病原体。这一治疗性免疫的概念还可扩展到其它疾病中。
对于那些呼吸道、消化道和生殖道感染性疾病的预防，粘膜途径可成为更有效的免疫手段。因此新的努力正朝着研制通过滴鼻、口服、阴道或直肠栓塞途径的方向发展，方法包括采用能感染粘膜内壁细胞的载体，能提高置于粘膜上的抗原的免疫应答的佐剂，或能粘附于粘膜上的细胞粘附剂。联合疫苗的研制已取得了重大进展。在现有的四联疫苗〔百白破混合制剂(DPT)/Hib、DPT/IPV和DPT/HBV〕和五联疫苗(DPT/Hib/IPV)的基础上，一个六联疫苗(DTP/Hib/IPV/HBV)即将问世。七联和八联疫苗也正在研制中。
, 百拇医药
迄今，人类在疫苗研制领域取得了辉煌的成就。免疫接种也不再局限于用来预防感染性疾病，癌症、自身免疫性疾病、毒品依赖和其它一些疾病也可通过运用对特异性抗原建立免疫的概念来进行治疗和预防。过去，疫苗可简单地定义为一种可诱导疾病免疫性的灭活或减毒活致病因子。今天，灭活或减毒的概念已变得模糊不清。疫苗的现代定义可以是：通过注射或粘膜途径接种的，可以诱导针对致病原的特异性抗体和细胞免疫，从而获得保护或消灭这种致病原的蛋白、多糖、核酸、活载体或感染因子统称为疫苗。
作者简介：舒俭德(1962-)，男，上海市人，法国医学博士，工商管理硕士，研究疫苗学和新疫苗临床考察及使用。
参 考 文 献
〔1〕 Andre FE, Hondt d'E, Delem AD, Safary A. Clinical assessment of the safety and efficacy of an inactivated hepatitis-A vaccine-rationale and summary of findings[J]. Vaccine，1992， 10: S160～S168.
, http://www.100md.com
〔2〕 Andre FE. Overview of a 5-year clinical experience with a year derived hepatitis B vaccine[J]. Vaccine，1990， 8(suppl): S74～S78.
〔3〕 Burnette WN, Mar VL, Bartley TD, et al. The molecular engineering of pertussis toxoid[J]. Dev Biol Stand，1991， 73: 75～79.
〔4〕 Chase A. Magic Shots: A Human and Scientific Account of the Long and Continuing Struggle to Eradicate Infectious Diseases by Vaccination[M]. New York, William Morrow & Co, 1982.
, http://www.100md.com
〔5〕 Geison G L. The Private Science of Louis Pasteur, Princeton, NJ, Princeton University Press, 1995.
〔6〕 Granstrom M. The history of pertussis vaccination: From whole-cell to subunit vaccines[A]. Plotkin SA, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp107～114.
〔7〕 Galambos L, Sewell J E. Networks of Innovation. Vaccine Development at Merck, Sharp & Dohme, and Mulford, 1895～1995[M]. New York, Cambridge University Press, 1995.
, 百拇医药
〔8〕 Huygelen C. Ther Iong prehistory of modern measles vaccination[A]. Plotkin SA, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp257～263.
〔9〕 Harden V K. Rocky Mountain Spotted Fever. History of a Twentieth-Century Disease[M]. Baltimore, Johns Hopkins University Press, 1990.
〔10〕 Heinz FX, Kunz C, Fauma H. Preparation of a highly purified vaccine against tickborne encephalitis by continuous flow zonal ultra-centrifugation[J]. J Med，1981， 6: 213～274.
, http://www.100md.com
〔11〕 Kilbourne ED. A race with evolution-a history of influenza vaccines[A]. Plotkin SA, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp183～188.
〔12〕 Lambert PH, Siegrist CA. Vaccines and vaccination[J]. Br Med J, 1998, 14(3): 71～75.
〔13〕 Leung AK. Variolation and vaccination in late imperial China, ca 1570～1911[A]. Plotkin SA, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp65～71.
, 百拇医药
〔14〕 Lowy I. Producing a trustworthy knowledge: Early field trials of anticholera vaccines in India[A]. Plotkin SA, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp121～126.
〔15〕 Menagiardi B, Berger R, et al. Virosomes as carriers fo rcombined vaccines[J]. Vaccine， 1995, 13(14): 1306～1314.
〔16〕 Monath TP. Yellow fever vaccines: The success of empiricism, pitfalls of application, and transition to molecular vaccinology[A]. Plotkin S A, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp157～182.
, http://www.100md.com
〔17〕 Peltola H, Kayhty H, Virtanen M, et al. Prevention of Haemophilus influenzae type b bacteremic infections with the capsular polysaccharide vaccine[J]. N Engl J Med， 1984, 310: 1561～1566.
〔18〕 State of the World's Vaccines and Immunisation (Joint WHO/UNICEF release, September 1996): 1～2.
〔19〕 Steven P, Tartagila J, Paoletti E. Pox virus based vectors as vaccine candidates[J]. Biologicals， 1995, 23: 159～164.
, 百拇医药
〔20〕 Sansonetti P J. Vaccination against typhoid fever: A century of research[A]. End of the beginning of the end? plotkin S A, Fantini B. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp115～120.
〔21〕 Schneerson R, Barrera O, Sutton A, et al. Preparation, characterization and immunogenicity of Haemophilus influenzae type b polysaccharide-protein conjugates[J]. J Exp Med， 1980, 152: 361～376.
, 百拇医药
〔22〕 Scheiermann N, Gesemann M, Mauer C, et al. Persistence antibodies after immunization with a recomobinant yeast-deriv hepatitis B vaccine following two different schedules[J]. Vaccine，1990， 8(suppl): S44～S46.
〔23〕 Weindling P. Victory with vaccines: The problem of typhus vaccines during world War II[A]. Plotkin SA, Fantini. Vaccinia, Vaccination, Vaccinology: Jenner, Pasteur, and Their Successors[C]. Paris, Elsevier, 1996, pp341～347.
〔24〕 Weibel RE Neff BJ, Kuter B, et al. Live attenuated varicella virus vaccine efficacy trial in healthy children[J]. N Engl J Med， 1984, 310: 1409～1415.
收稿日期：2000-01-04
修回日期：2000-03-01, 百拇医药