新冠病毒变异导致疫苗失效怎么办?流感疫苗的经验值得借鉴

2021-04-17 14:54:58 作者: 新冠病毒变异

对于流感病毒的深入认识

随着人类流感病毒病因学的深入研究,一系列关于流感的重要发现将对后世产生重要影响。

洛克菲勒研究所的托马斯·弗朗西斯(Thomas Francis Jr)研发了血清中和抗体的检测及其在动物中作为诊断性测定和保护性标记物的用途;并且鉴定到与1933年分离到的流感抗原性不同的乙型流感病毒,而将1933年分离到的就被称之为甲型流感病毒。

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法朗西斯研发了血清中和抗体检测,鉴定分离了乙型流感

乔治·赫斯特(George Hirst)认识到流感病毒会诱导红细胞凝集,这一发现导致了科学家对流感病毒表面蛋白血凝素(H)和神经氨酸酶(N)的认识,而两种蛋白为此后在体外和体内研究流感病毒提供了可检测的标记物,从而使人们更全面地了解了病原体的生物学行为。

新冠病毒变异导致疫苗失效怎么办?流感疫苗的经验值得借鉴

赫斯特首先发现了流感病毒会诱导红细胞凝集的现象

新冠病毒变异导致疫苗失效怎么办?流感疫苗的经验值得借鉴

红细胞凝集试验可以快速对流感病毒进行表型鉴定

新冠病毒变异导致疫苗失效怎么办?流感疫苗的经验值得借鉴

流感病毒的结构示意图,可以看到表面分布了两种糖蛋白结构,分别是神经氨酸酶(N)和血凝素(H)

事实证明,识别流感病毒的抗原变异现象是一项重大进展,因为它阐明了流行为何会反复发生,并且也成为大流行发生的生物学基础,同时也对此后疫苗的开发提供了重要提示。

两种病毒表面蛋白的遗传突变是抗原漂移和抗原转换现象的基础。

抗原漂移是指,编码H和N糖蛋白的基因内的点突变会随时间累积,从而使病毒与以前的病毒株发生足够的差异,从而逃避了人类免疫系统的保护性保护。这些相对较小的差异导致了季节性流感的不定期流行。

抗原转换的过程涉及表面糖蛋白的主要遗传变异,这是由于禽类和人类病毒之间的重配或动物流感病毒直接转移给人类而导致的基因片段的替换所致。抗原转换导致从免疫识别的层面上其实是产生了一种新型病毒,并有可能导致大流行性疾病。

新冠病毒变异导致疫苗失效怎么办?流感疫苗的经验值得借鉴

抗原转换(左)和抗原漂移(右)的比较可以发现抗原转换完全是基因重组,而漂移只是小突变

灭活流感疫苗初战告捷

在1941年12月珍珠港事件促使美国正式参战之前,军事人员就已经担心大流行性流感可能会随着战争中涉及的大规模部队调动一起重新出现。毕竟,1918年的最新灾难性全球暴发与战争密不可分。美国于1941年成立了专门的科学咨询机构来应对这种疾病-陆军流感和其他流行病调查与控制委员会。

新冠病毒变异导致疫苗失效怎么办?流感疫苗的经验值得借鉴

目前我国生产的流感灭活疫苗均为裂解疫苗

5.尝试亚单位疫苗技术:当前的亚单位疫苗由富集的H和N抗原组成,同样,比灭活疫苗的不良反应会更少一些。通常,裂解或亚单位疫苗对具有相似抗原特性的病毒具有60-90%的保护性。

回过头,再试试减毒活疫苗

虽然在技术上进行了改进,但无法改变的是灭活的流感疫苗诱导粘膜和细胞介导的免疫相对较弱,并且由于它们对漂变变体的交叉保护不可靠,因此必须每年重新配制疫苗以提供的最佳保护,而人类也必须每年接种流感疫苗,以保证体内的抗体滴度,以及能够对最新流行的流感病毒株产生免疫力。

从早期开始,研究人员就开始倾向于使用活病毒可能产生广泛的免疫力。伯内特早在1940年代初成功将流感病毒在鸡胚尿囊膜传代后,就提出了一种减毒活疫苗方法,但是由于流感委员会支持下开发的灭活疫苗的出现,他就放弃了这一策略。

由于无法开发出可靠,有效的减毒方法,导致对流感病毒减毒活疫苗的研究速度减缓了数年之久。可以被当做疫苗的稳定减毒活病毒必须能够感染呼吸道并刺激细胞和体液免疫又不会引起人类疾病。

经过各种减毒方法的实验后,证明冷适应株是最佳的方法。甲型和乙型流感病毒在25°C下在组织培养和卵中的连续传代会在病毒基因中引入点突变,从而导致冷适应。对温度敏感的减毒病毒株,然后在实验室中将其与预计在特定季节会在社区人群中传播的病毒株进行重组。这种减毒活疫苗以与自然流感感染相似的方式经鼻内给药,可诱导细胞和体液免疫,包括粘膜反应,并已证明对儿童具有很高的保护效力。

另外,有证据表明,至少在儿童中,与灭活疫苗相比,它可能更可靠,更有效,并能以更大的程度上抵抗抗原性漂移变体。

期待更完美的流感疫苗

由于H1N1和H3N2甲型流感亚型的变体仍然是全世界流行性人类感染的主要原因,因此,目前的疫苗为包含这些基本基因型的代表,以及预计会在下一场流感季节中传播的1种或2种乙型流感病毒共同组成。如果是2种甲流+2种乙流病毒株,便组成了四价流感疫苗,如果是2种甲流+1种乙流病毒株,便是三价流感疫苗。无论是四价还是三价流感疫苗,都是世界卫生组织推荐的流感疫苗品种。除非当年正好流行的是四价覆盖而三价没有覆盖的乙型流感病毒株,否则两种疫苗保护效果并没有太大差别。