摘要:輪狀病毒是 5 歲以下兒童重癥腹瀉和死亡的主要元兇,全球每年約有 12.85 萬兒童因此喪生,其中絕大多數發生在發展中國家。接種疫苗是預防這種病毒感染最有效的手段。從最早的減毒活疫苗到如今的 mRNA 疫苗,輪狀病毒疫苗歷經多年發展,不斷突破傳統疫苗在低收入國家效果不佳、依賴冷鏈運輸等瓶頸。本文將帶大家走進輪狀病毒疫苗的世界,了解已投入使用的經典疫苗、各國特色疫苗,以及正在研發的新一代疫苗,看看科學家們如何一步步為孩子們筑起更堅固的健康防線。
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一、可怕的 "腸道殺手":輪狀病毒有多兇險?
對于家長來說,孩子腹瀉是常事,但有一種腹瀉背后的 "元兇" 卻格外兇險 ——輪狀病毒。它是全球 5 歲以下兒童腹瀉的首要致病原,每年導致約 12.85 萬兒童死亡,相當于每天有 350 多個孩子因此離開人世。
這種病毒通過糞-口途徑傳播,傳染性極強。感染者會排出大量病毒,這些病毒在污染的水、食物和物體表面能存活很長時間。尤其在衛生條件差、飲用水不安全的地區,病毒傳播速度更快,因為它對環境有很強的抵抗力。
被感染的孩子會出現嚴重腹瀉、嘔吐等癥狀,嚴重時會引發脫水、休克,甚至危及生命。更讓人頭疼的是,輪狀病毒的基因型復雜且不斷變化,這給疫苗研發帶來了不小的挑戰。幸運的是,接種疫苗被證實是預防輪狀病毒感染最有效的方式,能顯著降低重癥腹瀉的發生率和死亡率。
二、經典疫苗登場:全球廣泛使用的 "守護者"
自 2006 年第一種輪狀病毒疫苗獲批以來,全球已有多款疫苗投入使用,其中最具代表性的是兩款經典疫苗:Rotarix 和 RotaTeq。
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這兩款疫苗在高收入國家表現出色,保護效果能超過 85%。比如美國引入輪狀病毒疫苗后,5 歲以下兒童因輪狀病毒住院的比例下降了 90% 以上,大大減輕了醫療系統的負擔。它們之所以能取得這樣的成效,離不開當地完善的公共衛生基礎設施、有力的衛生政策,以及公眾對疫苗的高度信任。
但這兩款疫苗也存在一些局限。首先是接種程序復雜,RotaTeq 需要接種 3 劑,Rotarix 需要接種 2 劑,這對于醫療資源有限的地區來說,很多家庭可能因為無法按時帶孩子就醫而導致接種不完整。其次是生產成本高,再加上疫苗運輸和儲存需要嚴格的冷鏈條件,很多低收入國家因為基礎設施薄弱、電力供應不穩定,缺乏足夠的冷藏設備,導致疫苗在運輸儲存過程中容易失效,這也限制了它們在這些地區的普及。
更關鍵的是,這兩款疫苗在低收入和中等收入國家的效果會大打折扣,保護效率通常只有 50%-70%。造成這種差異的原因有很多:這些地區的孩子營養不良問題突出,免疫系統發育不完善,對疫苗的免疫反應較弱;同時,孩子們常面臨多種腸道病原體的共同感染,這會干擾疫苗引發的免疫反應;再加上衛生條件差,病毒傳播迅速,即使接種了疫苗,孩子仍有較高的感染風險。
三、區域特色疫苗:適配本土需求的 "定制款"
除了全球通用的經典疫苗,一些國家根據自身情況研發了更具針對性的輪狀病毒疫苗,很好地解決了當地兒童的防疫需求。
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在印度,一款名為ROTAVAC?的疫苗備受青睞。它基于 116E 菌株研發,屬于 G9P血清型,能有效保護新生兒免受輪狀病毒感染。這款疫苗的優勢在于成本低、生產和儲存方便,非常適合印度及周邊國家的低收入人群使用,目前已被納入印度的國家免疫規劃。臨床試驗顯示,它對重癥輪狀病毒胃腸炎的保護效果良好,液體劑型可在 2-8℃儲存,減少了對冷鏈物流的依賴。
在中國,蘭州生物制品研究所研發了LLR-85疫苗,這款疫苗采用減毒的羔羊輪狀病毒菌株(G10P),是成本效益很高的口服疫苗。三期臨床試驗顯示,它對重癥輪狀病毒胃腸炎的保護效果達到 70.3%,對需要住院治療的重癥保護效果更是高達 74.0%。尤其值得一提的是,它對 G9 型輪狀病毒具有有效的交叉保護作用,在偏遠地區和農村社區推廣后,為減少兒童輪狀病毒腹瀉病例發揮了重要作用。
越南則推出了Rotavin-M1疫苗,這是該國疫苗自給自足政策的重要成果。它基于當地住院腹瀉嬰兒體內分離的菌株研發,價格低廉,非常適合低收入地區使用。越南政府通過多種渠道積極推廣這款疫苗,努力提高接種覆蓋率,降低兒童因輪狀病毒腹瀉的住院率,為其他發展中國家提供了寶貴的經驗。
近日,國藥集團中國生物武漢生物制品研究所研制的口服六價重配輪狀病毒減毒活疫苗(Vero細胞)(商品名:武生兒輪寶?)正式獲得國家藥品監督管理局批準上市。該產品是全球首款、價次最高的輪狀病毒疫苗,為我國預防用生物制品1類新藥,主要用于預防輪狀病毒引起的嬰幼兒急性胃腸炎。該疫苗為口服方式接種,適用于6至36周齡嬰幼兒接種,可預防G1、G2、G3、G4、G8、G9六種血清型導致的嬰幼兒輪狀病毒胃腸炎。臨床研究結果表明,該疫苗具有良好的安全性和有效性。
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四、未來可期:新一代輪狀病毒疫苗研發進行時
為了解決傳統疫苗的種種局限,科學家們一直在努力研發新一代輪狀病毒疫苗,目前已有多款候選疫苗進入研發階段,展現出廣闊的應用前景。
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(一)滅活疫苗:更安全的選擇
中國醫學科學院醫學生物學研究所李紅俊團隊研發的ZTR-68(Vero) 疫苗是一款滅活疫苗,采用注射方式接種。它使用從云南昭通腹瀉兒童糞便中分離的人類野生型輪狀病毒菌株,經過嚴格的培養、純化和滅活處理制成。一期臨床試驗顯示,這款疫苗安全性良好,沒有嚴重不良反應,且能誘導產生高水平的中和抗體、IgG 和 IgA 抗體,抗體水平隨劑量增加而升高,表現出良好的免疫原性。對于傳統口服疫苗效果不佳的中低收入國家兒童來說,這款疫苗可能是一個更好的選擇。
美國 CDC 的 Glass RI 團隊則研發了熱滅活輪狀病毒疫苗(IRV)。與傳統的甲醛滅活相比,熱滅活能更好地保留病毒的結構和免疫原性,誘導產生高水平的抗體。研究發現,肌肉注射兩劑熱滅活疫苗就能在小鼠體內引發強烈的免疫反應,加上氫氧化鋁佐劑后效果更好。這種疫苗有望成為口服活疫苗的重要補充,為預防輪狀病毒感染提供新的選擇。
(二)病毒樣顆粒疫苗:精準激發免疫
病毒樣顆粒(VLPs)疫苗是另一類熱門候選疫苗。這類疫苗不含病毒核酸,安全性更高,同時能模擬病毒的天然結構,有效激發免疫反應。
辛辛那提兒童醫院的 Blazevic V. 團隊發現,輪狀病毒的重組 VP6 蛋白能增強諾如病毒 VLP 疫苗的免疫原性,起到佐劑的作用。它能促進抗原呈遞細胞的活化和成熟,提高疫苗的免疫效果。貝勒醫學院的 Estes MK 團隊則利用昆蟲細胞生產輪狀病毒 VLPs,接種后能誘導產生高水平的血清抗體,對病毒攻擊提供部分保護。
美國 NIH 的 Cryz 團隊研發的P2-VP8-P疫苗是一款三價亞單位疫苗,由三種 VP8 亞單位蛋白組成,穩定性和免疫原性都得到了優化。Tan M 團隊開發的S60-VP8 PVNPs 疫苗則是一種三價假病毒納米顆粒疫苗,能引發強烈的免疫反應和廣泛的中和活性,對多種輪狀病毒基因型都有效果。
(三)創新疫苗:一苗多防 + 前沿技術
除了針對輪狀病毒的單一疫苗,科學家們還在研發多功能疫苗。Bahramali G. 團隊將輪狀病毒的 VP8 蛋白與甲型肝炎病毒的 VP1 蛋白融合,開發出一款雙價疫苗,既能預防輪狀病毒感染,又能預防甲型肝炎,非常適合低收入國家解決疫苗接種覆蓋率低的問題。
最令人期待的是mRNA 疫苗的出現。中國的 Li H 團隊研發的 mRNA 疫苗,將輪狀病毒 G1 型的 VP7 蛋白編碼基因包裹在脂質納米顆粒中,通過皮下或肌肉注射接種。研究顯示,這款疫苗能引發強烈的抗病毒免疫反應,激活趨化因子信號通路,為預防輪狀病毒感染提供了全新的技術路徑。mRNA 疫苗具有研發速度快、安全性高、能同時激發體液免疫和細胞免疫等優勢,有望在應對病毒變異方面發揮重要作用。
五、總結:疫苗進化,守護升級
從傳統的口服減毒活疫苗到新一代的滅活疫苗、VLPs 疫苗和 mRNA 疫苗,輪狀病毒疫苗的發展歷程就是一部不斷解決問題、追求更好保護效果的歷史。
傳統疫苗在高收入國家取得了巨大成功,但在低收入國家面臨效果不佳、冷鏈依賴等挑戰。而區域特色疫苗通過本土化研發,很好地適配了當地的經濟水平和醫療條件。正在研發的新一代疫苗則在安全性、免疫原性、穩定性等方面實現了突破,有望打破冷鏈限制,為全球兒童提供更平等、更有效的保護。
輪狀病毒疫苗的研發和推廣不僅是公共衛生領域的重要課題,更是守護兒童健康的關鍵舉措。隨著科學技術的不斷進步,我們有理由相信,未來會有更多更優秀的輪狀病毒疫苗出現,讓全球每一個孩子都能遠離輪狀病毒腹瀉的威脅,健康快樂地成長。
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