生物技术进展 ›› 2024, Vol. 14 ›› Issue (1): 17-25.DOI: 10.19586/j.2095-2341.2023.0124
焦红燕1(), 李国超1, 常亮1, 李岩异2, 翟丽丽1()
收稿日期:
2023-10-13
接受日期:
2023-11-30
出版日期:
2024-01-25
发布日期:
2024-02-05
通讯作者:
翟丽丽
作者简介:
焦红燕 E-mail:894808686@qq.com;
基金资助:
Hongyan JIAO1(), Guochao LI1, Liang CHANG1, Yanyi LI2, Lili ZHAI1()
Received:
2023-10-13
Accepted:
2023-11-30
Online:
2024-01-25
Published:
2024-02-05
Contact:
Lili ZHAI
摘要:
诺如病毒(norovirus,NoV)是引发急性胃肠炎疾病的主要病原体之一。NoV易发生突变产生多种毒株,对人类健康造成严重威胁。由于缺乏成功的动物模型,抗NoV药物和疫苗的后续评价受到了限制,目前尚没有上市的疫苗用于NoV的预防。对NoV疫苗的研究进展进行了综述,重点阐述了病毒样颗粒(virus like particles,VLP)疫苗、病毒载体疫苗和基于P颗粒疫苗的研究现状和发展前景,以期为NoV疫苗的研发提供新思路。
中图分类号:
焦红燕, 李国超, 常亮, 李岩异, 翟丽丽. 诺如病毒疫苗研究概况[J]. 生物技术进展, 2024, 14(1): 17-25.
Hongyan JIAO, Guochao LI, Liang CHANG, Yanyi LI, Lili ZHAI. Overview of Norovirus Vaccine Research[J]. Current Biotechnology, 2024, 14(1): 17-25.
图1 NoV基因组及其衣壳结构[15]A:NoV基因组的线性结构。ORF1编码一个分子量为200 kD的多聚蛋白,后续被3C样蛋白酶切割为6个非结构蛋白(p48:分子量约48 kD;NTPase—核苷三磷酸酶,一种2C样蛋白;p22—分子量约22 kD,一种3A样蛋白;VPG—病毒基因组共价连接蛋白;3C—3C样蛋白酶;RdRp—RNA依赖的RNA聚合酶,一种3D样蛋白);ORF2全长1.8 kb,编码分子量为58 kD的主要衣壳蛋白VP1;ORF3编码次要结构蛋白VP2;B:VP1的单体结构。黄色为壳结构域,蓝色为P结构域的P1亚结构域,红色为P结构域的P2亚结构域;C:两个VP1单体形成A-B二聚体。浅色为A单体,深色为B单体;D:NoV VLP的完整结构。90个A-B二聚体从衣壳向外延伸,是受体结合区域和抗原变异位点。
Fig. 1 NoV genome and capsid structure[15]
疫苗类型 | 概念 | 优点 | 缺点 |
---|---|---|---|
灭活疫苗 | 用物理、化学方法杀死病原微生物,但仍保持其免疫原性(能识别结合T/B细胞并使它们活化的能力)的一种生物制剂 | 安全性较高,疫苗稳定,易于保存 | 接种量大,需多次接种;只能引起体液免疫;免疫维持时间较短 |
减毒活疫苗 (活疫苗) | 活疫苗是通过毒力变异或人工选择法(如温度敏感株)而获得的减毒或无毒株,或者是从自然界直接选择出来的弱毒或无毒株经培养后制成的疫苗 | 接种量少,只需接种一次;可诱发体液和细胞免疫;免疫维持时间较长 | 有毒力回升的风险;疫苗不稳定,不易保存 |
亚单位疫苗 | 通过化学分解或有控制性的蛋白质水解方法,提取细菌、病毒的特殊蛋白质结构,筛选出具有免疫活性的片段制成的疫苗 | 减少了不良反应和疫苗引起的相关疾病 | 需要联合佐剂使用;不能诱发细胞和黏膜免疫 |
重组蛋白疫苗 | 将保护性抗原基因在真核或原核细胞体系中表达,并将其产生的蛋白抗原纯化后制成疫苗 | 安全性高,稳定性好,易放大生产 | 需使用佐剂,生产工艺复杂 |
病毒载体疫苗 | 将抗原基因插入病毒载体基因中,进入人体后使之高效表达抗原蛋白,进而诱发免疫保护作用 | 安全性高,可诱发体液和细胞免疫,载体可发挥佐剂作用 | 体内的预存免疫影响免疫效果 |
RNA疫苗 | 体外合成编码目标抗原的mRNA序列,mRNA进入宿主细胞表达目标抗原从而激活免疫反应 | 安全性高,可快速制备,研发周期短 | 稳定性差,技术难度高,进入细胞效率低 |
DNA疫苗 | 将含有抗原基因DNA序列的质粒直接引入人体,在宿主细胞内表达目标蛋白,激发机体产生免疫反应 | 生产周期短,可诱发体液和细胞免疫 | 免疫原性差,存在基因组整合突变风险 |
表1 疫苗类型[21]
Table 1 Types of vaccines[21]
疫苗类型 | 概念 | 优点 | 缺点 |
---|---|---|---|
灭活疫苗 | 用物理、化学方法杀死病原微生物,但仍保持其免疫原性(能识别结合T/B细胞并使它们活化的能力)的一种生物制剂 | 安全性较高,疫苗稳定,易于保存 | 接种量大,需多次接种;只能引起体液免疫;免疫维持时间较短 |
减毒活疫苗 (活疫苗) | 活疫苗是通过毒力变异或人工选择法(如温度敏感株)而获得的减毒或无毒株,或者是从自然界直接选择出来的弱毒或无毒株经培养后制成的疫苗 | 接种量少,只需接种一次;可诱发体液和细胞免疫;免疫维持时间较长 | 有毒力回升的风险;疫苗不稳定,不易保存 |
亚单位疫苗 | 通过化学分解或有控制性的蛋白质水解方法,提取细菌、病毒的特殊蛋白质结构,筛选出具有免疫活性的片段制成的疫苗 | 减少了不良反应和疫苗引起的相关疾病 | 需要联合佐剂使用;不能诱发细胞和黏膜免疫 |
重组蛋白疫苗 | 将保护性抗原基因在真核或原核细胞体系中表达,并将其产生的蛋白抗原纯化后制成疫苗 | 安全性高,稳定性好,易放大生产 | 需使用佐剂,生产工艺复杂 |
病毒载体疫苗 | 将抗原基因插入病毒载体基因中,进入人体后使之高效表达抗原蛋白,进而诱发免疫保护作用 | 安全性高,可诱发体液和细胞免疫,载体可发挥佐剂作用 | 体内的预存免疫影响免疫效果 |
RNA疫苗 | 体外合成编码目标抗原的mRNA序列,mRNA进入宿主细胞表达目标抗原从而激活免疫反应 | 安全性高,可快速制备,研发周期短 | 稳定性差,技术难度高,进入细胞效率低 |
DNA疫苗 | 将含有抗原基因DNA序列的质粒直接引入人体,在宿主细胞内表达目标蛋白,激发机体产生免疫反应 | 生产周期短,可诱发体液和细胞免疫 | 免疫原性差,存在基因组整合突变风险 |
疫苗名称 | 疫苗类型 | 适应人群 | 开发公司 | 阶段 | 临床试验号 |
---|---|---|---|---|---|
HIL-214 | VLP重组蛋白 | 5个月婴儿 | 武田 | Ⅱ/Ⅲ期 | NCT05281094 |
四价重组诺如病毒疫苗(毕赤酵母) | VLP重组蛋白 | 6周婴儿、成人、老年人 | 安徽智飞 | Ⅰ/Ⅱ期 | NCT04563533 |
VXA-NVV-201、VXA-NVV-202 | 腺病毒载体 | 18~49岁;18~80岁 | Vaxart | Ⅰ/Ⅱ期 Ⅱ期 | NCT05212168 NCT05626803 |
重组诺如病毒双价 (GⅠ.1/GⅡ.4)疫苗 (汉逊酵母) | VLP重组蛋白 | 6个月婴儿~59岁成人 6个月婴儿~13岁儿童 | 国药中生 | Ⅱ期 Ⅲ期 | NCT04941261 NCT05916326 |
诺如病毒GI.4 / GI.4二价VLP疫苗 | VLP重组蛋白 | 18~40岁 | Icon Genetics GmbH | Ⅰ期 | NCT05508178 |
重组六价诺如病毒疫苗(康华生物) | VLP重组蛋白 | 18~59岁 | 成都康华 | Ⅰ期 | NCT05805618 |
mRNA-1403/ mRNA-1405多价诺如病毒疫苗 | mRNA | 18~80岁 | Moderna | Ⅰ期 | NCT05992935 |
四价重组诺如病毒疫苗(汉逊酵母) | VLP重组蛋白 | 6个月婴儿、成人 | 远大赛威 | Ⅰ期 | CXSL2300464 CXSL2300465 |
表2 全球处于临床研究的NoV疫苗
Table 2 NoV vaccines in clinical research worldwide
疫苗名称 | 疫苗类型 | 适应人群 | 开发公司 | 阶段 | 临床试验号 |
---|---|---|---|---|---|
HIL-214 | VLP重组蛋白 | 5个月婴儿 | 武田 | Ⅱ/Ⅲ期 | NCT05281094 |
四价重组诺如病毒疫苗(毕赤酵母) | VLP重组蛋白 | 6周婴儿、成人、老年人 | 安徽智飞 | Ⅰ/Ⅱ期 | NCT04563533 |
VXA-NVV-201、VXA-NVV-202 | 腺病毒载体 | 18~49岁;18~80岁 | Vaxart | Ⅰ/Ⅱ期 Ⅱ期 | NCT05212168 NCT05626803 |
重组诺如病毒双价 (GⅠ.1/GⅡ.4)疫苗 (汉逊酵母) | VLP重组蛋白 | 6个月婴儿~59岁成人 6个月婴儿~13岁儿童 | 国药中生 | Ⅱ期 Ⅲ期 | NCT04941261 NCT05916326 |
诺如病毒GI.4 / GI.4二价VLP疫苗 | VLP重组蛋白 | 18~40岁 | Icon Genetics GmbH | Ⅰ期 | NCT05508178 |
重组六价诺如病毒疫苗(康华生物) | VLP重组蛋白 | 18~59岁 | 成都康华 | Ⅰ期 | NCT05805618 |
mRNA-1403/ mRNA-1405多价诺如病毒疫苗 | mRNA | 18~80岁 | Moderna | Ⅰ期 | NCT05992935 |
四价重组诺如病毒疫苗(汉逊酵母) | VLP重组蛋白 | 6个月婴儿、成人 | 远大赛威 | Ⅰ期 | CXSL2300464 CXSL2300465 |
图3 NoV P颗粒及其表面环[49-50]A:VA387(GⅡ.4)NoV P颗粒结构的冷冻电镜重建图。P颗粒的半径用不同的颜色表示;B:P颗粒远端突出结构的晶体结构卡通模型图;其中,红色(P2结构域)和绿色(P1结构域)为一个P结构单体,蓝色(P2结构域)和黄色(P1结构域)为P二聚体的另一个P结构单体,白色为P2结构域的表面环。
Fig. 3 NoV P particles and their surface rings[49-50]
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[5] | 高宇轩, 靳静晨, 高雅娟, 张闻天, 李晨晨, 靳永胜. 异养硝化⁃好氧反硝化复合菌剂在垃圾渗滤液处理中的应用[J]. 生物技术进展, 2022, 12(4): 630-637. |
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