疫苗免疫学替代终点研究进展

　　可以用来预测疾病的感染与发病等临床终点事件，尤其是在进行阳性对照临床试验和研究人群中临床终点事件发生率较低时。本文对目前已建立了免疫学替代终点的疫苗进行回顾与综合评述，并对不同免疫学替代终点建立方法的优缺点进行探讨，以展望未来的研究方向?

　　世界卫生组织（WHO）将免疫替代终点定义为：由疫苗诱导产生的，与接种疫苗后临床终点事件（感染或发病）的发生相关，可以用以预测疫苗保护效果的免疫学反应指标（体液或细胞免疫）。在以免疫学指标为终点的临床试验中，可直接应用已建立的免疫学替代终点，评价两种疫苗间保护效力的差异，还可用以衡量接种疫苗后个体抵御疾病的能力，为加强免疫的实行与否提供参考。

　　目前，已有10多种疫苗建立了免疫学替代终点（见下表）。现将对疫苗免疫学替代终点的发展史进行回顾综述，讨论发展中遇到的问题、挑战以及未来的研究方向。

　　不同疫苗的免疫学替代终点

　　流感疫苗

　　1972年Hobson等学者经研究发现，受试者感染率降低到最大感染率一半时的血清血凝抑制(HI)抗体水平为1∶18-1∶36，但该试验中使用的是减毒株，可能不像野毒株那样能产生持续的严重流感样症状，故试验所得的HI抗体水平不一定足够保护野生型流感病毒的自然感染。

　　1975—1979年，John等学者在华盛顿Seattle地区的研究发现，流感流行期前，随着抗体滴度的增加，流感的感染率减小。对预防保护H3N2型流感病毒感染的HI抗体水平需≥1∶80，而对H1N1型流感病毒和B型流感病毒仅需≥1∶20?

　　根据多个流感疫苗的研究，1∶32-1∶40的HI抗体水平被认为是流感的保护性抗体水平，抗体水平越高对流感的免疫力也就越强，而较低的抗体水平意味着暴露患病风险的增加[1-2]?

　　1997年欧洲医学委员会推荐把HI试验和单放射免疫扩散溶血(SRH)试验作为评价季节性流感保护效果的血清学试验，将HI滴度≥1∶40和SRH面积≥25mm2定义为“保护性抗体水平”[3]?需要注意的是，在儿童或新生儿中，预防季节性流感可能需要更高的保护性抗体水平?

　　黄热病疫苗

　　17D黄热病疫苗(减毒活疫苗)是WHO的推荐疫苗，已在高危国家大规模应用。

　　1973年Mason等用不同稀释浓度的17D黄热病疫苗给猕猴接种，免后20周用致死剂量的黄热病Asibi毒株进行攻毒，计算中和指数(NI)以作为保护性抗体水平。研究结果表明，NI≥0.7的猕猴能抵抗Asibi毒株的致死性感染，NI<0.7则对Asibi毒株易感。因此,在评价新黄热病试验疫苗效力的临床试验中,Monath[4]、Belmuston-Worn[5]等将NI=0.7作为评价疫苗效力的免疫学替代终点水平?

　　2011年Julander等[6]用不同浓度的黄热病血清抗体在仓鼠身上做实验,用蚀斑减少中和试验(PRNT)测定染毒前4h被动免疫的仓鼠血清抗体滴度,结果显示PRNT50≥40能起到完全保护性效果?

　　肺炎疫苗

　　目前WHO已推荐将新生儿首次接种肺炎球菌结合疫苗1个月后的抗荚膜多糖IgG抗体水平，作为预防侵袭性肺炎所需的相关保护性抗体水平。WHO工作组通过对3个随机对照疫苗有效性临床试验的数据进行Meta分析，确定了这一相关保护性抗体水平界值?估算得到保护侵袭性肺炎的疫苗效力为93%,应用阈值法评估预测肺炎结合疫苗保护效力免疫学替代终点为0.35μg/mL[7-8]?

　　有学者提出,预防不同血清型肺炎球菌感染所需保护性抗体水平存在差异?另外,尽管肺炎球菌结合疫苗在全球都有效,但对不同人群的疫苗免疫学替代终点可能是不同的?

　　麻疹疫苗

　　对麻疹保护性抗体水平的研究始于1985年暴发于波斯顿大学的一次麻疹疫情。通过对爆发前学生血样的分析发现,暴露前PRNT滴度≤120的学生中,有89%的被诊断为临床麻疹病例,而滴度>120的学生中均未出现临床麻疹病例,滴度在216-874间的学生64%的抗体水平出现了大幅度升高(平均42倍),表明被感染但没有明显的临床症状;滴度≥1052的学生均未出现抗体水平大幅度的升高和临床症状,表明预防麻疹的感染或许需要更高的抗体水平(如PRNT滴度≥1000),但滴度>120可能预防明显的临床麻疹疾病,可以初步视为麻疹疫苗的免疫学替代终点?

　　水痘疫苗

　　1991年起,Li等[9]在水痘疫苗临床试验的基础上进行了长达7年的随访,研究首次接种水痘疫苗第6周的抗体水平与随访中水痘发生率的关系?1-12岁无水痘感染史儿童接种了Oka/Merck水痘疫苗,7年的随访共发现水痘病例66例,7年累计发病率与接种疫苗第6周抗体水平呈负相关?接种疫苗后第6周gpELISA抗体水平≥5IU/mL的受试者中,疫苗保护效力为95.5%;gpELISA抗体水平<5IU/mL的受试者中,疫苗的效力仅有83.5%,后者发生水痘的概率是前者的3.5倍?由此抗体水平≥5IU/mL被认为是免疫学替代终点水平[10-11]?

　　b型流感嗜血杆菌疫苗

　　Hib疫苗已被WHO免疫规划策略咨询专家组推荐全球开展免疫接种?芬兰开展的1项对未接种过Hib疫苗人群研究表明,血清抗体浓度达到0.15μg/mL可以降低Hib脑膜炎发病率?然而,Hib多糖疫苗早期临床试验表明,抗体浓度达0.15μg/mL仅能对Hib所致疾病有短期保护作用,达1.0μg/mL才能够提供长期保护作用?Ambrosino(1986年)、Santonsham(1987年)等进行的研究表明,Hib高危婴儿被动接种富含抗-Hib多糖的免疫球蛋白(BPIG)后3个月内,能有效预防Hib相关疾病的发生?通过检测被动接种BPIG受试者的血清抗-Hib多糖抗体水平,并根据抗体31天的半衰期进行推算,估计的保护性抗体水平为0.05-0.15μg/mL?由此，0.15μg/mL被推荐为其免疫学替代终点[12]?

　　乙型脑炎疫苗

　　1988年,Oya等学者对小鼠进行被动免疫试验,注射不同滴度的血清,测定达到保护的抗体滴度?采用蚀斑减少中和试验检测中和抗体,保护性阈值结果为1∶10?此后,多个动物被动免疫研究中均证实中和抗体滴度和保护率间存在线性关系?2004年WHO将50%PRNT法测定的保护性抗体水平(1∶10)推荐为其免疫学替代终点[13]?

　　白喉类毒素

　　经处理的白喉类毒素和百日咳疫苗?破伤风类毒素联合制备的百白破联合疫苗,已大规模应用于儿童常规免疫?早期研究中,Ipsen等给兔子注射抗毒素后,经静脉用白喉毒素攻毒,结果兔血清滴度为0.01IU/mL者,在标准致死剂量下得到完全保护;同时报告了2例致死病例,其抗毒素水平在综合征出现1天时均>30IU/mL?无论婴儿还是成人,接种3针次白喉类毒素后,几乎所有接种者白喉抗体效价均高于0.01IU/mL,且大部分成人高于0.1IU/mL?综合多方面因素后提出,白喉抗毒素水平为0.01IU/mL时能够提供一定程度的最低保护,高于0.1IU/mL时够提供完全保护,而高于1.0IU/mL被认为是与疫苗长期保护水平有关,现阶段0.01-0.1IU/mL可视为其免疫学替代终点?

　　肠道病毒71型疫苗

　　Zhu等[14-15]在两项随机对照的Ⅲ期疫苗临床试验基础上,采用巢式病例对照设计,用ROC曲线法对免疫学替代终点进行探索?分析受试者接种疫苗后第56天血清抗EV71中和抗体,计算从1∶4-1∶1024滴度对应的区分病例和非病例的灵敏度和特异度,并计算约登指数?结果表明,抗EV71中和抗体滴度在1∶16-1∶32时,约登指数最大,即最能有效区分病例和非病例,因此可能作为EV71疫苗保护的免疫学替代指标?在随后的1项基于Ⅲ期临床试验数据构建的Scaledlogit模型研究中,估计第56天中和抗体水平为14.7、27.8、55.7、129.0、459.0U/mL时,对应的保护率水平分别为50%、60%、70%、80%、90%，即免后第56天中和抗体水平为14.7U/mL时,对EV71所致疾病保护率为50%,可作为EV71灭活疫苗效力的免疫学替代终点水平[16]?

　　免疫学替代终点的建立是一个漫长的过程，是由动物实验、流行病学观察向人群试验逐渐发展的。对于已建立的免疫学替代终点，需要通过长时间的应用来考验，也可能会有不同研究对其进行修正。尽管如此，与疫苗保护作用相关的免疫学替代终点研究非常有意义，推动着新疫苗的研发与发展。