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【關(guān)鍵詞】肺炎鏈球菌免疫效應(yīng)研究進展

肺炎鏈球菌（Streptococcuspneumoniae，S.p）是社區(qū)獲得性呼吸道感染的一種重要病原微生物，也是引起全世界細菌感染性疾病的主要致病菌，不僅包括普通感染如中耳炎、鼻竇炎等，甚至還包括危及生命的肺炎、敗血癥和腦膜炎等疾病。兒童常常是最大的受害者。發(fā)展中國家兒童中，無癥狀鼻咽帶菌者普遍，且很易擴散至其他易感人群或發(fā)展為疾病，故S.p疫苗在S.p感染防治中的作用越來越突出。本文綜述S.p疫苗的組成、免疫效應(yīng)以及目前在疫苗研制中的一些進展。

1目前使用的S.p疫苗

S.p的致病性與其菌體結(jié)構(gòu)及代謝產(chǎn)物有關(guān)，包括莢膜（capsule）、溶血素（pneumolysin）、表面粘附素（pneumococcalsurfaceadhesion）、神經(jīng)氨酸酶（neuraminidase）。莢膜不僅是其毒力的必須條件，且莢膜多糖有群、型特異性，是分群、型的基礎(chǔ)，迄今為止肺炎鏈球菌可分為46個群，多于90個型［1］。莢膜是S.p的主要致病因素。S.p疫苗接種后可以使機體產(chǎn)生針對莢膜的抗體，起到預(yù)防炎性疾病的作用［2］。目前使用的肺炎鏈球菌疫苗主要有多糖莢膜疫苗、莢膜蛋白質(zhì)結(jié)合疫苗等。

1.1多糖莢膜疫苗

PPV23（1、2、3、4、5、6B、7F、8、9N、9V、10A、11A、12F、14、15B、17F、18C、19A、19F、20、22F、23F、33F）含有23種S.p血清型莢膜多糖。造成90％侵襲性肺炎鏈球菌感染的病原具有莢膜多糖，該疫苗對所覆蓋血清型的S.p感染具有一定的保護作用，但有其不足之處：（1）S.p多糖莢膜疫苗的保護作用不是T細胞依賴性的，對免疫系統(tǒng)發(fā)育不完善的2歲以下小兒保護性弱［3］，而這些兒童又是侵襲性感染和粘膜感染的高發(fā)年齡組；（2）對某些患兒提供的保護作用是有限的，如免疫缺陷和血液系統(tǒng)惡性腫瘤的兒童；（3）不降低粘膜肺炎鏈球菌的帶菌率［4］。

1.2莢膜蛋白質(zhì)結(jié)合疫苗

該疫苗是將莢膜與蛋白質(zhì)載體相結(jié)合，增加多糖莢膜的免疫原性，激發(fā)T細胞參與反應(yīng)，產(chǎn)生免疫記憶，增強免疫效能。7價肺炎鏈球菌聯(lián)合疫苗——PCV7，含有7個純化的肺炎鏈球菌莢膜多糖，每個多糖又與無毒白喉蛋白類似物（交叉反應(yīng)物，CRM）CRM197偶聯(lián)成聯(lián)合疫苗，其保護作用不僅增強，而且對2歲以下幼兒也具有免疫保護作用，并能誘發(fā)免疫記憶。此外還有PCV9（4、6B、9V、14、18C、19F、23F、1、5）和PCV11（4、6B、9V、14、18C、19F、23F、1、5、3、7F）。目前常用的與多糖結(jié)合的蛋白有五種：白喉類毒素（Pried）、CRM197蛋白（PncCRM）、破傷風(fēng)類毒素（PncT）、腦膜炎球菌外膜蛋白復(fù)合物（PncOMPC）和既有白喉類毒素又有破傷風(fēng)類毒素的混合物（PncTD）。結(jié)合疫苗對2歲以下幼兒的免疫效能明顯增強，使疫苗覆蓋血清型S.p在鼻咽部的攜帶率下降，但是長期使用后可能使疫苗覆蓋外血清型S.p攜帶率增加，從而使其保護作用減弱［5］。

2目前使用的S.p疫苗免疫效應(yīng)

2.1系統(tǒng)防御免疫學(xué)

2.1.1S.p多糖莢膜疫苗有統(tǒng)計顯示，嬰兒接種S.p多糖疫苗后，對3、4、8、9N和18C血清型病菌抗體反應(yīng)最好，對1、2、7F、19F和25型抗體反應(yīng)中等，對12、14、23F、6A和6B抗體反應(yīng)最差。盡管抗體反應(yīng)涉及所有免疫球蛋白，但以IgG2和IgG4最多。S.p多糖莢膜疫苗的保護作用不是T細胞依賴性的，對免疫系統(tǒng)發(fā)育并不完善的2歲以下小兒保護作用差?？贵w會在接種后幾個月內(nèi)快速下降，二次接種也無法引發(fā)抗體反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，成人和兒童重復(fù)給予某些多糖抗原，能產(chǎn)生持續(xù)的、小量的抗體應(yīng)答，這種現(xiàn)象被稱為低反應(yīng)性。當然也有部分人接種疫苗后無此反應(yīng)，對無反應(yīng)的接種結(jié)果，有一種理論認為，PPV至少可以對年齡較大兒童產(chǎn)生一過性保護，但隨之可能發(fā)生部分免疫麻痹，使肺炎鏈球菌的易感性增加［2］。

2.1.2S.p莢膜蛋白質(zhì)結(jié)合疫苗在幼兒中，接種與蛋白載體偶聯(lián)的多糖抗原疫苗，增加了多糖莢膜的免疫原性，激發(fā)T細胞參與反應(yīng)，激發(fā)生命早期階段的記憶應(yīng)答，使其免疫效能得到了很大程度的增強。許多臨床試驗發(fā)現(xiàn)，PCV的免疫原性在各年齡段的兒童都有很好的體現(xiàn)。例如S.pCRM聯(lián)合疫苗，首次接種后的抗體反應(yīng)低，所達到的抗體水平通常在幾個月內(nèi)下降，但連續(xù)接種后，可以使抗體反應(yīng)增強。但是，需要指出的是，疫苗單個抗原的免疫原性受很多因素的影響，如不同的莢膜多糖抗原類型、不同的蛋白載體甚至是接種者的年齡大小等。目前，全球廣泛使用的是S.p與破傷風(fēng)和白喉類毒素偶聯(lián)的聯(lián)合疫苗。有人認為，兩種疫苗同時接種也會對抗體反應(yīng)產(chǎn)生影響。比如，當PCV7與流感嗜血桿菌b型（Hib）CRM載體偶聯(lián)的疫苗（HbOC）同時接種，針對S.p的抗體下降，而針對Hib的抗體水平上升［2］。如果PCV7與DtaP（無細胞百日咳）同時接種，HbOC作為加強接種，這種接種的效果使所有抗體水平下降［2］。另外，研究還發(fā)現(xiàn)，抗體反應(yīng)的不同還與研究（接種）人群的不同有關(guān)［2］。但是針對這個問題，紐約羅徹斯特大學(xué)醫(yī)療中心MichaelPichichero等［6］認為7價結(jié)合型S.p疫苗（PCV7）和結(jié)合型b型流感嗜血桿菌（Hib）一起使用時，白喉、破傷風(fēng)類毒素、無細胞百日咳、乙型肝炎和滅活的脊髓灰質(zhì)炎病毒疫苗（DtaPHepBIPV）聯(lián)合是安全和有效的。

2.2免疫效應(yīng)研究

S.p多糖蛋白偶聯(lián)疫苗對所有年齡組均具免疫原性，并且在嬰幼兒中誘導(dǎo)免疫記憶。美國7個地區(qū)1998～2001年的監(jiān)測資料表明：S.p多糖蛋白偶聯(lián)疫苗能有效降低低齡兒童S.p病的發(fā)病率，且可能降低成年人中該病的發(fā)生，同時也是減少耐藥型S.p病發(fā)生的有效工具［7］。

2.2.1PCV接種和侵入性疾病有研究顯示，疫苗接種對早產(chǎn)和低體重幼兒預(yù)防IPD很有效［2］。在南非，通過分析HIV感染或無HIV感染兒童的接種結(jié)果，評價了PCV9疫苗接種的效果。19922名兒童在6周、10周和14周大時接種PCV9與CRM197的聯(lián)合疫苗，19914名兒童接種安慰劑。在無HIV感染兒童中，由于疫苗中包含有造成IPD的病菌血清型，因此接種疫苗可使兒童受害率降低83%。在HIV感染兒童中，疫苗接種有效率為65％。兒童接種疫苗對所有血清型病菌所致IPD的預(yù)防效率達50%［2］。

2.2.2PCV接種對S.p攜帶者的作用首次公布PCV接種預(yù)防效果的報道來自岡比亞。幼兒期接種PCVCRM197聯(lián)合疫苗，18個月后再接種PPV23，距首次接種20個月后，疫苗血清型載菌量有所下降。就載菌量來說，所有疫苗接種組之間無差異。接種3個劑量PCV疫苗的兒童帶有非疫苗型肺炎鏈球菌者明顯比未接種組兒童要常見。總之，幼兒首次接種肺炎疫苗（先接種PCV，再接種PCV或PPV加強）與50%疫苗型的載菌量下降有關(guān)，還與至少需要12～18個月的非聯(lián)合疫苗血清型的檢出率上升有關(guān)［2］。

2.2.3PCV對抗細菌耐藥的影響接種S.p疫苗可以降低耐藥性S.p感染的概率。研究發(fā)現(xiàn)，抗細菌耐藥性主要發(fā)生在6B、9V、14、l9和23F5種血清型，還有兩個相關(guān)血清型6A和19A［2］。

3研究中的S.p疫苗

3.1S.p蛋白質(zhì)（多肽）疫苗的研究

正如前文所述，目前的23價肺炎多糖疫苗覆蓋的血清型有限而且不是T細胞依賴性的，對免疫系統(tǒng)發(fā)育不完善的2歲以下幼兒和老年人的保護性弱；而七價結(jié)合疫苗則存在莢膜血清型轉(zhuǎn)換和載體攜帶的莢膜多糖血清型數(shù)量有限，生產(chǎn)成本很高，不利于發(fā)展中國家大量使用，并且在肺炎高發(fā)人群中的保護作用小等缺陷。而有些抗原，如肺炎鏈球菌溶菌素、肺炎鏈球菌表面蛋白A和肺炎鏈球菌表面粘附素均屬毒力因子，已在動物模型中證實可誘發(fā)保護性免疫力。這些抗原可用為載體蛋白或作為與細胞因子融合蛋白的一部分，其本身也可作為蛋白疫苗［8］。蛋白質(zhì)疫苗有以下的優(yōu)勢：（1）生產(chǎn)成本低，能夠在發(fā)展中國家大規(guī)模使用；（2）蛋白質(zhì)疫苗對各年齡組的人群均能產(chǎn)生保護作用，并誘發(fā)免疫記憶；（3）應(yīng)用高保守的蛋白質(zhì)疫苗接種，可以產(chǎn)生非血清型依賴的保護作用，保護作用的程度和型別依賴于疫苗中蛋白質(zhì)的功能［9］?，F(xiàn)簡單介紹最有希望成為候選疫苗的幾種毒力因子。

3.1.1肺炎鏈球菌表面蛋白A肺炎鏈球菌表面蛋白A（pneumococcalsurfaceproteinA，PspA）是肺炎鏈球菌重要的毒力因子，在所有臨床分離的肺炎鏈球菌中均發(fā)現(xiàn)PspA存在。PspA主要作用就是與乳鐵蛋白結(jié)合使乳鐵蛋白喪失功能并抑制補體活化，降低C3b在肺炎鏈球菌表面的沉淀從而干擾補體介導(dǎo)的吞噬調(diào)理作用［10］。有研究表明，PspA在抗肺炎鏈球菌侵入性感染比抗粘膜性疾病和定植作用更強，用PspA融合粒細胞集落刺激因子或者IL2比單獨使用PspA更能提高血清IgG的水平。PspA融合IL2經(jīng)鼻腔給藥能增強SIgA和IgG的水平，不僅能清除攜帶的肺炎鏈球菌，而且還能抵抗致死性肺炎鏈球菌菌血癥的發(fā)生。用表達PspA的α螺旋區(qū)肽段的減毒沙門菌口服也能產(chǎn)生保護性的IgG［11,12］。用重組的PspA第一期臨床試驗發(fā)現(xiàn)，其產(chǎn)生的抗體能夠與異種的PspA發(fā)生交叉反應(yīng)，并且能預(yù)防經(jīng)腹膜注射的肺炎鏈球菌引起小鼠感染。PspA在結(jié)構(gòu)和免疫原性上存在血清型的差異，Hollingshead等［13］依據(jù)組氨酸序列前氨基酸的差異（命名為族決定域）將其分成3個家族。因為家族間的交叉反應(yīng)受限，但同時臨床上很少分離到第三家族的肺炎鏈球菌，他們建議PspA疫苗組成應(yīng)當包含第一、第二兩個家族的蛋白。

3.1.2溶血素溶血素（pneumolysin）是一種含有巰基的毒素，是S.p一種多功能的毒力蛋白，在S.p的粘附、侵襲過程中起重要作用，具有直接溶解細胞和活化補體的功能，此外它還抑制支氣管粘膜纖毛的運動，故溶血素在肺炎鏈球菌引起炎癥反應(yīng)時起著重要的作用。已有研究表明，溶血素能夠抵抗肺炎鏈球菌侵襲性感染［14,15］。對肺炎患者的前瞻性分析發(fā)現(xiàn)，如果患者血清中含有抗溶血素的抗體，那么發(fā)生菌血癥的概率就會降低。此外，PspA和溶血素一起免疫小鼠，發(fā)現(xiàn)兩者在預(yù)防肺炎鏈球菌侵入性感染時具有互補的作用，兩者的共同作用還可防止肺炎鏈球菌的定植及其誘發(fā)中耳炎。但溶血素也有其缺點，即它并非表面蛋白，并且僅在細胞自溶時釋放，這在一定程度上影響其免疫功能的發(fā)揮。

3.1.3肺炎鏈球菌表面粘附素A肺炎鏈球菌表面粘附素A（pneumococcalsurfaceadhesionA，PsaA）是ABC型鎂離子透酶復(fù)合物的組成成分，它在肺炎鏈球菌粘附、自溶以及毒力方面都起著作用［16］。在大腸埃希菌中表達重組的PsaA，發(fā)現(xiàn)它具有很強的免疫原性，免疫小鼠后能抵抗S.p在鼻咽部的定植，能顯著降低群體肺炎鏈球菌攜帶率，并可預(yù)防肺炎鏈球菌的系統(tǒng)性感染［17］，口服藻酸鹽包裹的PsaA能夠有效預(yù)防肺炎鏈球菌在小鼠體內(nèi)的定植、肺炎、侵襲性感染［17］。這些結(jié)果表明用PsaA免疫小鼠主要能夠抵抗肺炎鏈球菌的定植，其次可以預(yù)防肺炎鏈球菌膿血癥的發(fā)生。用PsaA和PspA混合感染小鼠發(fā)現(xiàn)比單一成分更能產(chǎn)生功能性保護作用。通過噬菌體展示文庫法發(fā)現(xiàn)了PsaA的3個確切的保護性位點，對這些位點的進一步研究，對蛋白多肽疫苗的研制具有重要意義。

3.1.4篩選候選蛋白質(zhì)近年，除了對溶血素、PspA、PsaA的研究外，還發(fā)現(xiàn)和篩選了幾種蛋白質(zhì)，如：膽堿結(jié)合蛋白A（cholinebindingproteinA,CbpA）和肺炎鏈球菌表面蛋白C（pneumococcalsurfaceproteinC，PspC)。此外，還有很多與肺炎鏈球菌相關(guān)的蛋白，如神經(jīng)氨酸酶、假定蛋白酶成熟蛋白（putativeproteasematurationproteinA，PpmA）、肺炎鏈球菌表面蛋白細胞壁相關(guān)氨酸蛋白A（pneumococcalsurfaceproteinscellwallassociate，PrtA）。這些蛋白在動物實驗中都不同程度地顯示出了保護作用，都有希望成為肺炎鏈球菌蛋白疫苗的組分，它們在S.p蛋白多肽疫苗研制上有潛在的應(yīng)用價值。

3.2含多種S.p毒力蛋白的聯(lián)合疫苗

這條思路的著眼點是將S.p蛋白多肽疫苗研究中的候選因子混合在一起，增強保護效能。Bfiles將PspA和PsaA這兩種蛋白質(zhì)混合后給小鼠皮下注射，發(fā)現(xiàn)比單獨注射更能有效阻止S.p在鼻咽部的定植［17］。Ogunniyi［18］將PspA和PdB（一種S.p溶血素類毒素衍生物）混合后接種BALB/c小鼠，再給以致死劑量的S.p攻擊，發(fā)現(xiàn)其存活時間比僅單獨接受其中一種蛋白質(zhì)的小鼠明顯延長。另外也有研究發(fā)現(xiàn)：PspA和溶血素同時免疫小鼠，可比單獨使用其中之一產(chǎn)生更強的保護作用，能抵抗肺部感染和防止敗血癥。因此，將多種S.p蛋白質(zhì)混合制成聯(lián)合疫苗，是一個新的研究方向，應(yīng)該繼續(xù)嘗試，找出更好的組合。

3.3DNA疫苗的研究

McDaniel［19］構(gòu)建了表達PspA基因的質(zhì)粒pKSD2061，將它注射給BALB/c小鼠，轉(zhuǎn)染小鼠細胞，與對照組相比，這種DNA疫苗能引發(fā)受試組小鼠的免疫反應(yīng)，并使它們能抵抗致死劑量S.p的攻擊。S.p的DNA疫苗減少了蛋白質(zhì)在體外的分離、純化步驟，更節(jié)省時間。DNA疫苗是鏈球菌疫苗研究的新思路。

4疫苗研究趨勢

短期內(nèi)，疫苗能幫助控制抗生素耐藥S.p的傳播，但目前使用的疫苗也存在一些缺點：其保護效果只限于疫苗內(nèi)的血清型別。隨著疫苗使用過程的延長，非疫苗型細菌在鼻咽部攜帶率也隨之增長。KyawMH等［20］的研究表明，同源疫苗的應(yīng)用使疫苗血清型以外菌株所致的感染性疾病增加。此外，還有一點值得注意的是，假如疫苗將鼻腔內(nèi)的肺炎鏈球菌完全清除的話，將會出現(xiàn)其他類型致病菌的取代生長。Veenhoven等［21］就發(fā)現(xiàn)用7價結(jié)合疫苗接種的人群中，雖然疫苗中攜帶的肺炎鏈球菌血清型感染減少了，但是培養(yǎng)出金黃色葡萄球菌的陽性率卻高了3倍。事實上，鼻腔中的肺炎鏈球菌對其他病原菌（如金黃色葡萄球菌、草綠色鏈球菌、溶血弧菌等）都有拮抗作用。由于在防止粘膜感染和侵襲性感染所需要的抗體的質(zhì)和量不同，Pelton等［22］提出了在防止粘膜定植和感染時所需要的抗體滴度要比防止系統(tǒng)性感染更高。盡管是假設(shè)，但為人們提出了一條新的思路，那就是能否使產(chǎn)生的抗體剛好能夠阻止系統(tǒng)性感染而不妨礙肺炎鏈球菌的定植。然而這種途徑需要個體監(jiān)測，在疫苗大規(guī)模接種時還有很大困難?？傊?，常用的莢膜多糖疫苗缺點很多，而結(jié)合疫苗是對它的改進。蛋白多肽疫苗雖無十分成熟的產(chǎn)品出現(xiàn)，但其應(yīng)用前景卻很廣闊。相信隨著對S.p研究的進一步深入，再結(jié)合一些疫苗研制的新思路，在不久的將來，一定會出現(xiàn)更為高效、成熟的S.p疫苗。

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