近期,由諾如病毒(NoV)感染導(dǎo)致的病毒 性胃腸炎進入高發(fā)期,引起全民廣泛關(guān)注。上篇,我們介紹了抗諾如病毒相關(guān)靶點藥物。這篇,我們著重介紹諾如病毒的檢測及其疫 苗研發(fā)進展情況。
諾如病毒的檢測
科學(xué)檢測是諾如病毒防控管理的基礎(chǔ),能夠準(zhǔn)確地為患者病情評估奠定基礎(chǔ),提高疾病處置能力。目前 NoV 檢測方法主要有電鏡法、核酸檢測法和蛋白質(zhì)檢測技術(shù)。電鏡法為NoV最早檢出的方法,其靈敏度相對較低,故標(biāo)本中病毒的檢測范圍須≧106才可檢出,另外,對操作技術(shù)也要求較高,所以不適用于臨床診斷。
核酸檢測是常見的檢測技術(shù)之一,是 NoV 檢測的主要方法及金標(biāo)準(zhǔn),具有較高的應(yīng)用價值。核酸擴增法包括常規(guī) RT-PCR 檢測、多重 RT-PCR 檢測、熒光定量 PCR 技術(shù)和環(huán)介導(dǎo)等溫擴增技術(shù)。常規(guī) RT-PCR 檢測是在臨床檢測技術(shù)應(yīng)用過程中以逆轉(zhuǎn)錄 PCR識別為主形成的一種檢測技術(shù),能夠滿足患者的檢測需求,在檢測過程中,能有效的評估患者病情。雜交技術(shù)和逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)不僅能更準(zhǔn)確、靈敏地檢測標(biāo)本中低濃度的NoV感染,還可以進一步對病毒進行基因型的研究,不會受到獲得分型單克隆抗體的限制,對流行病學(xué)研究具有重要意義。多重RT-PCR 檢測敏感性更高,特異性更強,檢測速度更快,應(yīng)用于臨床檢測工作中,對提高診斷質(zhì)量有積極作用。多重RT-PCR 技術(shù)是在同一個 PCR 反應(yīng)體系中加入多對引物以檢測不同類型或亞型的病毒,它可以同時檢測多種不同型別的病毒,減少反應(yīng)次數(shù),節(jié)約時間,但該方法靈敏度較低,因此需要優(yōu)化 PCR 反應(yīng)條件來盡可能減少非特異擴增。熒光定量PCR技術(shù)借助探針技術(shù)對NoV的分布情況作出分析評價,能夠在診斷過程中通過熒光定量PCR 檢測技術(shù)對病毒的傳播形式及病毒載體進行識別,提高臨床疾病診斷準(zhǔn)確率。環(huán)介導(dǎo)等溫擴增技術(shù)是一種以基因擴增技術(shù)為基礎(chǔ)的新型檢測技術(shù),具有簡單、快速及超高的靈敏度,該技術(shù)應(yīng)用能夠滿足患者診斷工作實際需求,具有廣泛的應(yīng)用前景,尤其是對于欠發(fā)達或偏遠地區(qū)的臨床診斷和傳染病監(jiān)測具有重要的作用。此外,基因芯片技術(shù)是一種大規(guī)模集成的固相雜交技術(shù),其基本原理是以核酸分子雜交即依據(jù) DNA 雙鏈堿基互補配對、變性和復(fù)性的原理,以大量已知序列的寡核苷酸、cDNA 或基因片段作為探針,檢測樣品序列及其互補序列,然后通過檢測系統(tǒng)對雜交信號進行檢測,可定性或定量檢測,與傳統(tǒng)基因診斷技術(shù)相比,DNA 芯片技術(shù)具有微型化、高通量、高度平行性和高速性的特點。
蛋白質(zhì)檢測技術(shù)也是NoV檢測過程中常用的檢測技術(shù)之一,可以有效識別病毒載體,對病毒的追蹤有一定意義。蛋白質(zhì)檢測方法的原理主要是利用NoV特異性單(多)克隆抗體與標(biāo)本中NoV衣殼抗原特異結(jié)合而進行檢測,目前利用該技術(shù)的檢測試劑盒已被臨床廣泛應(yīng)用。該方法的靈敏度和特異性與抗原和抗體的差異性有關(guān),目前較常用的免疫學(xué)方法包括 ELISA 技術(shù)和免疫膠體金技術(shù)等。此外,免疫層析技術(shù)結(jié)合了免疫親和作用及層析技術(shù),可用于快速檢測NoV,具有節(jié)約時間,操作方便的優(yōu)點,因此廣泛用于臨床檢測。
諾如病毒的疫 苗研發(fā)
目前針對NoV引發(fā)的疾病尚無有效的治療和預(yù)防手段,因此對于易感人群以及群發(fā)性感染,研發(fā)相關(guān)疫 苗是必不可少的。由于未找到合適的細胞系對NoV 進行體外培養(yǎng),滅活和減毒疫 苗的研發(fā)受到極大限制,但隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展,基于NoV重組抗原的基因工程疫 苗進人了人們的視野。目前主要研發(fā)了基于P 顆粒、病毒樣顆粒(VLPs)和重組腺病毒載體的 NoV 候選疫 苗。
1、NoV P 顆粒疫 苗
P 顆粒是由RGD4C 肽修飾的P結(jié)構(gòu)域( P domain, PD) 二聚化并進一步聚集形成,具有真實組織血型抗原(HBGA)受體結(jié)合特性,可在大腸埃希菌中大量表達,生產(chǎn)簡單,成本低。VP1蛋白中的P結(jié)構(gòu)域可以在體外自發(fā)組裝形成亞病毒顆粒P顆粒,該顆粒由12個P結(jié)構(gòu)域二聚體組成,P 結(jié)構(gòu)域的環(huán)狀結(jié)構(gòu)經(jīng)自我組裝后存在于顆粒的外表面,適合外源抗原的插入與展示,所以 P 顆粒不僅可以作為載體遞呈外源抗原,也可以作為NoV疫 苗抗原。P 顆粒形態(tài)和大小與 NoV 差距較大,免疫原性可能較真實的病毒粒子低。但有研究發(fā)現(xiàn),P顆粒和VLPs 均能很好地被樹突狀細胞( dendritic cell, DC)遞呈,體液免疫和細胞免疫的免疫原性相似,且鼻內(nèi)接種 NoV P 顆粒疫 苗對 NoV 急性胃腸炎具有交叉保護作用,保護效力與VLPs 疫 苗相當(dāng),所以 P 顆粒仍可作為一種良好的候選疫 苗。
聯(lián)合疫 苗不僅提高了免疫效率,還降低了成本,是P顆粒疫 苗較VLPs 疫 苗的另一大優(yōu)勢。研究顯示,大腸埃希菌系統(tǒng)表達的P 顆粒嵌合疫 苗包含NoV G II. 4和RV中和抗原VP8、可以誘導(dǎo)針對RV VP8以及NoV P抗原的強烈免疫應(yīng)答,并且保護小鼠免受RV感染。此外,NoV P顆粒分別與流感病毒、戊型肝炎病毒組成二聯(lián)疫 苗,與戊型肝炎病毒以及星狀病毒組成三聯(lián)疫 苗,免疫BALB/c小鼠后均可以引起免疫應(yīng)答。同時,這些免疫血清阻斷NoV 與HBGA結(jié)合的效率也更高。這些疫 苗免疫結(jié)果表明,P 顆??梢杂米黝A(yù)防NoV及相關(guān)病毒的候選疫 苗成分。
2、 NoV VLPs 疫 苗
VLPs保留了與人類組織血型抗原(HBGA)結(jié)合的能力、病原相關(guān)分子模式以及高密度B細胞和T細胞表位,可以誘導(dǎo)強烈的體液以及細胞免疫應(yīng)答。目前用于表達NoV VLP的表達系統(tǒng)主要轉(zhuǎn)基因植物、酵母和各種病毒載體,如桿狀病毒、新城疫病毒(NDV)、水皰性口炎病毒(VSV )、委內(nèi)瑞拉馬腦炎病毒(VEE )及甲病毒等。
研究發(fā)現(xiàn),BALB/c小鼠口服轉(zhuǎn)基因植物(馬鈴薯、番茄和煙草)表達的NoV VLP后,可以檢測到特異性血清Ig G以及分泌型IgA,在此基礎(chǔ)上將煙草表達系統(tǒng)進行優(yōu)化,可使表達的GI和GⅡ.4VLP產(chǎn)量增加到毫克級。用表達GⅡ.4 VLP的畢赤酵母提取物(0. 1 mgVLP,無佐劑)口服免疫BALB/c小鼠,可引起體液和黏膜免疫應(yīng)答;以更高劑量(1 mgVLP )免疫時,免疫應(yīng)答時間提前且更為強烈,相比于口服免疫,通過鼻內(nèi)免疫VLP (無佐劑)更能刺激免疫應(yīng)答,以大腸埃希菌不耐熱腸毒素R192G突變體為佐劑更增強了免疫應(yīng)答。將從蘆薈中提取的惰性原位膠凝多糖干粉制劑與煙草表達的NoV VLP混合,制成干粉疫 苗鼻內(nèi)免疫豚鼠,產(chǎn)生的抗體滴度不低于含佐劑的VLP疫 苗。
桿狀病毒-昆蟲細胞是最為常用的病毒載體表達系統(tǒng)。NoV和輪狀病毒(RV)是引起幼兒病毒 性腹瀉的主要病原體,而腸道病毒71 型(enterovirus 71,EV 71)是導(dǎo)致手足口病的主要病原體,有學(xué)者利用桿狀病毒載體研發(fā)了 NoV (G II.4)和 EV71二聯(lián)疫 苗以及NoV(G I .3 和GⅡ.4)和 RV (VP6)二聯(lián)疫 苗。將NoV (G II.4)和 EV71各 5μg VLP 疫 苗經(jīng)腹腔注射免疫BALB/c小鼠,可引發(fā)長時間的抗 GII.4NoV和EV71免疫應(yīng)答,且抗體滴度與2種疫 苗單獨免疫后誘導(dǎo)的滴度相當(dāng)。動物實驗結(jié)果表明,NoV 和RV二聯(lián)疫 苗誘導(dǎo)了強烈的免疫應(yīng)答,在動物體內(nèi)檢測到了高水平的血清特異性抗NoV 和RVIgG以及IgA 抗體,這些特異性抗體效價在6 個月內(nèi)保持恒定水平。同時,血清特異性抗NoV 抗體可以阻斷VLP與HBGA的結(jié)合,具有中和NoV的作用。聯(lián)合疫 苗免疫原性研究表明,NoV與EV71和RV疫 苗不同抗原之間均沒有免疫干擾,可以作為良好的候選疫 苗。
與桿狀病毒載體表達的VLP相比,重組水皰性口炎病毒(VSV)和新城疫病毒(rVSV 、rNDV)作為載體表達的NoV VLP可以在BALB/c小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)更強的體液和細胞免疫應(yīng)答。rNDV載體主要誘導(dǎo)針對Th1應(yīng)答的IgG2a 亞類抗體,具體表現(xiàn)為在脾細胞中檢測到高水平的IFN-γ、TNF-a 和IL-2。與之類似的是,接種委內(nèi)瑞拉馬腦炎病毒(VEE)和甲病毒載體表達的NoV VL P也導(dǎo)致了小鼠特異性全身和黏膜免疫應(yīng)答。
3、NoV 重組腺病毒載體疫 苗
腸道上皮細胞是NoV的自然宿主細胞,NoV 口服疫 苗可引起腸內(nèi)局部黏膜免疫反應(yīng),防止病毒感染。美國 Vaxart制藥公司利用其成熟的腺病毒載體口服疫 苗研發(fā)平臺,研制出了一種由表達GI. 1 NoV VP1基因的非復(fù)制型腺病毒載體和雙鏈 RNA 佐劑組成的片狀疫 苗,單次免疫后能有效誘導(dǎo)效應(yīng)性和記憶性 B 細胞黏膜免疫,在免疫后6個月,糞便IgA 反應(yīng)仍較高,HBGA阻斷抗體水平增加,疫 苗安全且耐受性良好。繼而,Vaxart 公司研發(fā)出了GII.4 單價口服疫 苗和GI. 1/GII. 4 聯(lián)合疫 苗,其1b 期臨床試驗結(jié)果顯示該二價疫 苗具有良好的耐受性,在大多數(shù)接種者中誘導(dǎo)產(chǎn)生了強 IgA 反應(yīng),且互不干擾。中國疾病預(yù)防控制中心病毒病預(yù)防控制所借助重組腺病毒表達載體研發(fā)的 GII. 4單價疫 苗,可有效激發(fā)小鼠全身、黏膜和 Th1 / Th2 細胞免疫應(yīng)答。且先用重組腺病毒疫 苗免疫再用 VLPs 加強免疫的小鼠比先用 VLPs 免疫再用重組腺病毒疫 苗免疫或者只用 VLPs 多次重復(fù)免疫的小鼠產(chǎn)生的體液、黏膜和干擾素-γ反應(yīng)更強,提示調(diào)整不同形式疫 苗之間的組合免疫順序也是提高免疫效果的一個重要思路。
查閱相關(guān)網(wǎng)站,目前,我國進入臨床階段的NoV VLP疫 苗有2個,分別為蘭州生物制品研究所有限責(zé)任公司研制的重組諾如病毒雙價(GI. 1/GII. 4)疫 苗和安徽智飛龍科馬生物制藥有限公司的四價重組諾如病毒疫 苗,目前均處于II 期臨床試驗中。具體情況如下表所示。
NoV疫 苗研發(fā)難度大,主要受制于 4 個方面的因素。其一是NoV有著極高的原漂變率,每兩三年就會有一個新的流行優(yōu)勢毒株,不同流行株間交叉保護力弱。其二是常用的細胞株均不能感染或擴增NoV,僅 B 細胞和腸道類器官細胞模型可以檢測到后代NoV的擴增,但培養(yǎng)條件極為復(fù)雜且成本昂貴。其三是缺乏一個簡便且標(biāo)準(zhǔn)化的動物模型,可適用于所有人類NoV的感染及疫 苗的評價。其四是臨床受試者招募難度大,受試者易感性影響試驗結(jié)果,免疫效果不突出。盡管NoV 疫 苗的研發(fā)面對的困難較多,但隨著分子檢測技術(shù)的不斷進步和體外感染模型的逐步完善,相信一定能夠研制出一種安全、有效且可持續(xù)的NoV疫 苗。
參考資料
[1]王穎. 諾如病毒檢測技術(shù)研究進展[J]. 中國城鄉(xiāng)企業(yè)衛(wèi)生, 2022, 37(6):3.
[2]李志凱, 蘇國成, 蘇文金,等. 諾如病毒檢測方法研究進展[J]. 微生物學(xué)通報, 2014, 41(7):8.
[3]張巧玲. 人諾如病毒疫 苗及治療藥物的研究進展[J]. 國際生物制品學(xué)雜志, 2019, 042(005):239-246.
[4]何菲, 沈永明. 諾如病毒相關(guān)研究進展[J]. 中國城鄉(xiāng)企業(yè)衛(wèi)生, 2022, 37(8):3.
[5]趙璐, 段招軍. 諾如病毒疫 苗研究進展和挑戰(zhàn)[J]. 中華實驗和臨床病毒學(xué)雜志, 2022, 36(5):5.
作者簡介:小泥沙,食品科技工作者,現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司,從事營養(yǎng)食品及功能性食品的開發(fā)與研究。
合作咨詢
肖女士 021-33392297 Kelly.Xiao@imsinoexpo.com