《Frontiers in Immunology》:Next-generation intranasal influenza vaccines: mechanisms, platforms, and translational progress
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这篇综述系统梳理了鼻内流感疫苗的研发现状与前景。文章指出,传统肌肉注射疫苗(IM)虽有效,但存在免疫应答局限性。鼻内疫苗(如已上市的减毒活疫苗LAIV)通过模拟自然感染途径,能在感染门户——上呼吸道(URT)诱导包括分泌型IgA、组织驻留记忆T/B细胞在内的黏膜免疫,有望提供更快、更广谱(包括对变异株的交叉)保护,并可能减少病毒传播。文中详述了LAIV的免疫学基础,并比较了复制型(如M2SR、PIV5载体)与非复制型(如腺病毒载体NasoVAX、佐剂蛋白、病毒样颗粒VLP)等新一代平台的优势与挑战,为开发更优的下一代流感防控策略提供了全面视角。
2 鼻内流感疫苗接种的免疫学基础
呼吸黏膜免疫是抵御流感病毒的第一道防线。鼻内接种疫苗(如上文提到的LAIV)直接靶向上呼吸道黏膜,其引发的免疫反应路径与肌肉注射疫苗截然不同。疫苗(以LAIV为例)在上呼吸道进行有限复制,通过Toll样受体(TLRs)等模式识别受体激活先天免疫,快速产生I型和III型干扰素,建立局部抗病毒环境

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一个关键特征是鼻内疫苗接种能有效调动鼻腔相关淋巴组织(NALT),如腺样体和扁桃体,这些部位是滤泡辅助性T细胞(Tfh)和B细胞早期激活的场所。约在接种后第7天,适应性免疫反应开始显现,包括CD8+T细胞的激活和循环Tfh细胞的扩增。这些细胞反应与不同的体液免疫结果相关联:CD8+T细胞激活与更强的黏膜IgA反应相关,而Tfh细胞的扩增则与全身性IgG反应相关。与之一致,LAIV优先诱导黏膜IgA水平显著升高,而血清IgG反应则相对温和。
黏膜IgA不仅对同源病毒株有效,其更高的亲和力使其对抗原漂移的病毒株也表现出更广泛的反应性,与流感A不同亚型间的交叉反应有关。此外,靶向病毒内部保守蛋白的交叉反应性CD8+T细胞,以及可能建立的组织驻留记忆细胞,使得即使在中和抗体不足或不匹配时,也能在感染部位实现快速的病毒控制。这些特点共同构成了鼻内疫苗可能提供比肌肉注射疫苗更广泛、更快速保护的理论基础。
3 现有及在研的鼻内流感疫苗平台
鼻内流感疫苗平台主要分为复制型和非复制型两大类。
3.1 复制型鼻内平台
3.1.1 减毒活疫苗
LAIV是目前唯一获准用于人体的鼻内流感疫苗。它基于冷适应、温度敏感型流感病毒,能在上呼吸道较低温度下有效复制,但在下呼吸道较高温度下复制受限。这种局部复制能引发包括黏膜分泌型IgA、血清IgG、血凝抑制(HAI)抗体以及流感特异性CD4+和CD8+T细胞反应在内的多层面免疫。临床数据显示,LAIV在儿童群体中表现出卓越的保护效力,尤其针对A/H3N2和乙型流感病毒株。然而,其在成人中的有效性多变,这主要归因于预先存在的免疫力可能限制疫苗病毒复制,以及病毒株适应性的差异。
3.1.2 M2缺陷型单次复制疫苗病毒
M2SR疫苗是一种研究中的下一代复制型平台。其病毒缺乏基质蛋白2(M2),该蛋白是病毒脱壳和完成复制周期所必需的离子通道。因此,M2SR病毒能感染宿主细胞并表达所有病毒蛋白(除M2外),但无法产生具有感染性的子代病毒,从而将感染限制在单个复制周期。这种设计在模仿自然感染早期阶段、有效表达抗原的同时,降低了病毒脱落和重配的风险。临床前和早期临床研究表明,M2SR能诱导包括黏膜IgA、血清IgG和T细胞应答在内的强大免疫反应,甚至在已存在流感免疫的个体中也能引发免疫反应,显示出弥补LAIV在成人中应答不足的潜力。
3.1.3 副流感病毒5型载体
PIV5是一种非节段性的负链RNA病毒,已被开发为复制型鼻内疫苗载体。它能高效感染呼吸道上皮细胞,且与已知人类疾病无关。重组PIV5载体可设计用于表达流感病毒抗原,在临床前模型中显示出良好的安全性和保护性免疫诱导能力。其非节段基因组避免了基因节段重配的风险,且人类中针对PIV5的预存免疫力较低,减少了载体特异性免疫应答的干扰。
3.2 非复制型鼻内平台
3.2.1 腺病毒载体
NasoVAX是临床进展最快的非复制型鼻内候选疫苗之一,基于复制缺陷型5型腺病毒(Ad5)载体,设计用于在呼吸道上皮细胞中表达流感HA。鼻内给药被认为可以克服预存抗Ad5免疫的影响。临床研究显示,NasoVAX在健康成人中能诱导强大的HA特异性血清IgG、中和抗体、黏膜IgA以及流感特异性T细胞反应,单次鼻内剂量产生的HAI滴度可持续超过12个月。
3.2.2 佐剂蛋白疫苗
此类平台通过鼻内递送纯化或重组的病毒抗原,并配以免疫佐剂来增强免疫反应。常用的佐剂包括 detoxified 细菌毒素衍生物、Toll样受体激动剂(如CpG)以及纳米/聚合物递送系统。其挑战在于,可溶性蛋白抗原经鼻内给药时通常免疫原性较弱,需要佐剂来促进抗原摄取和免疫启动。一项使用纳米乳佐剂重组H5血凝素疫苗的I期临床试验表明,该鼻内配方耐受性良好,并可诱导黏膜IgA、血清IgG、记忆B细胞和CD4+T细胞反应。
3.2.3 病毒样颗粒
VLP是能模拟真实病毒结构但无病毒遗传物质的自组装纳米颗粒。其颗粒性和多价性有利于B细胞受体结合和抗原提呈细胞摄取。临床前研究表明,鼻内接种流感VLP疫苗可诱导血清IgG、中和抗体、黏膜IgA以及CD4+和CD8+T细胞反应,针对同源病毒攻击提供强大保护,并在某些配方中显示出对异源毒株的部分交叉保护。VLP的非复制特性使其安全性更高,但如何通过配方优化确保鼻内给药后稳定的免疫原性仍是挑战。
4 讨论
鼻内流感疫苗接种通过诱导局部和全身免疫应答,显示出克服传统肌肉注射疫苗局限性的潜力。黏膜免疫,特别是分泌型IgA和T/B细胞免疫应答,在抵御流感病毒感染中扮演核心角色。LAIV的成功,尤其是在儿童中,验证了黏膜途径的有效性,但其在成人中性能的多变性也揭示了复制依赖性策略的局限性。
新一代鼻内疫苗平台,无论是复制限制型还是非复制型,都致力于在保留黏膜免疫优势的同时,提高安全性、一致性和适用人群范围。各平台间存在权衡:复制型平台通常能诱导更强的黏膜和细胞免疫,但可能受预存免疫力影响;非复制型平台安全性更优、生产更灵活,但需依赖佐剂和递送系统来激发有效的黏膜免疫。
未来的发展需要更深入地了解黏膜免疫应答的持久性和广度,建立与临床保护更相关的免疫学 correlate(如黏膜IgA水平、上呼吸道病毒载量等),并持续优化疫苗的配方、递送装置和给药策略,以解决鼻内给药面临的黏膜清除、抗原滞留等挑战。将这些免疫学见解与严谨的临床研究相结合,对于明确鼻内疫苗在流感防控全局中的角色至关重要。