肺炎链球菌疫苗研究进展
【关键词】 肺炎链球菌;疫苗
1881年由美国的史丹伯格和法国的巴斯德在各自实验室同时分离一株革兰阳性双球菌，即肺炎链球菌（S.pneumoniae，SP）。作为一种条件致病菌，SP常寄居于正常人的鼻咽腔中，形成带菌状态，当机体免疫力下降时，尤在呼吸道病毒感染后或婴幼儿、年老体弱者易发生肺炎链球菌肺部感染。肺炎链球菌是引起儿童社区获得性肺炎最常见的细菌病原，还可引起胸膜炎、脓胸、脑膜炎、败血症、中耳炎等侵袭性疾病。随着抗生素的大量使用，相继出现对青霉素、大环内酯类、喹诺酮类或三代头孢菌素等抗菌药耐药或多重耐药的SP。
1 SP的耐药趋势
长期以来，SP对青霉素具有高度的敏感性，人们将其作为肺炎链球菌的首选药物。1967年澳大利亚的Hansman和Bullen首次从l例25岁患低丙种球蛋白血症和支气管扩张的女性患者痰液中分离出首株青霉素低度耐药的肺炎链球菌（penicillin?resistant streptococcus pneumoniae，PRSP）。此后陆续有耐青霉素肺炎链球菌（PRSP）的报道，并且SP对青霉素耐药逐年增长。SP不仅出现对青霉素耐药，随着抗生素的过度使用，也出现对其它抗菌药物如大环内酯类、喹诺酮类及头孢菌素等多重耐药，并且其耐药率呈不断上升趋势。近年的资料显示：PRSP及多重耐药株在全球持续增长［1］。1999～2000年对国内4所SP的耐药现状研究发现：青霉素耐药率为13.8%，中介的为12.1%。红霉素、四环素、复方磺胺甲口恶唑的耐药率高达62.9%～77.4%［2］。1997～2000年对北京地区SP的耐药性监测显示对红霉素、四环素和复方磺胺甲口恶唑的耐药率非常高，2000年分别为87.4%、89.3%和88.3%［3］。2002～2003年，全国5个地区青霉素中介的肺炎链球菌（PISP）为23.7%，青霉素耐药率为22.7%［4］，PRSP发生率从高到低依次为杭州（44.1%）、武汉（26.2%）、沈阳（21.5%）、上海（20.8%）、北京（18.5%）；同时SP对红霉素、克林霉素的耐药率亦高达80%以上。2003年7月，在韩国召开的第4届抗微生物制剂及耐药国际（ISAAR）上报道耐青霉素链球菌肺炎发生率为45%，上升至12位，较3年前明显上升［5］。2003～2004年青岛地区SP的耐药性检测显示对红霉素、四环素和复方磺胺甲口恶唑有较高的耐药率，分别为73.8%、76.6%和91.6%［6］。SP出现对多种抗生素耐药，甚至出现多重耐药现象，给临床治疗带来困难，如何预防侵袭性肺炎链球菌疾病（IPD）发生，降低病死率是人们努力的方向。
2 SP的血清分型
SP的致病性与其菌体结构及代谢产物有关，包括荚膜（capsule）、溶血素（pnemolysin）、表面粘附素、神经氨酸酶（neuraminidase）。荚膜不仅是其毒力的必须条件，且荚膜多糖有群/型特异性，是分群/型的基础。根据丹麦Neufeld在1902建立的荚膜肿胀实验（quellung reaction），迄今为止肺炎链球菌可分为46个群，90个型。目前肺炎链球菌的各类疫苗的血清型都是用丹麦分型法来命名的。
并非所有血清型的SP都可致病，致病的SP血清型因地区、年代、人群的不同而不同。我国1981～1985年从病人不同标本中分离的712株SP菌株中，5型最多见，其次为6、1、19、23、14、2及3型［7］。日本2001～2003年从病人分离的114株肺炎链球菌中最常见的是19F型，其次为23F、6B、和3型［8］。因此，监测SP血清型，尤其是引起侵袭性疾病的SP血清型十分重要，能为确立SP菌苗的组分和疾病的防治提供重要依据。
3 SP疫苗研究进展
多重耐药SP的产生，潜在影响着临床上对相关疾病的治疗和预后，加重IPD的疾病负担。因此，在人群中尤其是儿童，预防感染显得尤为重要。目前应用最多的疫苗主要有两种：肺炎链球菌多糖疫苗和肺炎链球菌多糖?蛋白偶联疫苗。
3.1 肺炎链球菌多糖疫苗
1945年Macleod等的工作明确证实了肺炎链球菌荚膜多糖疫苗对同型感染有保护作用。多糖疫苗的保护性因荚膜结合了特异性抗体而增强，致使侵袭性肺炎链球菌受到调理并被快速清除。1977年美国成功研制14价肺炎球菌多糖疫苗。1983年末，WHO专家建议用新研制成功的23价疫苗代替14价疫苗。23价多糖疫苗所包含的血清型为1?5型、6B型、7F型、8型、9N型、9V型、10A型、11A型、12F型、14型、15B型、17F型、18C型、19F型、19A型、20型、22F型、23F型和33F型。这23个血清型的SP引起85％以上的侵袭性感染，适用于2岁以上儿童及成人。WHO规定疫苗接种后抗体阳转或免疫后抗体为免疫前2倍或更高作为疫苗有效的指标。在大多数健康成人和老年人中，免疫后2～3周即可产生2倍和更高的特异性抗体，并且这种水平至少可维持5年［9］。肺炎链球菌多糖疫苗在儿童、成年人、老年人中具有良好的安全性和耐受性，其不良反应最常见的有发热、局部红肿等，但一般都是缓和的和一过性的［10］。
3.2 肺炎链球菌多糖?蛋白偶联疫苗
肺炎链球菌多糖是不依赖T细胞的抗原，对免疫系统尚未发育完全的2岁以下的婴幼儿的免疫效果很差或无效，加强免疫不能诱导T细胞的记忆应答，而这一年龄组肺炎链球菌脑膜炎和其他侵袭性感染的发病率最高。受流感嗜血杆菌偶联疫苗的启发，将肺炎链球菌多糖与蛋白共价结合，使多糖抗原转变为依赖T细胞的抗原，能有婴幼儿在免疫后产生良好的抗体应答，加强免疫后产生记忆应答。目前常用的与多糖结合的蛋白有五种：白喉类毒素（PncD）、CRM197蛋白（PncCRM）、破伤风类毒素（PncT）、脑膜炎球菌外膜蛋白复合物（PncOMPC）和既有白喉类毒素又有破伤风类毒素混合物（PncTD）［11］。
根据流行病学的资料，目前开发的肺炎链球菌多糖?CRM197偶联疫苗（PncCRM）包括了7个最常见的血清型：4型、6B型、9V型、14型、18C型、19F型和23F型。但这种疫苗缺少了亚洲等众多家普遍存在的血清型1和5。为了有效地抑制更多型别的肺炎链球菌，在7价疫苗中加人了1、3、5和7F血清型并以流感嗜血杆菌D蛋白非脂质形式作为载体，构成一种新的疫苗（Pn?PD）即11价肺炎链球菌多糖?蛋白D结合疫苗。它适用于2岁以下的婴幼儿，其接种程序为于2个月、4个月、6个月各一剂，12～15个月加强一剂。
肺炎链球菌多糖?蛋白偶联疫苗对所有年龄组均具免疫原性，并且在婴幼儿中诱导免疫记忆。1995年10月～1998年8月在美国加利福尼亚北部37 868名健康婴儿中进行了PncCRM效力、安全性和免疫原性的评估。结果表明该疫苗可有效预防疫苗型肺炎链球菌性感染和中耳炎［12］。根据美国7个地区1998～2001年的监测资料：肺炎链球菌多糖?蛋白偶联疫苗能有效降低低龄儿童的肺炎链球菌病的发病率，且可能降低成年人中该病的发生，同时也是减少耐药型肺炎链球菌病发生的有效工具［13］。
3.3 SP疫苗的研究趋势
短期内，疫苗能帮助控制抗生素耐药肺炎链球菌的传播，但也存在着一些缺点：其保护效果只限于疫苗内的血清型别。随着疫苗使用过程的延长，非疫苗型细菌在鼻咽部携带率也随之增长。Kyaw MH等的研究表明，同源疫苗的应用使疫苗血清型以外菌株所致的感染性疾病增加，主要是血清型19A［14］。此外，一种疫苗包括如此多的型别也为疫苗的生产增加了困难，增加成本，超过了许多发展中国家承受能力。
未来疫苗的进一步发展将是寻求新的组分和不同的方法以增强对其他肺炎链球菌型别的保护性免疫应答。有些蛋白抗原，如肺炎链球菌溶解素、自身溶解素、肺炎链球菌表面蛋白A（PspA）和肺炎链球菌表面粘附素均属毒力因子，已在动物模型中证实都可诱发保护性免疫力。这些抗原可用为载体蛋白或作为与细胞因子融合蛋白的一部分，其本身也可作为蛋白疫苗［15］。对于DNA疫苗的研究，在动物中已得到开展。以诱导抵制不同蛋白抗原免疫应答为目的的DNA疫苗已在疾病模型中显示了它们的保护效果。此外，将多种肺炎链球菌蛋白质混合制成联合疫苗及活疫苗的研究也为疫苗的研制提供了新思路。
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