人口多样性：疫苗研发中的重要考虑因素-传染性疾病与疫苗治疗领域/前沿创新

Cecil Nick ， 技术副总裁Introduction 对免疫反应机制理解的增强揭示了个体接种疫苗后的反应差异，并表明抗体滴度反应并不与特定的遗传或表型反应相关，而是由多种因素综合影响所致。1包括目标感染及其变种的分布、先前暴露和接种疫苗、种族、营养状况、人口的整体健康状况以及社会习俗。年龄对疫苗反应也有深远的影响，婴儿、儿童和老年人需要特别考虑。 地理变异的影响 多种区域因素可能影响疫苗反应，例如感染的季节性发生、不同亚型的病原体循环以及社区中其他流行感染的影响。如果不同亚型在全球不同的地区普遍存在，则必须在临床开发项目的设计中予以考虑。 区域考虑因素可包括 ： 在全球研究中对该地区进行分层并进行分组分析 •在不同菌株循环的感兴趣区域进行个别研究 • 应用桥接策略来推断不同菌株的功效 •如果有充分的理由 ， 进行动物或体外研究就足以允许这种推断2 先前对目标感染的暴露也很重要，因为已接种疫苗的参与者很可能已经具有免疫力，这在感染常见的地区会抵消效果试验的价值。在某些情况下，由于暴露于相关菌株可能导致免疫印记，这可能反而降低疫苗的效果，正如流感研究中所报道的那样。如Riese等人所述，在一项研究中。1非应答者在流感疫苗接种中接受的先前疫苗接种频率高于应答者。这与一项meta分析的结果一致，该分析表明重复接种会减弱疫苗的效果。3, 4因此 ， 疫苗接种史是一个重要的分层考虑因素。1 在登革热的情况下，未感染过该病毒的个体在接受疫苗接种后被发现存在出现严重疾病的较高风险，因此，在此类个体中接种疫苗是禁忌的（Dengvaxia® 说明书）。这种现象被称为抗体依赖性增强（Antibody Dependent Enhancement, ADE），还观察到与之相关的黄热病毒（如兹卡病毒）也存在类似现象，并且可能在其他病毒中也会发生。当亚中和抗体通过单核细胞、树突状细胞和巨噬细胞上的FcγR促进细胞进入时，就会发生ADE现象。5 不同的国家可能正在使用不同的疫苗接种策略。在这种情况下，为了确定最优策略以实现快速而有效的疾病控制，需要根据不同的策略获得疫苗有效性估计。6 营养因素 营养因素也同样重要。例如，一项涉及超过2,000名个体的研究荟萃分析发现，维生素D缺乏与流感病毒的血清保护率之间存在关联。7补充剂包括维生素B6、维生素E、锌（Zn）和硒（Se），已被报告能够在老年人中提供增强的免疫保护，且含量更大。 比通常可以通过单独的饮食来实现 ， 以提高免疫反应。8,9 文献中还引用了许多其他例子。硒水平高于正常规定水平与COVID-19的更好治愈率有关。10一项随机对照试验报告称，在每天摄入≥5份水果和蔬菜的65至85岁人群中，肺炎球菌疫苗的反应优于每天摄入≤2份水果和蔬菜的相应人群。11补充维生素后，老年人对疫苗的反应也有所改善。12以及补充硒的脊髓灰质炎疫苗。13尽管大多数这些研究是在老年人中进行的，但预计营养状况的差异以及维生素D的情况下，日光暴露量的不同将会影响疫苗试验的结果。 微生物组的影响 最近的报道表明 ， 人类微生物群也可能调节疫苗反应14,15,16并且这一点在早期生命阶段尤为重要，因为在这一阶段会接种许多疫苗。建立微生物群与疫苗反应之间的确切关系较为困难，原因在于影响肠道微生物群的因素可能也会直接作用于免疫反应。一些研究表明某些细菌类群与疫苗效力之间存在关联，这些包括乳酸菌属（Lactobacillus）和双歧杆菌属（Bifidobacterium）。地理区域之间的微生物群差异也可能影响疫苗的保护效力，并且疫苗开发者和卫生组织在制定接种计划时应予以考虑。 种族的影响 遗传效应，例如由HLA类型引起的效应，也会影响疫苗反应。英国进行的一项ChAdOx1 nCov-19疫苗有效性试验纳入了1,076名参与者，结果显示主要组织相容性复合体（MHC）II类与SARS-CoV-2刺突蛋白在首次接种后28天的标准化抗体反应之间存在关联。关联最为显著的是与HLA-DQB1*06等位基因相关，携带此等位基因的受试者更不可能经历PCR确认的突破性感染。 与非携带者相比 ， 在祖先 SARS - CoV - 2 病毒和随后的 Alpha 变异波期间。 除了HLA同型别的差异外，还报告了与疫苗反应相关的IgG1同型别的差异。目前，已经确定了四种人类IgG1同型别17，并且它们在不同种族群体中的分布存在差异，例如，在具有非洲、欧洲和亚洲血统的人群之间。18, 19有趣的是 ，在最近的一期 HIV 疫苗试验中 ， 不同的同种异型分布影响了反应。20, 21 在疫苗试验中纳入具有代表性的少数民族群体显然是必要的，如果需要确定可以在不同人群之间普遍推广的有效性。理解响应与遗传标记之间的关系未来可能指导佐剂和抗原的选择，并允许制定更加针对性的疫苗计划。 儿科疫苗开发 发展通常以逐步方式从成人过渡到儿童。然而，对于许多全球性疾病而言，儿童人群可能面临比成人更高的死亡率或发病率，因为成人可能已经具有免疫力。因此，开始针对婴儿或儿童进行疫苗开发可能是适当的或必要的。 传染病在全球5岁以下儿童死亡原因中占多达三分之一，因此应尽可能早地为婴儿接种疫苗以最大限度地保护其在早期生活中的安全。需要考虑多个特定因素，如免疫系统的成熟度、母体抗体对疫苗反应的抑制作用、与其他更为急需的疫苗的相互作用以及暴露于病原体的风险。早产儿的免疫系统发育不全，需要特别关注。22早期生命中T细胞反应受限，这是因为先天免疫响应优于适应性免疫响应、免疫耐受以及 naive 和调节性T细胞比例较高所导致的。 因此，新生儿免疫接种往往会产生较弱的抗体反应且持续时间较短。体液反应会逐渐成熟，并以IgM抗体为主。 初始响应主要由IgG和IgA产生，在6个月大之前仍保持有限。由于婴幼儿早期产生抗体反应的局限性，新生儿高度依赖母体抗体的被动转移。母体的IgG在新生儿出生后数月内持续存在于婴儿血液中，母乳补充分泌型IgA（sIgA）和部分IgG。尽管婴幼儿早期对许多病原体的抗体反应有限，但足月婴儿和幼儿仍能对某些病原体，例如RSV感染，产生强烈的抗体反应。18 总体而言，当婴儿接种疫苗时，在大多数情况下，抗体水平在首次接种后的6到9个月后会降至非常低或无法检测的水平。因此，除了BCG和HepB疫苗等少数例外情况外，大多数儿科疫苗会在2个月以上进行接种，并通过一系列加强剂次来完成（如轮状病毒、DTaP、Hib、肺炎球菌、脊髓灰质炎、季节性流感、麻疹、风疹和水痘、以及乙型肝炎疫苗）。通过选择佐剂可以提高婴儿的免疫反应，例如，对于艾滋病疫苗，油包水乳化佐剂（MF59）在儿童中比在成人中接种相同的疫苗时产生了更好的免疫应答效果，尽管在使用铝佐剂的疫苗时，成人的免疫反应与婴儿相似。22 一种在婴儿早期生活中提供保护的方法是在怀孕期间接种母亲的疫苗，这种方法已被证明是安全和有效的。目前，这种做法在全球许多地区被推荐用于预防破伤风、百日咳和流感，并已被证明对三个月以下的儿童具有预防感染或减轻疾病严重程度的效果。正在研发适用于怀孕期间或孕前使用的针对巨细胞病毒和呼吸道合胞病毒的疫苗。23, 24 一般而言，在儿童中进行大规模试验往往是不现实的。如果成人和儿科患者的疾病进程及疫苗效果足够相似，监管机构可能会认为可以通过充分且受控的成人研究来外推儿科的有效性，并通常会补充使用在儿科患者中获得的其他信息，如免疫反应研究等。充足的安全性信息对于支持在儿科中的使用也至关重要。 老年人 EMA指南建议在老年人中使用疫苗时应进行剂量发现研究，并且所有年龄组（例如，65-74岁、75-84岁和85岁及以上）都应被调查，以确定是否需要根据年龄的增长调整不同的剂量和/或方案。2 疫苗反应性下降在老年人中是众所周知的现象，这主要是由于多种因素所致，包括免疫衰老。在比较老年和年轻成年人免疫功能的研究中，较高频率的衰老T细胞通常与疫苗效力降低相关。共病状况（如糖尿病、慢性肾病、肝病、肥胖/代谢功能障碍、心脏病或肺疾病）也会影响疫苗接种的反应性。 免疫印迹似乎也是减少针对偏移或新病毒或疫苗抗原的抗体反应的主要驱动力之一。在这方面，儿童时期遇到的如流感等感染会永久性地塑造免疫反应，从而影响后期接种疫苗的效果。因此，所有后期的疫苗接种实际上都是加强接种，并且必须据此进行评估。 EMA指导文件强调了研究老年人疫苗安全性以及与潜在健康状况和脆弱程度相关风险的重要性。2 性别 性别还可能影响对疫苗的反应，因此在进行临床试验时，重要的是确保试验人群在性别上保持平衡。一般来说，女性会产生更为强烈的抗体反应，但在接种流感、BCG、麻疹腮腺炎风疹联合疫苗以及黄热病疫苗后，她们也更容易出现不良反应。25这似乎与睾酮降低免疫反应而雌二醇能刺激抗体生产的事实相关。然而，随着年龄的增长，雌二醇水平下降，这种差异在老年人身上可能变得不那么明显。1 健康状况 健康状况，特别是某些类型的免疫缺陷，也会影响疫苗反应。EMA指南并未推荐在广泛的免疫缺陷人群中研究疫苗反应，而是建议专注于某些特定免疫缺陷的明确亚人群，这些亚人群是基于其对特定疫苗免疫反应可能性的考量而选定的。除非有成熟且可应用于数据的免疫保护相关性指标，这类试验的一般目标将是确定能够达到与免疫健全个体相似免疫反应剂量。 除了免疫缺陷外，其他健康状况也可能影响疫苗接种后产生的反应及提供的保护水平，因此在任何疫苗研发及其后续接种策略中，一般健康状况也需予以考虑。 扩大对免疫反应的理解 基于免疫学、遗传学和转录分析数据对疫苗免疫反应的不断深入了解，有助于更好地理解疫苗的效果。Riese等人研究了65岁及以上的受试者，他们接受了佐剂三价流感疫苗Fluad。通过应用血清学、多参数流式细胞术、多重检测和转录组分析相结合的方法，他们能够识别出应答者和非应答者的T细胞反应差异，其中应答者有更高的T滤泡辅助细胞比例，这促进了免疫反应的发生；而非应答者则有更多的调节性T细胞，抑制了免疫反应。然而，scRNA（单细胞条件RNA探针）分析表明，响应在个体之间存在差异，每个受试者都显示出了独特的功能特征。这表明抗体滴度反应的强度并不与特定的遗传或表型反应相关，而是“源于复杂、多样且个体化的指纹特征的整合”。1 Conclusion 疫苗的研发不能脱离对目标人群及其效应在人群中的差异性理解。因此，必须考虑疫苗的有效性和不良反应在不同人群中可能存在差异，其中年龄起主导作用，但营养、健康状况、性别、遗传和环境因素同样重要。因此，疫苗的研发需仔细应对不同人群组和地理区域中潜在的响应差异。 参考文献 1) 刘塞 P, 特特尔 S, 阿卡马托 MK 等. 老年人流感疫苗反应性的独特免疫学和分子特征. 自然通讯. 2022;13:6894. doi:https://doi.org/10.1038/s41467-022-34487-z 2) 欧洲药品管理局关于疫苗临床评估的指南 (europa.eu). 文件参考号 EMEA/CHMP/VWP/164653/05 Rev. 1. 发布日期：2023年1月16日。可供查阅。 2600(22)00266-1.6at: https: / / www. ema. europa. eu / en / documents / scientific - guideline / guideline -临床 - 评价 - 疫苗 - 修订 - 1 _ en. pdf3) Lee J ， Paparoditis P ， Horton AP 。持续抗体克隆型占主导地位多年来对流感的血清反应和反复接种疫苗。细胞宿主和微生物 2019 年 3 月 13 日 ； 25 ： 367 - 376 。doi: https: / / doi. org / 10.1016 / j. chom.2019. 01.0104) Jones - Gray E ， Robinson EJ ， Kucharski AJ 等。重复流感疫苗接种减弱有效