脊髓灰質炎（簡稱“脊灰”）是由 1、2、3 型脊髓灰質炎病毒感染引起的急性傳染病，好發于嬰幼兒，具有一定的致死率和肢體麻痹后遺癥，被醫學界稱為“威脅兒童生命和健康的最大殺手”.脊灰病毒通過污染的食物和水傳播，并在腸道中增殖，最終侵襲神經系統，導致出現發熱、頭痛和肢體疼痛，部分患者可發生弛緩性麻痹，常伴隨終身。許多感染者并無癥狀表現，但可在糞便中排出病毒，從而感染他人。脊灰僅能通過接種疫苗進行預防。
1 脊髓灰質炎疫苗的研制及其使用
古代埃及石碑（公元前 1403 - 1365 年）上最早描畫了一個握有手杖的脊髓灰質炎式腳殘牧師的畫像。1789 年，英國內科醫生 Michael Underwood 首次描述該病的臨床特征；1840 年 Jakob Heine 發現其致病條件。此后，該病在 20 世紀里頻繁爆發，1952年是有史以來疫情最嚴重的一年，僅美國報告的病例就為 57 628 例。我國于 1953 年將脊灰列入法定報告傳染病，隨后疫情報告日趨增多，全國每年發生病例報告數為10 000 ~43 000 例，年發病率為6. 21/10 萬，導致了大多數發病兒童的終身癱瘓。
1955 年，美國科學家 Jonas Salk 研制出的第一個脊灰滅活疫苗（IPV）。但因各種原因，IPV 在數年后終止了使用，直至 20 世紀 90 年代又再次進入應用。1963 年，美國另一位科學家 Albert Sabin 研制出三價口服脊灰減毒滅活疫苗（tOPV）。1965 年，我國中國醫學科學院顧方舟教授等帶領的攻關小組，成功首創 tOPV 糖丸劑型并在全國廣大農村地區逐步推廣使用。
tOPV 在全球范圍內的推廣使用，使脊灰的發病率在短短幾年內呈現顯著下降趨勢。美國 1953 年到 1957 年間的報告病例數由 35 000 例降到 5 300例。自 1988 年世界衛生大會提出全球實現消滅脊灰目標以來，全球的脊灰發病率自當時的約 35 萬例/年下降到 2014 年年底的 413 例/年[1].全球最后 1 例由 2 型和 3 型脊灰野病毒感染的病例分別于1999 年和 2012 年在印度和尼日利亞被消滅[2].世界衛生組織（World Health Organization,WHO）194個會員國中的 4 個區域實現了無脊灰目標。2013年，全球仍有 3 個國家存在脊灰野病毒感染的暴發和流行，但自 2014 年 10 月起，已沒有脊灰病毒感染引起的病例報道。tOPV 糖丸的持續使用，使我國1988 年的發病率降到歷史最低水平，約為 0. 062 /10萬；自 1995 年起即無本土野病毒感染引起的病例報告；2000 年 10 月，成功實現無脊髓灰質炎目標。
2011 年 10 月，我國新疆發生由巴基斯坦輸入的脊灰野病毒感染流行，經過較大范圍和局部地區的tOPV 強化免疫或“掃蕩式”免疫，對重點人群進行查漏補種，及時控制了疫情的發展。2012 年 10 月，在新疆輸入性疫情最后一例報告病例后整 1 年，WHO 再次宣布我國恢復無脊灰狀態。
2 tOPV 使用帶來的潛在問題
上述脊灰防控工作所取得的成效，很大程度上歸因于疫苗的使用。防治脊髓灰質炎的實踐證明，tOPV 是預防野病毒感染最有效的手段，其免疫后能誘導較強的腸道黏膜免疫抵御野病毒侵襲，從而減少野病毒排出量，達到降低野病毒傳播的目的，尤其適合在大規模接種活動中使用。此外，tOPV 為口服疫苗，接種方便，即使未經過專業培訓的志愿者也能接種，而且生產成本低廉，成為大多數發展中國家在消滅野病毒感染病例前的首選。目前全球有 124 個國家全部使用 tOPV,20 個國家使用 IPV/tOPV 序貫免疫。然而，由于 tOPV 采用毒力減弱的脊灰病毒株（Sabin 株）生產，在罕見情況下，其中含有的活病毒可能因自然神經毒力回升而導致疫苗相關麻痹病例（vaccine-associated paralytic poliomyelitis,VAPP）的發生[3].據國外文獻報道，全球每年發生的VAPP 約有 500 例[4].在 tOPV 使用國家，VAPP 的年發生率為 4. 7 例/100 萬出生隊列，大多發生于首劑服用疫苗后。Nakwane 等[5]研究表明，服用第 1劑疫苗后 VAPP 發生率為 1/52 萬。Andrus 等[6]在拉丁美洲的研究表明，服用第 1 劑疫苗后 VAPP 發生率為 1/120 萬。國內相關文獻數據顯示，我國每年 VAPP 的發生率為 0. 27/100 萬 ~2. 74/100 萬，平均每年報道的 VAPP 病例數約為 76 ~161 例[7].首劑服用疫苗者 VAPP 發 生 率 為 0. 98/100 萬 ~17. 89 /100 萬。根據我國 AEFI 監測信息管理系統統計，全國 89%的 VAPP 病例發生在首劑服用 tOPV疫苗之后。此外，tOPV 服用后排出的病毒在自然界長期衍生循環，可能導致其毒力返祖或變異而重新恢復類似野病毒感染的傳播致病能力，在極其罕見的情況下再次感染人群，出現疫苗衍生病毒（vac-cine-derived polioviruses,VDPVs） 感染脊灰的暴發流行[8].自 2009 年以來，全球 97% 以上的疫苗循環衍生病毒（circulating vaccine-derived polioviruses,cVDPVs）流行病例均由 tOPV 疫苗中的 2 型 Sabin病毒衍生流行感染所致[9].2012 年，全球由 tOPV疫苗中的 Sabin 病毒感染引起的麻痹性脊灰病例數首次超過野病毒感染引起的病例數[2].據報道，我國自 2001 年至今分離到的 VDPV 病例數約為 37例，多發生于免疫覆蓋率低的人群，平均每年的發生率為 2 ~3 例[10].盡管 tOPV 在全球消滅脊灰的進程中發揮了重要作用，但其使用帶來的潛在 VAPP和 VDPV 病例也是全球在徹底根除脊灰最后階段所必須解決的根本問題。只要脊灰病毒的衍生循環在自然界存在，任何一個國家都將面臨因此類病毒感染而可能導致的麻痹性病例出現的風險[11].
3 2013 -2018 年全球消滅脊髓灰質炎終結戰略計劃
2013 年 5 月，第 66 屆世界衛生大會通過了《2013 -2018 年全球消滅脊髓灰質炎終結戰略計劃》（以下簡稱戰略計劃）的決議，提出在全球確認完全消滅 2 型、3 型脊灰病毒感染病例后將最早于2016 年全面停止使用 tOPV,逐步撤出 OPV2 型，轉向使用 OPV 2 + 3 型（Bivalent Oral Poliovirus Vac-cine,bOPV），以減少 OPV2 對 OPV1 和 OPV3 免疫力產生的干擾，降低 cVDPV 從尚在使用 tOPV 國家產生和輸入的風險。同時，為了應對因 OPV2 型撤出后未免疫人群的 2 型免疫力下降而可能導致重新出現的脊灰病例，要求所有目前使用 OPV 的 126 個國家，于 2015 年 10 月在常規免疫程序中引入至少1 劑 IPV,一定程度上增強 2 型免疫空白，而且，可以減少 VAPP 的發生率。這是全球公共衛生事業發展史上所面臨的一個巨大挑戰。
4 IPV /tOPV 序貫免疫策略
IPV 免疫人群后，病毒并不在腸道進行復制，因而誘導產生較低的腸道免疫反應。在減少糞 - 口傳播感染中的作用不及 tOPV,但卻可增強接觸過野病毒或疫苗毒株人群的腸道免疫力[12],而且限制口腔黏膜的排毒，從而降低口腔傳播的風險[13].Faden 等[14]的研究表明，就使用 1 劑 IPV +1 劑tOPV 的序貫免疫和單獨 1 劑的 tOPV 免疫來說，前者所誘導產生的免疫保護力更高，更有利于控制脊灰在免疫人群中的重新暴發。
部分研究表明 2 月齡以上嬰幼兒接種 1 劑 IPV后，因母傳抗體干擾的降低，其誘導產生的免疫保護力達到最高[15].一項在古巴進行的研究表明，4 月齡嬰兒接種單獨 1 劑 IPV 可分別在 92. 3%,96. 8%和 91. 1%的受試人群中誘導產生針對脊灰病毒 1型、2 型、3 型的免疫應答，足以保護 90% 以上的人群抵御脊灰病毒的侵襲[16].
匈牙利曾有很高的 VAPP 發生率[17 -18],3 月齡嬰兒接種 1 劑 IPV + tOPV 的序貫免疫策略的實施，有效地降低了 VAPP 發生率[19].據推測，這是由于1 劑 IPV 免疫能夠誘導產生足夠的體液免疫應答，預防 tOPV 疫苗中毒力回升毒株感染引起的麻痹病例，并在接種 tOPV 后血清陰性人群中迅速誘導免疫反應，從而避免 VAPP 的發生。
5 國內外 Sabin 株脊髓灰質炎滅活疫苗（ Sabin in-activated poliovirus vaccine,sIPV）的研發
目前全球 IPV 的生產技術均掌握在發達國家手中，僅有 2 個廠家生產和供應 IPV,實施壟斷銷售。其采用傳統脊灰野毒株（Salk 株）制備，生產過程中的生物安全級別要求較高，因而價格昂貴，在我國僅作為二類疫苗上市銷售。由于我國現實條件下開發傳統 Salk 株脊髓灰質炎滅活疫苗（conventional inac-tivated poliovirus vaccine,cIPV） 面臨與大規模生產相關的生物安全問題，解決這一問題將導致疫苗生產成本的大幅上升，因而難以實現疫苗的大規模使用和全面覆蓋免疫人群的目標。為此，依據 WHO的建議，開發使用脊灰減毒疫苗株（Sabin 株）制備的 sIPV 并在發展中國家推廣使用，對于維持無脊灰狀態并實現全球最終根除脊灰目標具有重要的意義。
目前國內外正在進行 sIPV 疫苗研發的有：荷蘭Intravacc 公司、日本 Biken 公司、印度 Biological E、印尼 PT Bio Farma 公司，以及北京天壇生物制品股份有限公司、北京科興生物制品有限公司、北京民海生物科技有限公司等，基本處于臨床前研究階段。荷蘭 Intravacc 公司在初步完成 I 期臨床研究基礎上[20],將生產技術轉讓給發展中國家的脊灰疫苗生產廠家。由中國醫學科學院醫學生物學研究所自主研發的 sIPV 已于 2015 年 1 月獲得新藥證書和藥品批準文號，正式進入產業化生產。
6 國產 sIPV 疫苗
6. 1 生產工藝及質量檢測方法建立
中國醫學科學院醫學生物學研究所于 20 世紀80 年代開始 sIPV 的研究。2003 年建立了適應微載體培養的三級 Vero 細胞庫和脊灰減毒株毒種庫，經中國食品藥品檢定研究院檢定合格，批準用于疫苗生產。隨后又逐步建立 Vero 細胞逐級放大技術和病毒大規模培養技術，培養規模達到 350 升；以及病毒懸液澄清、超濾濃縮和層析純化技術等后處理工藝，以進一步去除 DNA 殘留和 Vero 細胞蛋白，提高疫苗純度。根據這些研究結果制定了 sIPV 疫苗制造和檢定規程企業注冊標準。在符合 GMP 要求的廠房中制備連續三批的高、中、低劑量 sIPV 疫苗，經過自檢，各項指標達到了企業注冊標準要求。穩定性試驗結果表明疫苗在一定條件下放置 36 個月，其外觀、效價、pH、鑒別試驗等各項指標仍能達到企業注冊標準要求。這些疫苗樣品通過中檢院的檢定后，被國家食品藥品監督管理總局批準用于臨床研究。同時，開展 sIPV 疫苗質量相關技術研究。針對sIPV 疫苗關鍵效力指標-D 抗原檢測，采用 ELISA 法對制備的 sIPV D 抗原進行定量研究，經過大量試驗摸索，建立準確、靈敏、穩定和快捷的檢測方法。
6. 2 臨床研究
6. 2. 1 Ⅰ期臨床研究 2008 年 8 月至 2009 年 2月，廣西壯族自治區賀州市對 130 名 2 月齡以上研究對象，按照成人→兒童→嬰兒的方式進行Ⅰ期臨床研究以評價試驗疫苗的安全性。對 20 名成人和20 名兒童進行中劑量和高劑量開放試驗、對 90 名嬰兒進行隨機雙盲（以 1∶ 1設不含抗原的疫苗成分安慰劑對照）的低、中、高劑量組研究觀察。結果顯示，成人和兒童中、高劑量組均未收集到與疫苗接種相關的重度和嚴重事件。不良反應癥狀以發熱為主，不良事件發生率與疫苗劑量相關，未征集到與疫苗接種相關的嚴重不良反應。對嬰兒組全程免疫后血清抗體檢測結果初步顯示試驗疫苗具有良好免疫原性。
6. 2. 2 Ⅱ期臨床研究 Ⅱ期臨床研究于 2009 年 6月 -2010 年 2 月在廣西壯族自治區平樂縣開展。采用開放、隨機、陽性對照、盲態觀察設計，對 500 名2、3、4 月齡的健康嬰兒進試驗疫苗低、中、高劑量組，tOPV 對照和 cIPV 對照組的安全性和免疫原性觀察。結果顯示 sIPV 高劑量和中劑量組 1、2、3 型抗體陽轉率均在90%以上，抗體陽轉率不低于 tOPV和 cIPV 對照疫苗。各劑量組抗脊髓灰質炎病毒中和抗體水平呈現明顯劑量梯度，3 個劑量組 1 型抗體均顯著高于 cIPV 對照組，與 tOPV 組相似；2 型抗體水平高劑量和中劑量組分別與 tOPV 和 cIPV 對照接近；3 型抗體則高劑量與 cIPV 對照組接近、中劑量組與 tOPV 對照接近。低劑量組 2、3 型抗體平均滴度均低于對照組。安全性觀察結果未觀察到與疫苗接種相關的嚴重不良反應。這些結果進一步證明該疫苗具有良好的安全性和免疫原性。
6. 2. 3 Ⅲ期臨床研究 Ⅲ期臨床研究于 2012 年1 ~ 10 月在廣西壯族自治區平樂縣和賓陽縣進行。試驗采用隨機、盲法、同類疫苗對照設計，對 sIPV 疫苗進行免疫原性和安全性評價。試驗共入組 2 月齡健康嬰兒 1 200 名，首劑接種 1 200 人，全部進行安全性訪視。結果顯示，sIPV 疫苗試驗組和 cIPV 對照組全程免疫后抗脊髓灰質炎病毒 1、2、3 型中和抗體陽轉率優效于對照組；試驗組免前抗體滴度≥1∶ 8的受試者全程免疫后脊髓灰質炎抗體 4 倍增長率高于對照組；試驗疫苗 1、2、3 型中和抗體平均幾何滴度和抗體增長倍數均以試驗組顯著高于對照組，率差 95%可信限下限均大于研究假設的 -5. 0%.臨床試驗中未觀察到與疫苗接種相關的 4 級不良事件，試驗組和對照組 3 級及以上不良反應率無顯著差異。充分證明疫苗具有良好的安全性和免疫原性。
6. 2. 4 毒株交叉中和試驗 在美國疾病預防控制。中心和中國疾病預防控制中心采用 sIPVⅡ期臨床試驗的部分血清，分別對 cIPV 疫苗生產毒株及 1 型流行野毒株、2 型 tOPV 疫苗衍生株及 3 型 Sabin 原始野毒株共 18 個毒株，以及 2011 年分離的新疆流行株進行抗體交叉中和試驗。檢測樣本均產生交叉中和反應，抗體滴度達到保護性水平，能夠預防脊髓灰質炎病毒感染。
7 國際廉價 IPV 疫苗的研發進展
鑒于上述現有 IPV 疫苗生產廠家數量和產能的有限以及生產技術的壟斷，IPV 疫苗的供應量和價格可能會成為在全球實施的戰略計劃的主要障礙。2012 年聯合國兒童基金會的采購價格為每劑 2. 5美元，遠遠高于其對低收入國家的采購價每劑 0. 15美元。而且，其每劑的抗原含量高，也使其生產供應量受限。為此，WHO 采取很多措施，在全世界范圍內開展大量研究，旨在使 IPV 成為發展中國家人群能夠使用的廉價疫苗。這些研究包括采用 IPV +tOPV 的序貫免疫策略以減少 IPV 使用劑次；研發無針式注射的皮下免疫疫苗配方、研發添加佐劑的疫苗配方以減少抗原含量；通過增加細胞密度、優化后處理工藝及使用無動物源性的培養基等進一步優化生產工藝。目前已取得不同程度的進展，但這些新產品的開發尚處于臨床前研究階段，短期內很難獲批上市。
我們有理由相信，國產 IPV 的獲批上市，將成為全球徹底根除脊灰的有力武器，在全球最終實現脊灰成為繼天花之后第 2 個被消滅的傳染病目標中具有重要的公共衛生意義。
[ 參 考 文 獻 ]
[1]Global Polio Eradication Initiative. Polio this week:as of 11 March2014[EB/OL]. World Health Organization,[2014 -03 -14].
[2] Global Polio Eradication Initiative. Polio this week. Wild polio-virus list [EB / OL]. World Health Organization,[2014 - 03 -14].
[3] AYLWARD RB,COCHI SL. Framework for evaluating the risksof paralytic poliomyelitis after global interruption of wild poliovir-us transmission[J]. Bull World Health Organ,2004,82（1）：40 - 46.
[4] PLATT LR,ESTIVARIZ CF,SUTTER RW. Vaccine-associatedparalytic poliomyelitis: a review of the epidemiology and estima-tion of the global burden[J]. J Infect Dis,2014,210 （Suppl1）： S380 -389.
