摘要：流感病毒的抗原漂移和抗原轉(zhuǎn)變導致現(xiàn)有疫苗需每年更新，開發(fā)通用流感疫苗成為全球迫切需求。本文系統(tǒng)梳理了通用流感疫苗的常見抗原靶點及其在疫苗設計中的優(yōu)缺點，總結(jié)了免疫聚焦策略、多靶點組合策略等主要設計方法，并詳細介紹了不同技術(shù)路線下通用流感疫苗的最新研究進展，包括流感病毒平臺、病毒載體平臺、類病毒顆粒平臺等，旨在幫助讀者全面了解該領(lǐng)域的前沿動態(tài)。推薦閱讀：

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一、流感的威脅與通用疫苗的必要性（一）流感的全球危害

季節(jié)性流感每年在全球?qū)е?300 萬至 500 萬重癥病例，29 萬至 65 萬人死亡。歷史上已發(fā)生四次流感大流行，其中 1918 年的大流行造成約 1 億人死亡，流感對全球公共衛(wèi)生構(gòu)成重大負擔。

接種疫苗是減輕疾病負擔和控制傳染病的最有效措施。世界衛(wèi)生組織（WHO）自 1952 年起建立了全球流感監(jiān)測和應對系統(tǒng)（GISRS），每年根據(jù) Ferrets 血清的抗原數(shù)據(jù)、人類樣本的血清學分析和病毒序列數(shù)據(jù)，分別在 9 月和 2 月為南半球和北半球推薦下一季流感病毒的疫苗株。

（二）現(xiàn)有疫苗的局限性

由于流感病毒的快速突變，流行株與疫苗株可能不一致，導致流感疫苗的有效性存在差異。此外，使用雞胚生產(chǎn)季節(jié)性流感疫苗存在生產(chǎn)速度慢的問題，且當雞胚中發(fā)生適應性突變時，會降低疫苗的有效性。更重要的是，新出現(xiàn)的流感大流行會使季節(jié)性流感疫苗幾乎失效，而人群普遍缺乏免疫力會加劇癥狀。因此，開發(fā)有效的通用流感疫苗迫在眉睫。

二、流感病毒與通用流感疫苗的標準（一）流感病毒及其突變

流感病毒屬于正粘病毒科，是單鏈負鏈 RNA 病毒。其基因組分為 8 個片段，編碼十多種蛋白質(zhì)，主要包括血凝素（HA）、神經(jīng)氨酸酶（NA）、核蛋白（NP）、兩種基質(zhì)蛋白（M1 和 M2）等?；?NP 和 M1 的抗原差異，流感病毒可分為 A、B、C、D 四種類型。A 和 B 型流感病毒主要引起人類的季節(jié)性流行，其中 A 型流感病毒是流感大流行的主要原因。

A 型流感病毒根據(jù) HA 和 NA 的序列相似性分為 18 個 HA 亞型（H1-H18）和 11 個 NA 亞型（N1-N11），HA 亞型還可基于相似性分為 Group I 和 Group II。B 型流感病毒僅有兩個譜系：維多利亞譜系和 Yamagata 譜系。

流感病毒的突變主要通過抗原漂移和抗原轉(zhuǎn)變實現(xiàn)?？乖剖怯捎诹鞲胁《镜?RNA 聚合酶缺乏校對活性，導致病毒蛋白發(fā)生點突變積累，或病毒蛋白糖基化，最終引起抗原性變化。季節(jié)性抗原漂移導致了流感的季節(jié)性流行，也是季節(jié)性流感疫苗需要每年更新的原因?？乖D(zhuǎn)變是指不同流感病毒感染同一宿主時，病毒基因組片段發(fā)生重排，可能產(chǎn)生新的亞型或毒株，人群對這些新亞型和毒株往往缺乏免疫力，從而引發(fā)大流行。

（二）通用流感疫苗的標準

不同組織對通用流感疫苗制定了不同標準。美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）下屬的國家過敏和傳染病研究所（NIAID）在 2017 年 6 月設定的標準為：（1）對至少 75% 的癥狀性流感感染有保護作用；（2）適用于所有年齡組；（3）保護期超過 1 年或跨越多個季節(jié)；（4）對 A 型流感的 Group I 和 Group II 均有效，或也對 B 型流感有效。

世界衛(wèi)生組織（WHO）在 2024 年也為通用流感疫苗制定了新標準：（1）適用于所有年齡組；（2）對當前流行的亞型至少提供 3 年的保護；（3）對當前流行的亞型的保護效果優(yōu)于目前已批準的季節(jié)性流感疫苗。

三、通用流感疫苗的抗原靶點與設計策略（一）通用流感疫苗的抗原靶點

HA、NA、NP、M1 和 M2 是通用流感疫苗設計中最常見的抗原靶點，具體信息如下表所示：

表 1：通用流感疫苗的五個常見靶點

HA：HA 是流感病毒表面的 I 型跨膜糖蛋白，以 homotrimer 形式存在，每個單體由可變的球狀頭部和較保守的莖部組成。針對 HA 頭部的抗體通過阻止其與受體結(jié)合來中和病毒感染，通常具有株特異性；針對 HA 莖部的抗體可抑制病毒進入和釋放，通常對多種毒株和亞型具有交叉保護作用。但針對 HA 莖部的抗體水平通常低于針對 HA 頭部的抗體水平，需要通過穩(wěn)定構(gòu)象和多次免疫來提高。

NA：NA 是流感病毒表面的 II 型跨膜糖蛋白，以 homotetramer 形式存在，主要功能是切割唾液酸受體以促進子代病毒釋放。抗 NA 抗體可能通過阻斷子代病毒釋放或通過抗體依賴的細胞毒性（ADCC）提供保護。NA 在抗原性上比 HA 更保守，抗 NA 抗體可誘導對同型和亞型流感病毒的保護。

M2：M2 是流感病毒表面的 III 型跨膜蛋白，以 homotetramer 形式存在，主要功能是通過控制內(nèi)體和高爾基體中的 pH 來促進病毒進入和釋放。M2 的 N 端 23 個氨基酸暴露在細胞外，具有高度保守性，稱為 M2 胞外域（M2e）?？?M2e 抗體不能阻止病毒進入，但可通過 ADCC 效應或招募先天免疫細胞殺死受感染細胞，在小鼠中可誘導良好的交叉保護 immunity。然而，M2e 本身的免疫原性較差，因此選擇 M2e 作為通用流感疫苗的靶點時，通常需要多靶點組合或佐劑。

NP 和 M1：NP 和 M1 是流感病毒的內(nèi)部蛋白，M1 有助于病毒顆粒的形成，NP 與病毒 RNA 結(jié)合形成復合物，有助于病毒復制。兩者都含有高度保守的細胞毒性 T 細胞表位（CTLs），針對 NP 和 M1 的抗體可對不同亞型的流感病毒產(chǎn)生交叉保護 immunity。細胞毒性 T 細胞反應可降低重癥率和死亡率，但不能預防感染，通常需要同時誘導抗體反應。

（二）通用流感疫苗的抗原設計策略

基于上述抗原靶點，通用流感疫苗的設計主要采用免疫聚焦策略、多靶點組合策略、T 細胞策略、計算優(yōu)化的廣泛交叉反應抗原策略（COBRA）和人工智能策略等。

免疫聚焦策略：該策略旨在將免疫反應集中在關(guān)鍵表位或保守表位上。由于 HA 莖部序列更保守，將免疫反應聚焦于 HA 莖部是通用流感疫苗開發(fā)的熱點。例如，采用 “頭部交換策略”，將外來禽流感 HA 的頭部移植到人流感 HA 的莖部，可增強針對流感 HA 莖部的抗體，從而提高疫苗的交叉保護作用；采用 “結(jié)構(gòu)生物學策略”，通過去除 HA 頭部并對 HA 莖部進行結(jié)構(gòu)修飾來穩(wěn)定 HA 莖部，可在小鼠和靈長類動物中誘導交叉中和抗體，并保護小鼠免受多種流感毒株的感染。

但該策略通常依賴于目標表位天然構(gòu)象的準確呈現(xiàn)，這對復雜的構(gòu)象表位的疫苗設計提出了特別挑戰(zhàn)，且免疫原的聚焦程度越高，其免疫原性可能越不足。

多靶點組合策略：該策略是將不同的抗原混合或?qū)⒉煌目乖苽涞酵惠d體上，目的是通過組合策略誘導廣譜的抗體水平。例如，斯坦福團隊通過共價偶聯(lián)不同的 HA 抗原來設計廣譜流感疫苗，與單獨的 HA 混合物相比，接種偶聯(lián)的異源抗原的小鼠可限制抗體亞型偏好；杜克大學開發(fā)了共表達 HA 和 NA 的方法，將該方法應用于季節(jié)性流感疫苗，不僅能引發(fā)對匹配毒株的強烈免疫反應，還能產(chǎn)生對異源病毒的更具交叉反應性的抗體譜。

不過，該策略可能導致疫苗的免疫反應偏向某一成分，且由于多靶點組合導致抗原總量增加，可能增加疫苗不良反應的風險，同時該策略的疫苗效果通常要求不低于單一成分，這增加了實驗設計的復雜性和監(jiān)管審批的難度。

T 細胞策略：T 細胞表位具有高度保守性，T 細胞免疫反應在保護個體免受病毒感染方面發(fā)揮著重要作用。因此，研究人員在設計廣譜疫苗時經(jīng)常采用 T 細胞策略，以激活體內(nèi)的 T 細胞免疫反應。例如，馬賽克算法通過在免疫原中呈現(xiàn)更多的 T 細胞表位，能在小鼠中誘導更強的交叉保護反應；基于計算機設計的 T 細胞表位疫苗已被證明可誘導病毒特異性 T 淋巴細胞反應，并對不同的流感病毒亞型提供部分保護。

但依賴 T 細胞策略的疫苗可能無法完全保護免受病毒感染，通常需要 B 細胞免疫的協(xié)同作用，且人群主要組織相容性復合體（MHC）的多樣性和復雜性導致 T 細胞表位呈遞存在差異，因此人群的免疫效果可能不同。

COBRA 策略：這是一種計算工具，提取免疫原中最保守的部分形成新的抗原，以誘導廣泛的抗體反應。該策略旨在覆蓋多種病毒的抗原，提高疫苗對病毒變異的抵御能力。例如，針對 H1 流感的 HA COBRA 疫苗可引發(fā)針對多種 H1 毒株的抗體；針對 H3 流感的 HA COBRA 疫苗對過去多種 H3 流感流行毒株的抗體反應優(yōu)于野生型 HA 疫苗，更值得注意的是，通過該方法設計的疫苗能夠中和未來出現(xiàn)的 H3 毒株。

但該策略過于依賴自然界中已存在的病毒序列，當出現(xiàn)新的或重組的病毒毒株時，其誘導的抗體可能無法中和這些新毒株，且 COBRA 策略的設計通常針對特定亞型，從而阻礙了實現(xiàn)跨亞型的全面保護。

人工智能策略：隨著人工智能的快速發(fā)展，其在疫苗領(lǐng)域的作用日益突出。該策略是指利用機器學習或深度學習等算法工具合理設計免疫原、預測抗原表位和優(yōu)先推薦抗原。例如，利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN）模型預測流感抗原性，用于流感疫苗株推薦，其性能優(yōu)于世界衛(wèi)生組織推薦的模型，并顯示出持續(xù)良好的覆蓋率；借助 H3 流感分離株的 HA 序列和相關(guān)數(shù)據(jù)，機器學習模型能夠準確區(qū)分抗原變體和非變體，這對通用流感疫苗的開發(fā)具有重要意義。

然而，由于模型的可解釋性差，當前人工智能策略設計的疫苗增加了監(jiān)管審批的難度，且由于缺乏大量、長期的臨床數(shù)據(jù)觀察，這一新興學科設計的疫苗的安全性未知。

綜上所述，這五種主要策略在通用疫苗設計中各有優(yōu)缺點。免疫聚焦、T 細胞和 COBRA 策略都側(cè)重于更保守的表位，而多靶點組合策略側(cè)重于免疫分散，人工智能策略側(cè)重于選擇有利的免疫原或預測未來可能的免疫原。未來在設計通用流感疫苗時，必須整合多種策略的優(yōu)勢，規(guī)避其劣勢，以誘導高水平的交叉免疫反應。

四、不同技術(shù)路線下的通用流感疫苗

基于上述抗原靶點和抗原設計策略，研究人員在不同技術(shù)路線下開展了通用流感疫苗的研發(fā)，主要技術(shù)路線包括流感病毒技術(shù)平臺、病毒載體技術(shù)平臺、類病毒顆粒技術(shù)平臺（VLP）、納米顆粒技術(shù)平臺、重組蛋白技術(shù)平臺和核酸技術(shù)平臺。

（一）基于流感病毒的通用流感疫苗

基于流感病毒的疫苗主要有滅活疫苗和減毒活疫苗兩種類型。傳統(tǒng)的基于全長 HA 的滅活流感疫苗難以誘導廣泛的免疫反應，但杜克大學團隊研發(fā)的聚焦于 HA 莖部的滅活疫苗在小鼠中引發(fā)了交叉保護反應（見表 2）。

在傳統(tǒng)減毒流感疫苗的研發(fā)中，非人類來源的流感毒株很少被用作人類疫苗株。有趣的是，愛荷華州立大學的團隊使用馬源的減毒 H3N8 流感疫苗，在小鼠中誘導出針對季節(jié)性和高致病性流感的中和抗體，并在多種宿主中顯示出免疫保護作用，這為控制跨物種傳播的流感病毒帶來了希望。此外，中國科學院團隊基于蛋白水解靶向嵌合體（PROTAC）技術(shù)開發(fā)了減毒活流感疫苗，在小鼠和雪貂模型中誘導了針對同源和異源流感病毒的強效、廣泛的體液、黏膜和細胞免疫。

表 2：處于臨床前階段的基于流感病毒技術(shù)平臺的通用流感疫苗

近 3 年處于臨床前和臨床階段的基于流感病毒的通用流感疫苗所使用的抗原靶點和設計策略如下表 3 所示，共有 9 種通用流感病毒基疫苗處于臨床前階段，2 種處于臨床試驗階段。這些疫苗大多選擇 HA 作為主要抗原設計靶點，且大多采用多靶點組合策略，同時結(jié)合免疫聚焦策略和人工智能等策略以進一步增強其廣譜性，這凸顯了 HA 靶點的重要性以及結(jié)合不同設計策略的重要性。

表 3 不同技術(shù)路線下處于臨床階段的通用流感疫苗

（二）基于病毒載體的通用流感疫苗

基于病毒載體的疫苗利用基因工程技術(shù)將流感抗原靶點插入病毒載體中，當重組病毒感染宿主細胞時，宿主細胞表達流感抗原以誘導免疫反應。常用的病毒載體有腺病毒載體、水泡性口炎病毒（VSV）載體和痘病毒載體等。

西奈山伊坎醫(yī)學院和馬里蘭大學的團隊開發(fā)的基于 H1 流感 HA 的腺病毒載體疫苗，單劑量在小鼠中誘導出針對 HA 莖部的抗體，并對同源和異源的大流行 H5 病毒提供 100% 的保護，可作為應對大流行流感的儲備疫苗。天津醫(yī)科大學和復旦大學的團隊利用 chimpanzee 腺病毒載體（AdC68），結(jié)合多靶點策略（多種不同的流感 HA 頭部）和免疫聚焦策略（一種流感 HA 莖部）設計的流感疫苗，誘導出高水平的針對同源大流行 H1N1、漂移的季節(jié)性 H1N1 和 H7N9 病毒的抗體產(chǎn)生，并對這些病毒提供完全保護，這種 “一莖多頭” 的方法可對抗多種不同的流感亞型，是通用流感疫苗設計的一大創(chuàng)新。

表4 處于臨床前階段的基于病毒載體的通用流感疫苗

近 3 年處于臨床前階段的基于病毒載體的通用流感疫苗共有 16 種，這些疫苗的靶點選擇更加多樣化，包括 HA、NA、NP、M1 和 PB1，在多靶點組合策略設計的基礎(chǔ)上結(jié)合了免疫聚焦或 T 細胞策略。其中有 9 項研究采用了 T 細胞策略，這表明 T 細胞策略在通用疫苗設計中的重要性。但近 3 年沒有新的基于病毒載體的通用流感疫苗進入臨床階段。

（三）基于 VLP 的通用流感疫苗

基于 VLP 的疫苗是通過在適當?shù)谋磉_系統(tǒng)（如昆蟲細胞 - 桿狀病毒系統(tǒng)、酵母細胞系統(tǒng)等）中重組表達流感病毒抗原蛋白，使其能夠自組裝形成類似于天然流感病毒的顆粒。VLP 模擬天然流感病毒的結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)象，能有效刺激有利的免疫反應。

中山大學團隊通過馬賽克算法設計并制備了以 VLP 形式存在的針對流感 HA 和 NA 的流感疫苗，將兩種 VLP 疫苗混合注射，在小鼠中誘導出比四價流感疫苗更廣譜的中和抗體。佐治亞理工學院和西奈山伊坎醫(yī)學院的團隊開發(fā)的具有倒置 HA 的 VLP 疫苗，比傳統(tǒng)疫苗誘導出更廣泛的免疫反應，這表明通過控制抗原的取向可以使免疫集中在 HA 莖部。

表 5 處于臨床前階段的基于 VLP 的通用流感疫苗

近 3 年處于臨床前階段的基于 VLP 的通用流感疫苗共有 19 種，這些疫苗的抗原靶點通常不限于 HA，還在多靶點協(xié)同設計策略的基礎(chǔ)上同時結(jié)合免疫聚焦或 T 細胞策略，這再次凸顯了結(jié)合多種策略的重要性。但近 3 年沒有新的基于 VLP 的通用流感疫苗進入臨床階段。

（四）基于納米顆粒的通用流感疫苗

基于納米顆粒的流感疫苗是通過基因融合技術(shù)或體外粘附技術(shù)將流感抗原展示在納米顆粒上制備而成的。中國科學院團隊采用多靶點策略，將 HA 莖部表位、NP 保守表位和 M2e 串聯(lián)連接到鐵蛋白納米顆粒上制備的流感疫苗，可誘導強烈的交叉反應免疫反應，且在接種后 6 個月仍具有保護作用。佐治亞州立大學團隊將流感 HA 倒置插入由細胞外囊泡形成的納米顆粒中制備的疫苗，可保護小鼠免受異源流感病毒的感染，這再次表明調(diào)整抗原的取向可使免疫反應聚焦于 HA 的莖部。此外，將流感的抗原靶點附著到 PLGA、PLA 和水凝膠等其他納米顆粒上制備的疫苗，同樣可誘導廣譜且持久的免疫反應，這表明納米技術(shù)平臺是通用流感疫苗開發(fā)中非常有前景的平臺之一。

表6 處于臨床前階段的基于納米顆粒平臺的通用流感疫苗

近 3 年處于臨床前和臨床階段的基于納米顆粒平臺的通用流感疫苗共有 34 種處于臨床前研究階段，4 種處于臨床試驗階段。這些疫苗的抗原設計靶點也不限于 HA，且大多采用多靶點組合策略，其中 13 種疫苗采用了免疫聚焦策略，凸顯了免疫聚焦策略在通用疫苗設計中的優(yōu)勢。

（五）基于重組蛋白的通用流感疫苗

基于重組蛋白的流感疫苗不需要表達完整的病毒蛋白，通常只需要在宿主細胞中重組表達免疫原性蛋白或蛋白的部分。此類蛋白疫苗不含病毒核酸，通常具有良好的安全性。佐治亞大學團隊通過 COBRA 策略制備的針對流感 HA 或 NA 的流感蛋白疫苗，可誘導出針對過去 10 年分離的季節(jié)性流感病毒的中和抗體。杜克大學團隊通過多靶點策略表達多種 HA 蛋白，然后將 HA 蛋白混合物注射到小鼠和雪貂中，誘導出針對 HA 莖部的中和抗體，能夠保護其免受同源和異源流感病毒的感染，這表明多種 HA 蛋白的混合物可部分克服 HA 頭部的免疫優(yōu)勢。中國疾控中心團隊通過多靶點策略表達具有 HA、NA 和 M2e 保守肽段的重組蛋白疫苗，可誘導對多種流感毒株的廣泛交叉保護，這表明這種肽段的蛋白疫苗也可能成為通用流感疫苗的有力候選者。

表 7 處于臨床前階段的基于重組蛋白的通用流感疫苗

近 3 年處于臨床前和臨床階段的基于重組蛋白的通用流感疫苗共有 16 種處于臨床前研究階段，3 種處于臨床試驗階段。這些疫苗在抗原選擇上更加多樣化，在多靶點組合策略的基礎(chǔ)上更多地采用 T 細胞策略，可彌補蛋白疫苗細胞免疫的不足。處于臨床階段的疫苗均以 HA 為抗原靶點，這也凸顯了 HA 抗原靶點的重要性。

（六）基于核酸的通用流感疫苗

基于核酸的流感疫苗主要包括 DNA 疫苗和 mRNA 疫苗，其設計原理是通過向體內(nèi)注射特定流感抗原的 DNA 序列或 mRNA 序列，利用宿主的轉(zhuǎn)錄 - 翻譯系統(tǒng)合成病毒蛋白，從而激活免疫反應。中國科學院團隊設計的基于流感 HA 莖部的 mRNA 疫苗，在小鼠中誘導出強烈的細胞和體液免疫，可完全保護小鼠免受同源和異源流感病毒的攻擊。NIAID 和賓夕法尼亞大學的團隊采用多靶點策略制備了針對 20 種流感 HA 亞型的 mRNA 疫苗，將這 20 種 mRNA 疫苗混合注射，在小鼠和雪貂中誘導出對匹配和不匹配的流感毒株的廣譜保護，這可能是目前能夠提供針對最多樣化流感亞型保護的通用流感 mRNA 疫苗，也表明來自 mRNA 技術(shù)平臺的疫苗可同時誘導針對多種抗原的抗體。此外，奧斯陸大學團隊將 16 種亞型流感的 HA 設計為異二聚體形式的 DNA，制備了混合疫苗，這種混合形式的 DNA 疫苗可誘導針對 HA 保守表位的 T 細胞反應和交叉免疫反應，并產(chǎn)生針對未包含的 2 種亞型流感的中和抗體。

表 8 處于臨床前階段的基于核酸的通用流感疫苗

近 3 年處于臨床前和臨床階段的基于核酸的通用流感疫苗共有 16 種處于臨床前研究階段，15 種處于臨床試驗階段。這些疫苗往往沒有單一的抗原靶點，而是采用多靶點組合策略，并結(jié)合 T 細胞和 COBRA 等其他策略，這也凸顯了在通用疫苗設計中使用多個靶點和多種設計策略的重要性。

五、結(jié)論與展望

通用流感疫苗的研發(fā)具有重要的公共衛(wèi)生意義。近三年來，通用流感疫苗的研發(fā)取得了很大進展。許多新技術(shù)，如抗原突變庫和倒置 HA，已被用于將免疫反應聚焦于保守的莖部，以及多靶點組合策略將多種抗原偶聯(lián)到同一納米載體中，以引發(fā)比單獨混合更廣泛的免疫反應。使用馬源流感作為疫苗株可能減少免疫印記，同時增加疫苗的廣譜性，這表明我們在疫苗免疫原選擇上可以超越人類來源。上述六種疫苗開發(fā)平臺都可以通過使用這些新興的疫苗設計技術(shù)為通用流感疫苗的研發(fā)做出貢獻。盡管目前尚未有獲批的通用流感疫苗，但新技術(shù)的不斷發(fā)展和應用將加速通用流感疫苗的研發(fā)和上市。

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