甲型肝炎疫苗專利技術(shù)綜述

吳 穎，李 捷

(國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作四川中心，四川 成都 610213)

甲型肝炎(甲肝)是一種常見的急性病毒性肝炎，其是由甲肝病毒(hepatitis A virus，HAV)引起的以肝臟損害為主的腸道傳染性疾病，主要發(fā)生在亞洲和非洲等地，我國是甲肝的高發(fā)流行區(qū)[1-2]。接種甲肝疫苗是預(yù)防HAV感染的最有效的途徑。至2007年，包括中國和美國在內(nèi)的27個(gè)國家已經(jīng)將甲肝疫苗納入國家免疫規(guī)劃[3]。隨著甲肝疫苗的應(yīng)用，我國甲肝的感染率和發(fā)病率呈逐年下降的良好趨勢(shì)[2]。

1 甲肝疫苗使用現(xiàn)狀

1.1 傳統(tǒng)疫苗

傳統(tǒng)甲肝疫苗主要分為甲肝減毒活疫苗和甲肝滅活疫苗。其中，減毒活疫苗主要在中國和印度等國家使用，滅活疫苗則在全球范圍內(nèi)廣泛使用。

甲肝減毒活疫苗主要在中國研制和使用。我國使用的甲肝減毒活疫苗的減毒株為L(zhǎng)-A-1株和H2株[1-2,4]。L-A-1和H2減毒株活疫苗的平均保護(hù)率均高于97%，具有良好的免疫效果。H2株甲肝減毒活疫苗除了在中國銷售，還出口印度、泰國、菲律賓、危地馬拉和孟加拉共和國等國家[5]。

目前，廣泛使用的甲肝滅活疫苗包括史克必成(被葛蘭素史克公司收購)的賀福立適(Havrix)、默沙東公司的Vaqta和賽諾菲巴斯德有限公司生產(chǎn)的巴維信(AVAMIX)[1-2]。 國內(nèi)使用較廣泛的國產(chǎn)甲肝滅活疫苗主要為北京科興生物制品有限公司以TZ84毒株制備獲得的孩爾來福和中國醫(yī)學(xué)科院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所(昆明所)以鋁8株制備獲得的維塞瑞安。

甲肝減毒活疫苗和甲肝滅活疫苗在接種后都能取得較好的免疫保護(hù)效果。減毒活疫苗可在宿主體內(nèi)短時(shí)間復(fù)制，具有較長(zhǎng)的免疫時(shí)間；滅活疫苗一般由強(qiáng)毒株制備獲得，可較好的引起免疫反應(yīng)，且由于病毒被滅活，也有著較好的安全性。目前，減毒活疫苗和滅活疫苗一般都為兩次接種，部分減毒活疫苗只進(jìn)行一次接種就能取得較好的免疫效果[6]。

1.2 新型疫苗

聯(lián)合疫苗能簡(jiǎn)化免疫接種程序，減少接種次數(shù)，降低接種費(fèi)用。甲、乙型肝炎聯(lián)合疫苗已成功上市，使用較多的甲、乙型肝炎聯(lián)合疫苗為Twinrix、Twinrix Pediatric和Ambirix，聯(lián)合疫苗誘生的抗體持久性長(zhǎng)于單一疫苗[1,6-7]。正在研發(fā)的可與甲肝疫苗聯(lián)合的疫苗還有甲肝-腮腺炎聯(lián)合疫苗、甲肝-水痘聯(lián)合疫苗及甲肝-麻疹-水痘聯(lián)合疫苗等。

基因工程疫苗是使用DNA重組生物技術(shù)，把天然或人工合成的遺傳物質(zhì)定向插入宿主中，使之充分表達(dá)，經(jīng)純化后而制得的疫苗。其中基于病毒樣顆粒的基因工程疫苗是最理想的制備疫苗的方式。

2 甲肝疫苗的專利技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 申請(qǐng)量趨勢(shì)

在全球范圍內(nèi)，甲肝疫苗相關(guān)專利申請(qǐng)?jiān)?975年首次提出。在1996年以前，申請(qǐng)量相對(duì)較少，每年不足10件，這段時(shí)間內(nèi)，各公司的明星產(chǎn)品陸續(xù)進(jìn)入市場(chǎng)，屬于甲肝疫苗領(lǐng)域的起步階段。1996～2016年專利申請(qǐng)量顯著增加后趨于平穩(wěn)，期間，各申請(qǐng)人針對(duì)自身的明星產(chǎn)品從抗原本身、抗原制備、佐劑優(yōu)化、聯(lián)合疫苗研制和基因工程疫苗等方面進(jìn)行創(chuàng)新。2016年以后申請(qǐng)量呈下降趨勢(shì)，引起下降的可能原因有：甲肝疫苗相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)趨于成熟，創(chuàng)新成果獲取較難；部分專利申請(qǐng)還未公開。

2.2 申請(qǐng)國分布

一般而言，專利的首次申請(qǐng)國通常為申請(qǐng)人所在的國家。因此，對(duì)首次申請(qǐng)國的分析能在很大程度上反應(yīng)不同國家的專利發(fā)展水平。在全球范圍內(nèi)，排名前5的首次申請(qǐng)國分別為美國、英國、中國、澳大利亞和歐洲，五者之和占了全球總申請(qǐng)量的83%。在面向中國的申請(qǐng)中，排名前5的首次申請(qǐng)國分別為美國、英國、中國、歐洲和韓國，五者之和占了總申請(qǐng)量的87%?？梢钥闯?，在全球范圍內(nèi)與在中國范圍內(nèi)，主要的首次申請(qǐng)國存在很大程度上的一致性，且美國都位居第一?？梢?，美國在甲肝疫苗領(lǐng)域的專利申請(qǐng)中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，這與其較強(qiáng)的研發(fā)能力和較好的專利保護(hù)意識(shí)相關(guān)。

2.3 主要申請(qǐng)人

全球申請(qǐng)量排名前十的申請(qǐng)人依次為：葛蘭素史克、諾華、美國衛(wèi)生和人類服務(wù)部、默克、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所、賽諾菲巴斯德、長(zhǎng)春華普生物技術(shù)有限公司、惠氏和密西根大學(xué)。在這些重點(diǎn)申請(qǐng)人當(dāng)中，葛蘭素史克公司的甲肝滅活疫苗Harvix、默克公司的甲肝滅活疫苗Vaqta、賽諾菲巴斯德公司的甲肝滅活疫苗Avaxim、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所的甲肝滅活疫苗維塞瑞安以及長(zhǎng)春華普生物技術(shù)有限公司的甲肝減毒活疫苗L-A-1都是市場(chǎng)上廣泛使用的甲肝疫苗產(chǎn)品。全球申請(qǐng)量位于前十位的申請(qǐng)人中，中國申請(qǐng)人有兩個(gè)，這反應(yīng)出中國企業(yè)在甲肝疫苗領(lǐng)域自主創(chuàng)新和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)在逐漸增強(qiáng)，但是總體上還存在一定的差距。

3 甲肝疫苗重要申請(qǐng)人專利技術(shù)路線

葛蘭素史克公司、美國衛(wèi)生和人類服務(wù)部、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所和長(zhǎng)春華普生物技術(shù)有限公司分別是全球和國內(nèi)申請(qǐng)量最大的公司和研究所，四者在甲肝疫苗領(lǐng)域的申請(qǐng)有不同的側(cè)重點(diǎn)，且其技術(shù)路線都在一定程度上反映了甲肝疫苗領(lǐng)域的發(fā)展方向。下面對(duì)四個(gè)申請(qǐng)人的主要技術(shù)路線進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

3.1 葛蘭素史克公司

葛蘭素史克公司在獲得美國衛(wèi)生和人類服務(wù)部分離的HAV毒株HM-175以后，于1991年成功研制了甲肝滅活疫苗Harvix，并在歐洲上市。Harvix現(xiàn)在仍在全球得到廣泛應(yīng)用。葛蘭素史克公司對(duì)甲肝疫苗的研究主要集中在佐劑的改良方面，除此以外，還涉及新甲肝疫苗領(lǐng)域，例如：減毒活疫苗、聯(lián)合疫苗和基因工程疫苗等。

疫苗佐劑是能夠非特異性地改變或增強(qiáng)機(jī)體對(duì)抗原的特異性免疫應(yīng)答、發(fā)揮輔助作用的一類物質(zhì)。根據(jù)化學(xué)成分的不同可以分為鋁鹽佐劑、蛋白類佐劑、核酸類佐劑、含脂類佐劑和混合佐劑等幾類。葛蘭素史克公司關(guān)于甲肝疫苗佐劑的改良幾乎包含了上述所有的佐劑類型。

(1)混合佐劑組分和用量?jī)?yōu)化。 WO9400153A1通過調(diào)整兩種佐劑QS21和3D-MPL的比值協(xié)同誘導(dǎo)CTL介導(dǎo)的免疫。 WO2008043774A1通過降低佐劑用量在保持抗原免疫原性的同時(shí)降低宿主受體內(nèi)的反應(yīng)原性。

(2)新型佐劑。WO9911241 A1和WO9912565 A1將皂苷、鯊烯、固醇和3D-MPL組成一種典型的混合佐劑。WO0023105A2在混合佐劑中加入寡核苷酸CpG，CpG作為一種常用的核酸類佐劑沿用至今。WO2005039634A1和WO2005039630A在皂苷佐劑中加入白介素18多肽。WO2013131985A1公開了一種可提高細(xì)胞免疫的新的免疫增強(qiáng)劑：TLR7激動(dòng)劑的精氨酸鹽。

(3)非注射型佐劑。WO0121207A2通過Tween 80和Triton X-100幫助疫苗在粘膜上接觸吸收。WO0213858A1則涉及一種口服固體劑型疫苗。

3.2 美國衛(wèi)生和人類服務(wù)部

美國衛(wèi)生和人類服務(wù)部在分離得到HAV毒株HM-175以后一直致力于甲肝疫苗的研究，其對(duì)甲肝疫苗的研究主要集中在新甲肝疫苗領(lǐng)域。新甲肝疫苗的研究主要包括新毒株的獲取、多肽疫苗、DNA疫苗和重組疫苗的制備、疫苗載體的優(yōu)化等多個(gè)領(lǐng)域，美國衛(wèi)生和人類服務(wù)部關(guān)于甲肝疫苗的一系列研究幾乎覆蓋了上述所有領(lǐng)域。

(1)已有毒株優(yōu)化： US4894228A、US2002176869A1和US2002176869A1等將HM-175傳代后獲得核苷酸序列發(fā)生突變的減毒株。WO9406446A1和US6113912A將HM-175傳代后獲得的可用MRC-5細(xì)胞培養(yǎng)的減毒株。

(2)新毒株篩選。US5430135A在獼猴中篩選得到CY-145和CY-55/JM55株并獲取其cDNA用于制備疫苗。US5476658A在類人猿中篩選到AGM-27株。

(3)多肽疫苗、DNA疫苗和重組疫苗。WO9740147A1涉及來自HAV P2A至P3C的非結(jié)構(gòu)性免疫多肽疫苗。US5478746A涉及DNA疫苗的制備。US5849562A將野生型HAV基因組序列與適于細(xì)胞培養(yǎng)的HAV的P2組成重組疫苗。US6146643A將人減毒活疫苗5'非編碼區(qū)序列或者2A、2B或2C非結(jié)構(gòu)區(qū)域替換為類人猿HAV AGM-27的相應(yīng)區(qū)域以制備重組疫苗。WO9740166A2用類人猿AGM-27 HAV的2C基因替代人減毒HAV的2C基因以制備重組疫苗。

(4)疫苗載體優(yōu)化。US7015024B1用痘病毒作為載體表達(dá)HAV抗原。WO2006091511A2用T-親淋巴病毒作為載體表達(dá)HAV抗原。WO0195919A2和WO2004003153A2用重組載體共同表達(dá)抗原和可幫助抗原引起細(xì)胞免疫的基因。

3.3 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所的甲肝滅活疫苗維塞瑞安是國內(nèi)廣泛應(yīng)用的國產(chǎn)甲肝滅活疫苗之一。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所對(duì)甲肝疫苗的研究主要集中在佐劑的改良和凍干疫苗的制備，除此以外，還涉及滅活疫苗、聯(lián)合疫苗和基因工程疫苗等。其甲肝疫苗佐劑改良的技術(shù)路線如下。

(1)鋁佐劑的替代。由于氫氧化鋁佐劑容易引起疲勞、疼痛和注射部位腫塊等不良反應(yīng)，尋找鋁佐劑替代物是疫苗佐劑研究的重要方向。CN101444623A用氫氧化鋅替代鋁佐劑，其致敏性和安全性優(yōu)于鋁佐劑。CN104056266A用新喋呤替代鋁佐劑，其毒副作用小，安全可靠，成本較低，效果近于鋁佐劑。CN104491859A用硫酸軟骨素B替代鋁佐劑，其毒副作用小，能夠有效誘導(dǎo)抗原特異性的體液免疫應(yīng)答。CN105056230A將β-拉帕坤與氫氧化鋁聯(lián)合使用，其所誘導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答效果優(yōu)于單一的鋁佐劑和單一的β-拉帕醌佐劑。CN107261136A用多聚磷酸鈉替代鋁佐劑，安全、穩(wěn)定、毒副作用小，能夠有效誘導(dǎo)抗原特異性的體液免疫應(yīng)答。

(2)其它佐劑類型。CN102580103A涉及一種疫苗的熱保護(hù)劑，含有熱保護(hù)劑的甲肝減毒活疫苗，經(jīng)37℃熱加速實(shí)驗(yàn)證實(shí)，疫苗感染性滴度能保持2周。CN107184973A涉及一種復(fù)合疫苗佐劑。

3.4 長(zhǎng)春華普生物技術(shù)有限公司

長(zhǎng)春華普生物技術(shù)有限公司的甲肝減毒活疫苗L-A-1是國內(nèi)廣泛應(yīng)用的甲肝減毒活疫苗之一。長(zhǎng)春華普生物技術(shù)有限公司對(duì)甲肝疫苗的研究主要集中在聯(lián)合疫苗和凍干疫苗的制備，除此以外，還涉及滅活疫苗和基因工程疫苗等。聯(lián)合疫苗可經(jīng)一次免疫同時(shí)獲得對(duì)兩種或多種疾病的免疫力而成為疫苗領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。CN1217212A涉及一種凍干甲肝-麻疹二聯(lián)疫苗，兩種疫苗均為減毒活疫苗，有較好的穩(wěn)定性、安全性和免疫原性。CN1332015A涉及一種凍干甲肝-腮腺炎二聯(lián)疫苗，兩種疫苗均為減毒活疫苗，將其制成凍干疫苗后達(dá)到一針預(yù)防兩種傳染病的免疫效果。CN1513555A涉及一種甲乙肝炎聯(lián)合疫苗及其凍干制劑，L-A-1與乙型肝炎病毒表面抗原HBsAg聯(lián)合，有較好的免疫原性和安全性，可有效誘導(dǎo)免疫反應(yīng)。CN101259269A涉及一種凍干甲型肝炎-水痘減毒聯(lián)合疫苗，L-A-1和水痘病毒原液制備而成，有較好的安全性和免疫原性，可有效預(yù)防甲型肝炎和水痘。

4 結(jié)語

甲肝疫苗領(lǐng)域經(jīng)過了幾十年的技術(shù)演進(jìn)，專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)出先增長(zhǎng)后趨近于平穩(wěn)的趨勢(shì)，且主要研發(fā)團(tuán)隊(duì)集中在美國、歐洲和中國三個(gè)地區(qū)。通過對(duì)國內(nèi)外重點(diǎn)申請(qǐng)人主要技術(shù)路線的研究可知，各個(gè)申請(qǐng)主體的主要技術(shù)路線存在一定的差異，例如葛蘭素史克公司注重佐劑的優(yōu)化(主要涉及已有佐劑的改良和新的佐劑組合)，美國衛(wèi)生和人類服務(wù)部偏向于新甲肝疫苗的開發(fā)，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所著力于佐劑的優(yōu)化(主要涉及鋁佐劑替代劑)，長(zhǎng)春華普生物技術(shù)有限公司則致力于聯(lián)合疫苗的研制。不同申請(qǐng)主體從不同角度推動(dòng)了甲肝疫苗領(lǐng)域的發(fā)展，也展現(xiàn)了甲肝疫苗領(lǐng)域現(xiàn)今研究的熱點(diǎn)，即新甲肝疫苗的開發(fā)、佐劑的優(yōu)化和凍干疫苗的改良。相信，隨著技術(shù)的發(fā)展，會(huì)有更多更好的甲肝疫苗產(chǎn)品出現(xiàn)。