人乳頭瘤病毒預(yù)防性疫苗的研發(fā)背景與應(yīng)用研究進(jìn)展

張一萍，段 鯤，劉芳寧 綜述 徐 文 審校

2006年，首個(gè)人乳頭瘤病毒(human papillomavirus, HPV)預(yù)防性疫苗上市，官頸癌一級(jí)預(yù)防成為現(xiàn)實(shí)。經(jīng)過(guò)10余年的臨床應(yīng)用，現(xiàn)有疫苗在降低HPV感染、生殖器疣、高級(jí)別宮頸病變的發(fā)病率，以及群體免疫效應(yīng)等方面展現(xiàn)出良好效果。

1 研發(fā)背景

宮頸癌是全球女性第四大惡性腫瘤，每年約有52.8萬(wàn)例新發(fā)患者，26.6萬(wàn)例死亡患者，病死率位列女性癌癥第2位，85%發(fā)生在發(fā)展中國(guó)家，并且呈年輕化趨勢(shì)[1]。20世紀(jì)70年代，zur Hausen首次提出HPV感染與宮頸癌相關(guān)，隨后的研究證實(shí)了HPV感染可誘發(fā)包括宮頸癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤，全世界每年新發(fā)的惡性腫瘤患者中，估計(jì)有64萬(wàn)例(4.5%)歸因于HPV 感染[2]。

HPV是一種雙鏈環(huán)狀脫氧核糖核酸(DNA)病毒，是具有種屬特異性的嗜上皮病毒，人類(lèi)是其唯一宿主。HPV感染是最常見(jiàn)的性傳播疾病之一，人群中至少一次被感染的風(fēng)險(xiǎn)大于80%[3]。絕大多數(shù)HPV感染是短暫的，可以被人類(lèi)免疫系統(tǒng)清除。HPV持續(xù)感染可引起黏膜、皮膚發(fā)生病變。已被鑒定的HPV基因型有200多種，其中約40種與肛門(mén)、生殖器病變有關(guān)。根據(jù)與宮頸癌的相關(guān)性，分為高危型和低危型。以HPV16、18為代表的高危型包括14個(gè)亞型，全世界約70%的官頸癌發(fā)生與HPVl6、18型感染有關(guān)，90%的官頸癌發(fā)生與HPV16、18、31、33、45、52、58型感染有關(guān)。隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，99%以上的宮頸癌及高級(jí)別宮頸上皮內(nèi)瘤變(cervical intraepithelial neoplasia，CIN)、90%的肛門(mén)癌、70%的陰道癌、50%的陰莖癌、40%的外陰癌及13%～72%的口咽部癌與高危HPV感染相關(guān)[4]。以HPV6、11為代表的低危型主要與生殖器皮膚疣、復(fù)發(fā)性呼吸道乳頭狀瘤等病變相關(guān)，全球因HPV感染造成的生殖器疣年發(fā)生率為0.1%～0.2%，其中96%～100%與HPV6、11感染相關(guān)[5]。

HPV 基因組包含非轉(zhuǎn)錄、早期轉(zhuǎn)錄、晚期轉(zhuǎn)錄三個(gè)功能區(qū)域。非轉(zhuǎn)錄區(qū)包含病毒基因組的復(fù)制起點(diǎn)及表達(dá)調(diào)控區(qū)；早轉(zhuǎn)錄區(qū)編碼的早期蛋白E1、E2、E7等，在病毒復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯和細(xì)胞轉(zhuǎn)化等過(guò)程中具有重要功能；晚轉(zhuǎn)錄區(qū)負(fù)責(zé)編碼衣殼蛋白 L1、L2。在感染HPV的女性中，有50%可產(chǎn)生針對(duì)L1和L2的中和抗體，然而由于滴度低，不能有效抵抗同一亞型HPV的再次感染。L1蛋白保守度高，是主要的型別特異性抗原。HPV疫苗的基本原理主要是基于L1 基因序列，運(yùn)用基因工程技術(shù)和分子生物學(xué)手段體外表達(dá)重組L1蛋白，形成病毒樣顆粒(virus-likeparticles,VLPs)。 VLPs不含病毒 DNA，同時(shí)保持了病毒的抗原表位，可以激活人體T細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答，產(chǎn)生高效價(jià)的型別特異性中和抗體，預(yù)防相應(yīng)型別HPV 感染及其相關(guān)疾病。

2 應(yīng)用研究進(jìn)展

目前上市的 3 種 HPV 疫苗均為含有VLPs的預(yù)防性疫苗，包括二價(jià)疫苗(Cervarix，葛蘭素史克公司；針對(duì)HPV16和18，2007年上市)、四價(jià)疫苗(Gardasil，默沙東公司；針對(duì)HPV6、11、16、18，2006年上市)及九價(jià)疫苗(Gardasil9，默沙東公司；針對(duì)HPV6、11、16、18、31、33、45、52和58，2015年上市)。

2.1 疫苗的效果 用于觀察HPV疫苗效果的評(píng)估端點(diǎn)包括抗體滴度、HPV感染、生殖器疣、高級(jí)別宮頸、外陰、陰道上皮內(nèi)瘤變和癌等，有大量的臨床試驗(yàn)和批準(zhǔn)入市后的隨訪(fǎng)數(shù)據(jù)顯示了疫苗的有效性，雖然結(jié)果因試驗(yàn)設(shè)計(jì)、接種年齡、觀察隨訪(fǎng)時(shí)間、疫苗覆蓋率等因素而有所不同，但總的結(jié)論一致。

隨機(jī)、雙盲、對(duì)照研究HPV001/007/023在平均8.9年的隨訪(fǎng)時(shí)間里，觀察了二價(jià)疫苗對(duì)既往未感染HPV16、18的15～25歲女性的保護(hù)作用。結(jié)果顯示該疫苗對(duì)宮頸HPV16、18相關(guān)的短暫感染、持續(xù)性感染6+個(gè)月、12+個(gè)月、細(xì)胞病理≥ ASC-US、≥ LSIL、組織病理CIN1+、CIN2+的預(yù)防效果分別達(dá)95.6% (95%CI：86.2%，99.1%)、100% (95%CI：84.1%，100%)、100% (95%CI：61.4%，100%)、97.1% (95%CI：82.5%，99.9%)、95.0% (95%CI：68.0%，99.9%)、100% (95%CI：45.2%，100%)、100% (95%CI：-128.1%，100%)；所有接種者HPV16、18血清抗體持續(xù)陽(yáng)性，滴度比自然感染水平高出10倍；針對(duì)該研究建立的數(shù)學(xué)模型，推測(cè)出疫苗誘導(dǎo)的抗體滴度在20年以?xún)?nèi)均可保持效力[6]。另一項(xiàng)臨床試驗(yàn)VIVIANE涉及5747名25歲以上婦女，其中15%有HPV感染史或相關(guān)疾病史，隨訪(fǎng) 7 年，二價(jià)疫苗對(duì) HPV16、18 相關(guān)的持續(xù)感染6+個(gè)月、CIN1+的保護(hù)效力為90.5% (95%CI：78.6%，96.5%)，且對(duì)HPV31 和 HPV45存在交叉保護(hù)作用，持續(xù)感染6+個(gè)月下降了65.8% (95%CI：24.9%，85.8%) 和70.7% (95%CI：34.2%，88.4%)，對(duì)所有HPV亞型相關(guān)的CIN1+的保護(hù)效力為22.9%(95%CI：4.8%，37.7%)[7]。

澳大利亞18～24歲女性在接種四價(jià)疫苗6年內(nèi),與對(duì)照組相比，接種3劑者相關(guān)HPV亞型的感染率下降了86%，接種≥1劑者下降了76%；美國(guó)14～24歲女性接種≥1劑疫苗后6年內(nèi)，感染率下降了89%；這兩個(gè)國(guó)家均發(fā)現(xiàn)同期未接種疫苗的女性相關(guān)HPV型別感染率也呈下降趨勢(shì)(17%～49%)，反映了疫苗接種的群體保護(hù)作用[8，9]。在疫苗覆蓋率高的國(guó)家，如澳大利亞和丹麥，生殖器疣的發(fā)生率明顯下降，澳大利亞實(shí)施疫苗接種計(jì)劃后4年，不同年齡段女性生殖器疣發(fā)生率下降61.6 %～86.7 %，尤其是在接種年齡小的一組中最明顯，在未接種人群中，包括<29歲的男性人群也觀察到這種下降趨勢(shì)(23.0%～39.4%)，得益于女性伴侶接種HPV 疫苗的群體效應(yīng)[10，11]。一項(xiàng)觀察四價(jià)疫苗效果的隨機(jī)對(duì)照研究，涉及17 622名15～26歲女性，最長(zhǎng)隨訪(fǎng)時(shí)間4.9年，在無(wú)HPV感染的人群中，疫苗在預(yù)防HPV16、18相關(guān)的高級(jí)別宮頸、外陰、陰道病變和HPV6、11相關(guān)的生殖器疣方面的效果近乎100%；在已有HPV感染(14個(gè)HPV亞型檢測(cè)結(jié)果陽(yáng)性)的人群中，疫苗也可以降低高級(jí)別宮頸病變(19.0%; 95%CI：7.7%，28.9%)、高級(jí)別外陰、陰道病變(50.7%; 95%CI：22.5%，69.3%)、生殖器疣(62.0%; 95%CI：53.5%，69.1%)、巴氏涂片異常(11.3%; 95%CI：6.5%，15.9%)和宮頸診斷性操作(23.0%; 95%CI：14.2%，31.0%)的發(fā)生率[12]。多數(shù)研究顯示疾病發(fā)生率下降最明顯的為年齡小的一組，如瑞典的一項(xiàng)全國(guó)性研究顯示，接種年齡小于17歲的女性較未接種的對(duì)照組，CIN2+的發(fā)病率下降了64%，接種年齡在17～19歲、20～29歲的女性則分別下降了25%和14%，與年齡越小發(fā)生性生活及HPV暴露的可能性越小有關(guān)[13]。

一項(xiàng)涉及18個(gè)國(guó)家的多中心臨床試驗(yàn)，將9價(jià)疫苗與4價(jià)疫苗進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)9價(jià)疫苗對(duì)預(yù)防由HPV31、33、45、52、58型引起的高級(jí)別宮頸、外陰、陰道(上皮內(nèi)瘤變2級(jí)以上)病變的有效性為97.4%(95%CI：85.0%，99.9%)，產(chǎn)生的 HPV6、11、16、18抗體幾何平均滴度(GMTs)非劣效于四價(jià)疫苗，疫苗效果持續(xù)長(zhǎng)達(dá)6年[14]。美國(guó)已批準(zhǔn)由9價(jià)疫苗取代4價(jià)疫苗在適齡人群中進(jìn)行接種。

2.2 疫苗的安全性 疫苗的安全性已在大范圍臨床應(yīng)用的安全性監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中得到肯定[15，16]。疫苗組多于安慰劑組的不良事件有：接種部位局部反應(yīng)，包括疼痛、腫脹、紅斑、瘙癢等，發(fā)生率>1%；全身反應(yīng)主要包括發(fā)熱、惡心、頭昏、頭痛等；多為一過(guò)性，可自愈。疫苗組和安慰劑組嚴(yán)重不良事件發(fā)生率無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，疫苗組未出現(xiàn)因疫苗相關(guān)的嚴(yán)重不良事件引致的接種終止，臨床試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)與疫苗相關(guān)的死亡病例。相對(duì)4價(jià)疫苗，9價(jià)HPV疫苗的注射部位腫脹、紅斑的發(fā)生率較高，且隨劑型次數(shù)增加其發(fā)生率逐漸升高。由于青少年在接種疫苗后有較高的暈厥風(fēng)險(xiǎn)，因此，推薦其留室觀察至少15 min?，F(xiàn)有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并未發(fā)現(xiàn)孕期接種會(huì)對(duì)產(chǎn)婦以及嬰兒造成不良影響，但仍不建議計(jì)劃妊娠或已妊娠的婦女進(jìn)行接種，在不知懷孕的情況下接種了疫苗也不是終止妊娠的指征，可在分娩后繼續(xù)完成接種計(jì)劃。HPV疫苗無(wú)致病性，哺乳期婦女可以接種。

2.3 疫苗的接種策略 HPV疫苗的影響與覆蓋率有關(guān)，當(dāng)女性人群免疫接種覆蓋率超過(guò)50%時(shí)，可觀察到群體層面的影響，WHO建議所有具備條件的國(guó)家引進(jìn)HPV疫苗開(kāi)展全國(guó)范圍的接種，截至2014年HPV疫苗已經(jīng)在140個(gè)國(guó)家獲批用于生殖器疣和宮頸癌的預(yù)防，在80個(gè)國(guó)家或地區(qū)列入國(guó)家免疫規(guī)劃[17]。

2.3.1 接種對(duì)象 由于在HPV暴露之前接種疫苗產(chǎn)生的免疫保護(hù)作用最強(qiáng)，一般建議在青春期前(11～12歲)及初次性生活前應(yīng)用，在超齡的女性中補(bǔ)種可以擴(kuò)大覆蓋率。目前，疫苗有效性研究的目標(biāo)人群多定位于26歲前?？紤]先前的性生活不可能接觸到疫苗覆蓋的所有HPV亞型，因此，在26歲前無(wú)論是否有性生活或暴露于HPV，均建議接種HPV疫苗。在疫苗相關(guān)HPV亞型呈血清學(xué)陽(yáng)性但HPV DNA陰性(曾經(jīng)感染過(guò)該型HPV)的婦女中，2價(jià)和4價(jià)疫苗都能誘導(dǎo)出與無(wú)HPV暴露女性等效的抗體滴度，對(duì)未來(lái)同型HPV的感染進(jìn)行預(yù)防是可行的[18]。即使患者的HPV DNA檢測(cè)結(jié)果陽(yáng)性也建議接種疫苗，以期更加有效地減少那些已經(jīng)暴露于HPV人群的宮頸癌發(fā)病率，且任一類(lèi)型疫苗接種前均不推薦常規(guī)行HPV DNA檢測(cè)。2價(jià)和4價(jià)疫苗均在25～45歲女性中進(jìn)行了3劑量方案試驗(yàn)，現(xiàn)有研究支持在經(jīng)濟(jì)條件允許時(shí)26 歲以上女性仍可接種HPV疫苗[19，20]。

2.3.2 接種劑量 這3種疫苗均為3針劑型，推薦分別于0、1～2個(gè)月和6個(gè)月各注射1針劑。近期WHO推薦9～14歲女性實(shí)施間隔期為6～12個(gè)月的2劑免疫接種計(jì)劃，因?yàn)橛^察到獲得的抗體反應(yīng)和保護(hù)效力不差于16～26歲女性進(jìn)行3劑接種后的反應(yīng)，減少接種劑量可以減輕經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，提高依從性[21]。疫苗接種后的保護(hù)效應(yīng)能持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，是廣受關(guān)注的問(wèn)題，疫苗誘導(dǎo)的抗體免疫應(yīng)答時(shí)間是關(guān)鍵。各種長(zhǎng)期研究對(duì)此進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，如2價(jià)疫苗誘導(dǎo)的抗HPV16、18有效滴度持續(xù)至少9.4年[6]；注射三劑2價(jià)和4價(jià)疫苗5年后，二者產(chǎn)生的抗HPV16滴度及血清陽(yáng)性率均較高；4價(jià)疫苗抗HPV18的血清陽(yáng)性率和GMTs顯著低于2價(jià)疫苗[22，23]；9價(jià)疫苗誘導(dǎo)的抗HPV16、18反應(yīng)與4價(jià)疫苗類(lèi)似，24個(gè)月后，將近15%的9價(jià)疫苗接種者檢測(cè)不到HPV45抗體，HPV31、33、52和58的血清抗體陽(yáng)性率和GMTs則遵循HPV16抗體的衰減模式[24]。由于HPV疫苗上市使用的時(shí)間有限，疫苗保護(hù)效力的持續(xù)時(shí)間及是否需要加強(qiáng)注射，仍需更多的證據(jù)支持。

由于對(duì)3種HPV疫苗交叉使用的安全性、免疫原性和有效性證據(jù)有限，建議盡量接種同一種疫苗。然而，如果不知道之前接種的疫苗類(lèi)型或無(wú)法獲得相同類(lèi)型的疫苗，可以采用任何一種HPV疫苗完成整個(gè)接種程序。一項(xiàng)研究顯示，對(duì)已經(jīng)完成3劑4價(jià)疫苗接種的女性補(bǔ)接種9價(jià)疫苗，所產(chǎn)生的抗HPV16、18的滴度比僅接種9價(jià)疫苗的女性高2～3倍，出現(xiàn)了回憶反應(yīng)；然而產(chǎn)生的抗HPV31、33、45、52、58滴度明顯低于單獨(dú)接受9價(jià)疫苗的女性，無(wú)法提供相應(yīng)HPV型別感染保護(hù)，因此不推薦既往完成4價(jià)疫苗接種的個(gè)體再次接種9價(jià)疫苗[25]。

現(xiàn)有疫苗不能覆蓋所有高危HPV亞型，不能提供100%的保護(hù)，也不能清除已有的HPV感染或治療HPV相關(guān)疾病，疫苗接種不能代替篩查，接受疫苗接種者仍需定期篩查，二者結(jié)合才能降低宮頸癌的發(fā)病率、死亡率。

總之，以宮頸癌為代表的HPV感染相關(guān)疾病仍是發(fā)展中國(guó)家高發(fā)病率、高死亡率的疾病。據(jù)估計(jì)，2012年我國(guó)新發(fā)宮頸癌6.17萬(wàn)例，死亡2.95萬(wàn)例[26]。應(yīng)用安全有效的HPV疫苗，從根本上阻斷高危型HPV傳播是預(yù)防宮頸癌的有效措施。我國(guó)HPV疫苗的推廣使用比西方發(fā)達(dá)國(guó)家晚了10年時(shí)間，因此利用各國(guó)經(jīng)驗(yàn)，建立起包括疫苗接種、人群篩查、早期診治等措施的官頸癌綜合防治體系，研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的HPV疫苗，對(duì)我國(guó)宮頸癌全面防控意義深遠(yuǎn)。