轮状病毒，作为全球婴幼儿腹泻的主要病原体之一，几乎影响着每一位五岁以下的儿童。据世界卫生组织估计，2013年全球约有22万名五岁以下儿童因轮状病毒感染而丧生。一项基于2016年全球疾病负担的研究显示，当年全球五岁以下儿童中约有2.58亿例轮状病毒感染，导致约12.85万人死亡。在中国，约半数的五岁以下婴幼儿因腹泻住院，且轮状病毒检测呈阳性。轮状病毒感染具有季节性，主要发生在十月至二月，尤其影响婴儿和三岁以下儿童。随着轮状病毒疫苗的引入，与轮状病毒感染相关的死亡人数显著下降。
自20世纪80年代以来，多种形式的轮状病毒疫苗被研发用于预防感染。目前，单价或多价减毒活疫苗在全球范围内广泛使用。所有减毒活轮状病毒疫苗的保护效率约为75%，发达国家的疫苗保护率高于发展中国家。例如，五价人-牛重组轮状病毒活疫苗对重症胃肠炎的有效率高达98.0%。在中国的一项临床研究中，RotaTeq™对不同严重程度的轮状病毒胃肠炎的有效率为69.3%，对重症胃肠炎的有效率为78.9%。在发达国家，如欧洲，对G1、G2、G3、G4和G9型轮状病毒感染的有效率为85%-96.4%，而在发展中国家，有效率有所降低。
目前全球可用的轮状病毒疫苗均为口服减毒活疫苗，尚无批准的灭活疫苗。减毒活疫苗存在一定的安全风险，因此迫切需要一种更安全、更有效的新型疫苗。
灭活疫苗不会造成外来因素的污染和毒力逆转，且不会引起肠套叠，易于与其他疫苗结合。
随着研究的深入，新型疫苗如非复制型疫苗已进入临床试验阶段。例如，基于G1P毒株的新候选疫苗在小鼠、大鼠、兔和猪模型上显示出良好的免疫力和保护性。近期，中国医学科学院医学生物学研究所开发了一种新型灭活轮状病毒疫苗，并与中国协和医科大学、云南省重大传染病疫苗研发重点实验室、中国河南省疾病预防控制中心、中国食品药品检定研究院对该疫苗的免疫原性和安全性进行了初步评估，研究在河南睢县进行，结果发表于Vaccine期刊。
doi:10.1016/j.vaccine.2024.05.014
该疫苗使用从中国云南省昭通市一名腹泻儿童的粪便中分离出的人源野生型轮状病毒ZTR-68-A（G1P）。ZTR-68-A（基因型G1-P-I1-R1-C1-M1-A1-N1-T1-E1-H1），由中国医学科学院医学生物学研究所生产。病毒在无血清的MEM培养基中以0.1的MOI在Vero细胞中培养，通过离心澄清，然后通过超滤浓缩。病毒纯化采用离子交换色谱和分子筛色谱进行。病毒用甲醛灭活，并添加氢氧化铝佐剂生产，评估了该疫苗在河南睢县成年人群中的安全性和免疫原性。临床前研究表明，该灭活轮状病毒疫苗能够诱导血清中和抗体，并在动物模型中提供保护。
I期试验是一项随机、双盲、安慰剂对照设计。每组疫苗组分为低、中、高3个剂量组，每个剂量组疫苗与安慰剂的比例为3：1。在分析疫苗时，将3个剂量组的安慰剂人群合并，使疫苗与安慰剂的比例为1：1。疫苗和安慰剂的样本量为每个剂量组32例。成立了数据安全监测委员会(DSMB)对临床试验进行风险评估，以确保安全性和标准化(图1)。
图1.参与者通过该路径的流程图
在成人(18-49岁)组中，96名接受了试验疫苗接种并至少从一次安全性评估中获得信息的成年人被纳入安全性分析。在完全接种疫苗后0-30天内共记录了84起不良事件，总共发生了42起相关不良事件。在完全接种疫苗后0-28天内，不同剂量组的不良事件发生率或严重程度(局部不良事件、全身性不良事件和总不良事件)、不良反应、症状性不良事件和症状性不良反应与安慰剂组相比没有显著差异。
与试验疫苗相关的不良事件的症状/异常实验室标记：在完全免疫后0-28天，出现包括丙氨酸氨基转移酶异常、淋巴细胞计数异常、天冬氨酸氨基转移酶异常、头痛、肢体不适、发热、接种部位疼痛、接种部位瘙痒和腹泻。与安慰剂组相比，不同剂量组相关症状的发生率在统计学上没有显著差异。
在不良事件严重性方面，试验组主要为1级和2级，所有相关不良事件均为1级。未记录任何SAE。全程接种后，18~49岁组有1例3级或以上非相关性不良事件，发生在第二次接种疫苗后0~28d，安慰剂组有1例出现“尿糖异常”症状。
与试验疫苗相关的3级不良事件发生率为0(表1和表2)。
表1成人组在完全接种疫苗后0-30天按类型分类的不良事件发生率
表2成人组在完全接种疫苗后0-30天按类型分类的不良反应发生率
成人组对测试疫苗的局部不良反应包括接种部位疼痛和瘙痒；全身不良反应包括发热、头痛、腹泻和肢体不适。不良反应分级为1级
安慰剂组共发生疫苗相关不良事件7例，低剂量组发生疫苗相关不良事件3例，中剂量组发生疫苗相关不良事件12例，高剂量组发生疫苗相关不良事件10例。
安慰剂组、低剂量组、中剂量组和高剂量组的总不良事件发生率分别为29.17%、12.50%、50.00%和41.67%，试验组与安慰剂组之间无显著差异。
不同剂量组间比较，中剂量组总不良反应发生率高于低剂量组，差异有统计学意义。
中剂量组与高剂量组之间差异无统计学意义。
高剂量组总不良反应发生率高于低剂量组，差异有统计学意义。
安慰剂组、低剂量组、中剂量组、高剂量组局部不良反应发生率分别为20.83%、4.17%、37.50%、37.50%，各试验组与安慰剂组比较差异无统计学意义。
不同剂量组间比较，中剂量组局部不良反应发生率高于低剂量组，差异有统计学意义。
中剂量组与高剂量组之间差异无统计学意义。
高剂量组局部不良反应发生率高于低剂量组，差异有统计学意义
安慰剂组、低剂量组、中剂量组、高剂量组的全身不良反应发生率分别为8.33%、8.33%、16.67%、8.33%，与安慰剂组比较差异无统计学意义。
不同剂量组之间的差异在统计学上也没有统计学意义。
在安慰剂组或低、中、高剂量组中没有发生3级或更高级别的不良反应。症状性不良反应方面，安慰剂组、低剂量组CICI分别为20.83%(7.13~42.15)、4.17%(0.11~21.12)、33.33%(15.63~55.32)、33.33%(15.63~55.32)，各试验组与安慰剂组比较差异无统计学意义。
接种部位瘙痒发生率中剂量组与安慰剂组比较为0.00%、0.00%、4.17%、4.17%，高剂量组与安慰剂组比较为4.17%
安慰剂组和低、中、高剂量组的丙氨酸氨基转移酶异常发生率和95%CI分别为4.17%、0.00%、0.00%和0.00%，各试验组与安慰剂组比较差异无统计学意义。与安慰剂组相比，差异没有统计学意义。
在相同的四组中，淋巴细胞计数异常、天冬氨酸转氨酶水平升高、头痛、四肢不适、发热和腹泻的发生率在任何试验组与安慰剂组相比都没有显著差异(表3)。
表3 成人组使用试验疫苗和安慰剂进行全面免疫的不良反应分级分析
中和抗体效价测定结果显示，与安慰剂组相比，低剂量组小鼠全免后28d的中和抗体几何平均水平为583.01(447.12~760.20)，几何均数(GMI，95%CI)为1.106(0.704~1.738)。
中剂量组完全免疫后第28天中和抗体几何平均滴度为899.34(601.73~1344.14)。与低剂量组相比，GMI(95%CI)为1.543(0.965-2.465)。
高剂量组中和抗体的几何平均滴度为1055.24(876.28~1270.75)，与中剂量组比较的几何平均滴度(95%CI)为1.173(0.759~1.814)。
可见，中和抗体呈剂量依赖关系。
与免疫前比较，中和抗体全程免疫后28d，安慰剂组为1.30(1.00~1.69)，低剂量组为1.04(0.92~1.18)，中剂量组为1.41(1.06~1.88)，高剂量组为2.36(1.99~2.79)。结果表明，中和抗体的GMI随剂量的增加而增加。
安慰剂组全程免疫后中和抗体阳转率为4.17%(0.11~21.12)，低剂量组为0.00%(0.00~14.25)，中剂量组为4.17%(0.11~21.12)，高剂量组为20.83%(7.13~42.15)。结果表明，只有高剂量组在接种后产生阳性中和抗体(表4，图2a)。
表4成年组全程免疫后第28天轮状病毒中和抗体GMT比较
注：中和抗体阳性转移是指免疫前抗体为阴性，免疫后抗体为阳性(抗体效价小于1：8为阴性，大于或等于1：8为阳性)，否则为免疫前抗体阳性，免疫后抗体水平较基线增加4倍
图2疫苗诱导的抗轮状病毒中和、免疫球蛋白、免疫球蛋白A抗体滴度的动态变化
(a)中和抗体滴度；
(b)免疫球蛋白抗体滴度；
(c)免疫球蛋白A抗体滴度。
免疫前时间点为首次免疫后0天，强化免疫前时间点为首次免疫后28天，加强免疫后14天为首次免疫后42天，完全免疫后28天为首次免疫后56天。采血窗为免疫后第4天+3天，免疫后第14天+7天，免疫后28天+10天，免疫后90天和180天+15天。
低剂量组免疫后28天血清特异性免疫球蛋白的几何平均滴度(95%CI)为3444.26(2292.35~5175.02)，低剂量组和安慰剂组免疫后28天的几何平均滴度(95%CI)为2.245(1.321~3.816)。
中剂量组GMT为6888.55(4426.67~10719.6)，与低剂量组比较，GMI(95%CI)为2.000(1.114~3.590)。
高剂量组全程免疫后28d抗体几何平均滴度为7511.99(3988.27~14149.0)。与中剂量组相比，全程免疫后第28天的GMI值(95%CI)为1.091(0.514~2.312)。
血清特异性免疫球蛋白GMI呈剂量相关关系。
完全免疫后28d，与免疫前相比，安慰剂组免疫球蛋白GMI为0.99(0.64~1.53)，低剂量组为2.00(1.22~3.28)，中剂量组为2.75(1.86~4.07)，高剂量组为6.83(3.50~13.32)。结果表明，随着剂量的增加，免疫球蛋白有一定的倍数增加。
安慰剂组完全免疫后28d抗体阳转率为16.67(4.74~37.38)，低剂量组为33.33(15.63~55.32)，中剂量组为33.33(15.63~55.32)，高剂量组为79.17(3.50~13.32)。结果表明，只有高剂量组才能产生高于79%的血清抗体阳转率，表现出剂量相关性(表5，图2B)。
表5成年组全程免疫后第28天血清轮状病毒特异性免疫球蛋白GMT比较
注：抗体转换阳性是指免疫前抗体为阴性，免疫后抗体为阳性(抗体效价小于等于1：16为阴性，大于1：16为阳性)，否则为免疫前抗体阳性，免疫后抗体水平较基线增加4倍。
与安慰剂组比较，低剂量组免疫后28天血清特异性免疫球蛋白A的几何平均滴度(95%CI)为2332.14(1538.82~3534.45)，免疫球蛋白A的几何平均滴度(95%CI)为2.709(1.590~4.613)。
中剂量组完全免疫后28d的IgAGMT为4800.98(2986.64~7717.50)，与低剂量组比较，GMI值为2.059(1.114~3.804)。
高剂量组免疫后28d的免疫球蛋白GMT为3204.30(2175.66~4719.27)，与中剂量组比较GMI值为0.667(0.368~1.211)。
血清特异性IgA的GMI呈剂量相关关系。
与免疫前比较，安慰剂组免疫后28d IgA的GMI为0.60(0.46~0.80)，低剂量组为1.57(0.94~2.62)，中剂量组为3.36(2.49~4.55)，高剂量组为3.67(2.55~5.27)。安慰剂组免疫后28d血清IgA阳转率为0.00(0.00~14.25)，低剂量组为20.83(7.13~42.15)，中剂量组为54.17(32.82~74.45)，高剂量组为45.83(25.55~67.18)(表6，图2C)。
表6 成年组完全免疫后第28天血清轮状病毒特异性IgA的GMT比较
注：IgA抗体转换阳性是指免疫前抗体为阴性，免疫后抗体为阳性(抗体效价小于1：8为阴性，大于或等于1：8为阳性)，否则为免疫前抗体阳性，免疫后抗体水平较基线值增加4倍。
这项I期随机、双盲、安慰剂对照试验在中国河南省睢县进行，纳入96名的健康成年人。受试者被随机分配到三组(高剂量、中剂量和低剂量)之一，按3：1的比例接受一剂疫苗或安慰剂。报告每个剂量后最多28天的不良事件和所有剂量后最多6个月的严重不良事件。用微量中和试验测定抗轮状病毒中和抗体的几何平均滴度和血清转换率。
总不良事件发生率：安慰剂组、低剂量组、中剂量组、高剂量组分别为29.17%(12.62%~51.09%)、12.50%(2.66%~32.36%)、50.00%(29.12%~70.88%)、41.67%(22.11%~63.36%)，试验组与安慰剂组比较差异无统计学意义。
成年组中和抗体几何平均滴度：中和抗体测定结果显示，低剂量组为583.01(95%CI：447.12~760.20)，中剂量组为899.34(95%CI：601.73~1344.14)，高剂量组为1055.24(95%CI：876.28~1270.75)。
免疫后28d血清特异性免疫球蛋白GMT：低剂量组为3444.26(95%CI：2292.35~5175.02)，中剂量组为6888.55(95%CI：4426.67~10719.6)，高剂量组为7511.99(95%CI：3988.27~14149.0)。
免疫后28d血清特异性IgA：低剂量组的几何平均滴度为2332.14(95%CI：1538.82~3534.45)，中剂量组为4800.98(95%CI：2986.64~7717.50)，高剂量组为3204.30(95%CI：2175.66~4719.27)。
在安全性方面，不良事件主要为1级和2级，表明疫苗的安全性在健康成年人群可接受的范围内。综合各试验组主要免疫原性终点的GMT和中和抗体阳性转移率，初步观察到18~49岁成人高剂量组中和抗体水平高于中、低剂量组。这种新型轮状病毒灭活疫苗在成人中一般耐受性良好，该疫苗在成人中具有免疫原性(ClinicalTrials.gov编号，NCT04626856)。
经过数载潜心研究，中国医学科学院医学生物学研究所成功研制并生产出用于临床试验的新型轮状病毒灭活疫苗。通过严谨的毒株分离、筛选与鉴定，研究团队获得了一株生物学、免疫学及遗传学特性俱佳的疫苗生产菌株ZTR-68-A。研究团队精心构建了感染力、遗传稳定性及免疫原性卓越的三个等级种子批次，并通过生产工艺的优化与疫苗质量控制体系的完善，确保了疫苗在多批次大规模制备中的稳定性与同质性。已通过的良好实验室实践证实，该疫苗具备卓越的安全性。短期、中期及长期稳定性试验初步显示，疫苗在2-8◦C条件下可长期保持稳定。凭借详尽的临床前研究成果，研究团队得以顺利推进轮状病毒灭活疫苗的临床第一阶段试验。
研究团队发现，新研发的轮状病毒灭活疫苗能够有效激发人体产生针对轮状病毒的特异性中和抗体。大剂量轮状病毒灭活疫苗可诱导出高水平的中和抗体及Ig G、Ig A抗体，其几何平均滴度高达1055.24(95%CI：876.28~1270.75)，全程免疫28天后，抗体滴度显著提升2.36倍。高剂量组全程免疫后28天的免疫球蛋白GMT为7511.99(95%CI：3988.27~14149.0)，增幅达6.83倍；结果表明，高剂量免疫球蛋白与Ig A的免疫原性显著优于中、低剂量。
在抗体发展方面，免疫球蛋白抗体与Ig A抗体的多样性增长优于中和抗体。这些结果充分证明，轮状病毒灭活疫苗具备出色的免疫原性，能够有效刺激抗轮状病毒中和抗体、Ig G抗体及Ig A抗体的产生，且剂量越高，抗体效价越显著。
在18-49岁的成年人中，轮状病毒的中和抗体、免疫球蛋白抗体及Ig A抗体水平均有所体现。各剂量组免疫前中和抗体GMT介于406.35~635.92，Ig G抗体GMT为1100.58~2506.76，Ig A抗体GMT为873.56~1,488.43。这些数据提示，免疫后中和抗体、免疫球蛋白抗体及Ig A抗体效价的低倍增可能与18~49岁成人中已存在的抗轮状病毒抗体有关。轮状病毒交叉中和抗体水平是评估轮状病毒疫苗的重要指标。
本研究聚焦于18-49岁成人群体中轮状病毒灭活疫苗的安全性与初步免疫原性，研究团队将在疫苗的Ⅱ期临床试验中进一步评估其针对不同G型和P型轮状病毒的交叉中和抗体表现。
在疫苗研发过程中，需综合考量疾病的流行病学特征、致病机制、免疫学原理及疫苗学理论，以筛选出最适宜用于疫苗生产的菌株，从而使疫苗达到最佳的预防效果并广泛应用于临床。疫苗的形式多样，包括减毒活疫苗、全病原体灭活疫苗及基因工程疫苗等，其选择应基于病原菌的特性及技术可行性。从工艺开发的角度出发，依据病原菌的生物学特性及疫苗制备所采用的细胞基质，筛选出理想的菌株是确保产品高产且安全有效的关键环节。
在轮状病毒疫苗毒株的研究中，研究团队自流行区域的患病儿童中分离出具有广泛流行病学意义的轮状病毒G1P，并将其作为疫苗开发的候选毒株。研究团队综合分析了全球主要流行毒株、中国轮状病毒的流行现状及疫苗交叉保护数据，结合多个分离株的流行病学研究，进行了系统的毒株生物学、病原学、遗传学及免疫学分析，最终成功开发出轮状病毒灭活疫苗，并初步证实了其免疫原性和安全性。
在安全性评估方面，研究疫苗在健康成年人群中主要引发1级和2级不良事件，表明其安全性在可接受范围内。此外，基于试验组关键免疫原性终点的GMT及阳性中和抗体转移率，研究团队初步观察到，在18-49岁的成年组参与者中，高剂量疫苗诱导的中和抗体效力显著优于中、低剂量疫苗。
参考文献
Wu JY, Zhang W, Pu J, et al. A randomized, double-blind, placebo-controlled phase I clinical trial of rotavirus inactivated vaccine (Vero cell) in a healthy adult population aged 18-49 years to assess safety and preliminary observation of immunogenicity. Vaccine. Published online May 24, 2024. doi:10.1016/j.vaccine.2024.05.014