曹慧綜述,王珣審校
北京生物制品研究所有限責任公司質(zhì)量保證部,北京 100176
結(jié)核?。╰uberculosis,TB)是由結(jié)核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)感染引起的一種較常見的慢性、消耗性傳染病,也是單一感染源導致死亡的首要原因。Mtb主要通過呼吸道經(jīng)飛沫傳播,臨床上以肺部感染最為常見[1]。大多數(shù)感染者無癥狀,稱為結(jié)核分枝桿菌潛伏感染(latent tuberculosis infection,LTBI)。若不進行治療,10%的潛伏感染患者會進展為活動性TB(active tuberculosis),若未經(jīng)有效治療,活動性TB的死亡率可達66%[2]。TB的典型癥狀包括慢性咳嗽、咳血、發(fā)燒、夜間潮熱以及體質(zhì)量減輕[3]。
世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)發(fā)布的《2022 年全球結(jié)核病報告》中顯示,2021 年全球新發(fā)TB 患者1 060 萬,發(fā)病率為134/10 萬[4]。我國2021 年估算TB 新發(fā)患者數(shù)為78.0 萬,發(fā)病率為55/10 萬;2020 年估算TB 新發(fā)患者數(shù)為84.2 萬,發(fā)病率為59/10萬[4]。在30個TB高負擔國家中,我國估算TB 發(fā)病數(shù)排第3 位,僅次于印度尼西亞(96.9萬)和印度(295 萬)[4]。SARS-CoV-2 大流行對TB 診療服務(wù)的可及性以及TB 負擔產(chǎn)生了嚴重影響。全球在2019 年前所取得的防控進展已放緩、停滯甚至逆轉(zhuǎn),TB 死亡絕對人數(shù)較2019 年之前有所上升,2021年,我國HIV陰性TB患者死亡人數(shù)估算為3萬,TB死亡率為2.1/10萬[5]。2020年,在30個TB高負擔國家中,大多數(shù)國家的TB死亡人數(shù)均有所增加[5]。預計2020 年TB 將成為僅次于COVID-19 的第2 大單一感染源導致死亡的原因[5]。
據(jù)2016年WHO報告,全球新發(fā)TB病例1 040萬,兒童占10%,其中耐多藥結(jié)核?。╩ultidrug-resistant tuberculosis,MDR-TB)48萬例,此外還有10萬例耐單藥利福平TB 患者[6]。WHO 預測,2018 — 2020 年,TB 高負擔國家的結(jié)核感染及發(fā)病特點將是MDR-TB和艾滋病合并TB(TB/HIV)[6]。面對MDR-TB 的嚴重威脅,研發(fā)新的預防及治療手段迫在眉睫。而新型抗生素的研發(fā)周期長,且細菌耐藥的發(fā)展速度遠快于新藥的研發(fā)速度。因此,疫苗接種是減少抗生素消耗和減緩抗生素耐藥性發(fā)展的有效策略之一。
BCG 是目前唯一批準使用的最廣泛的預防TB疫苗,已被納入WHO 推薦的兒童免疫計劃,主要由于其對兒童結(jié)核性腦膜炎和粟粒性肺結(jié)核的有效性、在世界貧困國家使用的成本效益以及在人類中使用的安全性[7]。目前,全球有超過40 家制造商生產(chǎn)BCG 疫苗[8]。本文從BCG 的發(fā)展史、改良措施和適應證等方面對BCG最新研究進展作一綜述。
法國科學家Calmette 和Guerin 在1908 年將分離出的牛型Mtb 有毒株經(jīng)13 年231 次連續(xù)培養(yǎng)和傳代,在1921年獲得牛型Mtb減毒株,并證實其對人體無致病性[9]。為紀念兩位科學家,研究者將該疫苗命名為BCG。1921 年,法國批準將BCG 用于預防新生兒TB,并獲得顯著效果,能夠降低越90%的TB 死亡率。1924 年,巴斯德研究所將BCG 的培養(yǎng)物運送到世界各地不同實驗室,進行進一步繁殖并用于疫苗生產(chǎn)。1928 年以后,BCG 在全球廣泛使用[10]。至20世紀40年代,多項臨床研究均證實了BCG 對兒童TB 的保護作用[11]。WHO 在20 世紀60 年代制定了BCG 接種策略[9]。1974 年,BCG 被WHO 納入擴大免疫規(guī)劃[12]。
BCG 菌株經(jīng)全球不同實驗室長期傳代后,出現(xiàn)了數(shù)十種不同的子菌株,這些菌株在基因組學、免疫原性和毒力特性等方面均表現(xiàn)出顯著差異。BCG 缺乏編碼多種毒力因子和重要T 淋巴細胞抗原的基因片段,如ESX1 分泌系統(tǒng)的早期分泌靶蛋白-6(early secretory antigenic target-6,ESAT-6)和培養(yǎng)濾液蛋白-10(culture filtrate protein-10,CFP-10)[13]。以1927 年為分界點,研究者將BCG 菌株分為早期BCG 株和晚期BCG 株[9]。早期BCG 株包括:①經(jīng)13 年231 次連續(xù)傳代發(fā)生了RD1 區(qū)域缺失(1908— 1921 年)的牛型Mtb弱毒株;②由缺失了RD1區(qū)域的牛型Mtb弱毒株再次發(fā)生串聯(lián)重復序列DU2-Ⅰ和DU2-Ⅱ片段的插入等變異,形成Russia(1924 年)、Japan(1925 年)、Moreau(1925 年)和Birkhaug 株(1927 年);③由缺失了RD1 區(qū)域的牛型Mtb 弱毒株發(fā)生串聯(lián)重復序列IS6110 的缺失形成Sweden 株(1926 年)。晚期BCG株是在發(fā)生了串聯(lián)重復序列IS6110缺失的基礎(chǔ)上又發(fā)生了RD2 區(qū)域的缺失,包括:①發(fā)生了N-RD18 區(qū)域缺失和串聯(lián)重復序列DU2-Ⅳ插入的菌株,形成Tice(1934年)、Frappier(1937年)、Phipps(1938年)和Pasteur株(1961年,為代表株)等;②發(fā)生了串聯(lián)重復序列DU2-Ⅲ片段插入的菌株,形成Prague(1946年)、China(1947 年)、Glaxo(1954 年,為代表株)和Danish株(1961年)等。目前國際上主要使用的BCG生產(chǎn)用菌株有BCG-Pasteur(1173P2)、BCG-Danish(Copenhagen1331)、BCG-Japan(Tokyo172)等[14]。
自1921 年問世以來,BCG 接種兒童已超過40億[15]。據(jù)統(tǒng)計,截至2020年,全球已有153個國家實施普遍接種BCG 的政策,其中115 個國家的接種覆蓋率超過80%,87個國家的接種覆蓋率超過90%[16]。對于以歐美等為主的發(fā)達國家,考慮到該疾病發(fā)病率低,具備充足的醫(yī)療資源可充分控制疾病,且接種疫苗可能干擾體檢結(jié)果等原因,這種疫苗的接種逐漸被邊緣化,未實施普遍接種,接種覆蓋率不高;而對于欠發(fā)達地區(qū),由于營養(yǎng)欠佳、環(huán)境惡劣及防治知識匱乏等原因?qū)е耇B 高發(fā),只能依賴于普遍接種BCG 來控制發(fā)病率。盡管BCG 可有效預防對嬰幼兒具有高致死性的結(jié)核性腦膜炎和粟粒性肺結(jié)核,但大量的流行病學調(diào)查研究表明,BCG 對于青少年和成人肺結(jié)核的保護效果并不理想,其免疫保護力介于0 ~ 80%之間,差異性極大[15]。且保護效果會隨著接種時間的延長逐步下降,保護時限僅5 ~ 10年[16]。此外,BCG 對降低暴露后感染風險及感染病例無效,且不能用于免疫低下人群如艾滋病患者等的接種。因此,對BCG 的改良和研發(fā)新的抗TB疫苗十分必要。
2.1 改變免疫途徑 BCG 是目前唯一采用皮內(nèi)注射的疫苗(其他疫苗一般是肌肉或皮下注射)[17]。有研究表明,通過靜脈注射途徑接種BCG 的保護作用更強,研究發(fā)現(xiàn),通過靜脈注射途徑給恒河猴接種BCG比皮內(nèi)注射BCG或皮內(nèi)注射并通過氣管內(nèi)加強接種可產(chǎn)生更好的保護作用[18]。一項針對恒河猴的更大規(guī)模研究通過18F-氟脫氧葡萄糖進行正電子發(fā)射斷層掃描-計算機斷層掃描(PET-CT)成像證實了靜脈注射BCG 所提供的改善的保護作用,在血液、脾臟、支氣管肺泡灌洗液和肺淋巴結(jié)中誘導了更多的抗原特異性CD4+和CD8+T 細胞免疫應答,且靜脈注射的10只動物中有9只受到高度保護,其中6只未觀察到任何肺部病變[19]。另一項研究顯示,給小鼠靜脈注射BCG 還可改變造血干細胞的分化,促進骨髓生成,并增強骨髓源性巨噬細胞的活化[20]。此外,該研究還表明,與皮下注射相比,靜脈注射BCG 后7 個月內(nèi)仍可在骨髓中檢測到BCG 的存在,表明BCG 與免疫系統(tǒng)的相互作用時間較長。但給人類靜脈注射這種具有復制能力的細菌仍需進行完善的安全性和有效性研究,因為BCG作為減毒株,仍可能在免疫抑制個體中誘發(fā)包括播散性疾病在內(nèi)的風險。
除靜脈注射外,將BCG 直接遞送至黏膜或肺部的其他遞送途徑也值得探索。與靜脈注射相比,氣霧接種BCG可減少細菌傳播及肺部細菌荷載量[21]。給小鼠鼻內(nèi)接種BCG比皮內(nèi)注射能誘導肺部更好的保護,誘導表達PD-1+KLRG1 細胞表面表型的抗原特異性組織駐留T 細胞表型比例增加[22]。有研究比較了恒河猴鼻內(nèi)和皮內(nèi)接種BCG之間的保護效力差異,發(fā)現(xiàn)通過支氣管內(nèi)灌注免疫的恒河猴感染Mtb 明顯延遲,甚至完全不感染,而所有未免疫和皮內(nèi)免疫BCG的動物均會受到感染并隨后發(fā)展為TB[23]。另外,通過舌下途徑接種BCG也可對小鼠產(chǎn)生較好的保護作用[22]。研究者仍需更好地了解如何最大限度地發(fā)揮肺部的有效免疫反應,同時避免過度的免疫激活。
2.2 改變接種程序 應用初免-加強策略最簡單和最方便的方法是復種BCG。但以往的大型隨機臨床試驗表明,BCG復種對TB預防無效[24-25]。2018年,WHO也公布了同樣的結(jié)論,即不建議進行BCG 復種[26]。但最近的一項QFT-G(QuantiFERON Gold,應用酶聯(lián)免疫吸附法檢測經(jīng)結(jié)核特異性抗原ESAT-6、CFP-10和TB7.7刺激后產(chǎn)生IFNγ 的濃度來診斷結(jié)核感染的一種免疫學方法)臨床試驗表明,陰性青少年復種BCG是安全的,可顯著改善BCG特異性CD4+T細胞反應,而不是特異性CD8+T 細胞反應[27]。值得注意的是,在TB 高發(fā)地區(qū),BCG 復種雖不能阻止QFT 的初始轉(zhuǎn)換,但對持續(xù)QFT 轉(zhuǎn)換的效力達45.4%,而候選疫苗H4∶IC31的效力僅為30.5%。持續(xù)的QFT轉(zhuǎn)換可能反映了持續(xù)的Mtb 感染或由潛伏期進展為活動期肺結(jié)核。此研究表明,BCG復種有助于預防Mtb持續(xù)感染,具有重要的公共衛(wèi)生意義。
BCG 的免疫效力會受到感染狀況的影響,這是導致BCG 免疫效力多變的原因之一[27]。因此,觀察BCG復種是否會受Mtb感染的影響非常重要,2021年,全球約有1/4 人口屬于LTBI。BCG 復種可短暫激活BCG 特異性CD4+、CD8+和γδ T 細胞反應,且能持續(xù)至少1 年的增強高特異性自然殺傷(natural killer,NK)細胞和T 細胞應答[28],提示BCG 復種可能產(chǎn)生額外的免疫反應。但BCG 復種對LTBI 患者的保護性仍需進一步研究。
近年來,除了對免疫途徑和接種程序進行改良外,研究者還致力于對BCG 自身的改良和TB新型候選疫苗的研發(fā),迄今已研發(fā)出超過200 款候選疫苗,其中一些疫苗已成功進入Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗,主要有重組疫苗、病毒載體疫苗、亞單位疫苗、核酸疫苗和滅活疫苗。見表1。
表1 部分新型TB疫苗研究進展Tab.1 Advances in some novel TB vaccines
成功的BCG 加強免疫疫苗應該不僅可以預防原發(fā)結(jié)核感染,還可以延緩潛伏感染者的疾病進展。在最近完成的Ⅱ期臨床試驗中,M72/AS01E 可為49.7%的成年人LTBI 者提供持續(xù)至少3 年的預防活動性肺結(jié)核的免疫保護,而且未發(fā)現(xiàn)該疫苗療效在年齡或性別上存在差異,這對于開發(fā)新的TB 疫苗具有重要意義。值得注意的是,無論在TB 流行地區(qū)還是低危地區(qū),以及接種對象的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療狀況如何,M72/AS01E 在HIV 感染者中均具有臨床可接受的安全性和免疫原性[29]。雖然HIV 陽性人群更容易患TB,但WHO 不建議HIV 陽性的嬰兒接種BCG,因此,亟需一種有效的TB 疫苗可以安全地為艾滋病患者接種,預計M72/AS01E 將填補該空白。
采用基因工程技術(shù)改造的BCG 稱為重組BCG(recombinant BCG,rBCG)[30],根據(jù)疫苗設(shè)計的策略可分為:①過表達BCG中已有的免疫優(yōu)勢抗原;②插入BCG 中缺失的Mtb 優(yōu)勢抗原;③引入表達外源蛋白的基因以增強細胞免疫反應[31-32]。由柏林馬克斯·普朗克感染生物學研究所研發(fā)的rBCG VPM1002 目前正在進行Ⅲ期臨床試驗。VPM1002 使用BCG Prague亞型菌株,過表達李斯特菌溶菌素O。李斯特菌溶菌素O 可穿透吞噬體膜,使BCG 的菌體和DNA暴露于細胞表面,從而潛在增強CD8+T 細胞的活化[33]。在BALB/c 小鼠氣溶膠感染模型中,與BCG相比,單次免疫106CFU VPM1002 可顯著降低小鼠肺部Mtb 載量。在一項隨機、開放標簽的Ⅱ期臨床試驗中(NCT01479972),入組48 名新生兒,6 個月的隨訪結(jié)果表明,VPM1002 在新生兒中具有良好的安全性、耐受性和免疫原性[34-35]。AFRO-1 是一種過表達Mtb 抗原Ag85A、Ag85B、TB10.4 和產(chǎn)氣莢膜梭菌產(chǎn)氣溶酶O的rBCG。氣溶酶O可幫助抗原逃逸至細胞質(zhì)中。與BCG 相比,接種AFRO-1 的C57BL/6小鼠對Mtb(HN878 株)感染表現(xiàn)出增強的免疫應答和存活率[36]。AFRO-1 在嚴重聯(lián)合免疫缺陷(severe combined immunodeficiency,SCID)小鼠中也表現(xiàn)出良好的安全性。MUSTAFA 等[37]研究表明,小鼠和豚鼠接種表達ESAT-6的rBCG后,能夠分泌ESAT-6,并保護其免受Mtb 感染。rBCG-CMX 系在BCG 中表達由Mtb Ag85C、MPT51 和HspX 免疫優(yōu)勢表位組成的融合蛋白(CMX),與未免疫組相比,皮下免疫106CFU rBCG-CMX 的BALB/c小鼠誘導出更高數(shù)量的Th1、Th17和多功能特異性T細胞;與BCG相比,接種rBCGCMX疫苗顯著降低了由Mtb攻擊引起的肺部病變的擴展以及肺部細菌負荷[38]。
BCG 接種會激活單核細胞、巨噬細胞以及NK細胞等固有免疫細胞,提升炎性因子的表達。如BCG靜脈接種可促進造血干細胞向中性粒細胞和巨噬細胞分化,并誘導表觀遺傳學修飾和代謝改變,進而提高促炎因子IL-1β和TNF-α的基因轉(zhuǎn)錄,激發(fā)固有免疫,對其他病原體,如非Mtb、病毒等產(chǎn)生非特異性免疫保護。
4.1 BCG的抗腫瘤作用
1990年,F(xiàn)DA 批準BCG 膀胱灌注用于淺表膀胱癌(non-muscle-invasive bladder cancer,NMIBC)的治療。NMIBC主要分為3個階段:Ta、T1和CIS。Ta:腫瘤細胞局限于上皮組織;T1:腫瘤細胞侵襲至上皮下結(jié)締組織;CIS:原位癌。BCG 膀胱內(nèi)灌注一般是從活檢確診為CIS 或Ta 及T1 術(shù)后1 周內(nèi)開始,首期治療持續(xù)6 周,每周灌注1 次,并在之后的第3、6、12、18、24、30、36 月進行維持治療,每次3 周[39]。盡管BCG 灌注治療對Ta 及T1 階段的膀胱癌有55% ~65%的完全緩解率,對CIS有70%~75%的完全緩解率,但仍有25%~45%的患者不會從治療中獲益,且有40%的患者會在初始響應之后疾病復發(fā),除此之外,BCG 膀胱內(nèi)灌注治療還存在一系列的毒副作用,常見的有膀胱炎、發(fā)熱及前列腺炎,盡管嚴重毒副作用發(fā)生的概率不高,但仍有20%的患者對BCG 灌注治療不耐受,導致治療周期縮短[40]。另外,至目前為止,F(xiàn)DA 僅批準了BCG 用于NMIBC 的臨床治療,如何提升BCG 抗腫瘤的有效性與安全性,并推廣至其他腫瘤一直是業(yè)界的研究重點。
4.1.1 BCG組分疫苗及滅活疫苗的抗腫瘤作用 大量的活菌灌注易引發(fā)BCG 感染,造成安全性問題。有臨床前研究探究了BCG 組分疫苗的抗腫瘤效果,如BCG細胞壁骨架(BCG cell wall skeleton,BCG-CWS)、分枝菌酸(mycolic acid,MA)、海藻糖6,6’二元羧酸鹽(trehalose 6,6’dimycolate,TDM)等。NAKAMURA等[41-42]針對BCG-CWS 水溶性差、相對分子質(zhì)量大且易聚集等缺點,將BCG-CWS 包載在脂質(zhì)體中,制備出一種高度均一且易于分散的BCG-CWS 納米顆粒(CWS-NP)。研究證明,CWS-NP 極易被小鼠膀胱癌細胞MBT-2 攝取,并在大鼠原位膀胱癌模型中展現(xiàn)出顯著的抗腫瘤效果。類似地,YOSHINO 等[43]將MA包載在陽離子脂質(zhì)體中制備了MA納米顆粒(LipkMA),體外試驗中,Lip-kMA 易被小鼠膀胱癌細胞MB49 攝取,并在MB49 與MBT-2 移植瘤模型中展現(xiàn)出顯著的抑瘤效果,且這種抗腫瘤效應是T 細胞依賴性的。
另有研究探究了滅活BCG的抗腫瘤效果。如熱滅活BCG(heat killed BCG)和γ射線輻照滅活BCG(γirradicated BCG,γ-BCG)。盡管有體外試驗表明熱滅活BCG 能夠激活NK 的抗腫瘤作用[44],但在另一項體內(nèi)研究中,與未給藥小鼠相比,熱滅活BCG并不能抑制腫瘤生長[45]。與熱滅活方式相比,γ 射線輻照對細胞的傷害更小,并能保持細胞的代謝活性。但有研究表明,在小鼠原位膀胱癌模型中,與未接受治療的小鼠相比,γ-BCG 展現(xiàn)出一定的腫瘤控制作用,但其抗腫瘤效果顯著弱于活菌[46]。
另外,有研究采用超聲的方式對BCG 進行了裂解破碎,制備出一種BCG 裂解物(BCG lysate)。在小鼠黑色素瘤模型中,采用瘤內(nèi)注射的方式給藥,BCG裂解物展現(xiàn)出優(yōu)于BCG活菌的腫瘤控制效果。將BCG裂解物包載在PLGA-PEG-PLGA 熱敏凝膠中(BCG凝膠),注射至腫瘤旁,能夠?qū)h端腫瘤起到治療作用,同時阻止黑色素瘤向肺部轉(zhuǎn)移。機制研究表明,與BCG相比,BCG凝膠能夠激活抗原呈遞細胞(antigenpresenting cells,APC)半胱氨酸蛋白酶(cysteine protease,CTSS),并通過CTSS促進APC對腫瘤相關(guān)抗原進行加工與呈遞[47]。
4.1.2 重組BCG 的抗腫瘤作用 隨著分子生物學技術(shù)的快速發(fā)展及基因工程技術(shù)的應用,將BCG 作為載體運輸其他治療分子,構(gòu)建增強型重組BCG 也成為增強BCG有效性的主要手段之一。
BCG 激發(fā)抗腫瘤免疫的第一步是黏連至尿路上皮細胞表面并被后者內(nèi)吞,因此,增強BCG對尿路上皮的黏附性,有助于增強BCG 的抗腫瘤效果。有研究構(gòu)建了過表達FimH 的重組BCG(rBCG-S.FimH),F(xiàn)imH 為一種甘露糖黏連蛋白(mannose binding protein),是非致病大腸埃希菌表達用于黏附在人類尿路上皮細胞的。體外與體內(nèi)試驗均表明,與野生BCG相比,rBCG-S.FimH更易黏附至尿路上皮細胞表面且更快地被后者內(nèi)吞,并誘導更顯著的Th1 偏向型免疫應答,在小鼠原位膀胱癌模型中展現(xiàn)出更好的抗腫瘤效果[48]。MtbVAC 為一株減毒分枝桿菌,表達BCG 缺失的ESAT6/CFP10 蛋白,上述蛋白對細菌在膀胱內(nèi)的定植起決定性作用。體內(nèi)試驗表明,MtbVAC 能激發(fā)腫瘤抗原特異性CD4+和CD8+T 細胞免疫應答,在小鼠原位膀胱癌模型中,MtbVAC 展現(xiàn)出比BCG 更為顯著的腫瘤控制效果,特別是與免疫檢查點抑制劑PD-L1 單抗聯(lián)用,所有荷瘤小鼠在接受治療后腫瘤均消退[49]。
作為免疫治療,能否誘導強有力的適應性免疫應答對治療效果起決定作用,因此,也有研究聚焦于增強BCG 調(diào)節(jié)的訓練免疫(trained immunity)。如有研究構(gòu)建了表達環(huán)二腺苷酸(cyclic-di-AMP,c-di-AMP)的重組BCG(BCG-disA-OE),c-di-AMP能激活干擾素基因刺激因子(stimulator of interferon gene,STING)。在體外實驗中,與野生型BCG 相比,BCG-disA-OE 更能促進巨噬細胞向促炎狀態(tài)極化,增強巨噬細胞的吞噬功能及胞內(nèi)自噬,誘導巨噬細胞發(fā)生與訓練免疫有關(guān)的表觀遺傳學變化。在大鼠原位膀胱癌模型中,BCG-disA-OE 展現(xiàn)出比野生型BCG 更佳的抗腫瘤效果[50]。
此外,BCG 治療能夠提高血清中IFNγ、IL-1、IL-2、IL-8、TNF 等細胞因子水平。其中,IFNγ 不僅能直接抑制腫瘤細胞增殖、誘導腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤血管形成,還能調(diào)節(jié)固有免疫與適應性免疫,如增強Th1 型免疫應答,活化巨噬細胞。野生型BCG 灌注對IFNγ 水平的提高有限,作為水溶性生物制劑,外源性IFNγ 易隨尿液排出體外,半衰期較短。因此,構(gòu)建IFNγ 分泌性重組BCG(rBCG-IFNγ)有望進一步提高內(nèi)源性IFNγ 的產(chǎn)生,增強BCG 的免疫原性。有研究證明,在小鼠原位膀胱癌模型中,rBCG-IFNγ 灌注治療增強了CD4+T 細胞在膀胱組織中的浸潤,與未接受治療小鼠相比,低劑量的rBCG-IFNγ 灌注能顯著延長荷瘤小鼠的生存時間,但rBCG-IFNγ 治療小鼠的生存期與空載rBCG灌注小鼠差異無統(tǒng)計學意義[51]。也有研究構(gòu)建了表達人IFNα2b 的重組BCG(rhIFNα BCG),體外試驗表明,與BCG相比,rhIFNα BCG能誘導人外周血單核細胞(peripheral blood monocular cell,PBMC)產(chǎn)生更高水平的IFNγ 與IFNγ 誘導蛋白-10(IFN-inducible protein-10,IP-10),且速度更快[52]。
BCG 膀胱內(nèi)灌注治療是最成功的腫瘤免疫治療方法之一,但其能夠誘導抗腫瘤免疫應答的機制尚不完全清楚,仍缺乏準確的生物標記來篩選對治療無效的患者,會耽誤這部分患者尋求其他治療手段。因此,仍需探究BCG抗腫瘤免疫治療的新機制,開發(fā)療效與安全性更好的BCG抗腫瘤治療方法。
4.2 BCG對其他感染性疾病的保護 大量研究表明,BCG 接種對非Mtb 引發(fā)的疾病,如麻風病和布魯里潰瘍病等均有一定的保護效果。一項針對7 項臨床研究和19 項觀察性研究的綜合分析表明,BCG 接種者的麻風病患病率顯著低于未接種者。在7 項臨床研究中,BCG 的平均保護率為26%;在19 項觀察性研究中,BCG 的保護率為61%。各研究之間的保護率差異很大,這種差異是多因素的,如臨床試驗的設(shè)計、結(jié)果評估、開展地區(qū)、納入人群與人數(shù)、接種的BCG 菌株等[53]。一項在烏干達進行的大規(guī)模臨床研究表明,皮內(nèi)注射BCG 可為結(jié)核菌素皮試陰性或低中級反應人群提供47%的12 個月布魯里潰瘍病保護率[54]。2004 年一項在喀麥隆進行的隊列研究表明,與存在BCG接種疤痕的兒童相比,多病灶布魯里潰瘍病在不存在BCG 接種疤痕的兒童中發(fā)生率更高[55]。但在2015 年發(fā)表的一篇在剛果、加納、多哥等多地區(qū)的回顧性研究表明,是否有BCG 接種疤痕與布魯里潰瘍病的重癥發(fā)生率、患病時間等無關(guān)[56]?;谏鲜鲅芯拷Y(jié)果,WHO 建議給麻風病高發(fā)地區(qū)的新生兒或未接種BCG的青少年和成人以及麻風病史家庭出生的新生兒接種BCG,并建議布魯里潰瘍病發(fā)地區(qū)的人群考慮接種BCG[57]。
201 9 年末,COVID-19 肆虐全球,鑒于BCG 接種能對其他病原體產(chǎn)生非特異性免疫,大量研究探索了BCG接種對COVID-19的影響。2020年,有研究指出,BCG接種有助于減少COVID-19患者的入院率、降低COVID-19 引發(fā)的死亡率[58-59]。2022 年一項在波蘭進行的多中心、隨機雙盲臨床試驗表明,COVID-19發(fā)生率與BCG接種無關(guān)聯(lián)性,且BCG再接種與SARSCoV-2抗體水平無關(guān)[60-61]。但地區(qū)差異、SARS-CoV-2毒株差異、疫情所處的流行階段、防疫政策差異(如強制隔離)等均會對研究結(jié)果產(chǎn)生影響。因此,還需更多的研究來證實BCG對COVID-19的保護作用。
另外,BCG 接種對其他病毒引發(fā)的感染也有保護作用,這通常與BCG 接種可誘導天然免疫細胞表現(xiàn)出類似于適應性免疫細胞的免疫記憶特征,即引發(fā)的訓練有素的免疫力(trained immunity)有關(guān)。一項在幾內(nèi)亞幼兒中進行的病例對照試驗表明,BCG免疫可降低由呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus,RSV)引發(fā)的下呼吸道感染發(fā)生率[62]。一項在40 名志愿者中進行的隨機對照試驗表明,在接種流感疫苗前接種BCG 可提高2009 甲型H1N1 流感疫苗株的抗體滴度[63]。另外,一項針對109 名患者的臨床研究表明,BCG 接種有助于降低復發(fā)性單純皰疹病毒(herpes simplex virus,HSV)的發(fā)生率與持續(xù)時間[64]。
BCG 的研究始于20 世紀初,目前,疫苗接種已成為全球范圍內(nèi)防治TB 的重要措施之一。但BCG預防TB 的有效性因地區(qū)和年齡而有所差異。在TB高流行地區(qū),BCG 的預防效果明顯,能夠降低TB 感染和死亡的風險;在TB 低流行地區(qū),尤其是成年人群體中,BCG 的保護作用較弱。因此,在不同地區(qū)進行的研究中,研究者對BCG接種時機、劑量和方法進行了探索和優(yōu)化,以提高BCG的預防效果。
盡管BCG 在TB 預防方面起到了積極作用,但其保護效果仍不理想。研究者正努力改進BCG,以提高其免疫原性和保護效果。未來BCG的研究可關(guān)注以下幾方面:首先,繼續(xù)改良BCG,通過基因工程技術(shù)和免疫學研究,提高BCG的免疫原性和保護效果,尤其需重點觀察其對LTBI 的預防效果;其次,探索BCG 與其他疫苗的聯(lián)合使用,以增強免疫應答,擴大BCG 的應用范圍,預防其他感染病和疾??;第三,加強對BCG 在非結(jié)核分枝桿菌(nontuberculosis mycobacteria,NTM)感染和MDR-TB 預防方面的研究,尋找更有效的預防和治療方法;最后,加強全球合作,推廣BCG 的應用,特別是在結(jié)核高流行地區(qū)和高風險人群中,以降低TB的發(fā)病率和死亡率。
綜上所述,BCG 在預防TB 方面具有重要作用,已在全球范圍內(nèi)得到廣泛應用。但BCG的保護效果仍有待提高,新型BCG 的研發(fā)及其與其他疫苗聯(lián)合使用將是未來研究的重點。通過改良BCG免疫途徑和接種程序、與其他疫苗聯(lián)合使用以及加強研究合作,相信能夠進一步提高BCG 的預防效果,減少TB的發(fā)病率和死亡率。