2013年 我国首次成功研发人感染H7N9禽流感疫苗种子株

科技工作者之家 2018-11-23

2013年,我国人感染H7N9禽流感病毒疫苗种子株A/ZJU01/PR8/2013由浙江大学传染病诊治国家重点实验室、感染性疾病诊治协同创新中心主任李兰娟院士团队成功研制。这是我国科学家首次成功研发人感染H7N9禽流感病毒疫苗种子株,也是我国在新发突发传染病防控能力建设领域的一项重要的协同创新成果,表明我国已经具备自主研发流感病毒疫苗种子株的技术和能力。

 

疫情突发 没有硝烟的战场

2013年春,上海发生一起危重症呼吸道感染病人突然死亡事件,江苏也有相似疫情发生,但病因不明,随后浙江也相继发生这一疫情。

该传染病的病原是什么?传染源是什么?通过什么途径传播?如何开展救治?

疫情刚出现,浙江大学传染病诊治国家重点实验室、感染性疾病诊治协同创新中心主任李兰娟院士的项目组就第一时间凝练出关键科学问题,明确攻克方向。李兰娟知道,10年前SARS疫情暴发流行的原因是我们迟迟不能明确病原和传染源,导致中国在防控SARS疫情上处于被动状态。而这一次突发疫情,仅用了五天时间,就确定这一新的传染病病原体为新型人感染H7N9禽流感病毒。《自然》杂志发表社论:中国具有同美国一样的发现和确认新发传染病病原的能力。

自2003年SARS疫情暴发后,覆盖全国31个省、市、自治区的全球最大的新发突发传染病监测网络逐步建立,对随时可能出现的新发病原体进行实时监控,可以在72小时内完成对300种病原的检测。在新型人感染H7N9禽流感暴发的第一时间,李兰娟项目组立即组建了一支30多人的采样小组前往疫情相关各地,采样调查以寻找传染源。

项目组成员沿着候鸟迁徙的路线,深入各种人迹罕至的栖居地。当他们穿进一片白鹭林时,候鸟受惊飞起,天上下起了“粪雨”,但他们却如获至宝,因为掉下来的都是可供继续研究的样本,这些鸟粪中可能正含有他们所要找的病毒。

项目组还对病人进行流行病学调查,刚开始项目组成员戴着口罩穿着白大褂去养殖场采样,常常吃闭门羹,人们视他们为“不速之客”。于是他们只好脱掉白大褂和手套,和普通顾客一样去菜市场买家禽,然后采集粪便取样。

项目组通过以深度测序和高通量数据分析技术为核心的新发突发传染病病原早期快速识别技术体系,很快明确了人感染H7N9禽流感病毒经过了两步重配,H7来自长三角家鸭、N9来自韩国的野鸟,同时还证明了鸭是中间宿主,鸡是主要的传染源。从流行病学、血清学和分子病毒学方面均证实了活禽市场是人感染H7N9禽流感病毒源头。项目组对相关活禽市场中的鸡、鸭、鸽子和黄浦江的死猪等标本进行研究,发现从患者体内分离的病毒和从鸡体内分离的病毒基因序列同源性高达99.4%,首次从分子水平获得了H7N9病毒从禽向人传播的科学依据。

关闭活禽市场!这是李兰娟团队防止疫情向全国蔓延的关键一招。然而,禽类感染H7N9病毒不发病,这给疫情防控带来难度,也不能因此把所有的禽类都扑杀。疫苗是最经济有效的防控手段,及时研发和生产能够有效预防人感染H7N9禽流感病毒感染的疫苗至关重要。

 

人感染H7N9禽流感病毒疫苗种子株实现我国流感疫苗突破

李兰娟项目组通过对疫情发生前长三角地区活禽相关职业暴露人群以及普通人群血清学的研究,发现均未能检测到H7血凝抑制抗体及中和抗体。随后项目组对接种季节性流感疫苗后人群的血清进行研究,发现季节性流感疫苗不能产生针对H7N9病毒的交叉保护抗体。项目组对患者的免疫学研究发现,人感染H7N9禽流感存活病例组的特异性抗体滴度显著高于死亡病例组,提示特异性抗体可改善人感染H7N9禽流感病毒患者的临床结局。上述研究证明,人群缺乏针对人感染H7N9病毒的特异性免疫力是造成重症的重要原因,也为疫苗研发的必要性提供了科学依据

项目组创建了自主研发流感疫苗种子株的新技术体系。针对流感疫苗研发的“瓶颈”和难点,根据人感染H7N9禽流感病原基因序列特征,项目组使用PR8质粒流感病毒拯救系统和反向遗传技术,及时开展人感染H7N9禽流感疫苗种子株研究,成功研发我国首个人感染H7N9禽流感病毒疫苗种子株。该疫苗种子株已通过中国医学科学院医学实验动物研究所新药安全评价研究中心的雪貂安全性评价试验,以及中国食品药品检定研究院参照《中国药典》流感病毒疫苗种子株相关技术要求的全部检定。这是我国科学家首次成功研发符合国际通用要求的流感疫苗种子株。

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▲人感染H7N9禽流感疫苗种子株研发时间节点

利用该疫苗种子株,项目组成功研发了新型人感染H7N9禽流感裂解疫苗及佐剂疫苗,并获得CFDA颁发的4个新药临床批件。目前,该H7N9禽流感疫苗已完成中试生产,通过临床试验的有效性验证后,即可大批生产上市。

 

创建引领世界的“中国技术”

高病死率是新发传染病导致社会恐慌的重要原因,也是世界性难题,一直缺乏有效的救治技术体系。李兰娟项目组通过对临床规律和发病机制的深入研究,针对重症化和死亡的关键因素,创建了抗病毒、抗低氧血症和多脏器功能衰竭、抗休克、抗继发感染(“四抗”),维持水电解质平衡和微生态平衡(“二平衡”)的“四抗二平衡”救治策略和以“李氏人工肝”为代表的独特有效的救治技术。

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▲“四抗二平衡”救治

项目组针对人感染H7N9禽流感病毒临床规律不明的问题,运用大数据挖掘,快速、精确地揭示了人感染H7N9禽流感病毒的临床特征:潜伏期3~5天,71.2%的患者发病7天左右出现急性呼吸窘迫综合征等严重并发症,肺组织呈“实变”和“磨玻璃样改变”;高血压、糖尿病和冠心病等是发生重症的独立危险因素;年龄大于65岁、起病到抗病毒治疗间隔时间超过5天是死亡的危险因素。研究结果为防治人感染H7N9禽流感病毒揭示了重要规律。

项目组还发现人感染H7N9禽流感病毒重症患者存在“细胞因子风暴”现象,并迅速出现急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。针对“细胞因子风暴”,国际上一直缺乏有效治疗手段,李兰娟项目组根据“李氏人工肝”能清除肝衰竭患者炎症因子的原理,创造性地将“李氏人工肝”用于人感染H7N9禽流感病毒重症患者救治,发现该技术能使患者血液中的IL-1β、IL-2等细胞因子水平迅速下降,并迅速改善ARDS、休克和水电解质紊乱,显著消除“细胞因子风暴”,显著降低病死率。项目组创建了重症新发传染病救治新技术。

李兰娟项目组发现人感染H7N9禽流感病毒患者存在严重微生态失衡,后者是继发内源性感染导致死亡的重要因素,从而提出了早期慎用或不用抗生素、注意肠内营养、补充微生态制剂、维持微生态平衡的重要措施,该措施可减少继发感染,降低病死率。

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▲国家科学技术进步奖项目组成员合影

项目组制定了国家《人感染H7N9禽流感诊疗方案》等指南,为建立我国规范的诊疗体系提供了重要支持。美国驻中国领事和美国疾病控制与预防中心专家多次前来项目组学习人感染H7N9禽流感诊治经验,为美国政府未来应对类似疫情提供决策依据。世界卫生组织先后两次通过电话会议请李兰娟介绍“四抗二平衡”救治策略,并把该策略作为全球的H7N9禽流感诊疗方案的重要内容之一。

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▲“以防控人感染H7N9禽流感为代表的新发传染病防治体系重大创新和技术突破”项目获国家科学技术进步奖特等奖

可以说项目组在发现新病原、确认感染源、明确发病机制、开展临床救治、研发新型疫苗和诊断技术等方面均取得了重大创新和技术突破,是中国科学家在新发传染病防控史上第一次利用自主创建的“中国模式”技术体系,成功防控了在我国本土发生的重大新发传染病疫情。项目组创建的防控体系还有效阻击了MERS、寨卡等传染病的输入传播,成功援助非洲控制埃博拉疫情,显示了中国力量,使我国在国际新发传染病防治领域实现了从跟随到领跑世界的跨越式发展。“以防控人感染H7N9禽流感为代表的新发传染病防治体系重大创新和技术突破”项目,荣获2017年国家科学技术进步奖特等奖。

(图文/感染性疾病诊治协同创新中心)

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