人呼吸道合胞病毒感染的預防和治療研究進展

呂娜 ，李巖異 ，馬祝青

1.華北制藥金坦生物技術股份有限公司，石家莊 050035 2.山東博安生物技術股份有限公司，山東 煙臺 264003

隨著新型冠狀病毒的大流行，人們對與呼吸道相關病毒引發疾病的發病率和死亡率越來越關注。呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus，RSV）感染人類模式 U 形年齡曲線顯示，發病率峰值人群為年齡小于5歲的嬰幼兒及65歲以上老年人［1］。在全球范圍內，RSV每年導致約300萬名5歲以下兒童住院，約6萬人在院內死亡。而在美國，RSV 是導致1 歲以下嬰兒住院的主要原因；每年因RSV 住院的17.7 萬老年人中，有1.4 萬人死亡［2］。兒童期感染RSV 可能在以后的生活中引發持續性或復發性喘息和哮喘，由此成為慢性疾?。?-4］。目前，用于治療或預防RSV 感染的特異性和非特異性方法很少。本文綜述了當前臨床上可用的RSV 感染的治療方法和預防藥物，包括最新的疫苗研發進展，以期為RSV 的預防和臨床治療研究提供參考。

1 特異性抗呼吸道合胞病毒感染療法

RSV 是一種線性單鏈RNA 病毒，為副粘病毒，編碼10 種蛋白質，該病毒有兩種跨膜糖蛋白參與病毒進入細胞，即附著蛋白（G）和融合糖蛋白（F）。F 蛋白通過構象變化可以介導病毒包膜和宿主細胞的融合，誘導產生特征合胞體［5］。F蛋白以兩種形式存在：一種是高度穩定的融合后（post-F）形式，另一種是不穩定的融合前（pre-F）形式。在感染期間，當病毒和宿主細胞聚集在一起時，這種蛋白質呈現pre-F 形式，一旦感染發生，這種蛋白質就轉變為更加穩定的post-F 形式［6］。RSV 潛伏期通常為2～8 天，最初感染上呼吸道（upper respiratory tract infection，URTI），如果治療不及時或選擇錯誤的治療方法，就有可能繼發下呼吸道感染（lower respiratory tract infection，LRTI），對于健康的兒童來說，RSV 感染通常是一種自限性疾病，因此，支持治療是治療的基本方法。RSV 特異性治療已被證明對特定的兒科人群（如骨髓和肺移植受者）有益，這些治療措施的最終目標是緩解癥狀，減少疾病的持續時間和嚴重程度，并降低傳播風險。常規的治療劑主要包括帕利珠單抗（palivizumab）、莫維珠單抗（MEDI-524）、Clesrovimab、尼塞韋單抗（nirsevimab）、免疫球蛋白（RSV-immune globulin intravenous，RSV-IGIV）和利巴韋林（ribavirin）。

1.1 帕利珠單抗

帕利珠單抗是人源化小鼠單克隆抗體（mAb），能與RSV 融合蛋白（F）的抗原位點Ⅱ結合，并抑制隨后的病毒感染。1998 年，帕利珠單抗被批準用于預防特定高危人群的嚴重 RSV 感染，但至今未在國內獲批。在某些高危嬰兒亞組中，帕利珠單抗預防因RSV 感染住院的有效率高達 80%［7］。但是，帕利珠單抗價格昂貴，并且由于半衰期相對較短（約20天），需要在易感染RSV 的季節每月肌內注射5 次，因此未獲得廣泛應用。在一項雙盲臨床對照試驗中，420 名既往健康的RSV細支氣管炎嬰兒被隨機分配到帕利珠單抗組（15 mg·kg-1體重）或安慰劑。結果顯示兩組在再入院率、住院持續時間上未表現出統計學差異［8］。

1.2 莫維珠單抗

莫維珠單抗是帕利珠單抗的第二代人源化抗RSV 單克隆抗體，它突變了位于抗體CDR 序列可變區域的13 個特異性氨基酸殘基，從而將其親和力和中和能力分別提高了70 和100 倍［9］。為了隨機研究莫維珠單抗對 RSV 陽性兒童患者的影響，在多中心隨機對照試驗中，將受試者分為3個組：莫維珠單抗30 mg·kg-1、100 mg·kg-1和安慰劑組。12個月的隨訪結果顯示，3組受試者在住院時間、疾病嚴重程度或喘息發作方面沒有統計學差異［10］。

1.3 Clesrovimab (MK1654)

Clesrovimab 是一種半衰期延長的RSV 中和單克隆抗體，目前處于臨床研究階段，它針對以pre-F 和post-F 形式存在的抗原部位Ⅳ。Plock等［11］通過將流行病學數據擬合到恒定基線值的高斯函數，創建了感染力（force of infection，FOI）函數來描述 RSV 暴露程度隨時間的變化情況，利用薈萃分析進行臨床模擬試驗，以預測溫帶和熱帶地區 RSV 引起下呼吸道感染的季節性發病率（incidence rate，IR）以及Clesrovimab 劑量的有效性。臨床模擬試驗表明，熱帶和溫帶氣候的預測結果一致，Clesrovimab 在熱帶氣候地區 RSV 易感季節開始時使用，預計能在150 天內保持預防RSV 下呼吸道感染疾病的高功效（＞75%）。

1.4 尼塞韋單抗

尼塞韋單抗是一種高效的人中和 IgG1К單克隆抗體，能與pro-F 形式的抗原表位 ? 中的高度保守表位結合。由于IgG 重鏈（YTE 技術）FC區域中的3個氨基酸被取代，改善了其抗降解性能，從而延長了抗體在血清中的半衰期（平均半衰期為85～117天）［12］。尼塞韋單抗的推薦劑量為：體重＜5 kg的嬰兒，50 mg肌內注射；體重≥5 kg的嬰兒，100 mg肌內注射，并且應在RSV易染季節開始之前給藥，對于在RSV 感染季節出生的嬰兒，應在出生時給藥。在一項針對32～35 周健康早產兒的 1b/2a 期劑量范圍（10、25和50 mg 尼塞韋單抗或安慰劑）研究中，90%注射過尼塞韋單抗的嬰兒血清 RSV 中和抗體水平比對照組增加了4 倍［13］。有試驗還顯示抗體的半衰期可以持續保護5個月［14］，并且與安慰劑（生理鹽水）對照組相比，尼塞韋單抗顯著降低了RSV 感染的就診率和住院率，分別降低了70.1%和78.4%［15］。獲批的尼塞韋單抗Beyfortus可廣泛應用于嬰兒人群，包括足月或早產的健康嬰兒，或健康狀況特殊的嬰兒。

1.5 免疫球蛋白（RSV-IVIG）

免疫球蛋白是針對急性RSV 感染的治療藥物，在動物模型中靜脈注射多克隆免疫球蛋白對RSV 具有很強的中和作用。RSV 在肺部的復制減少，從而降低了病毒載量并降低了隨后發生呼吸道疾病的風險［16］。一項雙盲隨機對照試驗評估了RSV-IGIV 在治療“高風險”人群RSV 感染中的作用，試驗包括107 名2 歲以下的早產兒、先天性心臟病或慢性肺病兒童，積極治療組的患者給予1 500 mg·kg-1的RSV-IVIG，對照組為安慰劑，兩組的住院時間或疾病嚴重程度均無差異［17］。2019 年，Sanders 等［18］的評價研究納入了7 項試驗，涉及486例RSV 細支氣管炎嬰兒，但結論是沒有足夠的證據表明免疫球蛋白療效與安慰劑之間存在差異。2003 年，當出現其他的替代品時，RSV-IGIV則不再用于RSV感染的治療［19］。

1.6 利巴韋林

利巴韋林是一種嘌呤核苷酸類似物，對多種DNA 和RNA 病毒感染有效。已有研究認為當利巴韋林進入被病毒感染的細胞后能夠迅速磷酸化，通過多種途徑發揮作用，例如干擾病毒的三磷酸鳥苷合成、抑制病毒mRNA合成、抑制病毒依賴的RNA的RNA聚合酶。利巴韋林有霧化劑、口服劑和靜脈注射3種劑型。有研究表明，其對動物有致畸作用，兔子和大鼠的致畸劑量為1 mg·kg-1，無致畸作用的安全劑量為 0.3 mg·kg-1，調整后成人安全劑量相當于0.05 mg·kg-1［20］。盡管在利巴韋林暴露的衛生保健工作者后代中未觀察到致畸作用，但霧化引起的利巴韋林暴露仍然是一個值得關注的問題［21］。

有研究探討了肺移植受者感染RSV 后口服利巴韋林的效果，52 名肺移植受者利巴韋林靜脈注射劑量為33 mg·kg-1（分3 劑），另外21 名患者接受口服利巴韋林（20 mg·kg-1，分兩次服用）持續 6～31 天，中位持續時間為 11 天。結果提示利巴韋林用于治療肺移植后的RSV 感染，口服可能是靜脈注射的有效替代［22］。此外，薈萃分析和系統評價顯示，接受利巴韋林治療的血液病患者的死亡率在統計學上顯著降低［23］?？诜晚f林具有良好的病毒清除率，與霧化形式相比，口服利巴韋林是一種安全、簡單且成本較低的替代方式。

然而，由于利巴韋林潛在的不良反應，目前不推薦用于兒童。鑒于其在嚴重免疫功能低下患者中療效良好，利巴韋林在這些人群中的臨床應用值得推薦。此外，其他抗病毒藥物正在進行隨機對照試驗，例如 RV521［24］和AK0529（ziresovir）［25］，這兩種藥物作用機制主要是抑制RSV 和宿主細胞的融合或病毒的復制。

2 非特異性抗呼吸道合胞病毒治療

RSV 感染后在呼吸道內壁（從鼻咽到遠端肺泡）的黏膜中復制，在兒童中，特別是嬰兒和學齡前兒童，病毒對下呼吸道的影響更為突出，這是由于成人呼吸細支氣管的平均直徑約為 250 μm，而4 個月嬰兒的平均直徑僅為120 μm［26］，使得嬰兒的細支氣管管腔在病毒感染期間更容易被堵塞。肺部的這些物理特性與正在發育的免疫系統，使嬰兒更容易發生臨床癥狀的細支氣管炎。對抗RSV 感染的非特異性療法中最常用的是粘液溶解劑［27］、支氣管擴張劑［28］和抗炎劑［29］等，這些藥物能夠逆轉氣道阻塞，緩解RSV 感染后的癥狀。

2.1 白三烯受體拮抗劑

白三烯能觸發RSV 引起的支氣管高反應和黏液分泌過多，并且白三烯可通過與支氣管平滑肌的相互作用誘導支氣管收縮［30］。在1 項納入了5項隨機試驗的評價研究中，對年齡＜24 個月因細支氣管炎住院的患者（共1 296名嬰兒），檢測了白三烯受體拮抗劑相關數據，無法得出使用白三烯受體拮抗劑能使住院時間縮短或減輕臨床嚴重程度的結論［31］。因此，在進一步試驗之前，不提倡使用白三烯受體拮抗劑治療RSV 感染。

2.2 人重組核酸酶

RSV 細支氣管炎的粘液中含有大量細胞外DNA，這是白細胞招募和降解后形成的［32］。由于人類重組核酸酶（hrDNase）不僅能夠切割細胞外DNA，而且能明顯降低粘液粘度，因此hrDNase 被用于治療細支氣管炎。有研究和病例報告顯示，患有嚴重疾病的嬰兒因細支氣管炎而導致的肺不張使用hrDNase 后有所改善［33］。但是，最大的隨機、雙盲、對照試驗涉及225 名患有細支氣管炎的住院嬰兒，未能證明hrDNase 治療后住院時間或補充氧氣時間有任何統計學差異［34］。2012 年，Annabelle 等［35］發現給予rhDNase 并沒有減少患有RSV細支氣管炎的氧氣依賴嬰兒的住院時間或補充氧氣的持續時間。但是，在常規治療方案失敗時，可以考慮將霧化hrDNase 用于與細支氣管炎相關的嚴重不溶性肺不張癥。

2.3 支氣管擴張劑

對患有細支氣管炎的嬰兒進行聽診時，可能會聽到喘息聲，并且伴有特征性的呼氣期延長的濕啰音。沙丁胺醇是一種β-2 腎上腺素能激動劑，可松弛氣道平滑肌并緩解阻塞。早期的綜合分析表明，在某些輕度或中度RSV 病例中，使用這些藥物短期內癥狀有所改善［36］。但2014年Gadomski 等［28］薈萃分析了30 項研究，包括1 992 例毛細支氣管炎嬰兒，結果顯示使用支氣管擴張劑和安慰劑在血氧飽和度、入院率或住院時間方面無顯著差異。此外，β-2 腎上腺素能激動劑有一定的不良反應，包括引起心動過速、血氧飽和度下降、震顫和電解質異常等。因此，不推薦將支氣管擴張劑作為毛細支氣管炎的常規治療選擇，不建議常規使用支氣管擴張劑作為細支氣管炎的治療選擇，但可以嘗試評估以喘息為主的嬰兒的反應用于評估響應的功能。盡管缺乏這方面的數據，但RSV 感染的表現和癥狀的異質性已得到廣泛認可，并且根據臨床表型對某些患者亞組選擇使用支氣管擴張劑可能是未來有針對性的隨機臨床試驗的起點［37］。

2.4 N-乙酰半胱氨酸（N-acetylcysteine，NAC）

NAC 既可以切割粘蛋白二硫鍵，又具有額外的抗氧化作用，所以可用于毛細支氣管炎的治療［38］。在RSV感染的肺泡Ⅱ型上皮細胞的體外感染模型中，NAC 可抑制粘蛋白合成并減少促炎原基質介質的產生［39］。文獻檢索顯示，僅有1項納入100例嬰兒的隨機對照研究，比較了霧化吸入NAC與霧化吸入沙丁胺醇的效果，結果顯示癥狀評分或入院時間沒有改善［40］。因此，在考慮將NAC 作為RSV感染的治療方法之前，仍需要進一步研究。

2.5 糖皮質激素

有研究表明，糖皮質激素在RSV 感染中具有有限的抗炎特性［41］。2013年，Fernandes 等［42］評價了17 項對照研究，納入了2 596 例毛細支氣管炎嬰兒，結果顯示類固醇治療不會影響毛細支氣管炎入院嬰兒和兒童的臨床病程，不推薦將其用于治療其他方面健康、不通氣患者的毛細支氣管炎。然而，在某些情況下，RSV感染的嬰兒可能受益于類固醇，例如患有潛在支氣管肺發育不良和哮喘的嬰兒。一項納入200 例毛細支氣管炎入院嬰兒的試驗發現，地塞米松可縮短具有一級親屬濕疹或哮喘家族史患者的住院時間［43］。以上研究表明，糖皮質激素在成為標準化方法之前，還需要進一步的試驗驗證。

2.6 霧化吸入高滲鹽水

霧化吸入高滲鹽水可增加健康受試者、哮喘患者［44］、支氣管擴張患者［45］和囊性纖維化患者［46］的粘液纖毛清除率。高滲鹽水通過產生滲透梯度，將水從黏膜和黏膜下層吸入黏膜層，從而有可能減少氣道水腫［47-48］。黏液層的水合作用有助于調動分泌物，當與有效咳嗽的刺激相結合時，可緩解氣道阻塞［49］。盡管存在這些機制聯系，但臨床評估和計算機化聲學氣流技術均未顯示給予3%高滲鹽水可改善喘息或氣流［50］。高滲鹽水治療病毒性細支氣管炎的臨床試驗效果也不理想，大多數臨床試驗顯示，當檢查住院時間和癥狀評分時，3%高滲鹽水能夠適度緩解癥狀［51］。2017 年，Zhang 等［52］薈萃分析納入了28 項試驗，共納入4 195 例急性細支氣管炎嬰兒，結果似乎有利于3%高滲鹽水可以適度縮短住院時間。然而，隨后的隨機臨床試驗也未能證明3%高滲鹽水與標準支持治療相比有任何益處［53-54］。因此，霧化吸入高滲鹽水仍然不是RSV 細支氣管炎的標準治療方法。

2.7 其他療法

針對急性RSV 感染還有許多其他非特異性療法，包括腎上腺素［55］和抗生素，例如阿奇霉素［56］以及上述藥物的各種組合［57］。例如，霧化吸入腎上腺素與3%高滲鹽水的聯合使用在改善臨床嚴重程度評分方面能夠取得較好的結果［58］。然而，在推薦將其作為治療藥物之前，必須進行進一步的試驗來重現這些結果。

一氧化氮（iNO）具有抗菌、抗病毒和抗炎特性，以及支氣管擴張作用，高劑量吸入一氧化氮（iNO）也被推薦作為針對細支氣管炎的非特異性療法。一項小型試驗納入了89 例毛細支氣管炎的住院嬰兒，每日檢查4 次，以150 μg·L-1的比例給予iNO 治療，持續5 d，結果顯示，與對照組相比毛細支氣管炎住院嬰兒耐受性好，臨床改善時間縮短［59］。盡管如此，目前尚無推薦iNO 作為急性RSV感染的非特異性療法。

3 呼吸道合胞病毒疫苗研究進展

保護高危人群免受嚴重RSV 感染的有效疫苗是必不可少的。在19世紀60年代，福爾馬林滅活RSV 疫苗用于嬰兒的臨床試驗加重了RSV 疾病，并最終導致兩名嬰兒死亡［60］。這種情況的發生可能與疫苗誘導的細支氣管中免疫復合物的積累有關，疫苗誘導產生的抗體中和活性較弱，導致細胞免疫應答中Th2CD4+T 細胞受損［61-62］。目前，已有兩種疫苗用于60 歲及以上人群預防RSV 引起的下呼吸道疾病，全球正在研發幾十種疫苗來預防RSV 感染，它們主要包括減毒活疫苗（live attenuated vaccine，LAV）、亞單位疫苗和基于載體的疫苗。無論何種類型，RSV 疫苗設計的最基本原則始終遵循RSV 中和抗體需要以最合理的方式引入氣道黏膜［63］。表1 列出了一些處于臨床階段的疫苗和相關信息。

表1 處于臨床試驗階段hRSV疫苗Table 1 The hRSV vaccines in clinical development

3.1 減毒活疫苗

減毒活疫苗的基本目標之一是通過傳統方法（如加熱或化學處理）或反向遺傳技術限制RSV在受種者體內的復制，這類疫苗的主要挑戰是在安全性（減毒）和產生強烈的免疫反應之間取得有利的平衡［64］。目前，美國臨床試驗注冊庫顯示大約有15項正在進行的RSV 減毒活疫苗臨床試驗，這些疫苗中大多數通過M2、NS2/NS1 和L 基因的突變或剔除產生的基因來減毒。在L 基因上攜帶兩個位點突變，例如LIDΔM2-2/1030s，其比母體疫苗具有更好的減毒效果和更高的RSV 中和抗體滴度［65］?；贜S2/NS1 缺失的疫苗，如RSV ΔNS2 Δ1313 I1314L、RSV 6120/Δ NS2/1030s 和RSV 6120/ΔNS1，正在接受臨床評估。Meissa Vaccines通過優化NS2、NS1和G基因的密碼子以及剔除SH基因來生產MV-012-968，SH基因已被證實在棉鼠模型中具有很強的保護作用［66］。最近，Jenkins等［67］通過引入兩種修飾來設計并生產減毒活RSV候選疫苗rgRSV-L（G1857A-G（L208A），一種是L蛋白的衰減突變，另一種是G糖蛋白的突變。前一種突變在Vero細胞培養中沒有抑制病毒的產生，但大大減少了病毒在人支氣管上皮中的傳播，后一種突變減少了疫苗病毒在Vero 細胞中的裂解，從而提高了產量，降低了生產成本。在接受該候選疫苗接種的棉鼠中，即使在105個PFU劑量下也檢測不到RSV 復制，并且在接種500 PFU 疫苗病毒后足以完全預防RSV A2 感染，提示rgRSV-L 是RSV減毒活疫苗的潛在候選者。

3.2 亞單位/蛋白疫苗

亞單位/蛋白疫苗一般由純化的病毒蛋白和佐劑蛋白組成，在RSVpre-F 的結構被解析清楚以前，大多以post-F 為基礎制備疫苗，但并未獲得成功。葛蘭素史克已獲批的3844766A疫苗由pref-F糖蛋白（RSVPreF3）與GSK 專有的佐劑AS01 組合而成［68］。輝瑞獲批的二價呼吸道合胞病毒（RSV）疫苗ABRYSVO（RSVpreF，PF-06928316），是由等量的來自A 病毒株和B 病毒株的RSV pro-F 蛋白組成［69］。諾華RSV F蛋白納米顆粒主要基于融合后的F構象，可以和抗原性位點Ⅱ結合，但在其Ⅲ期臨床試驗中，它未能保護接種疫苗的新生兒［70］。促成這一臨床結果的原因之一可能是融合后構象不能像融合前構象那樣引發產生更廣泛的中和抗體［71］。BARS13 基于G 蛋白開發的蛋白質疫苗，目前正在對其在老年人中的安全性和有效性進行Ⅰ期臨床評估（NCT04681833）。最近，Swanson 等［72］將RSV pre-F 蛋白融合成自組裝的鐵蛋白納米顆粒，用聚糖修飾以覆蓋非中和或中和性差的表位，每個優化的pre-F-NP 都含有8 個pre-F 蛋白。Pre-F-NP 誘導了持續的Pre-F 特異性抗體，并在小鼠和非人靈長類動物模型中產生了有效的中和抗體反應。與前F 三聚體DS-Cav1 相比，前F-NP刺激了更強的抗體反應。這些結果激勵了納米RSV疫苗的持續開發。

3.3 mRNA疫苗

mRNA 疫苗不僅可以免除發酵、純化疫苗蛋白質/亞單位等步驟，而且還可能防止載體疫苗引發的抗載體免疫反應。mRNA 疫苗也可以同時誘導強烈的體液和細胞免疫反應。數據表明，包封在脂質納米顆粒（mRNA/LNP）中的mRNA 在體外預防RSV 疾病可能安全有效［73］。mRNA-1345 由Moderna 開發，編碼一種預融合F 糖蛋白，該公司正在進行一項Ⅰ期臨床研究，以評估年輕人、育齡婦女、老年人和血清陽性兒童的耐受性和反應性。臨床Ⅰ期中期結果顯示，100 μg 劑量下無不良事件，該疫苗第1 個月產生的RSV 中和抗體是對照組的21倍以上［74］。

4 展望

在過去的十年中，人們對RSV 分子和結構生物學的認識以及人類對RSV 的免疫反應的研究取得了重大進展。一般來說，針對任何呼吸道病毒的具體療法都很有限，因此預防是主要手段，未來的疫苗、長效單克隆抗體是RSV 感染預防治療的熱點。

疫苗是降低與呼吸道合胞病毒相關疾病的發病率和死亡率的最佳選擇。目前，已有兩種RSV疫苗獲批，但都是用于老年人，用于孕婦和嬰幼兒的疫苗尚處于臨床研究階段。國內RSV疫苗的開發也取得了一些進展，其中，艾棣維欣的ADV110 已進行至Ⅱ期臨床試驗，優銳醫藥從Bavarian Nordic 引進的MVA-BN RSV 疫苗（病毒載體疫苗）已在國內獲批臨床試驗，相信在不遠的未來，隨著這些疫苗的獲批和使用，RSV 病毒在全球內的感染及危害會逐漸降低。