醫藥生物技術 | B肝疫苗的「前世今生」

11月12日，北京生命科學研究所資深研究員、清華大學生物醫學交叉研究院教授李文輝博士因在推動B肝科研和治療方面作出的傑出貢獻，榮獲全球B肝研究和治療領域最高獎——巴魯克布隆伯格獎。這是迄今為止，我國科學家首次獲此殊榮。

聽到B肝，大家可能會想到我們都接種過的B肝疫苗。但對於「澳抗」這個詞，當下的一些年輕人可能比較陌生了。在本世紀六七十年代，如果一個人被告知「澳抗」陽性，則無異於一聲驚雷，甚至意味著大禍臨頭，因為這表示他感染了B肝病毒。

那麼到底什麼是「澳抗」呢？

驚喜，「澳抗」的發現

自從20世紀40年代發現血液能傳播B型肝炎後，醫學家們就開始尋找引起B肝的病原微生物，但是花了20多年的時間仍沒有結果。1963年，巴魯克·塞繆爾·布隆伯格（Baruch Samuel Blumberg）博士在篩選血樣時偶然發現，一位血友病患者的血清可以與一位澳大利亞土著人的血清發生反應。於是他就把存在於後者血清中的這種神秘物質稱為「澳大利亞抗原」（Australia antigen，簡稱「澳抗」）。在當時，澳抗的實際意義尚不得而知。通過進行更多的試驗後，布隆伯格等人在1966年底發表論文，提出澳大利亞抗原與急性病毒性肝炎之間有密切關係，可能通過輸血傳染。由於這個發現，他與丹尼爾·卡爾頓·蓋杜謝克一起獲得了1976年的諾貝爾生理學或醫學獎。

眾所周知，肝炎是肝臟炎症的統稱，可由病毒、細菌、化學毒物、酒精等多種致病因素所引起。病毒性肝炎對人類健康危害最大，目前已確定的肝炎病毒有五型，甲型和戊型主要表現為急性肝炎，乙型、丙型、丁型主要表現為慢性肝炎，並且可發展成肝硬化和肝癌。

澳大利亞抗原的發現為後來B肝疫苗的發明奠定了基礎，但當時的醫學界並不知道這種抗原屬於什麼病毒。那時候的人們，甚至根本不知道A肝和B肝的區別。

將B型肝炎從肝炎中區分出來的人是紐約大學醫學院兒科系主任索爾·克魯曼。1967年他通過對一個肝炎泛濫的精神病收容醫院患者進行流行病學調查，發現肝炎患者有兩種截然不同的臨床流行病學特點，他將自己的研究成果寫成了一篇具有裡程碑意義的文章。這是人類第一次將A肝和B肝區分開來，為後來B肝的研究打下了基礎。

而將B肝和澳大利亞抗原聯繫起來的，則是紐約輸血中心的病毒學家艾爾弗雷德·普瑞斯。艾爾弗雷德·普瑞斯發現將含有澳抗的B肝患者血液輸給他人後，原本澳抗陰性的接受者血液中就可以檢出澳抗，他據此認為澳大利亞抗原和B肝病毒有關。這是人類第一次把澳大利亞抗原和B肝聯繫起來。

現在我們知道，所謂的「澳抗」即是B型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)，也就是我們通常所說B肝「兩對半」檢測項目中的一種。當我們感染了B肝病毒以後，血液中B型肝炎病毒表面抗原就會出現陽性，反過來也可以說，澳抗陽性也就意味著我們已經感染了B肝病毒。

中國曾經是個B肝大國，B肝病毒在中國的流行程度曾經令人觸目驚心。根據1992年國家組織的調查結果顯示，中國的B肝病毒攜帶者近1.3億人，也就是每10個人中就有一個B肝病毒攜帶者。感染病毒的年齡越早，轉化為慢性B肝的可能性就越大。嬰兒慢性B肝患者中，有15%～25%會在成年時死於B肝導致的肝硬化和肝癌。

突破，血源性B型肝炎病毒疫苗的誕生

巴魯克·塞繆爾·布隆伯格和同事提出了用澳大利亞抗原，而不是整個病毒做疫苗的全新設想。默克研究所的研究人員認為這個想法對疫苗的製備有重要意義，並於1971年從巴魯克·塞繆爾·布隆伯格所在的研究機構獲得許可，開始了B肝疫苗的應用研究。經過多年大量的研究和測試，終於成功地從血液中提純B肝表面抗原並製備成B肝疫苗，該疫苗能提供高於90%的B肝免疫力。疫苗研製出來了，卻不被批准進行臨床試驗。原因很簡單：疫苗是從B肝感染者血液中提取的，雖然其檢測結果非常滿意，但美國食品藥品管理局（FDA）仍然對其安全性深為擔憂，擔心有傳播B肝病毒乃至愛滋病病毒的危險。於是研究人員選擇從自己親人和公司內部員工身上進行試驗。試驗證明疫苗是安全有效的。這樣的結果最終說服了FDA，得到了進行臨床試驗的批准。此後進行的大樣本試驗證實：疫苗可以將B肝感染率降低75%。1981年，飽經磨難的B肝疫苗終於獲得FDA的上市批准。這是人類歷史上第一種商業化的B肝疫苗，也是人類對抗B肝的一次革命性突破。

應該說中國的B肝疫苗研究與美國、日本幾乎是同步進行的。1975年，當美國科學家率先在雜誌上發布採自B肝病毒感染者的血液可製作血源B肝疫苗的信息後，中國科學家也很快明白了其中的原理：用高速離心提純血液中的B肝病毒之後再滅活，就能得到使人產生抗體的血源疫苗。通過此方法，中國科學家在實驗室製造出了實驗用B肝疫苗。

在我國第六個五年計劃期間，國家科委設立了一個科研課題—B型肝炎血源疫苗研究及中試，由當時的北京生物製品研究所和中國藥品生物製品檢定所承擔。經過近5年的研究，於1985年底建立了一整套B型肝炎血源疫苗製造和質量控制的方案並進行了大規模生產。當時的衛生部立即組織全國具有疫苗生產資格的6個生產單位（北京、上海、長春、武漢、成都和蘭州生物製品研究所）進行「大會戰」。很快在全國形成了B肝疫苗的生產高潮。B肝疫苗也在各個生研所成為拳頭產品，有些單位B肝疫苗的產值甚至佔全所總產值的80%，血源性B肝疫苗也很快在全國推廣。1992年起，我國將B肝疫苗接種納入免疫管理計劃。

革新，轉基因B型肝炎病毒疫苗

儘管B肝血源疫苗被研製出來了，但因原料有限其產量受到了很大限制。於是世界上的科學家就試圖尋找更好的辦法來製造B肝疫苗。隨著對B肝病毒分子生物學的研究深入，B肝表面抗原蛋白基因被發現了。於是他們就試圖用基因工程的辦法來製造B肝表面蛋白。首先他們將B肝表面抗原蛋白基因克隆到大腸桿菌進行表達，發現表達出來的蛋白沒有B肝表面抗原的活性，他們又用另外幾個細菌系統進行實驗均沒有成功。後來他們發現，B肝表面抗原蛋白必須在表達過程中同時進行糖化才有活性，而大腸桿菌等原核生物是不可能生產出糖化蛋白質的。恰在這時，美國西雅圖華盛頓大學的Benjamin Hall等人在《自然》周刊上發表一篇論文，描述了他們發明的一個用酵母生產人類蛋白的模型系統。酵母為真核生物，它可能表達糖化蛋白。於是美國默克公司的研究人員與Hall等人合作，成功地用酵母DNA重組做出人類B肝表面抗原蛋白。默克公司從此改用酵母DNA重組技術大批量生產B肝疫苗，並於1986年獲得FDA批准而投入市場。

1994年，默克公司總裁、執行長瓦傑洛斯同意將B肝疫苗技術以700萬美元的價格轉讓給中國。1997年，利用酵母菌生產的轉基因B肝疫苗被中國政府正式批准生產。

中國投入大量資金，開始大規模免費接種和補種B肝疫苗。自2002年起，B肝疫苗被納入兒童計劃免疫以切斷母嬰傳播，並取得了舉世矚目的巨大成功：1987年，中國5歲以下兒童的B肝感染率為10.1%，到2006年，這一數字被降到1%以下，超過2億兒童得到B肝疫苗的保護；通過全面免費的B肝疫苗接種，1992年至2009年，全國有9200萬人得以免受B肝病毒感染，減少慢性B肝病毒感染2400萬人，減少肝硬化、肝癌等引起的死亡430萬人。而如果沒有B肝疫苗的大規模接種，中國每年將因肝硬化肝癌多死亡25萬人。

從澳抗發現到第一代B肝疫苗，用了17年，到第二代B肝疫苗則用了23年時間。疫苗在保障人類生命健康方面一直發揮著重要的作用，尤其是面對今年的新冠疫情，疫苗一直被認為是人類戰勝新冠的終極武器。近來新型冠狀病毒疫苗不斷傳來好消息，我國的新冠疫苗被批准緊急使用已注射了數萬人。國外的mRNA新冠疫苗三期臨床中期評估效果良好，新冠疫苗若能在今年底或明年初被批准正式使用，則將創造人類疫苗發展史上的一個奇蹟！

作者：藥葫蘆娃醫藥生物技術科普組