综述：MenFive?的开发——一种面向非洲及其他地区的可负担五价脑膜炎球菌结合疫苗（ACYWX）

本综述系统阐述了MenFive?（ACYWX五价结合疫苗）的研发历程，其继承了MenAfriVac?的成功经验，旨在消除非洲脑膜炎带（African meningitis belt）由多种血清群（A、C、W、Y、X型）引发的流行性脑膜炎。文章详述了其合作模式（PATH/SIIPL/FCDO）、关键技术突破（如新型CPPT结合技术）、临床开发策略及监管路径（WHO预认证），强调了该可负担疫苗在实现“2030年战胜脑膜炎”全球目标中的关键作用。

　　

引言

脑膜炎球菌性脑膜炎，由Neisseria meningitidis引起，长期以来是撒哈拉以南非洲地区的一个重要公共卫生问题。其在非洲脑膜炎带（从塞内加尔到埃塞俄比亚的26个国家）最为流行，历史上曾导致每年数万病例和数千人死亡。最大的流行通常由A群脑膜炎球菌（MenA）引起，但C、W和X群也会引发流行，而该地区长期以来缺乏可负担的有效疫苗。

2010年前，主要应对策略是使用多糖疫苗进行反应性紧急大规模接种。但该方法存在显著问题：多糖疫苗对2岁以下儿童无效，且保护作用短暂。1996/97年严重的MenA流行促使国际社会重新评估控制策略，并呼吁开发针对非洲的新型脑膜炎球菌结合疫苗。由此，脑膜炎疫苗项目（Meningitis Vaccine Project）应运而生，旨在为撒哈拉以南非洲开发一种可负担的MenA结合疫苗——MenAfriVac?。

由印度血清研究所（SIIPL）开发的MenAfriVac于2010年12月引入大规模接种，取得了巨大成功，MenA疫情在使用该疫苗的地区消失。其成功将注意力转向了在脑膜炎带流行的其他血清群（MenC、W、Y和X）。尽管这些血清群的流行规模未达到MenA的水平，但它们每年仍导致数万病例和数千死亡，且幸存者可能伴有长期后遗症。特别是MenX，当时尚无许可疫苗，其流行潜力日益显现，病例数在脑膜炎带国家呈上升趋势。

鉴于非A群脑膜炎球菌疾病构成的日益增长的威胁，非洲公共卫生专家推动开发一种可负担的多价脑膜炎球菌结合疫苗（MMCV），以预防所有致病变异群，包括MenX。

The MenFive partnership

MenFive（也称为NmCV-5和Men5CV）的开发延伸了PATH与SIIPL在脑膜炎疫苗方面的合作伙伴关系。SIIPL是MenAfriVac的关键合作伙伴，其愿意以非洲卫生部长设定的价格（上市时每剂<0.50美元）开发疫苗。该项目新增了英国外交、联邦和发展事务部（FCDO）作为资助方，并重启了MenAfriVac开发期间形成的宝贵合作伙伴关系。

合作机构包括：英国卫生安全局（UK HSA）疫苗评估部门（负责Phase 1、2和3 EPI研究的免疫学评估）、英国国家生物标准与控制研究所（NIBSC，负责临床 trial 用多糖、结合物和最终产品批次的质量控制测试）、世界卫生组织（WHO，提供预认证要求和政策的关键意见）、马里疫苗开发中心（CVD-Mali）和冈比亚医学研究理事会单位（在非洲进行临床研究）。此外，美国国家过敏和传染病研究所的传染病临床研究联盟为正在进行的在9-15月龄马里幼儿中的Phase 3研究提供了资金并负责实施。

MenFive research and development

至少有12种Neisseria meningitidis血清群根据其荚膜多糖结构和引发的免疫反应进行了分类。其中六种（A、B、C、W、Y和X）是全世界侵袭性脑膜炎球菌病最常见的原因。

21世纪初，跨国疫苗公司的研发重点集中在四价（A、C、W、Y）结合疫苗和MenB蛋白疫苗上。然而，考虑到脑膜炎带不断演变的流行病学（特别是MenX病例的增加），并与WHO 2011年11月的脑膜炎球菌疫苗立场文件保持一致，研发重点转向了五价（A、C、W、Y、X）结合疫苗，以针对非洲脑膜炎带所有引起流行的血清群。

Polysaccharide structure, strain selection, and polysaccharide purification process

MenA和MenX多糖结构具有磷酸二酯键，而C、Y和W群多糖是基于唾液酸的聚合物。MenX多糖是（α1-4）N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸的同聚物，而MenA多糖是O-乙酰化的（α1-6）N-乙酰甘露糖胺磷酸重复单元。

菌株选择和多糖纯化工艺的开发侧重于优化多糖产量，从而最大限度地降低制造成本。血清群A、C、Y、W和X的细菌菌株来源于美国FDA的生物制品评价与研究中心（CBER）和美国疾病控制与预防中心（CDC）。MenFive开发继续使用MenAfriVac的A群菌株。新的、更高效的制造方案在400升规模下生产出与先前1000升规模相似数量的A、C、Y、W和X多糖。开发的多糖制造工艺保留了关键的抗原表位，从而在临床前和随后的人体研究中产生了更好的免疫反应。纯化过程采用选择性表面活性剂沉淀和酒精萃取进行设计和优化，以从多糖中分离内毒素、蛋白质和核酸杂质。通过避免苛刻的碱或酶处理保留了O-乙酰化水平。

筛选了多个菌株以获得具有所需特性和高产量的纯化多糖。A、C、Y和W群纯化多糖的O-乙酰化水平在WHO技术报告系列（TRS）指导文件建议的可接受水平范围内。MenX多糖是非O-乙酰化的。针对MenX，优化了培养基以实现均匀的生长动力学和高多糖产量。在早期工艺开发中，使用脱氧胆酸盐纯化荚膜多糖，后来被十二烷基硫酸钠（SDS）取代。多糖纯化方案主要基于表面活性剂沉淀和酒精萃取。

Conjugation

MenA、C、W和X多糖通过机械方式减小尺寸，而MenY多糖通过化学处理减小尺寸。减小尺寸后的A和X群多糖使用氰化化学方法通过己二酸二酰肼（ADH）连接子进行衍生，然后通过碳二亚胺化学共价连接到纯化的破伤风类毒素（TT）上。减小尺寸后的C、Y和W群多糖共价连接到经过ADH衍生的重组CRM₁₉₇（rCRM₁₉₇）上。该结合技术使用了一种新型氰化剂1-氰基-4吡咯烷子基吡啶鎓四氟硼酸盐（CPPT），其许可自Fina BioSolutions（美国马里兰州）。与用于生产MenAfriVac的还原胺化化学相比，这种新的结合技术实现了更高的结合效率、更好地保留了关键免疫学表位，并简化了制造过程。

由于MenX结合物包含一种先前未在许可疫苗中使用过的新血清群多糖，因此进行了广泛研究以确定用于结合的多糖尺寸、连接子的使用、结合策略（衍生化多糖或载体蛋白）以及衍生化程度。最终，在大小范围为75-150 kD（通过SE-HPLC测定）的TT结合的MenX多糖在小鼠和兔子中显示出高免疫原性，并能产生强大的杀菌活性。最终决定使用两种载体蛋白（TT用于MenA和X，rCRM₁₉₇用于MenC、W和Y），这主要基于临床前免疫原性数据以及克服潜在TT相关载体诱导的免疫抑制的需要。

Formulation development

为了开发对长期稳定性至关重要且可能获得WHO控温链（CTC）指示的热稳定疫苗，探索了喷雾干燥和冻干技术以及一系列用于稳定的赋形剂。分析表明MenA多糖最易受热降解，其次是MenC。选择冻干技术是出于商业化生产的便利性，并从稳定剂筛选中选择了蔗糖和柠檬酸钠。WHO同意无防腐剂的五剂每瓶包装，并要求在复溶后6小时内使用剂量。研究发现冻干MenFive在25°C和40°C下分别储存6个月和4个月保持稳定，并且该疫苗最近获得了印度国家监管机构批准，可在40°C下CTC储存长达28天。

在开发的每个阶段，纯化的多糖、结合物原液和最终批次的样品都被运往NIBSC进行额外的质量测试和表征。

Pre-clinical toxicology studies

进行了多项符合良好实验室规范（GLP）的毒理学研究，以在临床研究之前建立CPPT结合化学的副产物4-吡咯烷子基吡啶和MenFive的安全性谱。这些研究包括单剂量口服急性毒性、单剂量肌肉注射、皮肤致敏、细菌回复突变和体外哺乳动物细胞基因突变试验。此外，还在兔子中进行了符合GLP的重复剂量毒性研究，表明无论是否含佐剂，MenFive都是安全且耐受性良好的。最后，在大鼠中进行的符合GLP的发育和生殖毒理学研究表明，无论是否含佐剂，MenFive均耐受性良好且具有免疫原性，并且不会对雌性生育力、胚胎-胎儿或产前产后生存、生长或发育产生不利影响。

MenFive clinical development

MenFive临床开发策略设计为首先在一个拥有严格国家监管机构的高收入国家进行评估，以初步确定安全性和免疫原性，然后迅速转移到非洲脑膜炎带（目标人群所在地）进行Phase 2和3研究。此外，SIIPL将进行一项Phase 2/3试验，以获得印度的上市许可，同时证明三个生产批次的一致性。

Phase 1试验在美国进行，60名18-45岁健康成年人接受了单剂MenFive（每种多糖5 μg）、含铝磷酸佐剂的MenFive或许可对照疫苗Menactra?（ACWY-D）的接种。两种MenFive配方均耐受性良好，未产生令人担忧的不良 effects，rSBA免疫反应预测可针对所有五种血清群提供保护，并且含佐剂与不含佐剂的配方之间没有明显差异。

Phase 2试验在12-16月龄的马里幼儿中进行，进一步评估安全性并明确评估对佐剂的需求。结果显示，单剂MenFive引发的免疫反应与两剂Menactra相似或更高。含佐剂的MenFive未提供优于不含佐剂配方的明显益处，因此选择后者用于后续的Phase 3试验。

经过与印度药品监督管理局和WHO讨论，决定在印度和非洲并行推进Phase 3项目。非洲的Phase 3试验在马里和冈比亚的1800名2-29岁参与者中进行。参与者接受单剂肌肉注射MenFive或Menactra。MenFive对四种共有血清群的免疫反应不劣于Menactra。MenX成分也达到了预设的非劣效标准。此外，MenFive的rSBA反应在免疫后6个月和12个月仍远高于基线水平。不良事件发生率两种疫苗相似。

印度的Phase 2/3试验在1640名18-85岁成年人中进行，包括三个生产批次的MenFive的批次间一致性研究。每个批次的所有五种血清群的rSBA反应在免疫学上是一致的。MenFive对所有四种共有血清群均表现出相对于Menactra的免疫非劣效性，达到了MenX的预设非劣效标准，并且安全且耐受性良好。

为支持在婴儿/幼儿中常规使用，进行了一项额外的Phase 3试验，评估在9月和15月龄儿童中与EPI疫苗共同接种时，MenFive与对照疫苗（Nimenrix?，ACWY-TT）相比的免疫非劣效性。分析显示，对于所有五种血清群，在9月龄和15月龄儿童中均证明了免疫非劣效性。除9月龄时的风疹反应外，共同接种的麻疹/风疹和黄热病疫苗也证明了非劣效性，WHO确认所有三种抗原的共同接种是可接受的。局部和全身不良事件通常轻微，且两种疫苗的发生率相似。

Regulatory and policy

SIIPL、PATH、WHO以及其他技术和监管机构进行了持续讨论，以促进MenFive的高效许可和WHO预认证途径。考虑到用于紧急使用的多糖疫苗库存相关的供应问题以及MenX爆发的可能性，WHO同意预认证申请可以与印度出口许可申请并行提交。MenFive于2022年9月在印度获得用于18-85岁个体的完全上市许可，并于2023年7月获得WHO预认证用于1-85岁个体（随后于2024年3月修订，将批准年龄降至9个月）。

MenAfriVac的引入策略依赖于最初在1-29岁个体中进行大规模接种运动，随后对9-18月龄儿童进行常规免疫。这一策略在保护接种个体的同时，通过减少携带和随后的群体保护减少了MenA传播，并取得了显著成功。为MenFive设想了类似的引入策略，但吸取了重要经验教训。例如，WHO和全球疫苗免疫联盟（Gavi）设想，在高风险国家，MenFive将同时引入常规免疫规划和大规模接种运动，而MenAfriVac的引入在初始运动和常规使用之间存在相当长的滞后，需要后续的补种运动来填补空白。

2019年5月，WHO成立了免疫战略咨询专家组（SAGE）脑膜炎球菌疫苗工作组，负责审查证据并就使用脑膜炎球菌疫苗减轻该病公共卫生影响向WHO提供建议。2023年9月，SAGE建议所有脑膜炎带国家将MenFive以单剂日程引入9-18月龄儿童的常规免疫规划，并且高风险国家和有高风险地区的国家在1-19岁或2-19岁个体（取决于常规免疫规划覆盖的年龄组）中进行补种运动。WHO随后于2024年1月发布了关于在非洲脑膜炎带国家使用MMCV的更新立场文件。

MenFive的许可和SAGE对其在所有脑膜炎带国家使用的建议意味着消除该地区脑膜炎流行的目标现已触手可及。根据SAGE的建议，六个脑膜炎带国家（尼日尔、尼日利亚、加纳、马里、布基纳法索和乍得）在2024年8月至2025年1月期间使用疾病负担、疾病强度和流行频率三个定量指标进行了风险评估。基于这些评估，已为2025-2027年提出了结合大规模接种运动和从MenAfriVac逐步转向MenFive常规免疫规划的引入策略。

更广泛地说，MenFive的开发与WHO主导的“到2030年战胜脑膜炎”倡议保持一致。该路线图概述了全球愿景和战略目标，并将开发和增强可负担的MMCV的可及性以及MMCV的引入和吸收列为控制脑膜炎的关键和里程碑式成就。

Key takeaways and lessons learned

MenFive的开发为加速中低收入国家的疫苗开发提供了重要经验，包括：培育可信赖的合作关系并保持合作伙伴的连续性；仔细考虑制造效率以保持低疫苗价格；在问题出现时表现出灵活性和响应能力；在非洲进行临床试验的能力建设；投资于本地存在；与其他利益相关者协调政策。

Looking to the future

开发有效疫苗并获得许可和WHO预认证的艰巨工作已经完成，但为使MenFive广泛可用而进行的持续努力仍在进行中。非洲Phase 3试验的扩展研究表明，接种后12个月，对所有疫苗血清型的免疫反应仍远高于免疫前水平，这预示着长期保护效果良好。但需要对12个月以上（理想情况下5年或更长时间）的免疫持久性进行进一步分析，这对于确定潜在加强针的需求和时机至关重要。还计划在印度9个月至17岁的儿童中进行一项MenFive的Phase 3研究，以证明其相对于Menactra的免疫非劣效性，其结果将允许将原始的印度上市许可扩大到儿科年龄组。

持续的研究将确保尽可能多的人能够获得MenFive——这是实现该疫苗消除脑膜炎带脑膜炎球菌爆发和流行潜力的关键。实现这一目标的第一步已于2024年3月迈出，当时MenFive首次在尼日尔用于应对MenC疫情，目标覆盖约100万儿童和青少年；不久后，尼日尔采购了超过80万剂MenFive以应对MenC和MenW的疫情。然而，最大的影响将来自MenFive作为预防工具的使用。监测MenFive对疫苗所含血清群引起的疾病的影响至关重要。此外，鉴于MenFive有可能减少脑膜炎带所有主要致病脑膜炎球菌血清群的携带，监测替换携带和疾病（例如由历史上在脑膜炎带很少检测到的B群脑膜炎球菌引起的疾病）将非常重要。

MenFive的潜力也超出了非洲，有一天可能全球用于旅行者（包括 Hajj 和 Umrah 朝圣者）、MenX成问题的地区的人们，或在中高收入国家使用，这些国家由于成本效益障碍而有限使用脑膜炎球菌疫苗。

MenFive的许可和WHO预认证是显著的成就，有望改变非洲乃至全球脑膜炎球菌疾病的进程。像MenFive这样的MMCV的可用性将在“到2030年战胜脑膜炎”的“愿景目标”中发挥关键作用，即消除细菌性脑膜炎流行，并将疫苗可预防的病例减少50%，死亡减少70%。如果没有提供必要投入、资金、指导和专业知识的坚定合作伙伴和利益相关者，迅速而成功的开发是不可能实现的。

Patient consent statement

本研究为综述，未直接涉及人类参与者。