《Scientia Pharmaceutica》：Approaches to the Development and Quality Control of Vaccine for Allergen-Specific Immunotherapy of Ragweed Pollen Allergy
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豚草（Ambrosia artemisiifolia）花粉过敏是全球范围内重大且不断增长的公共卫生问题，其临床表现涵盖鼻炎、结膜炎乃至哮喘发作和过敏性休克。主要豚草过敏原Amb a 1具有高IgE结合潜力，可触发I型超敏反应。尽管过敏原特异性免疫治疗（alle
豚草（Ambrosia artemisiifolia）花粉过敏是全球范围内重大且不断增长的公共卫生问题，其临床表现涵盖鼻炎、结膜炎乃至哮喘发作和过敏性休克。主要豚草过敏原Amb a 1具有高IgE结合潜力，可触发I型超敏反应。尽管过敏原特异性免疫治疗（allergen-specific immunotherapy, AIT）能有效诱导长期免疫耐受，但基于提取物的传统制剂面临批间差异大、过敏原组成异质、IgE介导的不良反应、免疫原性不一致以及患者依从性差等关键局限性。本综述批判性地整合并评估了当前豚草AIT合成疫苗策略的已发表证据，重点关注其设计、免疫学性能及质量控制考量。本综述重点评述了豚草AIT合成疫苗开发的当前策略，尤其聚焦于基于肽的构建体、重组蛋白、DNA疫苗及佐剂增强制剂，并涵盖相应的质量控制策略。现有证据表明，相较于基于提取物的免疫治疗，合成疫苗为生产优化的AIT产品提供了更合理、分子层面更明确的技术路径，其在安全性特征、临床疗效、注射频率降低及批次标准化方面均有改善。这些进展凸显了合成疫苗平台在支持个性化免疫治疗及更有效的过敏性疾病疾病修饰治疗方面的潜力。
1. 引言
豚草（Ambrosia artemisiifolia）在全球多个大陆分布，其花粉可触发IgE介导的过敏反应，临床表现从过敏性鼻炎、结膜炎到严重哮喘发作、支气管痉挛乃至过敏性休克。交叉反应性致敏进一步增加了临床管理的复杂性。全球约30%的人口受过敏性疾病困扰。在豚草花粉过敏中，应精确表征过敏原来源的分子组成，因为临床相关过敏原（包括Amb a 1和Amb a 11）及其相关亚型构成了疫苗制剂和标准化中必须控制的抗原组成。
过敏原特异性免疫治疗（AIT）是过敏性疾病唯一的疾病修饰治疗手段。AIT可促进多种免疫调节效应：刺激过敏原特异性IgG抗体产生、抑制Th2细胞、激活调节性T细胞（Treg），并阻断IgE介导的肥大细胞活化，从而诱导长期免疫耐受。重组单克隆过敏原特异性IgG抗体的被动免疫可显著减少致敏患者在过敏原暴露期间的过敏反应，证实了IgG在AIT成功中的核心作用。
然而，传统基于提取物的AIT面临持续局限性。批次间过敏原含量异质性、过敏原组成变异以及非过敏原成分的存在，导致免疫原性不一致和安全性问题。标准皮下免疫治疗（SCIT）需要初始剂量递增阶段（每周注射持续3-6个月），随后以3-6周间隔进行维持给药至少三年，治疗终止后疗效持续约2-3年，给患者依从性带来沉重负担。因此，开发组成一致、IgG诱导增强、注射频率降低且IgE阻断效力提高的新型疫苗策略成为临床优先事项。
本综述探讨了豚草花粉过敏AIT疫苗开发与质量控制的当前策略，重点关注合理的疫苗设计、标准化及转化考量，旨在改善免疫原性、降低变应原性并确保一致的质量控制。
2. 方法学
本研究采用批判性叙述综述方法，整合免疫学、分子疫苗技术、药物质量控制、药代动力学、监管科学和药物经济学领域的证据。文献检索覆盖PubMed、Scopus、Web of Science和Google Scholar数据库，检索时间截至2026年6月，同时参考欧洲药品管理局（EMA）、美国食品药品监督管理局（FDA）和世界卫生组织（WHO）等监管机构的相关指南文件。检索策略结合医学主题词（MeSH）和自由文本关键词，包括豚草过敏、过敏原特异性免疫治疗、合成过敏原疫苗、重组过敏原、肽疫苗、DNA疫苗、纳米颗粒疫苗、病毒样颗粒、质量控制、标准化、分析表征、药代动力学和药物经济学等。鉴于专门针对豚草花粉过敏合成疫苗的研究相对稀缺，综述也纳入了桦树花粉（Bet v 1）和草花粉等其他临床相关花粉过敏原的成熟研究，前提是其开发或质量控制原理可转移至豚草疫苗开发。
3. AIT疫苗开发的一般策略
过敏原疫苗开发的进展旨在减少IgE介导的不良反应，同时增强免疫应答。主要策略包括肽疫苗、重组过敏原疫苗、DNA疫苗以及病毒样颗粒（VLP）或纳米颗粒递送系统。
3.1 基于重组过敏原的疫苗
重组疫苗通过实验室工程利用明确的过敏原分子生成，与存在批间变异的天然过敏原提取物相比，提供一致的标准化和高纯度。豚草特异性研究已报道Amb a 1 cDNA的分子克隆及重组Amb a 1相关蛋白在大肠杆菌（E. coli）中的表达和纯化。基于Bet v 1 IgE结合区短肽融合至乙型肝炎表面蛋白PreS结构域的重组疫苗可触发针对桦树花粉及交叉反应性食物过敏原的保护性IgG和IgA抗体。然而，单一重组过敏原可能无法充分覆盖多重致敏患者的全部IgE应答。
3.2 基于肽的疫苗
肽疫苗采用源自主要过敏原的明确氨基酸序列，通过免疫信息学和实验验证进行表位作图，T细胞表位使用MHC结合亲和力、抗原性和群体覆盖率算法进行计算预测。肽链通过Fmoc介导的固相合成逐步组装，随后经反相高效液相色谱（RP-HPLC）纯化至纯度超过95%的医药级。短合成肽可产生IgG4阻断抗体，且IgE交联最小化，并诱导与过敏性气道疾病长期缓解相关的T细胞变化。然而，分离肽的内在免疫原性较低，通常需要佐剂或先进递送方式。
3.3 DNA疫苗
DNA疫苗施用编码目标抗原（通常为低变应原性衍生物）的序列，以促进细胞介导免疫，平衡Th2优势。质粒DNA构建体采用强效哺乳动物启动子如巨细胞病毒（CMV）立即早期启动子。证据表明，DNA疫苗联合纯化Amb a 1可在鼻组织增强保护性Th1免疫应答，同时抑制过敏性Th2应答。质量评估强调确认DNA构建体的分子身份、序列、纯度、完整性和稳定性。
3.4 病毒样颗粒（VLP）和纳米颗粒递送系统
纳米颗粒作为过敏原免疫治疗中的载体和佐剂，提供抗原稳定性、靶向递送和共递送能力。CpG佐剂的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）纳米颗粒已被证明可诱导IgG2a抗体合成并抑制小鼠模型中的过敏性气道炎症。然而，纳米颗粒的毒理学特征和生物分布仍需在临床转化前全面评估。
4. 豚草花粉过敏疫苗开发的详细策略
基因工程豚草过敏原选择性整合Amb a 1和Amb a 11等主要过敏原，最大限度减少与效力不一致和非预期免疫应答相关的共纯化非相关成分。
4.1 重组野生型过敏原
重组野生型过敏原提供受调控且可重复的抗原生成，避免天然花粉提取物的异质性。昆虫细胞表达的Amb a 1.01表现出与天然对应物相似的变应原特性。然而，IgE表位的持续表达限制了野生型重组过敏原的生物安全性。
4.2 低变应原性豚草衍生物
低变应原性衍生物通过定点突变、肽段切割或化学衍生化修饰IgE结合结构域，在保留T细胞免疫原性的同时降低全身反应。通过三维蛋白质建模和多种表位预测算法，已在Amb a 1中鉴定出九个B细胞IgE表位，在Amb a 11中鉴定出七个，作为重组疫苗构建体的潜在靶标。
4.3 融合蛋白和载体结合豚草构建体
将豚草过敏原融合至VLP或细菌蛋白等载体可增强免疫原性。BM32是一种含四种主要草花粉过敏原非变应原性肽段融合至乙型肝炎病毒preS载体蛋白的重组草花粉疫苗，在181名参与者的多中心双盲安慰剂对照试验中表现出良好的耐受性和显著的临床改善。
4.4 佐剂增强的豚草疫苗制剂
佐剂重组疫苗采用CpG寡脱氧核苷酸（ODNs）或单磷酰脂质A（MPLA）等免疫调节剂，将免疫应答转向Th1或Treg通路。然而，CpG-ODN方法在豚草过敏的临床研究中尚未达到显著疗效。
5. AIT疫苗的药代动力学
与传统药物不同，过敏原疫苗的药代动力学（PK）必须同时考虑过敏原分子及其诱导的免疫学持久性。SCIT中，过敏原沉积于皮下组织；SLIT中，过敏原主要通过口腔黏膜树突状细胞吸收。天然Amb a 1（约38 kDa）通过淋巴系统转运至淋巴结，而较短的合成肽（2-10 kDa）扩散更快。变应原蛋白的清除由蛋白水解降解、肾超滤和黏膜纤毛清除控制。欧洲药品管理局（EMA）2008年过敏原产品指南强调，常规基于ADME的药代动力学研究不适用于过敏原制剂。
6. 过敏原疫苗质量控制方法
质量控制涵盖验证身份、数量和杂质谱的标准流程。对于合成豚草疫苗，胰蛋白酶消化后液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）分析可确定氨基酸序列、翻译后修饰和序列变异。核磁共振（NMR）波谱验证三维结构。十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）确定分子量、纯度和二硫键模式，尺寸排阻色谱（SEC）用于鉴定和定量可溶性蛋白聚集体。当代质量控制采用多属性监测（MAM）质谱等先进平台，确保安全性、效力和批间一致性。
7. 质量控制范式的比较概述
从天然粗提物向分子定义疫苗制剂的转变引入了新的质量控制需求。下一代豚草AIT疫苗源自明确且高度表征的起始材料，结合先进分析技术，可精确评估身份、效价、纯度和稳定性，实现从过程依赖的质量保证向产品驱动的质量控制转变。
8. 疫苗结构类别及相应质量控制策略
肽疫苗的纯度评估聚焦于截短、缺失变体和聚集体等肽相关杂质，采用RP-HPLC、超高效液相色谱（UPLC）和SEC-HPLC等方法。DNA疫苗的纯度评估聚焦于宿主细胞DNA、RNA、蛋白含量、内毒素和残留抗生素的检测与定量。重组蛋白疫苗的杂质包括宿主细胞蛋白、残留DNA、内毒素、蛋白聚集体和工艺相关污染物。纳米颗粒疫苗的纯度评估包括蛋白聚集体、宿主细胞蛋白、游离纳米颗粒、未反应连接剂或降解产物的鉴定和排除，采用ICP-MS等元素分析技术。
9. AIT的药物经济学
过敏性疾病在全球慢性疾病中排名第四。俄罗斯AIT药物零售市场2025年总计3590万美元，售出257,300包。俄罗斯联邦注册的基于过敏原提取物的制剂有65个商品名，其中34个用于AIT治疗。标准豚草花粉过敏原产品方案需要30天以上32次注射。相比之下，桦树花粉过敏重组疫苗Allergard含有低变应原性片段而非完整过敏原，经五次皮下注射后显示良好安全性，25%患者症状完全消失。未来分子定义豚草疫苗的药物经济学评估应涵盖治疗持续时间、累计给药频率、医疗资源使用、患者依从性及传统提取物AIT负担的减轻。
10. 结论
分子定义疫苗平台为豚草花粉过敏AIT提供了一种创新策略，直接解决了传统提取物AIT的批次变异性、效力不一致和安全性问题。这些平台的成功开发依赖于临床重要豚草过敏原（特别是Amb a 1、Amb a 11及其相关分子形式）的合理选择和详细表征，以建立具有可重复制造和稳健质量控制的制剂。现有证据表明，从生物衍生过敏原提取物向分子表征疫苗系统的范式转变正在发生，合理的抗原设计、先进分析技术、标准化制造工艺和循证监管路径将是开发安全、有效且临床可重复疫苗的关键。
