肺炎球菌性肺炎已经成为全球重要的公共卫生课题。肺炎链球菌始终是引起肺炎、菌血症、急性中耳炎的重要病因。肺炎球菌能够通过空气在人群中传播，常寄生在健康人体口腔和鼻咽部位，当人体抵抗力下降时，肺炎球菌乘虚而入（见肺炎球菌传播途径图）。肺炎链球菌对于所有年龄组人群均具有感染力，主要影响人群为2岁以下幼儿及65岁以上老年人。WHO估计全球每年约有万人死于肺炎链球菌疾病，其中70~万5岁以下儿童生活在发展中国家。
肺炎球菌传播途径
肺炎链球菌疾病发病率具有明显的地区差异。通常，发展中国家人群肺炎球菌疾病发病率高于发达国家，但即是是发达程度相近的欧美，发病率也有数倍的差异。造成这一差异的原因在于不同地区主要致病的肺炎球菌血清型分布的不同。根据肺炎链球菌荚膜（见图）多糖组成的特异性，可以将肺炎链球菌分为90个血清型。
肺炎链球菌荚膜图片
根据全球引起肺炎球菌性肺炎7种常见血清型的研究显示，北美地区成人及儿童致病的常见血清型主要为4、6B、9V、14、18C、19F和23F，西欧地区则为14、19F、6B、18C、1、9V和23F，引起全球5岁以下儿童患侵袭性肺炎（IPD）的主要血清型为1、5、6A、6B、14、19F和23F，而我国上海地区5岁以下住院儿童致病的肺炎链球菌血清型主要为19F、23F、6A、14、6B、19和18C。由此可见，基于一个地区主要血清型制备的肺炎球菌疫苗并不适用于其他地区人群。因此，研制疫苗前首先应当调查疫苗使用地区致病血清型的种类，疫苗能够覆盖主要致病血清型才能达到理想的预防疾病效果。
肺炎球菌疫苗生产工艺
肺炎球菌疫苗根据其生产工艺，主要分为两类。一类是结合疫苗，例如国外已经上市的prevenar7价和13价、Synflorix10价肺炎球菌结合疫苗；另一类是多糖疫苗，如默沙东公司研发生产的23价肺炎球菌多糖疫苗。
Prevenar7含有7种肺炎球菌血清型（4，6B，9V，14，18C，19F和23F）荚膜多糖。它是第一个获得欧盟许可用于2月龄婴儿预防IPD的肺炎球菌结合疫苗。Prevenar13是在Prevenar7的基础上增加6种肺炎球菌血清型（1，3，5，6A，7F和19A）荚膜多糖所组成的无菌液体制剂。与Prevenar7相同，每种血清型分别与白喉类毒素无毒变异体CRM共轭相连。与使用单一载体蛋白的Prevenar7、Prevenar13不同，Synflorix所含有的10种经过纯化的肺炎球菌荚膜多糖（1，4，5，6B，7F，9V，14，18C，19F和23F型）分别与蛋白D、破伤风类毒素和白喉类毒素连接。PPV23则是由23种能够诱导抗体生成的不同肺炎链球菌血清型（1，2，3，4，5，6B，7F，8，9N，9V，10A，11A，12F，14，15B，17F，18C，19F，19A，20，22F，23F和33F）荚膜多糖按比例组合而成。
多糖疫苗的生产工艺相对简单，主要包括发酵和精制两部分工艺。结合疫苗则需要在多糖疫苗生产工艺基础上继续进行多糖活化、结合、纯化、佐剂吸附等工序。多糖疫苗生产的关键在于各血清型多糖的活化程度及在随后的结合阶段与载体蛋白结合的比例。活化剂的选择可以参考其他结合疫苗使用的活化剂，例如以溴化氢作为活化剂，能够保持稳定的活化程度，但溴化氢在活化阶段需要较高的pH和较长的反应时间（详见CNBr与CDAP的对比）。长期研究发现，这种高pH环境会破坏一些活性基团，因此在后续的工艺优化中，一些研发机构采用CDAP作为新的活化剂用于活化多糖（CDAP的分子结构见图）。CDAP在中性条件下就能够完成多糖的活化，并且在不需要间隔基存在条件下，能够直接与多糖相连（详见多糖与有机氰试剂反应原理图），使经过活化的多糖更易与载体蛋白相连接，从而提高了多糖与蛋白的结合率。近期一些研究机构使用高碘酸钠活化多糖，但其活化效果及后续与蛋白的结合程度，暂不知晓。
CDAP的分子结构
多糖与有机氰试剂的反应原理图
CNBr与CDAP的对比
载体蛋白
与Prevenar7、Prevenar13使用CRM作为载体蛋白不同，目前国内的结合疫苗多使用破伤风类毒素和白喉类毒素作为载体蛋白，而国外已上市的hib、脑膜炎和7VPnC，均以CRM作为载体蛋白，支持了这一蛋白无毒的事实。笔者在做结合工艺优化计划时，也将CRM作为备选载体蛋白，但国内CRM工业化生产暂不成熟，暂选用生产工艺稳定的类毒素作为载体蛋白。
铝佐剂
结合疫苗各类多糖与载体蛋白完成结合后，需要利用佐剂进行吸附。目前国内结合疫苗常用的佐剂为氢氧化铝和磷酸铝佐剂。肺炎球菌结合疫苗多用磷酸铝佐剂。影响吸附效果的因素诸多，如各型原液的多糖/蛋白比例、吸附反应环境、佐剂粒径的大小、各型原液加入的先后次序等都会影响吸附效果。
副反应
EMA评估报告表明Prevenar13的副反应与Prevenar7相同。AEs报道的婴儿临床研究显示2者副反应的发生频率及严重程度没有明显差异。值得注意的是，所有同时接种synflorix和全细胞百日咳疫苗的儿童出现发热反应的频次较高。但接种肺炎球菌疫苗后出现的局部反应，通常仅维持数天，出现严重不良反应是非常罕见的，疫苗的安全性是令人放心的。
展望
目前上市的肺炎结合疫苗生产厂家主要有：辉瑞公司（Wyeth）生产的PCV7、PCV13、GSK公司生产的PCV10。兰州所研发的PCV13已进入临床前研究。许多研发机构对其他多价肺炎球菌结合疫苗也在不断进行摸索试验。现已上市的23价肺炎球菌多糖疫苗生产厂家主要有：国药中生成都生物制品研究所有限责任公司生产的惠益康?、美国Merck公司生产的纽莫法?、法国巴斯德公司生产的优博23?。国内部分药企已经完成23价肺炎多糖疫苗的研发，正逐步实现工业化生产。虽然设备先进程度、工艺稳定程度、质量源于设计的理念吸收程度均不及国外药企，但国内制药人仍在逐步缩短差距的进程中不断进步。
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