病毒样颗粒（virus-like particles, VLPs）在过去的二十年中引起了人们的广泛关注。截至目前，VLP疫苗已被获批用于预防三种传染性病原体——乙型肝炎病毒（HBV）、人乳头瘤病毒（HPV）和戊型肝炎病毒(HEV)，这些疫苗因其高效性和长效免疫应答而受到青睐。科研人员正在开发来自不同病毒（包括感染人类、动物、植物和细菌）的VLPs，以期用作独立疫苗或疫苗平台。

一、VLPs

病毒的一个独特特征是，它们的结构蛋白、包膜蛋白或衣壳蛋白以及其他结构蛋白，可以独立或集体性地自组装成病毒样颗粒（VLPs），而无需病毒基因组。因此，任何病毒都可以通过将目标病毒蛋白的结构基因克隆到表达载体中开发形成VLPs（图1）。VLPs在生物医学科学中有着广泛的应用，如：（1）治疗——将药物递送至特定的癌细胞；（2）体内成像——负载有荧光团的VLPs；（3）诊断测试——利用装甲RNA作为传染性疾病的阳性对照；（4）疫苗开发。

图1 VLPs和嵌合型VLPs的形成机制

（图片来源：Kheirvari M, et al, Viruses. 2023）

VLPs具有许多不同于传统疫苗的特性，这些特性使它们成为疫苗设计的优秀平台。它们在大小（20-200nm）、几何形状（即具有多价表位的二十面体结构）以及激活T辅助细胞的能力方面，模拟了产生这些VLPs的病毒。VLPs自然编码T辅助细胞表位，这些表位由抗原呈递细胞（APCs）与主要组织相容性复合体（MHC）Ⅱ类分子共同呈递给T辅助细胞。除了来自APCs的共刺激分子外，表位的呈递还引发T辅助细胞的激活，进而还激活了其他免疫细胞，如巨噬细胞、B细胞和T细胞（图2）。VLPs还可以被设计成封装的内源性佐剂，如ssRNA，以激活先天免疫反应。

图2 VLPs对免疫反应的激活

（图片来源：Kheirvari M, et al, Viruses. 2023）

此外，VLPs由于不包含病毒基因组，无法进行复制，也是其作为候选疫苗的一个重要安全性优势。除了衍生于人类和动物病毒的VLPs被开发出来用以保护人类和动物免受这些病毒的侵害以外，衍生自其他生物体（包括植物和原核微生物）的VLPs还可以被用以展示来自人类和动物病毒的异源性抗原，即开发嵌合型VLPs（图1），目的是展示异源性抗原的免疫反应。值得一提的是，衍生自人类或动物病毒的VLPs也可以用于开发嵌合型VLPs，其中VLP上展示的异源性抗原来自其他人类病毒（图1）。

二、衍生于人类病毒的VLP疫苗

研究人员利用能够感染人类的病毒来开发VLPs，用于疫苗和免疫治疗等领域的研究（表1），目前，已有针对乙型肝炎病毒（HBV）、人乳头瘤病毒（HPV）和戊型肝炎（HEV）的相关VLP疫苗获批上市。其中，全球已批准至少九种HBV VLP疫苗，包括Engerix-B、Recombivax HB、Euvax B、Hepavax-Gene、GenHevac B、GenVac B和Heberbiovac HB，如Engerix-B和Recombivax HB，自20世纪80年代中期以来一直被使用，它们对其他HBV基因型（如A型和C型）提供交叉免疫保护，但已报道出几种针对这些疫苗的病毒逃逸突变体。尽管如此，在一定个体中，HBV保护性抗体可持续长达30年。另外，接种时的年龄越早似乎产生HBV抗体数量越多。例如，平均接种年龄为32岁的人比36岁的人产生的抗HBV抗体多，对抗体水平较低的个体进行单次加强接种后，94%的人抗体水平可得到提高。

表1 衍生于人类病毒的VLPs

（图片来源：Kheirvari M, et al, Viruses. 2023）

三种VLP疫苗—Gardasil（佳达修）-9、Gardasil-4和Cervarix（希瑞适）——已在全球获批用于预防HPV。这些VLPs来源于主要衣壳蛋白L1，它们可以预防HPV16、18、31、33、45、52和58，该类型与70-90%的宫颈癌有关。它们还可预防HPV6和11，这两种类型与约90%的生殖器疣有关。Cervarix和Gardasil-4的免疫反应至少持续13年，而Gardasil-9的免疫反应至少持续6年。Cervarix疫苗在接种11年后能够针对HPV35、31、33、45和58提供21-64%的交叉免疫保护。另一方面，90%接种Gardasil-4的人在14年后对不同HPV类型（HPV6、11和16）产生抗体，52%的人对HPV18产生抗体。当前，这三种疫苗持续性效果的研究正在进行中。另外，一种未公开HPV类型的11价候选疫苗和一种14价候选疫苗（预防HPV6、11、16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58和59）分别处于Ⅲ期和Ⅰ期临床试验阶段。

Hecolin（益可宁），一种基于VLP的疫苗已在中国获批用于预防HEV，同时正在孟加拉国和美国进行临床试验以评估其在其他国家的疗效。在16-64岁群体中，接种三剂疫苗后12个月内的预防有效率为100%。在老年群体（即65岁以上）中，接种第三剂Hecolin后1个月（即第7个月）时，97.3%的个体血清转化。此外，87%的接种者体内存在可检测的抗体，这些抗体至少可以持续4.5年。该疫苗可预防HEV 1型、2型和4型，并有望在一定程度上对三种类型提供交叉免疫保护。

表1总结了从人类病毒中开发的处于临床前和临床试验阶段的VLPs。这些VLPs来自包膜蛋白、衣壳蛋白或两者兼有，并使用各种表达系统表达（如哺乳动物细胞、昆虫细胞、酵母细胞和细菌细胞，以及转基因植物），其中一些VLPs的效力与传统疫苗相当。例如，使用来自两种甲型流感病毒亚型（H1N1和H3N2）的结构蛋白开发的混合VLP与灭活流感病毒疫苗（Vaxigrip；H2N3）一样具有免疫原性，IgG反应的归一化中位值荧光强度大于107。同样，接种由寨卡病毒或埃博拉病毒衍生的VLP的免疫小鼠，其存活率高达100%，而对照组小鼠则无一存活。

另外，衍生于HBV的VLP已被用于开发针对幽门螺杆菌（H. pylori）细菌、丙型肝炎病毒（HCV）、HPV相关癌症和四种登革热病毒血清型的候选疫苗（表2）。临床前研究结果显示，衍生于H. pylori肽的HBV VLP的免疫小鼠模型中细菌负担减少。在其他研究中，衍生于HCV和登革热病毒肽的HBV VLP的免疫小鼠模型血清能够中和并保护小鼠免受感染。此外，衍生于HPV16 E7肽的HBV VLP在HPV相关癌症的小鼠模型中能够抑制肿瘤。

表2 由人类病毒衍生的VLPs（嵌合型VLPs）展示外源抗原

（图片来源：Kheirvari M, et al, Viruses. 2023）

三、衍生于兽类病毒的VLP候选疫苗

衍生于猪、羊、鸡、和鱼等动物病毒的VLPs也被用于开发疫苗（表3）。例如，衍生于猪圆环病毒-2(PCV-2)的VLPs在小鼠模型中能引起更好的抗体反应，效果优于商业化亚单位疫苗。PCV-2与仔猪断奶后多系统消耗综合征有关。在绵羊中，衍生于蓝舌病毒的VLP疫苗与减毒活疫苗（单价BTV-8）具有相同的免疫保护水平。同时，在鱼类中，使用衍生于红斑石斑鱼神经坏死病毒（RGNNV）的VLPs进行免疫接种，与商业灭活疫苗OceanTect病毒神经坏死疫苗和对照组相比（死亡率分别为10%和79%），其死亡率降低至3.3%。

表3 衍生于动物和鱼类病毒的VLPs

（图片来源：Kheirvari M, et al, Viruses. 2023）