关键词：A群轮状病毒；儿童腹泻；家畜；轮状病毒疫苗；大健康

摘要：轮状病毒感染在全球范围内引起婴幼儿和幼龄动物发生严重胃肠炎和脱水，导致高发病率和高死亡率居高，这种情况在低收入和中等收入国家显得尤为突出。过去十年间，轮状病毒疫苗的研发与应用取得重大进展，这些疫苗对减轻该疾病造成的全球负担起到了关键作用，不仅造福人类健康，在牛犊和仔猪等经济动物中的应用也成效显著——家畜感染轮状病毒可造成重大经济损失。本文通过系统整合最新研究成果与实际应用证据，旨在深入剖析轮状病毒疫苗技术的现状及其全球推广策略，同时重点探讨兽用轮状病毒疫苗在控制人畜共患传播、保障食品安全方面的重要应用价值。

引言

轮状病毒（RV）是引发严重腹泻病的重要病原体，可导致人类和新生动物死亡。全球范围内，约30%-50%的儿童腹泻住院病例由轮状病毒感染所致。该病毒每年造成超过20万名五岁以下儿童死亡，其中南亚和撒哈拉以南非洲地区死亡率最高。在动物健康方面，轮状病毒是引发犊牛腹泻的主要病原，全球流行率为7%-94%。猪A组轮状病毒（RVA）感染率存在显著差异（3.3%-67.3%），尽管已有疫苗可用，但农场层面的感染率仍居高不下。流行病学研究表明，粪-口传播是轮状病毒主要感染途径，风险因素包括环境污染、食物/水源污染以及卫生条件恶劣。轮状病毒引起的临床表现存在种属差异：患儿典型症状包括腹泻、发热、恶心和腹部不适；犊牛感染通常不伴发热（除非继发感染），主要表现为严重腹泻、脱水及厌食；而猪轮状病毒A则是仔猪断奶前后肠炎的重要病因。目前该病尚无特效疗法，但具有自限性特征，病程通常持续3-8天。

疫苗接种是预防轮状病毒感染的最有效手段。目前全球共有6种口服减毒活疫苗获批用于人类，其中4种已通过世界卫生组织（WHO）预认证。在兽用领域，现有2种牛用疫苗、2种猪用疫苗和3种马用灭活疫苗可供使用。现有动物用轮状病毒疫苗主要通过妊娠期免疫接种实现防控，其中以灭活疫苗为主，减毒活疫苗占比较小。这类疫苗通过诱导母源（被动）免疫，为新生动物提供抵御轮状病毒性腹泻的早期保护。尽管轮状病毒疫苗已在100多个国家婴幼儿中推广应用，但低收入国家相关死亡率仍居高不下。为增强交叉保护效果，针对人类和家畜的优势流行基因型，单价和多价轮状病毒疫苗已相继问世。鉴于轮状病毒基因型在人和动物中持续演变，建立双向持续监测体系势在必行。然而现有疫苗存在明显局限性：在中低收入国家效力不足、疫苗株存在毒力返祖风险，以及与野生毒株发生基因重组进而可能产生新致病株的隐患。这些缺陷凸显了开发新型轮状病毒疫苗的迫切需求。因此，本文旨在系统阐述疫苗应用进展，并综述候选疫苗的最新研发动态。

轮状病毒基因组、分类和宿主范围

轮状病毒是一类具有分节段双链RNA基因组（16-21 kbp）的病毒，隶属于赛多病毒科Sedoreoviridae（原属呼肠孤病毒科Reoviridae)。病毒颗粒无包膜，由三层同心蛋白衣壳构成，称为三层颗粒（TLP）（图1）。其内外层衣壳呈轮状排列，在电镜下呈现典型的车轮状形态，故以拉丁语"rota"（意为车轮）命名，现已成为该病毒属的正式学名。该病毒基因组包含11个节段，编码6种结构蛋白（VP1、VP2、VP3、VP4、VP6和VP7）和6种非结构蛋白（NSP1-NSP6）。根据国际病毒分类委员会（ICTV）标准，基于VP6血清型可分为RVA-RVJ共10个群（表1），其中RVA群在全球分布最广且临床意义最为重要。轮状病毒外衣壳蛋白VP4和VP7不仅介导病毒吸附与侵入，还是中和抗体的主要诱导靶点。RVA可进一步根据VP7和VP4基因差异分为G型和P型。目前建立的Gx-P[x]-Ix-Rx-Cx-Mx-Ax-Nx-Tx-Ex-Hx分类系统，通过11个基因节段的特征实现精细分型，分别对应VP7-VP4-VP6-VP1-VP2-VP3-NSP1-NSP2-NSP3-NSP4 -NSP5/NSP6编码基因，为不同宿主来源RVA的遗传关联分析提供了重要工具。人类RVA主要呈现三种基因型组合：Wa-like型、DS-1-like型和AU-1-related型。系统发育分析表明，Wa-like型人类RVA与猪源RVA（PoRVA）具有共同进化起源，而DS-1-like型则与牛源RVA（BoRVA）亲缘关系更近。人类RVA的优势基因型为G1P[8]、G2P[4]、G3P[8]、G4P[8]、G9P[8]和G12P[8]（Oliveira Matos等，2024），而动物宿主的基因型分布存在显著差异。猪源RVA以G3、G4、G5、G9和G11型为主，多与P[6]和P[7]组合，其中G9P[23]为当前流行优势株。牛源RVA则以G6、G8和G10型为主导，主要与P[1]、P[5]和P[11]组合。猫科动物以G3P[3]和G3P[9]为主，犬科则以G3P[3]为优势基因型。

图1 轮状病毒颗粒示意图

表1 轮状病毒分群及易感种属

轮状病毒的遗传多样性主要受两种进化机制驱动：跨物种传播和基因重配。研究表明，人类既可通过直接接触感染动物源轮状病毒毒株，也可能因人与动物轮状病毒基因组节段发生重配而导致抗原转变或毒力增强。

现有轮状病毒疫苗

人用疫苗

基于多项关键研究发现，疫苗接种有效预防轮状病毒感染。该感染主要发生于1岁以内婴幼儿，而2-3岁后的再感染通常不引发胃肠炎。自然感染获得的免疫保护与血清和肠腔中轮状病毒特异性抗体（尤其是IgA）的存在密切相关。

首支获批的轮状病毒减毒活疫苗RotaShield®（惠氏立达疫苗公司，美国）于1998年通过临床试验后上市。该四价疫苗包含减毒的猴轮状病毒株（G3P[7]）及携带人源G1、G2、G4型VP7基因的人-动物重配株。在美国作为全民儿童免疫规划推广期间，接种量超百万剂次，后因发现可能增加肠套叠风险而主动退市。

当前全球已批准6种人用口服疫苗（图2）：

Rotarix™（葛兰素史克，比利时）：含人源G1P[8]单价株

RotaTeq™（默克，美国）：含5种人-动物重配株（G1/G2/G3/G4/P[8]）

Rotavac™（Bharat生物科技，印度）：含本土G9P[11]株

兰州羔羊轮状疫苗（LLR）（中国生物兰州所）：针对G10P[15]型

Rotavin-M1™（POLYVAC，越南）：针对G1P[8]型

RotaSiil™（印度血清研究所）：含5种人-牛（UK）重配株（G1-G4/G9）

其中Rotarix和RotaTeq于2006年首发上市，2009年获WHO预认证；印度产Rotavac和RotaSiil于2018年通过认证。这四种WHO认证疫苗均为口服制剂，Rotarix采用2剂次程序（0.5-6月龄），其余三种为3剂次程序。截至2021年，110个国家（56%）已将轮状疫苗纳入免疫规划，其中106国作为国家计划实施。此外，越南Rotavin-M1和中国LLR疫苗作为国家注册疫苗，均为单价减毒活疫苗。

图2 现有人轮状病毒疫苗的特征

过去十年间，全球已有逾70个国家陆续开展轮状病毒疫苗接种工作，这一重大公共卫生行动显著提高了疫苗可及性，对预防急性胃肠炎（AGE）相关住院和死亡病例具有里程碑意义。2020年，世界卫生组织免疫战略咨询专家组（SAGE）发布指南，正式推荐全球范围内使用四种通过WHO预认证的轮状病毒疫苗，同时建议持续监测Rotavac和RotaSiil疫苗的有效性与安全性。

最新流行病学监测数据显示（截至2021年）：

疫苗应用地理分布：Rotarix覆盖77个国家；RotaTeq在16个国家使用；9个国家采用Rotarix与RotaTeq联合免疫策略；Rotavac在2个国家推广；RotaSiil进入3个国家免疫规划；1个国家同时采用Rotavac和RotaSiil

疫苗效力差异：发达国家保护效力达70%-90%；中低收入国家效力降低20%-30%。这种效力差异可能归因于：① 冷链运输系统不完善；② 地区特异性流行毒株差异；③ 婴幼儿营养状况差异；④ 肠道菌群组成特征；⑤ 其他病原体共感染情况。

动物用疫苗

疫苗接种是防控轮状病毒感染的核心策略。针对牛、马、猪等经济动物的轮状病毒疫苗已投入临床应用，该病毒引发的腹泻可对畜牧业造成重大经济损失。市售疫苗以灭活疫苗为主，辅以部分减毒活疫苗产品，主要通过妊娠期母畜免疫来增强母源抗体传递，从而为新生幼畜在易感期提供针对轮状病毒性腹泻的早期保护。这种被动免疫机制可有效减轻轮状病毒腹泻暴发造成的经济损失。

初乳对新生犊牛至关重要，其不仅提供必需营养素，更含有母源抗体，能在产后数周乃至数月内有效抵御病原体感染（Geletu等，2021）。新生犊牛自身抗体水平低下，必须通过初乳摄取获得被动免疫保护。因此，若未能确保犊牛在出生后2-4小时内摄入初乳，即使对母牛进行疫苗接种也难以有效预防腹泻发生。初乳富含抗体、免疫细胞（如中性粒细胞、巨噬细胞以及T和B细胞）、补体蛋白、乳铁蛋白、胰岛素样生长因子-1、转化生长因子、干扰素和必需营养素。

牛A群轮状病毒疫苗

牛轮状病毒A型（BoRVA）是引发新生犊牛腹泻的主要病原体。在众多G型和P型基因组合中，仅G6、G8和G10型与P[1]、P[5]及P[11]型的组合具有显著的流行病学意义（Geletu等，2021）。其中G6型最为常见，占流行毒株的40%-78%，其次为G10型（21%）和G8型（3%，主要分布于非洲地区）。P型分布显示，P[5]型占比最高（37%-50%），其次是P[11]型（15%-35%）和P[1]型（2%）。主要的流行毒株组合包括G6P[5]、G6P[11]和G10P[11]。

目前市售的BoRVA疫苗包括灭活疫苗和减毒活疫苗两种类型，通常与其他犊牛腹泻病原体制成联苗。多数疫苗含有相似的抗原谱，主要覆盖G6和G10基因型。现有两种牛用疫苗方案：一种是基于G10P[11]和G6P[1]的二价疫苗，另一种是含G6P[5]的单价疫苗。推荐在妊娠后期给母牛接种灭活疫苗，以增强母源免疫力，为新生犊牛提供部分保护。但需注意，由于疫苗株与流行株的抗原性差异，可能导致免疫失败。

目前唯一上市的减毒活疫苗是硕腾动物保健公司生产的Calf-Guard®，该疫苗含有BoRVA和牛冠状病毒的减毒株（Carossino等，2024）。该疫苗采用口服接种方式，仅适用于新生犊牛（出生后立即接种），不可用于妊娠母牛。

妊娠期母牛接种灭活疫苗已在临床应用中得到应证，可显著缩短犊牛腹泻病程、减轻症状严重程度，并降低粪便中的病毒排放量。为进一步提升疫苗效力，未来研发将着重于以下方向：1）纳入更多流行毒株抗原；2）应用新型疫苗设计技术）。

在免疫策略优化方面，乳业养殖场已评估口服抗轮状病毒卵黄抗体（IgY DNT）的被动免疫疗法。该方案能有效辅助现有疫苗接种体系，降低犊牛出生后两周内的轮状病毒感染风险。最新动物实验证实，抗RVA IgY免疫疗法对灵长类动物也具有保护作用，组织病理学结果显示其能显著减轻轮状病毒性肠炎病变程度。

猪A群轮状病毒疫苗

猪A群轮状病毒（PoRVA）是导致仔猪断奶期及断奶后肠炎的主要病原体。流行病学数据显示，猪群中流行的G型以G9、G5（71.43%）、G4（8.19%）、G3（3.57%）为主，目前美国农业部（USDA）认证的猪用轮状病毒疫苗包括：ProSystem® RCE（默克动物保健）：妊娠母猪接种，增强母源免疫力；ProSystem® Rota（默克动物保健）：仔猪免疫程序为：首剂口服接种，二剂肌肉注射（断奶前7-10天）该疫苗也常用于后备母猪的驯化免疫。

现存问题与挑战：疫苗保护不完全：田间保护效果数据有限，疫情持续发生；生物安全风险：减毒活疫苗可能增加病毒遗传多样性，导致新变异株出现（类似人用疫苗观察到的趋势）；技术瓶颈：亟需开发比现行减毒活疫苗更安全、更有效的替代方案（如亚单位疫苗、病毒样颗粒疫苗等）。

最近，默克动物保健公司和哈里斯疫苗公司等疫苗制造商一直在探索PoRVA疫苗开发的新技术，他们利用粒子RNA技术开发了针对RVA流行毒株特定VP 7序列的处方疫苗（Sequivity®），并利用SirraVaxSM RNA颗粒技术开发了针对猪C组轮状病毒（RVC）的疫苗。些创新旨在解决传统疫苗开发中分离和繁殖RVC的挑战。然而，增强现有疫苗平台以引发针对猪RVA的更有效的保护性应答仍然是该行业的关键需求。

马A群轮状病毒疫苗

马A群轮状病毒（Equine rotavirus A）呈全球性分布，成年马匹血清学监测显示反复感染现象。目前已鉴定的基因型包括G型（G3、G5、G6、G8、G10、G13和G14）和P型（P[1]、P[3]、P[7]、P[11]、P[12]和P[18]），其中G3P[12]和G14P[12]基因型在全球马群中广泛流行。其他基因型如G3P[3]、G5P[7]、G8P[1]、G10P[11]和G13P[18]则较为少见。目前全球范围内有三种马用轮状病毒灭活疫苗，均含有G3基因型。其中，硕腾动物保健（Zoetis Animal Health）生产的疫苗基于马RVA H2株（G3P[12]），已在多个国家注册使用；阿根廷Biochemiq公司自1996年起上市的类似疫苗除含H2株外，还包含牛RVA NCDV-Lincoln株（G6P[1]）、猴RVA SA11株（G3P[2]）和大肠杆菌抗原；日本于2001年批准的疫苗则采用HO-5株（G3BP[12]）。马用轮状病毒疫苗通常于妊娠第8、9和10个月对母马进行肌肉注射免疫，通过初乳抗体转移使幼驹获得被动免疫保护。由于幼驹感染多发生于母源抗体衰减前，直接免疫幼驹效果有限。现有疫苗虽可诱导母体产生中和抗体，降低幼驹腹泻发生率、严重程度及病毒排放量和持续时间，但保护效果不完全。疫苗效力受限的主要原因包括：灭活疫苗本身的局限性、免疫接种方式、佐剂配方、中和抗体难以有效到达幼驹肠腔以及疫苗株单一（仅含G3P[12]）等。最新研究表明，G3P[12]疫苗株诱导的抗体对全球马群主要流行株G14P[12]的中和作用有限。

现有实验室研究和临床实践均表明，马轮状病毒A型（RVA）疫苗的保护效力存在明显局限性，这凸显了采用现代载体平台技术改进疫苗的迫切需求。值得注意的是，马轮状病毒B型（RVB）可能出现的流行风险提示，未来疫苗研发需考虑将其纳入多价疫苗配方以实现更全面的保护。基于这些技术瓶颈和新发威胁，当前亟需开发创新性疫苗技术，以应对马轮状病毒（包括RVA和潜在RVB）多种基因型和流行株的防控挑战。研究数据表明，采用新型载体平台并扩大疫苗抗原谱系，将成为提升马轮状病毒疫苗整体效力和应用价值的关键路径。

疫苗研发进展

为有效预防和管理由不同基因型轮状病毒引发的感染，开发一种能够激发强效交叉保护免疫的广谱轮状病毒疫苗至关重要。轮状病毒感染与疫苗接种均可针对异型轮状病毒感染提供保护作用。该病毒的主要保护性抗原包括VP4、VP7和VP6蛋白：其中VP4与VP7能够诱导中和抗体产生，而针对VP6产生的抗体则包含IgA和IgG两种亚型，这些抗体通过跨细胞转运过程中的细胞内中和作用介导保护效应。作为现有减毒活疫苗的替代方案，目前正在研发多种非复制型注射用轮状病毒疫苗。如表4所述，这些非复制疫苗的制备采用了多种技术路径，包括灭活病毒颗粒、蛋白质亚单位疫苗以及模拟活病毒结构的病毒样颗粒（VLPs）等。

临床试验数据显示，口服减毒活疫苗对轮状病毒所致重症胃肠炎的保护效力最高可达97%，有望显著降低全球疾病负担。然而在腹泻相关死亡率较高的发展中国家，此类疫苗的临床效力和实际保护效果明显下降。中高收入国家与发达国家之间存在的现实效力差异，其具体机制尚未明确。此外，上市后研究证实，中高收入国家与发达国家均存在疫苗接种相关肠套叠风险，这促使学界对非复制型注射疫苗的研发兴趣日益增长，该技术路线或有望克服现有轮状病毒疫苗的缺陷。鉴于上述局限性，针对亚单位疫苗和灭活疫苗等非复制型疫苗的研发探索具有必要性。

新型口服疫苗

目前轮状病毒疫苗研发管线中的领先候选者是RV3-BB疫苗，该疫苗由印度尼西亚PT BioFarma公司开发。这款三剂次口服疫苗专为新生儿出生后早期接种设计，其基于天然减毒的G3P[6]毒株研制，该毒株可在母源抗体存在条件下实现有效复制。这种早期接种策略有望为婴幼儿提供及时的轮状病毒疾病防护。当前研究重点集中于优化其生产工艺。另一项研究中，科研人员采用韩国流行毒株G8P[7]、G9P[23]和G5P[7]开发了三价猪轮状病毒减毒活疫苗（PoRVA）。动物实验证实，该疫苗能有效预防仔猪腹泻并显著提升轮状病毒特异性抗体水平，且安全性良好。此外，研究者成功研制出一种可溶性口服聚合物膜剂，其含有四价恒河猴-人重配轮状病毒减毒活疫苗（RRV-TV）及抗酸剂（CaCO₃）。在无菌猪模型实验中，两剂次接种该疫苗即表现出强免疫原性，对高剂量强毒力人轮状病毒（G1型）攻击引发的病毒排放与腹泻具有显著保护作用。由武汉生物制品研究所有限公司（WIBP）研发的口服六价人-牛重配轮状病毒减毒活疫苗（RV6），以牛轮状病毒UK株（G6P[5]）为骨架，并整合了人源G1、G2、G3、G4、G8及G9型毒株的VP7基因。该疫苗已于2021年在中国四个省份完成了一项随机、安慰剂对照的III期临床试验。

基于VP7蛋白的候选疫苗研究进展

VP7糖蛋白抗原能够有效诱导IgG产生并激发保护性免疫应答（。研究表明，VP7在马铃薯基因组中表达时仍能保持中和免疫原性，接种转基因马铃薯块茎的小鼠成功产生了VP7特异性血清IgG和黏膜IgA。研究人员发现，以修饰后的VP6为载体构建携带VP7三个表位的嵌合蛋白，可产生同时识别轮状病毒VP6和VP7的抗体，并在体外实验中保护哺乳动物细胞免受SA11和Wa毒株感染。基于猪流行性腹泻病毒（PEDV）S基因和猪轮状病毒（PoRV）VP7基因的优势抗原表位，研究者构建了重组质粒pPI-2.EGFP.VP7.S作为候选疫苗，小鼠实验证实该疫苗能同时激发针对PoRV和PEDV的体液与细胞免疫应答。

除上述基因工程技术外，mRNA疫苗作为继传统灭活疫苗/减毒活疫苗以及新型亚单位疫苗/病毒载体疫苗之后的第三代核酸疫苗，通过将编码靶蛋白的mRNA递送至宿主细胞质，使细胞表达抗原蛋白并呈递给免疫系统，从而激活抗体产生。该技术具有研发周期短、易于工业化生产、工艺简单、能快速应对变异株等优势，并可诱导更强的体液和细胞免疫。VP7-mRNA疫苗能产生强烈的抗病毒免疫应答，表现为抗病毒CD8+T细胞的活化分化及γ干扰素（IF-γ）分泌介导的细胞免疫反应，同时还能激活趋化因子介导的信号通路及整体免疫应答。

基于VP6蛋白的候选疫苗研究进展

在轮状病毒结构蛋白中，VP6是最早被用于病毒株分型的抗原蛋白。该蛋白作为高度保守的结构蛋白，不仅含有强免疫原性表位，还具有自组装形成三聚体、球状体、管状体及片层结构等多形态特性。多种病毒结构蛋白形成免疫原性病毒样颗粒（VLPs）的能力已被充分证实，该技术可用于开发靶向病原体的中和疫苗。VLPs技术的优势在于能够精确模拟轮状病毒的自然结构和抗原特性，从而诱导高效的特异性免疫应答。

目前针对VP6抗原已开发出多种疫苗形式，包括：（1）DNA疫苗（2）含重组VP6蛋白的亚单位疫苗；（3）自组装结构疫苗。动物免疫实验证实，这些疫苗均能在不产生中和抗体的情况下激发VP6特异性保护性免疫应答。研究表明，昆虫细胞表达的BoRVA C-486株（P[1]G6）VP6蛋白可使初乳剥夺犊牛模型的腹泻症状和病毒排放量显著降低。由于中和表位仅存在于VP4和VP7蛋白，而VP6疫苗仍能提供保护效果，这表明针对VP4和VP7的中和抗体可能并非抵抗轮状病毒感染的必要条件。多项研究还发现，IgA和IgG等非中和抗体可通过细胞内抑制机制（如跨细胞转运作用）清除轮状病毒感染。值得注意的是，在多种VP6疫苗形式中，自组装结构（如VP6管状体和VLPs）展现出最强的免疫原性。这些结构不仅能诱发更强的免疫应答，提高免疫原性和保护效力，还具有佐剂和免疫载体特性。

鉴于VP6管状体及病毒样颗粒（VLPs）较其他VP6制剂具有更强的免疫原性，其已成为VP6疫苗开发的首选形式。尽管昆虫细胞表达系统在大规模生产VLPs方面存在技术挑战，但基于昆虫细胞-杆状病毒（IC-BV）的表达系统仍被确立为生产VP6管状体和VLPs的优先选择。早在1987年，Estes等研究团队即通过重组杆状病毒表达SA11株VP6蛋白，成功制备出保持天然寡聚结构和抗原决定簇的VP6管状体。后续研究证实，将诺如病毒GII-4 VLPs与轮状病毒VP6管状体联合免疫BALB/c小鼠，可诱导产生具有交叉反应性的强效系统性抗体应答，同时对两种病毒均表现出阻断效应。在此基础上，研究人员进一步开发了含VP6管状体与诺如病毒GII-4、GI-3 VLPs的三价复合疫苗，该疫苗可诱导针对多种轮状病毒株的高亲和力、持久性IgG应答。

值得注意的是，通过共表达VP2与VP6制备的双层2/6-VLPs（dl2/6-VLPs）能诱导Th1/Th2平衡的免疫应答，其特征包括：显著的IFN-γ分泌所介导的细胞免疫、黏膜IgG/IgA抗体产生，以及对不同轮状病毒株的交叉反应性血清IgG。特别值得关注的是，VP6特异性黏膜抗体（尤其是针对VP6管状体产生的抗体）在体外和体内实验中均显示出对不同轮状病毒株的初级防御作用。研究数据表明，血清VP6特异性IgA效价与≥65%的感染保护率呈正相关，且与接种途径（肌注或鼻内）无关。这提示VP6特异性IgA及黏膜免疫在阻断病毒复制和提供异型保护中起关键作用。

比较不同VP6组装体（dl2/6-VLPs、管状体及三聚体）的免疫原性发现，单剂VP6管状体即可诱导最高IgG效价，其保护效果与双剂dl2/6-VLPs或三聚体相当。除杆状病毒系统外，大肠杆菌表达系统也可生产具有完整形态的VP6组装体（管状体、VLPs及三聚体），其中VP2/VP6双层颗粒（DLP2/6）表现出优于VP6-VLPs和三聚体的抗病毒效果。其他表达系统如哺乳动物细胞、单纯疱疹病毒载体及植物细胞也成功实现了VP6的自组装。

最新研究显示，基于猪轮状病毒G5型构建的VP2/VP6/VP7 VLPs能同时诱导体液和细胞免疫，包括中和抗体产生及病毒RNA拷贝数显著降低。目前，通过杆状病毒共表达VP2/VP4/VP6/VP7等结构蛋白制备的RV-VLPs已在小鼠模型中完成系统评估。综合比较不同VP6疫苗策略，VP6管状体及VLPs因其卓越的免疫原性和保守表位保持能力，已成为非复制型轮状病毒疫苗最具潜力的开发平台。

基于VP4蛋白的候选疫苗研究进展

轮状病毒VP4蛋白是一种非糖基化蛋白，在病毒吸附、宿主细胞穿透和免疫应答中发挥关键作用。该蛋白（88 kDa）经胰蛋白酶水解后形成两个功能亚基：VP8*（28 kDa，1-247位氨基酸）和VP5*（60 kDa，248-776位氨基酸）。这种酶切过程对病毒入侵宿主细胞至关重要，且两个亚基均能诱导中和抗体产生。其中，VP8*结构域通过与轮状病毒糖类受体相互作用决定宿主特异性感染，因此被视为防控轮状病毒感染的重要疫苗靶点。研究表明，大肠杆菌表达的牛轮状病毒VP8蛋白可在血清阴性小鼠和家兔中诱导中和抗体，并能显著提升既往感染奶牛初乳和乳汁中的抗体水平。针对P[8]、P[4]和P[6]型毒株设计的截短型VP8亚单位疫苗（64/65-223位氨基酸）在豚鼠模型中可产生高效价同型中和抗体及不同程度的交叉中和抗体。另有研究证实，含VP8和VP5结构域的可溶性截短VP4蛋白（26-476位氨基酸）联合铝佐剂免疫后，可显著降低动物模型腹泻严重程度和病毒排放量，并诱导高水平中和抗体。

新型疫苗设计策略包括：1）展示60拷贝VP8抗原的诺如病毒S60纳米颗粒疫苗，在小鼠体内诱导强效IgG应答并展现体外中和活性；2）基于S颗粒展示鼠轮状病毒VP8的嵌合疫苗，可产生高滴度特异性IgG；3）表达VP4蛋白的重组乳酸乳球菌口服疫苗，能在粪便、眼/阴道分泌物及血清中诱导分泌型IgA和IgG）。

此外，含P2通用CD4+T细胞表位（830-844位氨基酸）的P[8]ΔVP8*融合蛋白可延迟Wa株攻击后的腹泻发生并缩短病程。基于霍乱毒素B亚基（CTB）分子内佐剂设计的CTB-VP8-1融合蛋白，其中和抗体效价和保护效果显著优于VP8-1-CTB构建体。最新开发的三价嵌合疫苗（轮状病毒VP8*+星状病毒P蛋白+戊型肝炎病毒P蛋白）较单一蛋白混合疫苗能诱导更强的三联免疫应答。这些研究为开发广谱轮状病毒疫苗提供了重要理论依据和技术路径。

一项在南非婴幼儿中开展的随机双盲安慰剂对照试验评估了P2-VP8-P[8]亚单位轮状病毒疫苗的安全性与免疫原性。研究显示，30 μg剂量组婴幼儿的血清IgA和IgG应答率分别达81%和98%，显著高于安慰剂组（20%和9%）。后续研究发现，三价P2-VP8疫苗在所有接种组中均诱导了更高水平的抗P2-VP8 IgG应答（99%-100% vs 安慰剂组10%-29%），虽然IgA应答率相对较低（20%-34%），但疫苗安全性良好，成人组未报告严重不良事件，婴幼儿组严重事件发生率也较低。然而，PATH组织公布的III期临床试验结果表明，尽管该候选疫苗安全性良好，但其对重症轮状病毒胃肠炎（SRVGE）的保护效果逊于已上市的口服轮状病毒疫苗ROTARIX®（数据未展示）。

其他创新疫苗策略包括：1）伤寒沙门氏菌Vi荚膜多糖与RV ΔVP8*抗原共价偶联的双价疫苗（Vi-ΔVP8*），可同步诱导针对两种抗原的特异性免疫应答；2）展示P[8]、P[4]、P[6]型VP8*（65-223位氨基酸）的三价P24-VP8*纳米颗粒，在小鼠模型中不仅能自组装，还可诱导针对三种同源VP8*的强效IgG应答，并在细胞实验中显示对三种P型轮状病毒的中和作用；3）基于乳酸菌载体的口服多价疫苗（含TGEV、PEDV和PoRVA的VP4抗原），可激发针对多种仔猪腹泻病毒的黏膜与全身免疫应答。

大肠杆菌表达的P[4]/P[6]/P[8]型VP4*蛋白（26-476位氨基酸）联合铝佐剂可在兔和豚鼠中诱导高水平中和抗体，且双价配方（P[8]+P[6]-VP4*）的中和抗体效价与三价配方相当。另有研究将RV VP8*26-231抗原插入组织血型抗原（HBGAs）主要免疫优势区（MIR，76-82位氨基酸），构建的嵌合HBc-VP8-VLPs（cVLPVP8*）较单独VP8*免疫能产生更高水平的IgA/IgG及IgG1/IgG2a比值。

最新研究开发了两种mRNA疫苗：P2-VP8*单融合疫苗和含LS组件的LS-P2-VP8*疫苗。豚鼠实验表明，无论是单价还是三价制剂，LS-P2-VP8* mRNA疫苗均展现出更优的体液免疫应答，不仅能激活效应T细胞，还可显著缩短腹泻持续时间并减少病毒排放，为轮状病毒mRNA疫苗研发提供了概念验证。

此外，研究人员基于P[7]和P[23]基因型VP4蛋白的截短形式（VP4）开发了双价猪轮状病毒亚单位疫苗。实验证明，联合免疫VP4[7]和VP4*[23]两种抗原相较单一抗原免疫能诱导更显著的中和抗体及细胞免疫应答。另有研究通过皮下途径联合免疫VP426-476aa（VP4*）与NSP486-175aa（NSP4）抗原，发现NSP4组分具有强效佐剂活性，可上调VP4*特异性分泌型IgA水平、抗体应答及IFN-γ分泌（。

一项针对人轮状病毒不同P[8]谱系的研究中，大肠杆菌表达了包括Wa-VP4在内的五种VP4（26-476位氨基酸）蛋白。动物实验显示，Wa-VP4蛋白在兔、食蟹猴、猪和小鼠中诱导的同源及异源中和抗体水平显著高于其他P[8]谱系VP4蛋白。最新开发的广谱重组轮状病毒抗原（URRA）在小鼠模型中需两次免疫才能产生抗URRA抗体，但与植物病毒球形颗粒（SPs）联用后，单次免疫即可激发强效应答。

此外，包含P[4]、P[6]、P[8]LI等九种基因型VP8蛋白的多价疫苗能诱导针对六种免疫原的抗体应答，其中VP8P[8]LI基因型的抗体效价显著高于单独免疫组。近期研究还发现，基于SpyCatcher-SpyTag系统展示的截短VP8-1蛋白纳米颗粒可显著提升免疫原性，猴源与羔羊源VP8-1的双价展示不仅增强同型免疫应答，还能产生强效异型免疫保护。

这些研究通过以下策略持续推进广谱轮状病毒疫苗研发：1）靶向多样化的VP4/VP8*抗原设计单价或多价制剂；2）采用多种表达系统优化抗原制备；3）结合新型佐剂策略增强交叉反应性为开发具有广泛保护效力的新一代疫苗提供了重要技术路径。

灭活疫苗

中国疾病预防控制中心（CDC）正在基于G1P[8]型CDC-9人轮状病毒株开发单价热灭活全病毒疫苗。该毒株具有以下显著特征：（1）可实现高滴度培养；（2）能维持三重颗粒（TLP）形态的感染性稳定性。采用灭活疫苗策略的优势在于完整保留了所有表面中和表位。临床前研究显示，CDC-9候选疫苗在多种动物模型中均能诱导针对同源和异源毒株的强效血清中和抗体应答，并可显著降低口服攻毒后的粪便病毒排放量。值得注意的是，该疫苗已成功通过新型包被皮肤微针贴片递送系统完成给药验证。

目前，印度血清研究所和智飞绿竹生物制药两家商业合作伙伴已启动良好生产规范（GMP）制备及监管协议流程，为I期临床试验做准备。此外，Bharat Biotech公司正在开发Rotavac疫苗的注射用灭活版本（具体进展尚未公开）。CDC-9疫苗与灭活脊髓灰质炎疫苗（IPV-IRV）的联合评估显示无免疫干扰现象，目前该联合疫苗的微针贴片剂型已进入早期临床试验阶段。

在灭活疫苗技术路线方面，γ射线辐照灭活轮状病毒（γ-RV）候选疫苗在小鼠模型中无需佐剂即可诱导强效病毒特异性中和抗体应答。另有研究发现，通过无佐剂可溶性聚合物微针贴片或铝佐剂肌注途径接种灭活轮状病毒疫苗（IRV），均可诱导免疫动物脾脏及肠系膜淋巴结中T/B细胞表达肠道归巢受体LPAM-1。图3系统比较了现有轮状病毒疫苗的局限性及新型候选疫苗的优势。

轮状病毒疫苗的未来挑战与发展前景

尽管轮状病毒疫苗的研发与应用已取得显著进展，但要进一步提升其全球防控效果，仍需应对若干关键挑战。

首要挑战在于扩大现有疫苗的毒株覆盖范围。目前已上市的口服疫苗仅针对少数常见基因型，难以应对新发或低流行毒株的威胁。开发涵盖更广血清型或具有交叉保护效应的抗原，将有助于实现更全面的免疫保护。

提升疫苗的热稳定性是另一重要方向。现有制剂多依赖冷链储运，这在资源受限地区尤为不便。发展耐热疫苗技术将显著提高疫苗可及性和接种公平性。动物用疫苗领域的关键挑战在于建立跨物种的标准化免疫策略。目前针对家畜和伴侣动物的疫苗株选择、免疫程序及实施方案存在显著差异，亟需制定统一规范以优化防控效果。

提高中低收入国家的疫苗可及性仍面临多重障碍，包括成本制约、卫生基础设施不足及社区接受度等因素。需通过创新融资机制、精准接种计划和科学宣传策略，确保这些救命干预措施惠及高危人群。

新一代疫苗技术的持续探索至关重要。黏膜递送、无针注射等创新剂型有望提升接种便利性、免疫原性和总体效力。质粒反向遗传学系统的建立标志着技术突破，将加速候选疫苗研发进程。应对这些多维挑战，对降低轮状病毒所致人类和动物疾病负担具有重大意义。

结论及展望

轮状病毒感染对全球人类和动物健康构成重大威胁。现有疫苗（特别是已获批准的口服减毒活疫苗）在公共卫生领域成效显著，有效降低了重症疾病发生率和医疗负担。新型候选疫苗如五价RV5和单价RV1展现出针对多种毒株的更广泛保护潜力。在兽医领域，鉴于轮状病毒感染造成的严重经济损失，针对家畜的疫苗研发对于保障畜牧业生产安全和食品安全具有重要意义。

然而，该领域仍面临诸多挑战：（1）需扩大疫苗覆盖的毒株范围；（2）提高疫苗的热稳定性；（3）确保资源有限地区的疫苗可及性。持续推动疫苗技术和递送方式的创新，对最大化轮状病毒疫苗的全球健康效益至关重要。随着研究和应用的深入，轮状病毒疫苗的进展已成为传染病预防领域的典范，有望为人类和动物健康提供更全面的保障。