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为解决美国阿片类药物过量致死这一公共卫生紧急问题，研究人员开展芬太尼疫苗用于预防阿片过量的研究。发现其在临床前表现良好，有望补充现有策略。推荐阅读，一同探索阿片疫苗在预防过量中的潜力与应用。
摘要
在美国，阿片类药物过量致死已演变为一场公共卫生紧急事件。近期，药物偶联疫苗设计和佐剂技术的进展，重新激发了人们对阿片类疫苗临床应用潜力的兴趣。本文中，[第一作者单位] 的研究人员提出了芬太尼疫苗接种的概念，将其作为预防阿片类药物过量的一种补充策略，并重点探讨了疫苗的安全性、有效性，以及在早期人体临床试验中疫苗研发和测试的相关考量因素。
引言
阿片类药物过量仍然是美国与伤害相关死亡的主要原因。美国疾病控制与预防中心（CDC）证实，过量死亡人数达到了新的 12 个月记录，2022 年超过 10 万人死亡：2000 年至 2013 年，涉及芬太尼或芬太尼类似物的过量死亡比例在 75% 至 79% 之间，随后从 2014 年的 81% 上升到 2022 年的 96% 。2015 年至 2019 年期间，意外药物过量导致美国 10 - 24 岁的青少年和年轻人失去了超过 125 万年的生命，芬太尼暴露是导致过量的主要因素，这在这一脆弱人群中预示着一种令人担忧的趋势。2023 年，药物过量死亡人数自 2018 年以来首次出现下降。目前正在开展多项工作，以开发新的预防和治疗方法，进一步降低因阿片类药物使用导致的发病率和死亡率。在此，[第一作者单位] 的研究人员概述了开发预防芬太尼过量死亡疫苗的过程及相关考量因素。
芬太尼的药理作用
芬太尼是一种 μ 阿片受体激动剂，其效力约为吗啡的 50 - 100 倍，最初是为满足临终患者对更有效止痛药的需求而开发的。合成芬太尼相对容易生产。许多涉及过量使用的芬太尼是非法生产的，在很多情况下，它是海洛因、可卡因、甲基苯丙胺等其他毒品以及假冒产品的污染物。美国缉毒局（DEA）警告称，许多假冒药丸与处方阿片类药物（如羟考酮（奥施康定 ?、 Percocet?）、氢可酮（维柯丁 ?）和阿普唑仑（赞安诺 ?））或兴奋剂（如苯丙胺（阿得拉 ?））难以区分。假冒药丸很容易买到，通常在社交媒体和电子商务平台上销售，往往含有芬太尼或甲基苯丙胺，可能会致命。其广泛可得性使得年轻人，包括那些没有阿片类药物使用障碍（OUD）的人，也容易接触到。事实上，2019 年至 2021 年美国因过量用药死亡的年轻人中，65% 在过量事件发生前没有已知的阿片类药物使用史。由于芬太尼效力很强，即使少量（2 毫克）芬太尼也可能在接触后几分钟内导致致命的呼吸抑制。
芬太尼的药理学衍生物包括舒芬太尼、瑞芬太尼、阿芬太尼和卡芬太尼。其中，舒芬太尼、瑞芬太尼和阿芬太尼都用于人类麻醉。卡芬太尼的效力约为吗啡的 10000 倍，虽然它仅用于兽医学，但已在人类致命阿片类药物中毒事件中被检测到；标准检测面板不会检测卡芬太尼，因此统计数据可能被低估。鉴于卡芬太尼的高效力，它有被用作化学武器的潜在风险。此外，还有一长串不断演变的 “设计型” 芬太尼，有时也被称为 “非药用芬太尼”，这些都是非法生产、没有医疗用途的化合物。
接触芬太尼（以及其他合成阿片类药物）可能是有意的，也可能是无意的，药物主要通过口服、鼻内吸入、吸食或静脉注射等方式摄入。无论通过何种给药途径，芬太尼都很容易穿过血脑屏障（BBB），刺激大脑中的 μ 阿片受体（MORs），从而产生镇痛效果。MOR 结合还会引起包括欣快感、镇静以及药物耐受性和戒断症状在内的靶向副作用。大脑中阿片类药物对 MOR 的过度激活会导致呼吸抑制，这是药物过量死亡的主要原因（图 1）。
现有过量治疗和预防策略
美国食品药品监督管理局（FDA）批准的用于急性治疗芬太尼过量引起的呼吸抑制的药物仅有纳美芬（2023 年 5 月获得 FDA 批准）和纳洛酮。两者都是起效迅速的拮抗剂（纳美芬的半衰期约为纳洛酮的 5 倍），对 MOR 具有高亲和力，可以通过鼻内（IN）、肌肉注射（IM）或静脉注射（IV）给药。这两种药物都是救援药物，必须在阿片类药物过量后几分钟内给药，以逆转阿片类药物引起的呼吸抑制并防止死亡。而且两者都需要有准备好且愿意给药的旁观者。过量用药后被救活的人在救援药物失效后可能会再次过量用药。纳曲酮是一种长效 MOR 拮抗剂，用于治疗 18 岁以上患者的 OUD，有长效 IM 剂型。纳曲酮越来越多地被超说明书使用，每月给药一次，以预防被认为有阿片类药物过量风险的个体发生过量，但这种剂型会阻断所有阿片类药物的作用，在非计划或紧急情况下进行麻醉时可能会使情况复杂化。
除了阿片类药物过量的救援治疗方案外，减少伤害的策略可能会降低与药物使用行为相关的不良后果风险。这些策略包括提供无菌注射器以降低注射吸毒的感染风险、分发纳洛酮以逆转过量、开展关于非法制造的芬太尼及其衍生物的教育，以及推广和分发芬太尼检测试纸。芬太尼检测试纸可用于有意摄入药物的人，以检测物质中是否存在芬太尼或芬太尼类似物。然而，有效使用芬太尼检测试纸需要具备获取途径、相关知识和规划，鉴于药物使用行为可能是冲动和机会性的，尤其是在偶尔使用者中，这些因素可能会影响其使用。尽管预防阿片类药物过量是公共卫生的重点，但减少伤害的策略大多是为有药物使用障碍的个体设计的，然而许多有阿片类药物过量风险的人可能没有物质使用障碍（SUD）或已知的阿片类药物使用史。
预防致命芬太尼过量的潜在疫苗接种方法
疫苗接种等预防策略是应对公共卫生威胁，特别是传染病的关键方法。疫苗的免疫原性可保护宿主免受未来的感染。同样，对于阿片类药物，[第一作者单位] 的研究人员使用芬太尼类似的小分子蛋白质免疫偶联物（即半抗原方法，并结合佐剂以增强免疫原性的强度和持久性）开发并在临床前环境中测试了能够诱导高亲和力、芬太尼特异性抗体的疫苗。外周循环中的特异性抗芬太尼抗体可以在药物穿过 MOR 所在的 BBB 之前与循环中的药物结合（图 1）。
鉴于现有预防芬太尼过量死亡策略的局限性，芬太尼疫苗可以补充现有的过量预防策略，通过以被动保护为核心的模式来增强当前的方法。与有时超说明书用于此目的的阿片类拮抗剂药物相比，优化配方的芬太尼疫苗可能提供更持久的保护（减轻患者负担并减少不依从性），且作用更具针对性（在需要紧急药物干预时不影响其他阿片类药物的作用）。此外，根据监测新型非法药物使用情况的出现，可定期更新假定的阿片类疫苗配方中的抗原靶点，以创建多价疫苗。
1974 年首次证明了阿片类疫苗作为 SUD 治疗方法的临床前概念验证，当时一种吗啡 - 牛血清白蛋白（BSA）结合疫苗适度减弱了恒河猴对海洛因的自我给药行为。然而，直到 20 世纪 90 年代，随着人们重新产生兴趣，可卡因和尼古丁疫苗才进入临床试验阶段。尽管这些最初的努力旨在治疗目标成瘾，但使用阿片类疫苗预防过量的概念直到最近才被考虑（补充表 1）。随着药物偶联疫苗设计的最新进展以及新型佐剂的出现，这些佐剂能够诱导产生足够的抗体，有效地在外周隔离半抗原阿片类药物，第二代疫苗在临床前模型中表现出显著改善的性能，从而重新激发了其在针对阿片类药物过量方面的潜在临床应用价值。
佐剂结合疫苗产生的抗体半衰期长，远远超过小分子治疗药物的代谢和消除时间。此外，由于免疫药物疗法激发了人体自身的免疫系统来抑制阿片类药物的作用，佐剂结合疫苗方法有可能开发出副作用极小的产品，正如在其他针对小鼠和非人灵长类动物的抗药物疫苗研究中所显示的那样。到目前为止，佐剂结合疫苗在临床前研究中显示出对目标阿片类药物的选择性，这表明它们不应干扰内源性神经肽，也不应干扰用于治疗 OUD 或逆转过量的药物。
除了疫苗赋予的免疫力外，通过使用阿片类单克隆抗体进行被动免疫也证明了抗体对阿片类药物的保护作用（方框 1）。
方框 1. 被动免疫：单克隆抗体
通过使用单克隆抗体赋予被动免疫力，研究人员已经能够证明降低大脑阿片类药物水平、预防呼吸和心率抑制，以及通过抗伤害感受测试评估阻断镇痛效果。单克隆抗体也可以像阿片类拮抗剂一样逆转阿片类药物过量。此外，通过测试单克隆抗体作为抗阿片类药物的治疗方法，发现 IgG 亚类是抗体保护效力的关键。在小鼠和大鼠中，在给予单克隆抗体时，IgG2 亚类比 IgG1 亚类在降低大脑阿片类药物水平、预防呼吸和心率抑制以及降低镇痛效果方面似乎更具保护作用。在人类中，与其他 IgG 亚类相比，IgG3 抗体是效应功能（包括中和作用）的强效介质，鉴于其与小鼠 IgG2 抗体亚类的相似作用，可被视为预防过量的保护相关靶点（CoP），尽管确定金标准 CoP 需要人类数据。
个体疫苗特性
目标人群
患有 OUD 的人是过量用药风险最高的人群（表 1）。根据他们的内在动机、信念以及对阿片类疫苗的接受程度，这一群体可能从阿片类疫苗接种中获得最大益处。值得注意的是，一些有风险的个体，包括约 65% 死于阿片类药物过量的青少年（18 岁以下），并未被诊断出患有 OUD，且此前也没有已知的阿片类药物使用史。因此，可能从阿片类疫苗中受益的人群比 OUD 人群要大得多。事实上，还有其他一些风险因素与阿片类药物过量风险增加有关，包括但不限于接受阿片类药物处方、是阿片类药物处方使用者的家庭成员、有过量用药家族史或有其他物质使用障碍个人史（图 2），总体而言，80% 的致命阿片类药物过量涉及芬太尼。急救人员和军事人员也可被视为可能从阿片类疫苗中受益的额外目标人群，因为他们可能面临阿片类药物暴露风险，例如 2002 年莫斯科剧院危机中阿片类药物被用作武器的情况。长期接受阿片类药物治疗的患者逐渐减量或突然停药，以及同时开具其他精神药物处方，都与过量用药风险增加有关。这一风险人群更为多样化；因此，风险 - 效益比可能因具体情况而异，需要疫苗接种者与其初级医疗保健提供者共同做出决策。
疫苗效力 / 免疫原性
最近在小鼠和大鼠身上进行的研究表明，接种芬太尼疫苗后，能够保护它们免受芬太尼及选定类似物的致命攻击。基于该领域有限的经验和临床前研究，产生具有足够浓度和药物亲和力的抗体可能是保护的关键相关因素，并可作为阿片类疫苗人体研究中免疫原性的衡量指标。虽然阿片类药物会调节先天免疫系统，与抗病毒反应降低和感染易感性增加相关，但 [第一作者单位] 的研究人员并未发现任何已发表的研究表明 OUD 患者的疫苗免疫原性降低。尽管如此，通过优化佐剂设计可以提高免疫功能低下人群的疫苗效力（方框 2）。
疫苗诱导的针对阿片类药物的免疫反应将依赖于体液免疫反应和抗体在防止目标药物穿过 BBB 方面的效力。抗体可以通过多种方式防止目标药物穿过 BBB，包括：a）与循环中的阿片类药物结合，阻止它们与细胞信号通路相互作用；b）在粘膜膜上与阿片类药物结合，防止其进入下层组织和体循环。
对阿片类疫苗开发的初步探索还发现，抗体同种型与预防阿片类药物过量之间存在重要关联。体内实验表明，佐剂疫苗配方中的 IgA 在预防阿片类药物方面发挥着重要作用，血清 IgA 水平与大脑芬太尼水平的降低密切相关。鉴于分泌型 IgA 通常存在于粘膜组织中，大多数分泌 IgA 的浆细胞也存在于此，而不是以自由循环的分泌形式存在，其在预防阿片类药物过量方面的作用可能比目前所了解的更大。特别是，脑膜作为保护大脑免受循环病原体和毒素侵害的屏障，其免疫特征主要由 IgA 主导，类似于肠道中的 IgA 特征。脑膜 IgA，包括抗芬太尼 IgA，可能是防止阿片类药物穿过 BBB 的重要因素。
鉴于药物在人体内的代谢活性具有动态性，疫苗效力在很大程度上还将取决于药物的药代动力学，以及针对母体药物的抗体对其代谢产物的靶向能力，同时也取决于疫苗产品及其成分的物理化学性质（亲脂性、分子大小、储存效应等）。
疫苗效力的终点测量需要是可测量且明确定义的。当关注的结果是免疫原性时，即在特定临床结果罕见或难以捕捉的情况下，临床试验中常用的终点是产生免疫反应的个体比例（与标准治疗或安慰剂相比）或抗体浓度的几何平均值。当终点测量是临床结果时，疫苗效力通常以相对风险降低（RRR）表示，计算为 1 减去相对风险（RR），其中 RR 是接种疫苗和未接种疫苗人群的发病率之比。需要注意的是，RRR 适用于并应在风险人群的背景下进行解释，即在普通人群中，实际的绝对风险降低（ARR）和疫苗接种的益处要小得多。对于像芬太尼疫苗这样针对高风险阿片类药物暴露人群而非普遍使用的疫苗，RRR 和 ARR 将相似。需接种人数（NNV），计算为 ARR 的倒数，可能会更好地反映在现实世界中，对于阿片类药物过量等急性致命结果，疫苗的有效性。测量接种疫苗前后芬太尼的暴露情况，可作为评估药物使用行为变化程度的一个终点。
给药方案
由于芬太尼疫苗尚未在人体中进行测试，因此目前尚不清楚能够在产生足够免疫原性的同时，将不良事件（AEs）降至最低或控制在可接受范围内的 “最佳” 接种方案（剂量数）。理想情况下，目标产品的剂量应尽可能少，以优化依从性。更少的疫苗剂量非常可取，对于实际应用可能很重要，特别是在最高风险人群中，如患有 OUD 或其他 SUD 的人，他们往往获得医疗资源的机会有限或中断，还可能面临住房不稳定或无家可归的问题。
保护持续时间
根据先前对可卡因和尼古丁疫苗的研究，抗体半衰期可能有所不同，但高初始滴度（初次接种疫苗后）是非常理想的，它可以部分弥补抗体持续时间短的问题。理想情况下，抗体应至少在 6 个月至 1 年内可检测到，届时可能需要根据免疫反应的持续时间和再次暴露的风险进行加强接种。建立保护相关指标有助于随着时间的推移增强保护效果。需要进行 2 期临床试验来确定这些抗体的中和能力和稳定性。
疫苗安全性 / 反应原性
疫苗安全性始终是疫苗开发的首要任务。在临床前开发的早期阶段，候选疫苗需要在体外证明对阿片受体没有显著的激动作用，以尽量减少内在阿片类药物效应的可能性。同样，候选疫苗需要在适合进行行为测试的动物模型（如大鼠、猪）体内证明没有镇痛作用。应努力测试并降低抗药物抗体与内源性或外源性物质（如非靶向阿片类药物或药物，即美沙酮、丁丙诺啡、纳曲酮和纳洛酮）之间的任何交叉反应，以避免与常用于治疗 OUD/SUD 的医学指示疗法或药物辅助治疗方案发生相互作用。对于疫苗而言，不诱导针对舒芬太尼、瑞芬太尼或阿芬太尼的抗体也是有利的，这样这些药物就可以作为接种疫苗个体的麻醉替代药物。然而，针对卡芬太尼和非药用 “设计型” 芬太尼的抗体交叉反应可能是非常理想的，因为这些物质在人类医学中没有作用，但这可能因半抗原 - 药效基团 - 偶联物配方而异。对目标结合的高保真度和最小化或无疫苗脱靶效应非常重要。
一旦在临床前模型中全面评估了免疫原性、毒理学和配方，就有必要进行 1 期临床试验，以评估在人体中的安全性和耐受性。安全性评估可能包括定期进行全血细胞计数、化学检查、心电图（EKG）、尿液药物筛查，以及对参与者进行密切监测的局部和全身反应原性评估。此外，理论上的疫苗脱靶效应，包括接种疫苗对内源性疼痛反应的影响，也可纳入安全性评估，以确定在特定情况下对外源性疼痛缓解的影响。最后，鉴于阿片类药物分子较小，且存在疫苗诱导的抗体与自身抗原发生交叉反应的理论风险，因此需要关注是否会出现自身免疫性疾病。
稳定性 / 保质期
为了使阿片类疫苗在目标人群中达到合理的普及率，除了传统医疗场所外，可能还需要在流动医疗车、针头交换项目和性传播感染（STI）诊所进行接种，因此疫苗在较宽温度范围内的稳定性是很有必要的。这也有助于通过社区外展 / 流动诊所，为可能受益于疫苗但生活在农村和医疗服务不足地区的人们提供接种机会和分发渠道。
疫苗接种途径
肌肉注射通常是疫苗领域最初评估的接种途径（图 3）。随着疫苗配方的研发不断推进，
