前言

       在人類與傳染病斗爭的漫長歷史中，疫 苗是人類對(duì)抗傳染病的有利武器，將有效的疫 苗準(zhǔn)確無誤的輸送進(jìn)人體是則是完成免疫過程的第一步。從19世紀(jì)中后期皮下注射的出現(xiàn)，到后來更多更先進(jìn)的注射器的出現(xiàn)，注射已成為現(xiàn)在免疫接種的主要途徑。

       然而，注射疫 苗的要求較高：疫 苗通常配制成需要冷藏的不穩(wěn)定液體，或者凍干粉末用于重溶；注射需要經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的技術(shù)人員；針頭刺傷和針頭重復(fù)使用增加了交叉污染的可能性；最后由于注射的相關(guān)針頭恐懼癥和疼痛，尤其是兒科降低注射接種疫 苗接種的依從性。此外，注射疫 苗主要誘導(dǎo)系統(tǒng)免疫反應(yīng)，而不是針對(duì)病原體的感染區(qū)域。

       大多數(shù)病原體都是通過黏膜表面進(jìn)入人體的，健康成年人中接近80%的總免疫細(xì)胞與黏膜表面相關(guān)。不同于注射免疫，黏膜免疫不僅可以誘導(dǎo)全身應(yīng)答，還能夠很好地激發(fā)黏膜組織駐留T細(xì)胞應(yīng)答，并促進(jìn)黏膜分泌免疫球蛋白A（immunoglobulin A，IgA）抗體，在建立黏膜免疫記憶，從而更加有效預(yù)防黏膜病原體的感染。黏膜疫 苗還有具有無針給藥的優(yōu)勢，如感染風(fēng)險(xiǎn)更低，接種者的順應(yīng)性更高，技術(shù)人員要求低等。

       目前，雖已有經(jīng)腸道和鼻腔黏膜免疫的疫 苗上市，但其數(shù)量屈指可數(shù)（4種腸道黏膜，1種鼻黏膜流感疫 苗，見圖1）。黏膜疫 苗也有其局限性，這類疫 苗多為減毒或滅活疫 苗，存在滅活不徹底、毒力恢復(fù)等隱患。

       近年來，在應(yīng)對(duì)呼吸道微生物的感染的預(yù)防中，吸入式疫 苗成為研發(fā)的熱點(diǎn)。呼吸道黏膜約有70-100平方米的表面積，具有上皮滲透性好和高度灌注的特點(diǎn)，是生物藥物吸收的最 佳靶位之一。特別是國內(nèi)一款吸入式的新冠病毒疫 苗獲得緊急使用許可，將我們的視線再次聚焦于這一方向。研究吸入式疫 苗，首先是建立對(duì)呼吸道黏膜免疫認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深化。

       “三重保護(hù)”

       呼吸道黏膜免疫系統(tǒng)

       呼吸道黏膜長期持續(xù)暴露于異物，面對(duì)外來異物是誘導(dǎo)免疫反應(yīng)保護(hù)機(jī)體還是誘導(dǎo)免疫耐受，建立了一套平衡機(jī)制。通常情況下，呼吸道吸入異物如灰塵顆粒和其他惰性物質(zhì)存在免疫耐受，通過粘液纖毛清除或通過咳嗽/噴嚏反射將其清除。

       然而，病原體侵入時(shí)，呼吸道黏膜會(huì)有“三重”免疫保護(hù)機(jī)制。第一重是常規(guī)路徑：APC細(xì)胞（抗原遞呈細(xì)胞）通過對(duì)病原體相關(guān)分子模式（PAMP）或損傷相關(guān)分子模式（DAMP）加以識(shí)別、吸收抗原。此后，DC細(xì)胞（樹突細(xì)胞）通常通過傳入淋巴管遷移到附近的引流淋巴結(jié)，在那里抗原通過MHC-II復(fù)合物呈遞到幼稚的T細(xì)胞和B細(xì)胞。

       除了這套常規(guī)的抗原呈遞途徑外，在人類呼吸系統(tǒng)感染時(shí)，還有“第二重”保護(hù)可以形成稱為誘導(dǎo)性支氣管相關(guān)淋巴組織（BALT）的專門組織。BALT的基本結(jié)構(gòu)包括中心的淋巴濾泡，其上覆蓋的黏膜細(xì)胞以及一些變異的上皮細(xì)胞，BALT可以將抗原呈遞給幼稚T細(xì)胞和效應(yīng)T細(xì)胞和B細(xì)胞，而無需通過淋巴系統(tǒng)遷移。在鼻黏膜附近還有類似的組織—鼻相關(guān)淋巴組織（NALT）。BALT、NALT共同參與呼吸道的黏膜免疫系統(tǒng)，引發(fā)的體液免疫應(yīng)答，對(duì)有效處理致病性抗原和隨后的病原體中和非常重要。BALT引發(fā)的體液免疫應(yīng)答主要是局部B細(xì)胞的應(yīng)答和IgA的應(yīng)答，黏膜組織中的IgA抗體通常是二聚體，最終形成的分泌性IgA（SIgA），可以交叉連接內(nèi)腔中的病原體，導(dǎo)致空間障礙，從而阻斷感染性，也可以結(jié)合感染細(xì)胞內(nèi)的抗原，并通過囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)將其排出。

       黏膜組織的“第三重”保護(hù)機(jī)制是，在一個(gè)特定黏膜區(qū)域的抗原啟動(dòng)可在不同的黏膜區(qū)域誘導(dǎo)反應(yīng)。簡而言之，鼻或口腔黏膜中的抗原啟動(dòng)可能在肺的黏膜組織中誘導(dǎo)黏膜抗體，反之亦然。換句話說，一個(gè)人如果通過鼻黏膜被感染，這也可能導(dǎo)致氣道黏膜中SIgA水平升高。這種不同黏膜部位的相互作用通常被稱為共同黏膜免疫系統(tǒng)。

       關(guān)山難越

       可吸入疫 苗的阻礙

       結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，呼吸道黏膜的特殊免疫系統(tǒng)決定了其免疫接種中的作用。一款成功的吸入式疫 苗，需要滿足下列要求：疫 苗可以應(yīng)準(zhǔn)確的送到肺部；足夠的免疫原性活性，以確保充分的（黏膜）免疫細(xì)胞活化，即它應(yīng)克服免疫耐受障礙；疫 苗不良反應(yīng)少，尤其不會(huì)導(dǎo)致哮喘和COPD等，在疫 苗研發(fā)中必須克服下列的障礙。

       1適度的免疫耐受屏障

       由于呼吸道黏膜需要保持一定的免疫耐受性，確保在持續(xù)暴露于來自外部環(huán)境的大量無害物質(zhì)不會(huì)發(fā)生超敏反應(yīng)。但這種“精巧的生理設(shè)計(jì)”卻極大了考驗(yàn)了疫 苗的免疫原性，所以可吸入式往往需要搭配佐劑使用。佐劑的選擇取決于疫 苗的類型與疫 苗本身的固有免疫原性，但由于可吸入疫 苗制劑中佐劑的必要性尚未完全闡明，因此在吸入式疫 苗的研究中就考慮免疫應(yīng)答的問題，主要考察免疫細(xì)胞和局部抗體產(chǎn)生，并觀察佐劑是否提高疫 苗的保護(hù)效力。

       雖然黏膜免疫系統(tǒng)在保護(hù)呼吸道免受病原入侵方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，但過度的免疫反應(yīng)可能會(huì)損害肺部，并導(dǎo)致（抗體依賴性）呼吸道疾病的發(fā)生。一些研究表明，在某些情況下過度免疫相關(guān)反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞因子風(fēng)暴的發(fā)生。

       2粒徑與沉積

       由于經(jīng)空氣傳播的病原體感染呼吸道的區(qū)域取決于其各自附著受體的表達(dá)，吸入疫 苗的沉積位點(diǎn)與疫 苗作用的發(fā)揮相關(guān)聯(lián)，因此疫 苗制劑也應(yīng)考慮空氣動(dòng)力學(xué)尺寸范圍內(nèi)分散，選擇適合穿透氣道的粒徑。通常1-5μm的氣溶膠適合在肺中滲透和沉積，而較小的顆粒易被呼出。大于5μm的顆粒主要沉積在喉嚨或上呼吸道。除粒徑外，其他因素，如形狀、密度、吸入流速、電荷和吸濕性也可能影響顆粒在肺部的沉積行為。

       3造模的困境

       體內(nèi)研究的一個(gè)先決條件是，應(yīng)在最接近人類的動(dòng)物模型中對(duì)疫 苗進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)估，疫 苗的體內(nèi)研究的通常需要?jiǎng)游锬Ｐ偷膮⑴c，但它們卻無法執(zhí)行所需的吸入動(dòng)作。

       另外，患者的吸入動(dòng)作也是影響吸入疫 苗有效性的一個(gè)因素。患者正確地執(zhí)行吸入動(dòng)作，才能使疫 苗到達(dá)所需的目標(biāo)區(qū)域，要保持適當(dāng)?shù)暮粑魉?、正確的手呼吸協(xié)調(diào)，這些都需要正確的吸入操作指導(dǎo)。很多試驗(yàn)中都考慮使用干粉吸入裝置（DPI），這是一種目前比較成熟的吸入式設(shè)備，并參考干粉吸入劑優(yōu)化疫 苗在肺部沉積，同時(shí)引入特殊的閥門利于兒童的使用。

       4適用性的考慮

       可吸入疫 苗制劑大致可分為兩類：液體制劑和粉末制劑。干粉制劑比液體制劑有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，適當(dāng)干燥的疫 苗可以更穩(wěn)定，易于在常溫環(huán)境中儲(chǔ)存，從而避免了對(duì)冷鏈的要求。第二，干疫 苗重量小于液體溶液，有利于散裝運(yùn)輸；第三，干粉制劑可以適配一次性干粉吸入器，可防止重復(fù)使用、交叉污染和水分引起的降解，并且與液體制劑相比，可在吸入中控制劑量。如克威莎?霧優(yōu)?是采用霧化器將干粉制劑的疫 苗霧化成微小顆粒，通過口腔吸入的方式完成接種。

       成功的范例

       流感減毒活疫 苗噴霧劑（LAIV，live attenuated influenza vaccine）—FluMist由阿斯利康生產(chǎn)，2003年獲得FDA批準(zhǔn)，是迄今為止最成功的鼻疫 苗。

       FluMist克服了鼻腔黏膜膜滲透性低、黏膜纖毛清除率高、粘液屏障和鼻黏膜的酶環(huán)境等阻礙，在兒童和成人中已經(jīng)使用超過10年。該疫 苗包含三種減毒病毒疫 苗：兩種A型毒株（H1N1和H3N2亞型）和一種B型毒株。每種病毒都有相同的骨架，由來自主供體病毒的六個(gè)基因片段和來自野生型流感病毒的兩個(gè)基因片段（編碼血凝素和神經(jīng)氨酸酶糖蛋白）組成，每種LAIV病毒都是從雞蛋中培養(yǎng)和純化的。通過基因工程的改造使得減毒活病毒在在鼻咽黏膜細(xì)胞中感染和復(fù)制，但不侵犯下呼吸道和肺。減毒活病毒在鼻咽感染和復(fù)制的能力增強(qiáng)了抗原捕獲和呈遞，有利于免疫反應(yīng)的發(fā)展。此外，這種遞送系統(tǒng)允許抗原以其天然形式呈現(xiàn)，因此，誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答類似于自然感染誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)。

       該制劑存在一些微量雜質(zhì)，這些雜質(zhì)可作為佐劑。所有這些特點(diǎn)及其良好的安全特性是FluMist成功的原因。此后的2012年2月，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了FluMist四價(jià)，一種含有兩種甲型流感亞型病毒和兩種乙型流感病毒的制劑，使用人群也拓展到了2至49歲的人群

       總結(jié)

       在所有病毒 性感染呼吸道感染疾病中，目前唯一“常規(guī)可用”吸入式疫 苗就是針對(duì)流感病毒的。現(xiàn)在的新冠肺炎大流行，吸入式疫 苗是具有潛力的給藥方式，特別是干粉式疫 苗可以提高穩(wěn)定高效的接種。與注射疫 苗相比，吸入式疫 苗適用區(qū)域更廣泛，對(duì)老弱幼等人群更加友好，安全性更高。此外吸入疫 苗誘導(dǎo)的更強(qiáng)的黏膜免疫反應(yīng)，可以能提供額外的一道防線，希望吸入式疫 苗可以為豐富武器庫，更有力的抗擊呼吸道傳播疾病。

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