疫苗接種是預(yù)防傳染病的主要措施,傳統(tǒng)疫苗是通過(guò)滅活或減毒病原體制備的疫苗,存在成分復(fù)雜和毒力返強(qiáng)等問(wèn)題,安全性令人們擔(dān)憂。隨著免疫學(xué)和基因工程技術(shù)的不斷深入及快速發(fā)展,新型疫苗不斷被開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,如核酸疫苗、重組亞單位疫苗、合成肽疫苗等。利用基因工程技術(shù)和分子克隆技術(shù)制備的新型疫苗具有相對(duì)分子量小、抗原純度高、生物安全性高等特點(diǎn),但相對(duì)傳統(tǒng)疫苗,新型疫苗也存在著免疫原性較弱、難以穿過(guò)細(xì)胞膜、在細(xì)胞微環(huán)境容易被迅速降解等缺點(diǎn)。因此要增強(qiáng)這些抗原在機(jī)體內(nèi)的免疫應(yīng)答能力,延長(zhǎng)其存在時(shí)間,提高抗原的免疫效力,就必須同抗原一起或預(yù)先注射佐劑。佐劑可以作為免疫增強(qiáng)劑來(lái)增強(qiáng)抗原的免疫應(yīng)答反應(yīng),也可以作為載體來(lái)遞送抗原到相應(yīng)的免疫細(xì)胞,降低抗原的降解,由此增強(qiáng)機(jī)體的免疫保護(hù)。
佐劑又稱免疫調(diào)節(jié)劑或免疫增強(qiáng)劑,是一種用于疫苗中的添加劑,佐劑在先于抗原或與抗原混合注入機(jī)體后能夠增強(qiáng)機(jī)體對(duì)抗原的免疫應(yīng)答或改變免疫反應(yīng)的類型。佐劑屬于非特異性的免疫增強(qiáng)劑,其本身不具備抗原性。一個(gè)理想的佐劑不僅能夠增強(qiáng)免疫反應(yīng),還能使機(jī)體獲得最 佳的保護(hù)性免疫。目前,國(guó)際上尚未確立統(tǒng)一的佐劑分類標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)其化學(xué)成分的差異,佐劑可分為幾種類別,包括鋁鹽佐劑、蛋白類佐劑、核酸類佐劑、含脂類佐劑、新型油乳佐劑和復(fù)合佐劑等。
1、鋁鹽佐劑及其作用機(jī)制
鋁鹽已在臨床中應(yīng)用了80多年,是一種經(jīng)美國(guó)FDA批準(zhǔn)可用于人體的經(jīng)典佐劑。含鋁佐劑已廣泛應(yīng)用于白喉、破傷風(fēng)、乙肝疫苗等領(lǐng)域。目前,在FDA 批準(zhǔn)的人類疫苗中,有25種含鋁疫苗。百白破疫苗和流感嗜血桿菌疫苗等許多疫苗成分中含有鋁鹽。鋁鹽作為佐劑的疫苗根據(jù)制備過(guò)程可分為兩種類型,鋁吸附疫苗和鋁沉淀疫苗。鋁吸附疫苗是將抗原加入氫氧化鋁或磷酸鋁溶液,而鋁沉淀疫苗則將鋁劑懸浮液加入抗原溶液中。氫氧化鋁或磷酸鋁是常用的鋁佐劑。研究發(fā)現(xiàn),鋁佐劑疫苗能減少抗原使用量,增強(qiáng)機(jī)體免疫反應(yīng)的強(qiáng)度和持久性。
目前尚不完全清楚鋁鹽的作用機(jī)制,但一般認(rèn)為有以下幾個(gè)方面:①抗原與鋁鹽顆粒吸附形成凝膠狀態(tài),注射入動(dòng)物體內(nèi)后形成抗原存儲(chǔ)庫(kù),這些不溶性顆粒能吸附抗原物質(zhì),增加抗原表面積。②佐劑能在注射部位形成富含巨噬細(xì)胞的肉芽腫,延緩抗原吸收,進(jìn)而延長(zhǎng)抗原刺激時(shí)間,使抗原在正常條件下存在數(shù)日延長(zhǎng)到數(shù)周,并增強(qiáng)注射部位對(duì)抗原的攝取能力。③氫氧化鋁作為佐劑可激活Th2 細(xì)胞分泌 IL-4,誘導(dǎo)CD83、CD86 和MHC-II 分子的表達(dá),從而產(chǎn)生 Th2 型體液免疫應(yīng)答。④鋁鹽能夠誘導(dǎo)NLRP3炎癥小體激活,刺激 IL-1b 和 IL-18 的產(chǎn)生,這也是它們誘導(dǎo)局部炎癥、抗原提呈細(xì)胞(APC)募集、樹(shù)突狀細(xì)胞成熟、增強(qiáng)抗原攝取、刺激T細(xì)胞的原因。⑤鋁鹽作為佐劑促進(jìn)補(bǔ)體激活,從而通過(guò)B細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞增強(qiáng)免疫應(yīng)答。
2、蛋白類佐劑及其作用機(jī)制
蛋白類佐劑主要是由免疫細(xì)胞和一些非免疫細(xì)胞受刺激后合成和分泌的一種生物活性物質(zhì), 屬于細(xì)胞因子類,通常是小分子多肽或糖蛋白,包括干擾素 (IFN)、白細(xì)胞介素(IL)、腫瘤壞死因子(TNF)、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)和趨化因子等。細(xì)胞因子能夠增強(qiáng)自然殺傷細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)功能,促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的分化,對(duì)機(jī)體的免疫應(yīng)答起著廣泛上調(diào)的作用,同時(shí)可以保護(hù)機(jī)體避免細(xì)菌、病毒和寄生蟲(chóng)的侵襲,是一類有效的免疫增強(qiáng)劑。IL-2和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)已在口蹄疫疫苗中進(jìn)行了測(cè)試。最近,GM-CSF被評(píng)估用于乙型肝炎和 HIV 疫苗,其佐劑作用被認(rèn)為與刺激巨噬細(xì)胞分化和增殖以及激活抗原呈遞細(xì)胞的能力有關(guān)。此外,IL-12是由單核細(xì)胞和B細(xì)胞產(chǎn)生的,具有多種生物活性。它可以顯著減少細(xì)菌的入侵?jǐn)?shù)量,提高黏膜和免疫系統(tǒng)中IgG2a、IgA 的表達(dá)水平。作為一種細(xì)胞因子佐劑,IL-12有著廣闊的應(yīng)用前景,它可以誘導(dǎo)Th1型免疫應(yīng)答,正處于腫瘤和艾滋病治療的臨床試驗(yàn)階段。此外,研究發(fā)現(xiàn) IL-15 可作為正在進(jìn)行1期HIV疫苗試驗(yàn)中的佐劑使用,具有刺激 NK 細(xì)胞和 T 細(xì)胞增殖的能力。利用GM-CSF和IL-5作為mZP3DNA 疫苗佐劑時(shí)發(fā)現(xiàn),GM-CSF和DNA 疫苗共免疫能夠有效地刺激抗原遞呈細(xì)胞 (APCs)的成熟,并促進(jìn)其向抗原投送部位有效富集,從而使體液免疫反應(yīng)得以增強(qiáng)。
3、核酸類佐劑及其作用機(jī)制
在研究疫苗的過(guò)程中,研究者們發(fā)現(xiàn)一些核酸類物質(zhì)具有佐劑的特性,其中代表性的就是 CpG-DNA。CpG 寡核苷酸體(CpG ODN)是人工合成的含有非甲基化的胞嘧啶鳥(niǎo)嘌呤二核苷酸的寡脫氧核苷酸,是一類有著很大研究?jī)r(jià)值的生物佐劑,早期研究主要來(lái)自于腫瘤診斷。CpG ODN 作為一種強(qiáng)效佐劑,能夠誘導(dǎo) Th1 免疫應(yīng)答,誘導(dǎo)細(xì)胞毒性 T 淋巴細(xì)胞(CTL)和干擾素-c(IFN-c)的產(chǎn)生。CpG ODN 通過(guò)激活 TLR9 增強(qiáng)特異性抗原的體液和細(xì)胞免疫應(yīng)答。鑒于這種獨(dú)特的特性,CpG ODN 可通過(guò)肌肉、皮下、口服和鼻腔途徑用作疫苗的佐劑。作為高效的疫苗佐劑,CpG ODN 能夠促進(jìn)抗原的免疫刺激效應(yīng),激活抗原遞呈細(xì)胞(APC),并加速免疫應(yīng)答。CpG ODN可以促進(jìn)外周血細(xì)胞(pDCs)上MHC、CD40和CD86 的表達(dá),增強(qiáng)抗原處理和遞呈。研究證實(shí),CpG ODN可作為雞新城疫病毒疫苗和狂犬病疫苗的佐劑,目前均處于臨床研究中。CpG ODN經(jīng)肌內(nèi)注射或滴鼻途徑與豬繁殖與呼吸綜合征活疫苗(PRRS-MLV)聯(lián)合免疫豬,能誘導(dǎo)豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)的特異性T淋巴細(xì)胞反應(yīng)。CpG ODN作為疫苗佐劑,還可提高含鋁類疫苗如乙肝、炭疽、流感疫苗等的免疫原性。第1個(gè)完成Ⅲ期試驗(yàn)的含CpG的疫苗是針對(duì)乙型肝炎病毒的HEPLISAV,在其他人用疫苗中也已經(jīng)進(jìn)入了Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗(yàn)。2017年9月CpG類佐劑的產(chǎn)品增效乙肝預(yù)防性疫苗批準(zhǔn)上市。研究發(fā)現(xiàn),CpG OND與乳酸-乙醇酸結(jié)合成納米佐劑時(shí),可抵抗H6N1亞型禽流感病毒的感染,與傳染性支氣管炎病毒亞單位抗原偶聯(lián)給藥時(shí),會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)烈的體液免疫應(yīng)答。
除CpG ODN外,核酸類佐劑還包括dsRNA、IL-12 DNA、interleukin-2/immunoglobulin (IL-2/Ig) DNA和Poly-ICLC,已用于流感、HIV 等疫苗的臨床試驗(yàn)中。聚肌胞苷酸 (Poly (I︰C)) 是一種人工合成的病毒 dsRNA 類似物,可以被TLR3和MDA-5 受體特異性識(shí)別來(lái)激活機(jī)體的天然免疫,因此可以作為免疫增強(qiáng)類藥物用于病毒性炎癥。研究表明,Poly (I︰C) 對(duì)疫苗的免疫效力具有增強(qiáng)作用,尤其對(duì)于合成肽疫苗、亞單位疫苗來(lái)說(shuō),與 Poly (I︰C) 聯(lián)合使用對(duì)體液免疫和細(xì)胞免疫都有明顯的提升作用。
未完待續(xù)!
參考資料
[1]吳小紅,李加.新型疫苗佐劑及給藥途徑[J].中國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù),2023,18(S1):1-9.
[2]曾振,王海寧,張志芳等.新型疫苗佐劑的研究進(jìn)展[J].生物工程學(xué)報(bào),2021,37(01):78-87.
[3]韓冰,湯思淇,朱大帷等.新型疫苗佐劑研究進(jìn)展[J].中國(guó)畜牧獸醫(yī),2023,50(06):2460-2467.
[4]夏芯,朱雅文,周利等.疫苗新型佐劑的作用機(jī)制和研發(fā)進(jìn)展綜述[J].中國(guó)疫苗和免疫,2023,29(04):474-482.
[5]張榮,李菁,武永淑,李小明,董金杰,劉學(xué)榮.新型疫苗佐劑的研究進(jìn)展[J].中獸醫(yī)學(xué)雜志,2021,(第3期).
作者簡(jiǎn)介:小泥沙,食品科技工作者,食品科學(xué)碩士,現(xiàn)就職于國(guó)內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司,從事?tīng)I(yíng)養(yǎng)食品的開(kāi)發(fā)與研究。
合作咨詢
肖女士 021-33392297 Kelly.Xiao@imsinoexpo.com