疫苗佐剂 _生活百科

疫苗佐剂【疫苗佐剂】疫苗佐剂(Adjuvant)是能够非特异性地改变或增强机体对抗原的特异性免疫应答、发挥辅助作用的一类物质。佐剂能够诱发机体产生长期、高效的特异性免疫反应，提高机体保护能力，同时又能减少免疫物质的用量，降低疫苗的生产成本。长期以来，传统疫苗(多为菌体或其裂解物)由于其免疫原性强，佐剂的研究和使用只局限于较小的範围，如毒素和类毒素。从巴斯德至今近百年来已开发了许多菌苗和疫苗，但传统的菌疫苗一般多为全细菌或全病毒製成，其中含有大量非免疫原性物质，这些物质除具有毒副作用外也具有佐剂作用。所以一般不需要外加佐剂，因此在这段时间里免疫佐剂并未引起人们广泛的注意。直到1925年，法国免疫学家兼兽医学家GastonRamon发现在疫苗中加入某些与之无关的物质可以特异地增强机体对白喉和破伤风毒素的抵抗反应，从此许多国家都不同程度的开展了这方面的研究。随着现代生物技术和基因工程技术的迅速发展，针对不同疾病已开展了各种新型基因工程疫苗的研製，但这些疫苗普遍存在分子小、免疫原性弱、难以诱导机体产生有效免疫应答等不足，从而需要某种物质来增强其免疫作用，免疫佐剂尤其是新型免疫佐剂的研究就显得尤为迫切。近年来，为适应新型疫苗的需求，佐剂已经从传统、单一的形式向新型、多元化形式发展，尤其用于黏膜疫苗、DNA疫苗及肿瘤疫苗的佐剂研究成为热点。
基本介绍中文名：疫苗佐剂
外文名：Vaccine adjuvant
包括：抗独特型抗体疫苗,核酸疫苗
特点：纯度高,相对分子量小
一、疫苗佐剂的概念佐剂(Adjuvant)又称免疫调节剂或免疫增强剂(Immunepotentiator) ，起源于拉丁文“Adjuvare” ，是辅助或者增强的意思。佐剂是疫苗的一种添加剂，当它先于抗原或与抗原混合注入机体后，能够增强机体对抗原的免疫应答或者改变免疫反应的类型，属于非特异性的免疫增强剂，而其本身无抗原性。理想的佐剂不仅能够增强免疫反应，而且能使机体获得最佳的保护性免疫。二、疫苗佐剂的套用目的经研究认为，佐剂主要包括免疫调节、细胞毒性T淋巴细胞诱导、抗原递呈、抗原靶向和储存等几种作用方式。通过以上几种方式，达到的使用目的有[3]:(1)增强纯化的或者重组抗原的免疫原性、免疫应答速度及耐受性；(2)降低抗原的用量或者达到免疫保护所需要的接种剂量；(3)提高疫苗在婴儿、老年人或者免疫系统受损人群的免疫效力；(4)作为通过黏膜摄取抗原的抗原递送体系，可促进胃肠黏膜对疫苗的吸收。佐剂的概念来源于在接种部位形成的溃疡，并促进高水平特异性抗体的产生，即使是由接种不相关的物质产生的溃疡也能够诱导高特异性抗体的产生；(5)佐剂能够增加对细胞的渗入性，防止抗原降解，将抗原运输到特异的抗原提呈细胞，增强抗原的呈递或诱导细胞因子的释放。三、疫苗佐剂的种类目前，国际上对于佐剂的分类尚无统一标準，根据化学成分的不同可以分为铝盐佐剂、蛋白类佐剂、核酸类佐剂、含脂类佐剂和混合佐剂等几类。1.铝盐佐剂铝盐套用于临床已经有80多年的历史，它是首个被美国FDA批准可以用于人的经典佐剂。许多疫苗的成分中含有铝盐，如百白破疫苗和流感嗜血桿菌疫苗。根据製备过程的不同，以铝盐为佐剂的疫苗可以分为两种:铝吸附疫苗与铝沉澱疫苗。铝吸附疫苗是将抗原加入氢氧化铝或磷酸铝溶液;而铝沉澱疫苗是把铝剂悬浮液加入抗原溶液中。氢氧化铝或者磷酸铝是人们经常使用的铝佐剂。研究发现，铝佐剂疫苗能够减少抗原的使用量，增强机体免疫反应的强度和持久性。铝盐的作用机制至今尚不十分明确，普遍认为抗原吸附铝盐颗粒形成凝胶状态，注射入动物体内后形成抗原贮存库，这些不溶性颗粒能吸附抗原物质，增加了抗原表面积。另外，佐剂能在注射部位形成富含巨噬细胞的肉芽肿，延缓抗原的吸收，进而延长抗原的刺激时间，将在正常条件下存在数日的抗原留存数周之久，且注射部位摄取抗原的能力得到增强。研究表明，氢氧化铝作为佐剂还能激活Th2细胞分泌IL－4 ，诱导CD83、CD86和MHC－II类分子的表达，进而产生Th2型体液免疫应答。铝盐作为疫苗佐剂有很多优点，但是也存在不足。它虽然可以有效地诱导体液免疫应答，但是对细胞免疫不起作用，不能诱导细胞免疫应答。2.蛋白类佐剂此类佐剂多属于小分子多肽或糖蛋白，由免疫细胞和某些非免疫细胞经刺激而合成、分泌的一类生物活性物质，一般为细胞因子类，对Th细胞的分化起重要作用，还能增强NK细胞、T淋巴细胞的功能，对机体的免疫应答起到广泛上调的作用。蛋白类佐剂与抗原共同使用增强了疫苗的免疫效力，也可将其组装成质粒后与抗原一起混合注射。IL－12由单核细胞和B细胞产生，具有多种生物活性，能够显着减少细菌的入侵数量，提高黏膜和免疫系统中IgG2a、IgA的表达水平，是一种有着较为广阔套用前景的细胞因子佐剂。它诱导了Th1型免疫应答，肿瘤、AIDS的治疗正处于临床试验阶段。3.核酸类佐剂在人们研究疫苗的过程中发现一些核酸类物质也具备佐剂的特质，最具代表性的是CPGDNA ，其序列中以非甲基化的胞嘧啶脱氧核苷酸和鸟嘌呤脱氧核苷酸为单元的寡聚体， TLR9的激动剂，是目前佐剂研究的热点。它在增强特异性免疫应答、诱导机体非特异性免疫应答以及调节免疫应答类型等方面发挥着重要的作用。CPG－ODN的特徵性序列可激活多种免疫效应细胞，如T细胞、B细胞和NK等免疫活性细胞，因此CPG－ODN套用于较多的实验研究中。细菌DNA是CPG－ODN的来源，其作用包括增强体液免疫和细胞免疫两个方面。其在肿瘤和传染病等方面得到套用的可能性会较高。目前还没有报导CPG－ODN对人类产生严重的副作用，但在动物模型中已发现CPG－ODN能诱发自身免疫性疾病。4.含脂类佐剂含脂类佐剂包括脂多糖(LPS)和脂质体两类。LPS为革兰氏阴性菌外膜脂多糖，类脂A是LPS中起佐剂作用的主要组分。研究人员将LPS作为百日咳疫苗的佐剂共同免疫小鼠，实验结果显示:LPS不仅提高了疫苗的免疫效率，而且减少了Ⅰ型超敏反应的发生。脂质体类似于生物膜，一般由磷脂和胆固醇形成的双分子层包被抗原形成的超微球状製剂，既能够运输抗原，又可作为疫苗的佐剂。脂质体佐剂没有毒性且能降低抗原的毒性，在宿主体内可以自行降解。研究表明，脂质体能够增强机体的体液免疫应答和细胞免疫应答，另外脂质体的结构有利于将抗原递呈给抗原处理细胞。研究还表明，脂质体与弗氏试剂或氢氧化铝联合使用有事半功倍的效果。但是它也有不足之处，如稳定性差、易氧化、生产成本高等。因此，目前对于脂质体套用的研究暂停留在医学研究方面。5.混合佐剂MF59是一种水包油乳剂，它是将吐温80、山梨糖醇三油酸酯和角鲨烯混合后于高压条件下进行微流化形成的均一的小滴状乳液。这种混合佐剂在注射部位能够诱导产生局部的免疫刺激环境，增加趋化因子、细胞因子含量，聚集肌肉中MHC+细胞。此外， MF59还能够增强树突状细胞摄取抗原的能力。由于MF59能够增强免疫力低下的人群中流感的免疫原性，因此20世纪90年代认证其作为流感疫苗的佐剂。大量数据显示， MF59用于流感疫苗是较为安全的。6.聚集体结构佐剂研究者对3种新型分子聚集体配方佐剂[蕃茄苷(RAM1)、糖基醯胺脂(RAM2)和第5代树状聚合物(RAM3)]的免疫增强作用进行了比较,并评估了这些佐剂与可溶性蛋白抗原一起套用时增强Th1或Th2应答的能力。该项研究以卵清蛋白(OVA)为抗原,上述3种新型聚集体为佐剂,并用结核菌素、Al(OH)3和弗氏不完全佐剂作对照。结果3种佐剂中RAM1优于其他佐剂,其诱导的细胞因子以Th1型为主,且在接种后期能诱导Th2型应答。四、现行疫苗佐剂存在的问题疫苗佐剂种类繁多，效果也是明显的，但它们也有一些不可避免的缺点[2]：1.安全性问题佐剂的安全性是一个十分重要的问题，但又是一个容易被忽视的问题，研究表明，绝对安全的佐剂是不存在的。人们只能根据佐剂的作用机制进行调整，儘可能做到免疫刺激作用最大化，而毒副作用最低化。临床观察设计时，要充分考虑佐剂、佐剂与疫苗使用引起的不良反应的收集。如果是新佐剂与已上市抗原的临床研究，应有与已上市疫苗(佐剂和抗原)不良反应的比较和分析。如果是新佐剂与新抗原，则应按照国家有关要求，系统而详细地收集不良反应，包括局部和全身反应、有关係统的实验室检测指标和仪器检查结果等。2.局部副反应一些佐剂可诱导强烈的抗体应答和细胞免疫，但仍有个别试验者接种后出现较强的局部副反应，反应出现频率具有抗原或剂量依赖性。疫苗佐剂的质量控制是直接关係其临床试验安全性的关键因素。如在1945～1960年疫苗研究中广泛套用的FIA ，因其某批次出现质量问题导致脓肿发生大量增加而最终于1960年后期被终止使用。儘管该佐剂具有较强的佐剂效应，但其不安全因素限制了进一步发展，这种不安全因素主要与其使用剂量以及组份中矿物油化学链长度相关。3.其它问题除了上述两个主要问题外，佐剂还存在一些问题：如油佐剂较粘稠不利于注射、乳化不好容易分层、同时在注射局部反应较严重；氢氧化铝佐剂难以诱导弱抗原的免疫反应且不能诱导细胞免疫；脂多糖佐剂存在较强的毒副作用、脂质体的稳定性有待提高，氧化甘露聚糖与抗原结合方式局限、蜂胶佐剂注射部位形成肿块等问题。某些佐剂作用机制的认识仍不够深入，使得新型佐剂的进一步发展困难重重。另外一些佐剂由于製备过程複杂，价格昂贵也限制了它们的推广套用。五、疫苗佐剂的临床前和临床研究要点人用疫苗佐剂的研究,其最终目的是与疫苗一起套用于人体,进行传染病的预防。而疫苗佐剂临床观察的评价结果决定着该佐剂能否套用于临床。疫苗佐剂在临床前和临床研究中,主要应考虑以下几个方面[4] 。1.佐剂对疫苗免疫原性的影响:首先,必须证明佐剂确实能够有效诱发机体产生长期、高效的特异性免疫反应,提高机体保护能力,这是佐剂套用的基础。如果研究结果显示加入佐剂对免疫原性的增强效果甚微,则不应加入,以避免佐剂带来的其他副反应。免疫效果应包括体液免疫和细胞免疫两个方面。体液免疫除检测功能性抗体(中和、调理吞噬或杀菌抗体)外,还应检测免疫球蛋白的亚类。细胞免疫应检测抗原特异性T细胞反应,包括Th1、Th2和T细胞调节因子和（或）有关的细胞因子等。2.佐剂的毒理学及药理学:佐剂的毒理学方面,主要考虑接种部位的病理反应、机体产生的抗体反应、抗体持续时间等。目前我国批准用于疫苗的佐剂为氢氧化铝,而铝佐剂通常使疫苗产生抗体的时间滞后,且增加注射局部的副反应发生率。如疫苗的抗原量能满足免疫的需要,则建议不加佐剂。佐剂的药理学试验主要应考虑发生作用的原理、作用结果与剂量的关係、免疫程式和接种途径与效果的关係等。3.佐剂与疫苗中各成分的相互作用:佐剂作为疫苗成分中的一部分,应该与其他成分相容,如佐剂与防腐剂、佐剂与非活性成分等。并应考虑佐剂对不同成分吸附作用的影响,吸附后是否有解离及解离程度、各组分的添加顺序对吸附产生的影响等。4.佐剂单独给药时人体内的代谢:新疫苗佐剂,包括已上市的佐剂,改变用量或给药途径,需要充分的临床前安全性数据的支持。同时考虑佐剂可能会在体内蓄积,还应进行佐剂单独给药时的人体药代动力学研究。人体药代动力学研究的设计应依据临床前研究资料,根据佐剂的性质和特点进行,以获得科学的、令人信服的结果。5.佐剂的剂量:佐剂的使用剂量以及佐剂与抗原的比例,关係到是否能够诱导出所需的免疫应答反应和儘量减少不良反应。对于新佐剂和已上市的抗原结合物的剂量範围,应参照已上市同类产品的用量。对于新佐剂和新抗原的结合物,既要研究佐剂的用量,也要注意选择佐剂与新抗原的最佳比例。应儘可能在疫苗的目标人群中进行研究,并设计多个剂量组。6.免疫增强效果:临床观察应遵循GCP原则,设计时不仅应随机、双盲、设定对照,而且还应结合抗原和佐剂的特性。应在目标人群中进行观察,如果年龄组的跨度较大,在设计中应事先进行分层或进行一个以上的临床观察。对于大多数临床观察,尤其是如果已获得上市许可的疫苗抗原量发生了变化,则需要重点评价与保护有关的有效性免疫指标。如果没有,就要对其免疫保护效果进行评价。对于新佐剂新抗原疫苗,还要採用预防同样疾病的上市疫苗作为对照。如果没有,也可採用目标人群可用的、其他不相关的疫苗作为安慰剂对照。必要时,还应设立多组对照。样本量应满足统计学要求。对非劣效试验,必须事先设定非劣效的界值,并提供设定的依据。在设计临床观察使用的分析方法和样本量大小时,还应适当考虑多因素影响的问题。7.局部和全身反应:研究表明,绝对安全的佐剂是不存在的。人们只能根据佐剂的作用机制进行调整,儘可能做到免疫刺激作用最大化,而毒副作用最低化。临床观察设计时,要充分考虑佐剂、佐剂与疫苗使用引起的不良反应的收集。如果是新佐剂与已上市抗原的临床研究,应有与已上市疫苗(佐剂和抗原)不良反应的比较、分析。如果是新佐剂与新抗原,则应按照国家有关要求,系统而详细地收集不良反应,包括局部和全身反应、有关係统的实验室检测指标和仪器检查结果等。六、疫苗佐剂的发展方向儘管免疫学知识在近十年有了很大的进展，但令人吃惊的是在人类疫苗中还主要依赖铝为基础的複合物作为主要的佐剂。这种状况在未来的几十年对于已经确定的高效疫苗中都不会改变。然而新的重组亚单位和合成抗原引入到HIV、C型肝炎病毒、疟疾和其它严重的疾病中以及对于慢性疾病和肿瘤的治疗性疫苗的开发将会引入新的佐剂到临床试验中。新佐剂的剂型更应该与开发针对引起病理条件的感染性病原的新疫苗相关，这些病理学条件主要以免疫缺陷、低免疫力者以及高危人群为特徵。从这些高危人群开始，进一步採取措施推广新佐剂的套用，可能在不久的将来人们负担得起。作用机制的研究将进一步阐明佐剂活动背后的分子的相互作用。这些连同生物信息学的开发将会提高新佐剂研发能力。对佐剂的研究一直是疫苗研究过程中的重要环节，理想的佐剂应该是广谱、无副作用、对免疫系统具备有效的激活作用，同时便于生产和使用。目前，还没有任何一种佐剂具备这些要求。随着人们对各种病原体的抗原成分的不断深入了解和抗感染免疫机理的认识，对佐剂的研究也会更具有目标性。总之，多来源、多途径研发活性强、可生物降解、无毒副作用，甚至有治疗作用的新型佐剂正成为当前佐剂研究的热点，佐剂正朝着多元化方向发展。新型佐剂的出现使我们在进行疫苗研究和製备时具有更多的选择性。