疫苗免疫佐剂.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,疫苗免疫佐剂,Vaccine adjuvant,1,Vaccine adjuvant,自从,1925,年法国免疫学家,Ranmon,发现在疫苗中加入某些与之无关的物质可以特异性地增强机体的免疫反应以来,至今免疫佐剂的发展已近,80,年。,特点,:,佐剂本身可以有抗原性；,也可以不具备抗原性。,2,Vaccine adjuvant,一、佐剂（,Adjuvant,）：,能非特异性地增强机体对抗原的特异 性免疫应答，发挥,辅佐作用的物质。,佐剂作用：,使抗原缓慢释放,延长抗原在体内停留时间,扩大抗原的表面积,促进局部的炎症反应,增强吞噬细胞的吞噬与抗原提呈,3,vaccine adjuvant,二、佐剂的类型：,油水乳剂：矿物油、乳化剂,微生物及代谢产物：脂多糖、分支杆菌、霍乱毒素等,细胞因子：白介素、干扰素等,脂质体：胆固醇类,蜂胶：蜂蜜,人工合成：胞壁酰二肽,4,vaccine adjuvant,1.,具备免疫原性的佐剂：如卡介苗、枯草分枝杆菌、短小,棒状杆菌、百日咳杆菌、脂多糖、细胞因子等。,2.,不具备免疫原性的佐剂：如氢氧化铝佐剂、磷酸铝、磷,酸钙、石蜡油、羊毛脂、表面活性剂、藻酸钙、多聚核苷,酸、胞壁肽等。,5,vaccine adjuvant,应用最多的是福氏佐剂、细胞因子佐剂。,（,1,）福氏佐剂：,完全福氏佐剂（石蜡油,+,羊毛脂,+,卡介苗）、,不完全福氏佐剂（石蜡油,+,羊毛脂）两种。,（,2,）细胞因子佐剂：细胞因子佐剂与抗原合用，可有效激发机体的免疫功能。,IL-2,、,IL-1,、,IFN,、,IL-12,、,GM-CSF,。,经典的铝盐佐剂，在提高抗体水平和安全方面已获得长期的实践证实。人类疫苗基本采用此佐剂。,6,vaccine adjuvant,三、新型佐剂,油,/,水乳剂型；,颗粒型；,微生物衍生物型佐剂。,7,vaccine adjuvant,油,/,水乳剂型佐剂：,MF59,、,AS02,、,Montani2de ISA251,和,ISA2720,，是一类油,包水或水包油型乳化剂。,MF59,是在高压条件下将鲨烯与,Tween 80,和,Span 85,混合后,进行微流化进而形成均一的小滴状乳液。,AS02,是一种含有单磷脂,A(MPL),和皂角苷,(QS221),的油包,水乳剂,能诱导强烈的抗体应答并伴有,Th1,型和,CTL,反,应。,8,Vaccine adjuvant,颗粒型佐剂：,将抗原输送系统与疫苗抗原复配或融合后形成颗粒状物质，显微镜下呈颗粒状。铝盐氢氧化铝、磷酸铝等的不溶性胶状沉淀,颗粒大小,100-1000nm,免疫原通过静电与胶结合。,安全性佳,靶向良好,贮存作用中等,诱导强,Th,2,应答,常见强,IgE,应答,但诱导,CTL,和,CM1,作用很弱。价廉,易制备。,9,Vaccine adjuvant,新型颗粒型佐剂种类：,病毒颗粒,(virosome),聚乙交酯,(PLG),微粒,免疫刺激复合体,(,immune responsestimulatincomp ISCOMs),脂质,DC-Chol,10,Vaccine adjuvant,病毒颗粒：是一种具有免疫增强作用的重构病毒样颗粒,是由病毒表面糖蛋白与磷脂嵌合形成的,150nm,脂蛋白体。,聚乙交酯,(PLG),微粒：生物可降解和生物相容性的,PLG,是研究颗粒佐剂的主要材料,既可包裹抗原蛋白实现蛋白疫苗的投递,有效控制抗原的释放,也可作为,DNA,疫苗的有效佐剂。,ISCOMs,微粒,:,皂苷、胆固醇和磷脂组成的复合物,形成直径约,40nm,球型结构,结构内的皂苷与胆固醇结合而不与细胞膜表面结合。已用于兽用疫苗。,脂质,-,胆固醇（,DC-Chol,）：胆固醇和磷脂组成的单层或多层脂双层膜囊结构，亲脂及两性分子与膜结合亲水分子包在膜内,脂质体将可溶性抗原转变成颗粒性抗原,其粒径大小、电荷和抗原结合能力可随不同组份比例而变化。,11,Vaccine adjuvant,非颗粒性佐剂,胞壁酞二肽及衍生物,(MDP),：,分枝杆菌肽聚糖中具佐剂活性的部分，,MDP,为致热原,与其人工合成而无毒性的衍生物都可诱导,IL-1,。亲水性衍生物倾向刺激,Th,2,而亲脂性衍生物倾向刺激,Th,1,。,12,Vaccine adjuvant,非离子阻断共聚物：,由疏水的聚氧丙烯和聚氧乙烯侧向联接而成,后者占,5%-20%,，分子量,2500-12500,。用作添加剂加入,w/o,或,o/w,的油相中能促进双性分子提呈,也有免疫调节作用,但不能生物降解而致注射局部反应。,13,Vaccine adjuvant,皂昔系：,从皂树,Quillaja saponaria,：树皮提取的三菇类混合物,Quilla A,和,spikoside,为其部分纯化物,为精制物。皂昔能诱导对某些蛋白强和应答、中等应答,可能是由于生成了蛋白一皂昔混合小体的结果。,Quilla A,已广泛用作兽用佐剂并提议用于人体,它价廉、安全、配制简单。,细胞因子一般为分子量约,20KDa,。,14,Vaccine adjuvant,碳水化合物聚合体：,甘露醇、,b-3,葡萄糖聚合物,与免疫原混合或结合可用作人疫苗佐剂刺激,DC,诱导,Th1,应答。,多糖衍生物系：,高分子量硫酸葡聚糖或二乙氨乙基,(DEAE),葡聚糖,已用于兽用疫苗。,15,Vaccine adjuvant,霍乱毒素及其亚单位：,大肠杆菌不耐热毒素及其亚单位,在动物实验中显示粘膜佐剂活性。它们可能是通过,GM1,神经节苷脂受体靶向作用和刺激内源性腺昔酸环化酶活性而起佐剂作用。,16,Vaccine adjuvant,微生物衍生物型佐剂：,微生物的核酸类,CpG,寡脱氧核苷酸,(CpG2ODN),佐剂,非核酸类佐剂单磷脂,A(MPL),、,OM2174,、不耐热肠毒素,(LT),及其突变体等。,17,1.CpG-ODN,佐剂,CpG-ODN,是指一些以非甲基化的,CpG,序列,(CpG motif),为核心的人工合成寡聚脱氧核苷酸,(oligodeoxynucleotides,ODN),。,源于细菌,DNA,和特定序列反义寡核苷酸,(ODN),的免疫刺激作用。含有特定未甲基化的胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸,(CpG),序列。,未甲基化核苷酸细菌,DNA,序列是,DNA,具有免疫学活性关键,能给免疫系统提供一种危险信号,易被机体免疫系统的细胞识别。免疫系统通过对这些特定序列的识别,来诱发针对外源性,DNA,的免疫应答。,18,Vaccine adjuvant,CpG-ODN,：,含有,GTCGTT,模体的,CpG,寡核苷酸,对人淋巴细胞具有良好的刺激活性。,能直接激活单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞等抗原提呈细胞,引起这些细胞分泌,IL-12,、,TNF-,等,Th1,型为主的细胞因子,并刺激,MHC-I,与,MHC-II,类抗原表达增加。,IL-12,协同下激活,NK,细胞,激活的,NK,细胞杀伤活性增强,并分泌,IFN-,IFN-,。,激活,B,细胞增殖分化分泌,IL-6,、,IL-10,等细胞因子和表达,MHC II,、,B71,、,B7-2,等表面分子,阻止,B,细胞的凋亡。,是一个新的不依赖于,T,细胞的激活途径。,19,Vaccine adjuvant,2.,、,MPL,和,OM2174,均属于细菌脂多糖成分,MPL,：来源于明尼苏达沙门菌的脂多糖,含有,6,个脂肪酸,;,OM2174,：是一种经化学方法减毒的脂质,A,衍生物,仅保留了,3,个脂类分子,且纯度高,可溶于水,4,下能稳定保存,5,年。,LT,：来自于大肠杆菌属于细菌肠毒素,具有较强的粘膜佐剂活性。,20,1984,年,Tokunaga,最先发现结核分支杆菌的核酸具有抑制肿瘤的功能。,之后的许多研究表明，很多细菌、病毒、非脊椎动物的,DNA,均有激活,NK,细胞和诱导干扰素分泌的生物学活性。,1.,Tokunaga T,Yamamoto H,Shimada,et al.Antitumor activity of,deoxyribonucleic acid fraction from Mycobacterium bovis BCG.I.,Isolation,physicochemical characterization and antitumor activity.,J Natl Cancer Inst,1984,72(4):955-962.,21,Yamamoto,等发现，具有这一功能的,DNA,多以,CpG,为核心，属短非表达特异重复序列。通过不同基因的克隆和人工合成单链寡核苷酸等方法证明具有免疫激活作用的寡核苷酸特异序列是：,AGCGCT,、,AACGTT,等。,这些序列均有,CpG,基序，其中的,CpG,特征结构以未甲基化的,CpG,二核苷为核心，,5,端两个嘌呤，,3,端两个嘧啶，即,5-PuPu-CpG-PyPy-3,序列,2,、,Yamamoto S,Yamamoto T,Tokunaga T,et al.DNA from bacteria,，,butnot from vertebtates,induces interferons,activitys natural killer cellsand inhibits tumor growth J.Microbiol Immunol,1992,36(9):983-997,22,3,、司兴奎,陈建红,张济培,等,CpG,寡脱氧核苷酸的免疫刺激特性,及应用研究进展动物医学进展,2008,29,（,7,）：,71-75,CpG-DNA,可诱导强烈的,Th1,型免疫应答，增加细胞的,T,淋巴细胞（,CTL,）的活性，是一种强有力的,DNA,疫苗免疫佐剂,23,大肠杆菌,JM109,细菌基因组,DNA,：,CpG-DNA,小鼠和人中有良好刺激作用的最适序列,ODN-1826(GACGTT),和,ODN-2006(GTCGTT),；,在大西洋鲑中有刺激活性的,ODN-1670(AACGTT),；,对于具有免疫刺激活性：,CpG-DNA,序列,ODN-1670,（,5,-AACGTT-3,）,CpG 1670,（含有一个,ODN-1670,），,5,-ACC GAT AAC,GTT GCC GGT GAC G-3,，,1670-D,（含有两个,ODN-1670,）序列分别为：,5-ACC GAT AAC GTT,GCC AAC GTT GGT-3,24,Vaccine adjuvant,新型佐剂的免疫途径与方式,传统疫苗佐剂的投递主要是注射途径,类型单一。,新型疫苗佐剂：,投递途径多样,组成形式各异,佐剂活性更强,免疫重点突出等特点。,注射途径型佐剂、粘膜途径型佐剂，两者兼备型佐剂。,25,Vaccine adjuvant,油,/,水乳剂型佐剂：,以注射投递途径为主,包括,MF59,、,QS21,、,AS02,以及,Montanide,等水包油或油包水型佐剂,这类佐剂通过肌肉或皮下注射接种来增强疫苗抗原的免疫原性,诱导特异的抗体反应,激发,Th1,型细胞因子,(IFN2,、,IL-2,等,),产生较强的,CTL,反应,形成短暂性剧痛,引起局部强烈的炎症反应。,内源性细胞因子：如,IL-2,、,IL-12,、,GM-CSF,等,主要通过注射途径进行接种,所引发的免疫应答类型与油,/,水乳剂型佐剂相似。,26,Vaccine adjuvant,单纯的粘膜途径型佐剂：,LT,和,LT,突变体为主,诱导以粘膜免疫为主的应答反应,分泌特异性,sIgA,也可产生系统性免疫应答,虽然强度较注射途径弱。具有投递简便,无创伤等显著优点。,单一的注射途径或粘膜途径型佐剂在疫苗设计与使用上存在一定局限性。,具备两种投递功能的新型疫苗佐剂，不同的免疫途径下,既可诱导出系统免疫应答,也可产生粘膜免疫效果,既有体液免疫也有细胞免疫,达到免疫预防和免疫治疗的目的。,27,Vaccine adjuvant,新型佐剂的灵长类动物的临床前试验,乳剂型佐剂,(QS221,、,AS02,、,ISA251,等,),、内源性免疫调节剂,(IL-12,、,DC),以及微生物衍生物型佐剂,(LT),已进入,期临床试验,;,微粒型佐剂,(PLG,、,ISCOMs,、,DC-chol,等,),和多数微生物衍生物型佐剂,(OM-174,、,CpG-ODN,等,),正处于,期临床试验阶段；,MPL,已开始,期临床试验研究。,28,Vaccine adjuvant,Montanide ISA,佐剂：油包水或水包油乳剂,ISA51,和,ISA720,已有超过,4 000,人接种过以此为佐剂的各种疫苗抗原来进行临床试验。,佐剂常用于肿瘤疫苗和,H IV,疫苗的研究,可诱导强烈的抗体应答和细胞免疫,但仍有个别试验者在接种,ISA720,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。,29,Vaccine adjuvant,DC-Chol,新型脂质免疫刺激剂,用于幽门螺杆菌,(,H.pylori,),和,H IV,疫苗的,期临床试验。,结合,H.pylori,尿素酶抗原免疫健康人群；,结合,H IV tat,抗原对接受过抗逆转录病毒治疗的,H IV,感染阳性志愿者进行免疫,结果表明,DC-Chol,可激发机体产生特异性免疫应答,应答水平高于单独抗原免疫组。,30,Vaccine adjuvant,酪氨酸,MPL,和,L-,酪氨酸,一种替代性佐剂,可激发机体产生,Th1,型免疫应答和高水平特异性,IgG,。可有效地诱导机体快速脱敏,舌下途径投递,L-,酪氨酸,-MPL,结合也可获得有效的脱敏效果。,31,Vaccine adjuvant,CpG-ODN,佐剂,以,CpG-ODN,为佐剂进行乙肝疫苗的,I,期临床试验中,CpG,可迅速刺激机体产生高滴度特异性抗体,而无,CpG,佐剂,的对照组却未见高水平抗体产生。,CpG,佐剂可通过细胞表面,TLR,受体来发挥佐剂效应,同时可与其他作用机制的佐剂发挥协同效应。,32,Vaccine adjuvant,AS02,佐剂：,含有,MPL,和,QS221,的乳剂,佐剂已在结核病、乙肝、癌症、疟疾和,H,IV,疫苗中进行了临床试验。,主要的副反应包括全身寒战、肌痛、头痛和局部疼痛。,疟疾,RTS.S,抗原与,AS02,佐剂结合，疟疾疫苗，,/,期临床试验中,采用对,1,11,岁儿童进行免疫接种,产生良好的持续性的抗体应答。,副反应：轻微疼痛、呕吐等,具有剂量依赖性,发生频率也可接受。,正在进行,b,期临床试验。,33,Vaccine adjuvant,佐剂临床试验中存在的问题,34,关于疫苗中氢氧化铝佐剂研究进展的警示,近来动物模型和人体研究表明氢氧化铝佐剂具有造成自身免疫和自身免疫性疾病的能力，氢氧化铝本身具有免疫原性。,氢氧化铝佐剂增强抗原的局部免疫反应，使,T,辅助细胞和肥大细胞的趋化因子等细胞因子释放。接种疫苗后尿酸等相关分子被释放，高浓度的尿酸可形成尿酸钠晶体，并被细胞吞噬和溶酶体分解。这将导致组织蛋白酶,B,的释放，可以直接或间接激活细胞内,NALP3,炎性系统和,caspase-1,。这样，氢氧化铝佐剂刺激产生和分泌了如,IL-1B,，,IL-18,和,IL-33,等细胞因子。,氢氧化铝佐剂还可提供对抗原的物理性保护和辅助抗原转运至引流区域的淋巴结。这将使抗原对免疫系统具有更长时间的曝露，增加,B,和,T,细胞的产生和激活，并作出更强力的反应。佐剂对获得性免疫反应的作用是通过,NALP3,炎性系统激活介导产生的，促成和诱导,T,辅助,2,（,TH2,）细胞反应性和活性，如,IL-4,和,IgE,的产生。,Yehuda Shoenfeld and Nancy Agmon-Levin,ASIA e Autoimmune/inflammatory syndrome induced by adjuvants;,Journal of Autoimmunity,36(2011)4-8,35,36,Journal of Inorganic Biochemistry,105(2011)14571463,由氢氧化铝引起的巨噬细胞性肌筋膜炎相关的认知机能异常病人的长期跟踪研究。,法国报告,30,例病例,由含氢氧化铝佐剂的免疫制剂注射导致的巨噬细胞性筋膜炎相关的认知障碍巨噬细胞性筋膜炎是由于早先氢氧化铝佐剂疫苗在局部注射后导致巨噬细胞内长期、持续性积聚氢氧化铝而出现的特殊肌肉损伤。,主要受累人群为中年成人；,主要症状：,播散性麻痹、慢性疲劳和认知机能障碍,特征：,额叶（,dysexecutive,）综合症；,视觉记忆（,visual memory,），,双耳听力测试左耳失聪,37,38,应用氢氧化铝佐剂建议,关于氢氧化铝佐剂所致的不良反应已有较多的报道，我国应引起重视，对发现的相关病例应进行因果分析；,应认真评估疫苗中使用氢氧化铝佐剂的风险,/,利益；,建议对于不加佐剂即能产生有效保护的疫苗，不应为了降低疫苗抗原使用量而以加佐剂增强，更不应为降低成本而使用佐剂；,使用氢氧化铝佐剂的疫苗，应关注最低有效添加量，特别是吸附率，多余的游离铝应加以严格控制；,对于必须使用佐剂的疫苗，应研究安全的新型佐剂,39,Vaccine adjuvant,油包水佐剂：,在,1945,1960,年疫苗研究中广泛应用的福氏不完全佐剂,有强烈的免疫作用，但是导致脓肿发生大量增加而最终于,1960,年后期被终止使用。,ISA720,和,ISA51,与抗原乳化的研究表明,这种乳化剂完全可能保持持续的安全性,乳化物颗粒大小具有良好的可控性,抗原的使用剂量可限制至低量,在乳化剂中稳定存在。,抗原与油包水佐剂乳化形成的严格质量控制可确保其在临,床试验期间不会发生任何变化,避免产生不良后果。,40,Vaccine adjuvant,临床试验设计,佐剂为新研发的佐剂，需要单独设立佐剂对照组；,疫苗的安全性、免疫原性或有效性；,疫苗有效性试验,设立类似的对照组；,确定对疫苗的疗效评价客观公正。,41,Vaccine adjuvant,已批准上市的新型疫苗佐剂,铝盐佐剂：是最早获准用于人用疫苗的佐剂,已广泛应用于细菌、病毒等病原微生物疫苗，不能在亚单位疫苗中发挥有效的佐剂效应,改善或增强免疫应答。,新型疫苗佐剂：,MF59,、重组霍乱毒素,B,亚单位,(rCTB),、,AS04,等,MF59,由,Chiron,公司开发,已在欧洲国家批准用于流感亚单位疫苗,是第一个获准上市的新型疫苗佐剂。,(,病毒颗粒疫苗、病毒裂解疫苗及铝盐佐剂亚单位疫苗,),具有较好免疫效果,但其不良反应略有增强,可在注射免疫后,3,7,天出现局部和全身症状,尤其适用于免疫反应较弱的人群,如老年人和某些特殊,人群,(,糖尿病、心血管疾病、呼吸道疾病,),。,42,Vaccine adjuvant,rCTB,粘膜免疫佐剂：,2004,年,4,月,由瑞典,SBL Vaccin AB,公司研发的霍乱疫苗,Dukoral,获得欧盟批准,该疫苗采用,rCTB,作为粘膜佐剂用于口服免疫,其不良反应很低,可获得,85%,免疫保护,并在儿童中持续保护,6,个月以上。,43,Vaccine adjuvant,2005,年,1,月,由中国军事医学科学院生物工程研究所马清钧等研制出国家一类新药口服霍乱疫苗,(rBS2WC),获得国家食品药品监督管理局批准上市。,该疫苗同样采用,rCTB,作为粘膜佐剂用于口服免疫,但效果优于国外同类疫苗,不仅可预防霍乱获得,85%,的免疫保护率,而且可使产毒性大肠杆菌所致腹泻的发病率降低,70%,可在,3,个月内预防旅行者腹泻,保护率达,86%,。,44,Vaccine adjuvant,2005,年,2,月葛兰素史克公司宣布使用其新型的佐剂系,统,AS04,制成的乙型肝炎疫苗,Fendrix,获欧盟批准上,市。,该疫苗采用葛兰素史克公司拥有的新型佐剂系统,AS04,安全性良好,但临床报道的局部不良反应与其他,乙肝疫苗类似,包括注射部位疼痛、头痛和疲乏。,45,Thanks,46,