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浅谈免疫佐剂的研究进展
自1798 年英国医生琴纳(Jenner)创立应用牛痘脓疱制成疫苗预防天花以来, 疫苗的研究和应用已经有了200 多年的历史, 其间经历了经典减毒疫苗、细胞疫苗、分子水平疫苗的发展历程。无论是以感染组织或鸡胚的胚液制备的疫苗还是以人工感染的细胞培养物制成的疫苗, 都曾经也正在对预防人类和动物传染病发挥重要作用。1926 年, Glenny等注意到明矾沉淀白喉毒素, 产生一种微粒能相当大地增强机体对抗原的特异性免疫应答, 从而拉开了使用佐剂的序幕。如今合成肽疫苗、基因工程亚单位疫苗、抗独特型抗体疫苗以及核酸疫苗等新型疫苗虽具有良好的抗原性和低毒等优点, 但其免疫原性较弱, 有必要配合高效的佐剂使用, 进一步推动了免疫佐剂的研究。
“Adjuvant”, 即佐剂, 最早来源于希腊语”adjuvare”, 也就是帮助的意思. 免疫佐剂是指与抗原同时或预先应用, 能增强机体针对抗原的免疫应答能力, 或改变免疫反应类型的物质.早在1920 年，佐剂就用于提高疫苗的功效。其功能主要有：增强抗体应答；增强疫苗的黏膜传递；增进免疫接触；增强弱免疫原的免疫原性，减少抗原接种剂量和接种次数；促进疫苗在免疫应答能力弱的群体中的免疫效果；加快免疫应答的速度和延长持续时间等。
近年来，新型免疫佐剂近年来日益受到人们的重视。随着抗原提纯技术和基因工程技术的迅速发展，出现了多种DNA 重组疫苗、合成肽疫苗等新型疫苗。这些新型疫苗的抗原具有纯度高、分子量小、特异性强、安全性好等优点，但存在免疫原性弱的缺点，只有与免疫佐剂合用才可引起有效的细胞和体液免疫应答。而目前唯一通过FDA 批准的能用于人的佐剂———铝胶佐剂只能激发体液免疫, 不能诱导细胞介导的免疫反应而后者对于机体对细胞内寄生病原体(病毒、原虫等)以及肿瘤产生免疫力尤为必要。由于铝胶佐剂对人免疫缺陷病毒(HIV)、丙型肝炎病毒(HCV)、单纯疱疹病毒(HSV)、流感病毒以及血吸虫病、百日咳和伤寒等。
常用的佐剂主要有不溶性铝盐类胶体、油水乳剂、微生物及其代谢产物、核酸及其类似物、细胞因子、免疫刺激复合物、蜂胶脂质体等。这些佐剂主要通过免疫系统受到抗原物质刺激后, 抗原可被抗原提呈细胞( APC)如巨噬细胞、树突状细胞摄取, 加工处理, 降解为多肽片断, 通过MHC或MHC 类分子途径提呈给T 淋巴细胞. T淋巴细胞被激活、复制、增殖、分化, 成为效应T淋巴细胞, 主要包括CTL和CD4+ Th细胞. 前者分泌细胞毒素及诱导细胞凋亡以杀死带抗原的靶细胞. 后者受细胞因子、抗原特性等因素的影响, 向Th1细胞或Th2细胞分化.Th1细胞偏向分泌白介素- 2( IL - 2)、干扰素- γ( IFN-γ), 与介导迟发型超敏反应的TDTH 细胞和CTL细胞的增殖、分化、成熟有关, 可促进细胞介导的免疫应答, 也可辅助特异性IgG2a亚类抗体的产生, 即Th1应答. Th2细胞偏向分泌IL- 4、IL- 5、IL- 6、IL- 10与B细胞增殖、成熟和促进IgG1亚类和IgE 抗体生成有关, 可增强抗体介导的免疫应答, 即Th2应答发挥作用。
几种常用的佐剂
一 弗氏佐剂　
弗氏佐剂(Freund' s Adjuvant ,FA)分为弗氏完全佐剂(FCA)和弗氏不完全佐剂(FIA)两种。FCA 是标准的诱生体液免疫和细胞免疫的佐剂, 它诱导Th1 型细胞因子, 而FIA 则是典型的只诱导Th2 型细胞因子, 诱生抗体的佐剂。FA 的高度佐剂活性是其它佐剂难以相比的, 因而广泛应用于科学研究工作中, 但其剧烈的副作用限制了它们在临床上的应用, 除少数兽用疫苗如口蹄疫疫苗使用FIA 外, 很少用于动物免疫,更不能用于临床。
二 　脂质体　
脂质体是人工制备的类脂质小球体，由1 个或多个酷似细胞单位膜的类脂双分子层包裹水相介质组成。这种结构使其能够携带各种亲水的、疏水的和两性的物质，它们被包入脂质体内部，或插入类脂质体双分子层，或吸附、联接在脂质体的表
面作为模拟细胞膜和药物载体。MPL 是一种毒性较低的具有佐剂活性的脂多糖衍生物。可促进T 细胞产生IFN-γ，间接辅助抗体生成。MPL 刺激巨噬细胞产生TNF 并与产生的TNF 共同促使NK 细胞产生IFN-γ。IFN-γ 能抑制Th2 细胞增殖，并与巨噬细胞联合诱导Th1 细胞分化，表明MPL 能够选择性激活Th1 细胞。Childers 等[5] 将MPL 的液相佐剂型(MPL-AF) 加到脂质链球菌突变体的粗制葡萄糖转移酶(C-GTF) 或脂质膜结合后通过口或是鼻内免疫小鼠，发现小鼠鼻内IgA 和IgG 抗体水平明显升高，有效地刺激黏膜和系统免疫应答。
三 铝盐佐剂　
铝盐佐剂是一类含Al3+的无机盐, 主要有Al(OH)3 、AlPO5 ,目前已用于兽用疫苗、重组乙肝疫苗以及疟疾疫苗。氢氧化铝胶, 简称铝胶, 成本低廉, 使用方便, 基本无毒, 因而成为兽医生物制品生产中应用最广的一种佐剂, 而且也是至今唯一被FDA 批准可用于人类疫苗的佐剂。
四 　细胞因子佐剂　
细胞因子是具有重要生物学活性的细胞调节蛋白, 它包括淋巴因子和单核因子。细胞因子在许多动物模型系统中都是有效的免疫佐剂, 能增强和保护机体免受病毒、细菌和寄生虫的侵袭, 对肿瘤免疫和临床应用也有增效作用。虽然大多数情况下细胞因子没有FCA 和皂苷有效, 但它可用于人体, 佐剂效率也有望得到改进。细胞因子作为免疫佐剂的研究主要集中在白细胞介素(IL)、干扰素(IFN)、肿瘤坏死因子(INF)、集落刺激因子(CSF)及转移生长因子(TCF)。IL 2 是细胞免疫应答过程中的一个初始因子, 对NK 或LAK 细胞具有多种促进作用, 能抑制Th2 型细胞发育, 选择性增强Th1 型细胞分化、增殖, 诱导IFN 分泌, 产生特异性免疫应答, 并可诱导Th2 向Th1 型细胞应答的转变。IFN 能激活Th细胞, 增强IL 2 的释放和MHC 亚类抗原在APC上的表达, 从而增强抗原递呈作用。用IFN γ作为疟疾疫苗佐剂和水泡性口炎病毒亚单位疫苗佐剂, 均取得很好的效果。免疫缺陷是由于某些细胞因子减少引起的, 因此, 细胞因子用于增强免疫缺陷者的免疫能力有特别重要的意义。
五 CpG序列
CpG 寡核苷酸(CpG OligoDeoxyNucleoties，CpG ODN) 是人工合成以未甲基化的CpG 二核苷酸为核心的寡核苷酸以未甲基化的CpG 二核苷酸为核心的寡核苷酸序列。CpG ODN 模拟了细菌DN 的结构，具有与天然CpG 模式识别受体相似的免疫反应，有很强的黏膜佐剂活性。Moldoveanu 等[10] 在1998 年最早报道CpG ODN 联合灭活流感病毒经鼻内免疫小鼠所诱导产生的血清特异性抗体是不加CpG ODN 组的7 倍。近年来，针对病毒和细菌抗原，对CpG ODN 的黏膜佐剂效应进行了大量的研究，所涉及的病毒有乙肝病毒、生殖道疱疹病毒、人类免疫缺陷病毒
(HIV)、呼吸道合胞病毒等，细菌有链球菌、嗜血流感杆菌等。结果表明，CpG ODN 是一种高效新型的黏膜佐剂，可诱导产生Th1 型免疫应答。
六　Quil A 　
Quil A 系从南美皂树(Quil laja saponaria Mol ina)树皮中筛选到具有佐剂活性的成分Qui A 。大量研究表明:Quil A 为目前唯一能使外源性抗原既能刺激机体Th1免疫应答,又能诱导CTL 应答的佐剂。这一独特的性质使其成为亚单位疫苗、细胞内病原体疫苗及癌症疫苗的理想佐剂。然而,Quil A 存在严重的毒副作用, 可引起溶血、局部组织坏死, 甚至全身不良反应或中毒。其对小鼠致死量为100 ～ 125 μg ,引起50 %溶血浓度为10 μg/ml。Quil A 用在人用药物制剂中是不安全的, 目前除了用于为某些绝症设计的疫苗如癌症疫苗和人免疫缺陷病重组疫苗等人用疫苗外, 仍主要限用于口蹄疫疫苗、狂犬疫苗等兽用疫苗。
七 纳米粒子佐剂
纳米是一种度量单位，1 nm 为10-9 m，相当于10 个氢原子并排起来的长度。纳米佐剂是将抗原物质或能编码免疫原多肽的DNA 或RNA 包裹于纳米粒子内部或是吸附在纳米粒子表面，也可通过化学连接作用与纳米粒子结合，从而持久地释放被包裹的抗原。纳米粒子佐剂可有效提高细胞免疫、体液免疫和黏膜免疫[15]。美国密歇根州大学生物纳米科技中心，对小鼠的鼻黏膜免疫5×105 pfu 流感病毒A 和纳米乳剂的混合物，免疫20 d 后，用致死剂量的流感病毒2×105 pfu 经鼻感染小鼠。结果免疫动物受到了完全的保护，而接种了甲醛灭活病毒或纳米乳剂的小鼠，用致死剂量的流感病毒2×105 pfu 经鼻感染小鼠后，发展为病毒性肺炎，6 d 后死亡。小鼠接种了流感病毒A和纳米乳剂的混合物，迅速发生细胞因子反应，产生高水平的特异性流感IgG 和IgA 抗体。通过评价脾细胞的增殖，检测脾细胞内细胞因子的产生，证明有特异的免疫反应发生。研究表明，纳米乳剂是一种对黏膜无毒性的佐剂，可应用于流感病毒疫苗。
预防接种是保护机体免受病原微生物侵袭，避免其导致的经济损失和死亡的有效途径之一。在公共医疗卫生不断发展的今天，接种疫苗被认为是药物进入体内控制和根除感染性疾病最为有效的方式之一。疫苗研究在过去几十年发展十分迅速，产生了一大批疾病特异性疫苗，且在提高疫苗免疫效力、合理优化免疫程序方面取得了重大进展。随着免疫学的发展，它还将扩展到更广泛的领域。增强疫苗的免疫原性和提高机体的免疫应答水平以及引导淋巴细胞向更合理的方向发展，是摆在研究者面前的重要课题。而研究佐剂的作用机理有助于人们应用佐剂增强免疫应答，诱导机体选择性地产生特异性免疫应答和减少副反应。随着研究的深入, 今后免疫佐剂研究的主要发展趋势: 进一步开展对化学结构明确、低分子量、低毒、高效的新型免疫佐剂的研究; 在体液免疫水平、细胞免疫水平及分子免疫水平上, 探讨了新型免疫佐剂的作用机制,为进一步开发研究及安全、有效、合理地使用免疫佐剂提供理论依据的研究;开展诱导黏膜免疫应答的相关佐剂的研究;天然药物免疫佐剂开发研究;免疫佐剂新用途研究. 免疫佐剂的应用范围不断扩大, 包括了免疫治疗药物、肿瘤疫苗, 增强机体对细菌、病毒、真菌、寄生虫及一些转移瘤的抵抗力和免疫应答.

姓名：唐小慧
班级：药物12-1班
学号：20120232