疫苗及相关佐剂

四、疫苗及相关佐剂

疫苗是预防疾病最有效、最经济的手段,也是免疫学最辉煌的成就。在注射、划痕和口服等免疫途径中,口服显然是最方便和易于接受的免疫方式,如脊髓灰质炎减毒活疫苗糖丸。口服免疫是通过黏膜接触进行接种的一种免疫方法,主要是通过消化道的黏膜产生有效的免疫。

黏膜免疫途径除通过口服外,还有滴鼻、点眼、气雾吸入,以及经阴道或直肠等免疫途径,在实践中也有广泛应用,并取得了良好的预防效果。事实上,鼻黏膜免疫途径不仅简单易行,而且,疫苗经鼻黏膜丰富的毛细血管吸收后能直接进入机体,使其免受胃肠道酶的破坏和肝脏对疫苗的消除效应,生物利用率和血药浓度明显提高。此外,鼻黏膜免疫还可大量减少疫苗使用量,不良反应的发生概率也随之降低。所以,鼻黏膜免疫在黏膜疫苗研发中占有重要地位。总之,口服或鼻腔接种的黏膜疫苗具有高效、简单廉价等优点,故黏膜给予疫苗成为目前一个热门的研究方向。不仅如此,黏膜疫苗可同时诱导黏膜免疫和黏膜外免疫,既能在感染早期阻止病原体的入侵,又可在感染后抑制病原体的复制,并中和其产生的毒素。

口服脊髓灰质炎疫苗不仅通过模拟自然感染过程使机体产生对脊髓灰质炎病毒的免疫能力,而且可以诱导良好的黏膜免疫应答,因为脊髓灰质炎病毒主要是通过口、咽或肠道黏膜侵入人体。

还有学者通过口服猪细小病毒(PPV)VP2蛋白重组干酪乳酸菌免疫小鼠,能使小鼠产生抗猪PPV的特异性Ig A和IgG,同样证明了黏膜免疫的有效性。

霍乱是一种古老且流行广泛的烈性传染病之一,曾在世界上引起多次大流行,主要表现为剧烈的呕吐、腹泻、脱水、死亡率甚高。灭活的霍乱弧菌O1株的注射用疫苗已使用了40多年,但这种疫苗仅具有中度保护效果,主要是保护力持续时间较短且不能防止病原体的传播,所以WHO已不推荐使用。最近国际上已经有两种针对霍乱的口服黏膜疫苗上市,是由完整的霍乱弧菌O1灭活细胞和重组的霍乱毒素B亚单位联合组成的疫苗(rBS/WC),这种灭活疫苗的耐受性好,2岁以上的人群接种2次后即具有高水平保护力(85%~90%)。研究发现,5岁以上人群接种疫苗3年后保护水平仍有50%;另一种疫苗是基于基因方法处理的霍乱弧菌CVD103-HgR菌株的减毒活疫苗,在美国成人志愿者中接种该疫苗的研究结果显示,3个月后的保护力为60%~100%,同时还证明该疫苗对3个月内的幼儿具有良好的免疫原性,且疫苗耐受性好,但该疫苗还没有证实可为生活在疫区的人群提供保护。

近年来,一种新型的利用黏膜免疫优势开发的鼻腔喷雾型重组减毒活疫苗(Flu Mist)已在美国上市并得到广泛使用。Flu Mist重组减毒活疫苗主要供体是流感病毒,其通过连续传代获得能在25℃环境生长、37℃失活的病毒株,使Flu Mist疫苗具有能在鼻腔黏膜引起免疫应答而不具有感染的能力。此疫苗诱导的免疫是模拟病毒自然感染的途径,能同时诱导良好的黏膜免疫和整体免疫抵御流感病毒的感染。(https://www.daowen.com)

生殖道病毒相关的黏膜疫苗主要集中在艾滋病疫苗的研究,Pun等人用HIV 的抗原肽滴鼻免疫小鼠,发现能够引发小鼠产生黏膜免疫和整体免疫应答;Bogers等人报道黏膜免疫所诱发机体产生的中和抗体能够保护机体不受人/猴免疫缺陷病毒的感染。

黏膜疫苗的免疫原性通常较弱,经黏膜免疫的抗原物质,尤其是经口免疫途径,仅在使用大量抗原多次接种后才可能刺激机体产生免疫应答,且应答持续时间短、易产生免疫耐受。因此,黏膜佐剂便成为研究黏膜疫苗的另一个关键环节,目前迫切需要研发安全、有效的黏膜免疫佐剂来增强免疫应答,延长疫苗的作用时间,使APC能充分地提呈抗原,以诱导有效的Th1/Th2型免疫应答。现有研究认为可能作为黏膜佐剂的物质有:突变的沙门氏菌、有免疫刺激序列的寡核苷酸、霍乱毒素(CT)以及大肠杆菌不耐热肠毒素(LT)等,并发现CT和LT可作为良好的黏膜免疫佐剂。以黏膜免疫为理论基础研发适用于黏膜和全身性疾病的疫苗,不仅对人类具有重要意义,对畜禽预防传染病同样有很好的应用前景。

鼻饲流感疫苗,可模仿流感病毒等病原体的自然感染过程,诱导鼻腔内产生免疫球蛋白A(IgA),从而有效地防止病毒进入。由于流感裂解疫苗的抗原性低,仅用疫苗进行鼻腔接种不易诱导鼻腔内产生高效的IgA,如果添加佐剂,便可激活免疫应答,增强抗原特异性IgA产生和T细胞应答。鼻黏膜中的IgA 不仅可以有效地阻止病毒的感染,由于IgA的交叉反应,还可作用于不同的流行病毒株。尽管将佐剂与疫苗结合作用于鼻腔,具有很好的免疫效果,但佐剂在鼻黏膜免疫中的具体作用机制尚不清楚。最近报道认为与鼻相关淋巴组织(NALT)有关,并认为NALT在调节鼻和上呼吸道中的黏膜免疫应答中均发挥作用。

将免疫刺激分子和疫苗载体作为免疫佐剂可提高黏膜疫苗的免疫原性,增加捕获及加工抗原的特异性免疫细胞数量,诱导高水平sIg A的产生,从而提高疫苗免疫效果,目前正在进一步改进和提高其稳定性和安全性。尽管多种黏膜疫苗在动物模型上均取得了理想的效果,但如何在不同个体上获得相同的效果也有待研究。

黏膜免疫佐剂在改善黏膜疫苗在新生儿、老年人、免疫力低下人群的免疫效果,以及增加抗体的产生和细胞因子的分泌中意义更大。

黏膜疫苗可以按有效成分和分子类型划分为灭活疫苗、减毒疫苗、亚单位疫苗、病毒样颗粒疫苗等。灭活疫苗和减毒疫苗已有产品成功上市用于人体,黏膜亚单位疫苗和病毒样颗粒疫苗的成功案例较少。随着更多抗原成分的发现,以及对各种新型佐剂的研究,未来会出现越来越多的新型黏膜疫苗。