疫苗佐劑的定義､分類與研究現(xiàn)狀

新冠病毒在2019年開始傳播至今2年時間,不斷地變異的病毒不但沒有被控制,如今仍然每天有數(shù)萬新增感者,在眾多行業(yè)黯然失色的年月里,疫苗行業(yè)這兩年反而業(yè)務(wù)激增,佐劑疫苗發(fā)揮作用過程中擁有不可替代的地位,疫苗佐劑究竟是什么,有那些類別,研究現(xiàn)狀如何,本文將拋磚引玉進行初步介紹,歡迎相關(guān)業(yè)內(nèi)人事進行指正探討｡

佐劑(adjuvant)是在疫苗制劑中加入的能夠增加疫苗抗原物質(zhì)免疫原性的物質(zhì)｡“佐劑”一詞來自拉丁語單詞adjuvare,意思就是“幫助”或“協(xié)助”｡ 佐劑能夠提升疫苗接種部位的固有免疫應(yīng)答,進而促進免疫細胞對抗原的識別和呈遞最終提升疫苗整體的免疫效果,如圖1｡迄今為止,人們開發(fā)出來的佐劑多種多樣,佐劑通常可以依照其物質(zhì)構(gòu)成和理化性質(zhì)進行分類,表1中列出了常見佐劑的分類｡

 

圖1 佐劑對免疫應(yīng)答的影響

 

表1 佐劑的一種分類方式

 

佐劑研究近況

最早進行疫苗研究和應(yīng)用的是法國巴斯德研究院的Gaston Ramon,早在1920年,Gaston Ramon就通過實驗證明一些淀粉類､脂類物質(zhì)能夠使免疫注射部位的炎癥反應(yīng)增強,從而促進抗血清的產(chǎn)生｡1926年,Glenny等學者發(fā)現(xiàn)用鋁鹽沉淀的白喉類毒素懸液比單純的白喉類毒素具有更好的免疫效果,發(fā)明了鋁佐劑｡自此之后鋁佐劑被廣泛應(yīng)用于疫苗制造,數(shù)以億計的含鋁疫苗被用來抗擊傳染性疾病｡1930年,Jules Freund發(fā)明了含有滅活卡介苗的油水混合弗氏佐劑,由于注射后會發(fā)生肉芽腫并容易產(chǎn)生其他不良反應(yīng),因此弗氏佐劑不能用于制造人用疫苗,但這種佐劑目前仍被廣泛應(yīng)用于實驗動物實驗｡

除上述人為添加到疫苗中的物質(zhì)外,人們逐漸發(fā)現(xiàn)很多疫苗中原有的成分也具有佐劑的效應(yīng),即“內(nèi)佐劑(intrinsic adjuvant)”｡早期的疫苗并未經(jīng)過現(xiàn)代化的分離純化,這些并不很純的疫苗中往往含有微量的“外毒素(exotoxin)”或“內(nèi)毒素(endotoxin)”,這些物質(zhì)本身是強免疫原,可以增加疫苗的免疫原性,具備佐劑效應(yīng)｡具有佐劑效應(yīng)且廣為人知的外毒素有白喉類毒素(Diphtheria toxoid, DT)､破傷風類毒素(Tetanus toxoid, TT)､霍亂毒素(Cholera toxin,CT)等､大腸桿菌不耐熱毒素(Labile toxin, LT)等｡Greenberg和Fleming在1947年通過實驗證明全細胞百日咳疫苗與白喉類毒素聯(lián)合應(yīng)用能夠增加白喉類毒素誘導特異性抗體的能力｡

在這之后的幾十年間,人們不斷地開發(fā)出各種類型的佐劑,如圖2,隨著技術(shù)的發(fā)展和微生物學､免疫學的進步,人們對疫苗及佐劑的作用機制有了逐漸清晰的認識,佐劑的設(shè)計和開發(fā)變得更有針對性｡

 

圖 2 佐劑發(fā)展的時間線

 

上世紀末,人們研制出水-油乳劑(Oil-water emulsion)類型的佐劑,并大規(guī)模用于疫苗開發(fā)和臨床試驗｡1997年,諾華公司開發(fā)出了MF59佐劑,用于制備流感疫苗｡2009年,GSK開發(fā)了AS(Adjuvant system)系列佐劑,其中的AS03和MF59成分非常相似,同樣含有角鯊烯(Squalene),此佐劑被用于制備流感疫苗､人乳頭瘤病毒疫苗(Human papilloma virus vaccine,HPV)和瘧疾疫苗(Malaria vaccine)｡

除了以氫氧化鋁為代表的鹽類佐劑和以MF59､AS系列佐劑等為代表的乳劑佐劑之外,人們逐漸發(fā)現(xiàn)很多生物大分子物質(zhì)及其聚合物也具備良好的佐劑效應(yīng),此類佐劑有些是生物提取物,如胞壁酰二肽(Muramyl dipeptide,MDP),單磷酸脂質(zhì)A (monophosphate lipid A, MPLA),有些是人們有針對性合成出生物類似物,如多聚核苷酸等｡除上述佐劑外還有很多其他物質(zhì)也能夠激活免疫系統(tǒng),提高疫苗的免疫效果,包括多聚核酸､病毒顆粒､皂甙､細胞因子､類毒素､脂質(zhì)體及微生物復(fù)合物等｡

雖然很多物質(zhì)被證明是具有佐劑效應(yīng)的,但被授權(quán)用于生產(chǎn)人用疫苗的佐劑寥寥無幾,表2展示了目前用于人用疫苗的佐劑｡選擇或開發(fā)一種優(yōu)良的佐劑要綜合考慮很多因素｡首先,佐劑要具備良好的安全性,它的成分必須被人們詳細了解,它對免疫系統(tǒng)的刺激作用必須在可接受的范圍內(nèi);其次,佐劑對疫苗的抗原成分､免疫途徑都必須有良好的適配性;第三,制劑的生產(chǎn)､配制難度也是制約因素;最后,佐劑乃至疫苗整體的價格也是必須納入考慮的

 

表2 已上市的含佐劑疫苗

 

隨著微生物學､免疫學的發(fā)展,越來越多的新病原體､新抗原進入研究者們的視野,很多新型抗原的作用機制和以往是大不相同的,對佐劑的需求也就不盡相同,為了使新開發(fā)的疫苗達到最佳免疫效果,人們也不斷的開發(fā)新的佐劑｡另外,隨著疫苗工藝水平的發(fā)展,某些現(xiàn)有的疫苗難以達到人們預(yù)期的效果,這也促使人們?nèi)パ兄聘�好更適用的佐劑｡