疫苗佐剂当前进展及未来展望

共享精神

疫苗接种是预防传染病的重要手段之一。随着时间的推移，已经开发了许多不同类型的关于抗原成分的疫苗。佐剂是通过许多不同的作用提高疫苗接种效果的基本元素，尤其是作为免疫反应的载体、贮库和刺激剂。

1疫苗佐剂的作用

疫苗接种无疑是人类历史上最引人注目的健康成就之一。在短短两个多世纪的时间里，疫苗使我们实现了非凡的目标，例如消灭天花、在世界大部分地区消除脊髓灰质炎以及在几个国家大幅降低许多传染病的死亡率和发病率。在世界许多地区，疫苗接种政策是公共卫生的基石，人们非常重视确保向人群提供安全有效的疫苗。疫苗的功效不仅取决于抗原成分，还取决于经常用于以更有效方式刺激免疫系统的佐剂。佐剂被定义为添加到疫苗中以提高对抗原的免疫反应的成分。此外，佐剂有几个好处，例如减少每剂疫苗的抗原量和疫苗接种次数， 在某些情况下，它们会增加抗原成分的稳定性，延长其半衰期并间接提高其免疫原性。

佐剂可以根据不同的标准进行分组，例如它们的物理化学性质、来源和作用机制。最受关注的分类系统之一是基于其作用机制的分类系统，将它们分为两大类：递送系统（微粒）和免疫增强剂。另一类佐剂是黏膜佐剂，这是一组与前面的佐剂有一些共同特征的化合物。在递送系统佐剂中，抗原与佐剂相关联，佐剂尤其用作抗原载体。此外，它们能够通过激活先天免疫系统来诱导局部促炎反应，从而将免疫细胞募集到注射部位。具体而言，抗原-佐剂复合物通过充当病原体相关分子模式 (PAMP) 激活模式识别受体 (PRR) 途径。这导致先天免疫细胞的激活，并产生细胞因子和趋化因子。

佐剂的作用机制。

添加佐剂对老年人使用的疫苗特别有用，因为这类受试者会发生免疫衰老的生理现象，这会导致自然感染或人工刺激（疫苗接种）后免疫反应降低。在这种情况下，佐剂的存在可以成为克服疫苗使用限制的有效工具。此外，佐剂对于通常太弱而无法单独刺激强大的免疫反应的亚单位疫苗特别有用。然而，并非所有疫苗都需要佐剂。例如，获得许可的脑膜炎球菌结合疫苗不含佐剂，因为结合本身与蛋白质载体能够刺激良好的免疫反应。

选择疫苗佐剂时应考虑许多方面，其中安全性无疑是第一位的。好的佐剂必须主要是安全的，耐受性良好且易于生产;具有良好的药物特性（pH值，渗透压，内毒素水平等）和持久的保质期;最后，在经济上可行。在不影响佐剂安全性的情况下尊重所有这些特征是很困难的。因此，目前使用的疫苗中含有很少的疫苗佐剂。

尽管疫苗取得了巨大成就，但近几十年来人们对这些产品提出了许多担忧。一种被称为“疫苗犹豫不决”的疫苗文化已在全球蔓延。这受到COVID-19大流行的鼓励，一方面，疫苗接种作为对抗传染病的基本武器的重要性，但另一方面，也凸显了某些人群的犹豫行为。这种态度的几种原因已被报道，但许多研究表明，对副作用的恐惧和对疫苗成分的不信任是最常报道的。特别是，佐剂是比其他成分更能引起公众关注的成分。实际上，当存在时，疫苗的副作用通常是轻度和短暂的，通常表现为注射部位的局部疼痛和红斑，轻度全身不适， 和流感样症状。这些影响通常在接种疫苗后数小时或数天消失。很少有过敏反应或其他严重副作用的报道。

2常见的佐剂种类

一、矿物盐

铝盐

铝盐的佐剂特性是在 1920 年代发现的，这些化合物自 1926 年以来一直被用作疫苗佐剂。最初考虑使用添加到生长培养基中的铝盐是为了诱导破伤风和白喉抗原的沉淀，因此帮助他们净化。然而，很明显，这些铝沉淀抗原比可溶性抗原表现出更高的免疫原性。因此，铝盐是使用时间最长且最常包含在疫苗中的佐剂，目前获得许可的疫苗中约有三分之一含有铝。

二、乳液

1. MF59

MF59 是一种油包水乳液，由角鲨烯、Span 85 和 Tween 80 在 10 mM 柠檬酸钠缓冲液中（pH 6.5）组成，平均粒径约为 165 nm。它是 1997 年意大利批准用于人类疫苗使用的第一个水包油乳剂。它目前包含在佐剂三价和四价（TIV 和 QIV）流感疫苗 Fluad (Seqirus) 中，该疫苗最初仅用于 65 岁以上的人群，但后来被批准用于其他流感风险人群，如幼儿和婴儿和，在 H1N1 大流行疫苗期间，用于孕妇和幼儿。已经表明，MF59 的存在提高了 2 岁以下儿童流感疫苗的有效性。MF59 还作为 HBV 疫苗的佐剂进行了测试，能够引发令人印象深刻的免疫反应，比铝诱导的免疫反应更好。关于作用机制， MF59 具有与铝盐类似的作用。

2. AS03

AS03 是一种水包油辅助乳液，由表面活性剂聚山梨醇酯 80 和两种可生物降解的油组成，即磷酸盐缓冲盐水中的角鲨烯和 DL-α-生育酚。这种佐剂已用于流感疫苗，引发类似于 MF59 的免疫反应，以及用于疟疾疫苗。欧盟委员会于 2009 年批准了 AS03 佐剂疫苗 Pandemrix 的上市，而 AS03 佐剂甲型流感 (H5N1) 单价疫苗于 2013 年获得美国食品药品监督管理局 (FDA) 的授权。然而，与 MF59 相比，α-生育酚的抗氧化和免疫刺激特性似乎增强了免疫刺激。事实上，在 6 至 35 个月的儿童中使用 AS03 佐剂流感疫苗显示出强烈的免疫反应，甚至在接种疫苗后 6 个月。

三、微粒子

1. 病毒样颗粒

病毒样颗粒（VLPs）是二十面体或棒状纳米颗粒（? 20-200 nm），由自组装衣壳蛋白的外壳组成；这些早已被研究并用于疫苗开发。它们是非传染性颗粒，因为它们不包含任何遗传物质。它们是一类被称为纳米疫苗的新型疫苗的最重要代表之一，这种疫苗在疫苗开发中变得越来越重要。VLP 是智能纳米颗粒，因为它们由具有重复表位的外部病毒外壳形成，这些表位立即被免疫系统识别为非自身，从而产生强烈的免疫反应。

目前，两种重要的辅助疫苗使用纳米颗粒平台来诱导免疫：乙型肝炎和乳头瘤病毒 (HPV) 疫苗。目前使用的乙型肝炎疫苗是一种含有乙型肝炎表面抗原（HBsAg）的重组DNA疫苗，以VLPs的形式，用于预防乙型肝炎感染，以酿酒酵母为表达载体，采用重组DNA技术生产。该疫苗适用于 15 岁以下的婴儿、儿童和青少年，或感染乙型肝炎的高风险群体，在乙型肝炎携带者母亲所生的新生儿中也显示出优异的免疫原性（95-99% 的效力）。HBV 疫苗似乎可以提供至少 10 年的免疫力。HPV疫苗也是基于VLP平台的疫苗。HPV 病毒体是无包膜的，含有双链 DNA (dsDNA)。衣壳具有二十面体对称性，由主要和次要结构蛋白组成，即 L1 和 L2 蛋白。VLP 的优点是是不包含病毒基因组的蛋白质结构，并且是非传染性和非致癌性的。目前用于表达 L1 蛋白的载体是 Saccharomyces cerevisiae。VLPs 与佐剂 (AlP) 协同使用可产生出色的免疫反应，因此可对宫颈癌提供 90% 的保护，此外还表明疫苗诱导的抗体能够穿过胎盘，保护HPV 6 和 11  的新生儿。

2. 病毒体

病毒体是一种与天然病毒结构非常相似的疫苗平台。在结构上，它们是由重组的流感病毒包膜形成的 VLP，这些包膜由血凝素 (HA)、神经氨酸酶 (NA) 和缺乏病毒遗传物质的磷脂（磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱）组成。 1975 年首次提出使用病毒体制造流感疫苗。从那时起，关于这种疫苗功效的科学证据已经出现，以及用于预防甲型肝炎（Epaxal）和流感（Inflexal）的两种疫苗。

迄今为止，除了上述两种基于病毒体的流感和甲型肝炎疫苗外，还有几种基于病毒体的疫苗正在研究中，包括针对 HIV 、HPV 、RSV 和疟疾的疫苗。

HIV病毒体疫苗在临床Ⅰ期已显示出可接受的结果，它们可能很快就会上市。尽管疫苗可以通过肌肉或皮下途径给药，但由于 HIV 传播的主要途径是通过黏膜组织，因此黏膜途径可以引发更强的免疫反应。因此，强烈的黏膜抗体产生是抵抗 HIV 感染的重要防御机制。通过吸附一些 HIV-1 毒力抗原（如 gp41 和 p1 肽）并加入佐剂 3M-052（一种可增加病毒体膜硬度的热稳定佐剂），已经从流感病毒制备了一种基于 HIV 病毒体的疫苗。

关于 HPV，一些研究集中于基于病毒体的疫苗的功效，该疫苗含有通过受体介导的内吞作用与宿主细胞膜融合的 E6 和 E7 蛋白。研究表明，重组 HPV16 E7 流感病毒体可诱导强烈的 CTL 反应并阻止 HPV16+ 转化癌症的发展。此外，用 E7 病毒体免疫诱导了针对 E7 的 IgG 抗体反应。

3佐剂的潜在副作用

尽管疫苗具有极好的安全性，但近年来，人们对它们可能产生的负面影响产生了新的担忧，除了上述众所周知的副作用之外，还描述了一种新的疾病学实体。该实体是佐剂诱导的自身免疫/炎症综合征 (ASIA)。这种综合征包括一些免疫介导的疾病，这些疾病可能发生在遗传易感个体接触佐剂后。在该综合征发作时，一些外部因素，如传染原或佐剂（即灰尘、硅树脂、铝盐等）作用于由与自身免疫性疾病 (ADI) 发展相关的特定 HLA 抗原介导的易感遗传背景。尤其， HLA-DRB1 和 PTPN22 基因的同时存在已被证明是这些患者中最常见的自身免疫背景。根据最近的科学证据，一些病理状况，如结节病、干燥综合征 (SS)、未分化结缔组织病 (UCTD)、硅胶植入物不相容综合征 (SIIS) 和免疫相关不良事件 (irAEs) 是 ASIA 的典型例子综合征背景。除了疫苗中含有的常见佐剂外，许多其他物质，如有机硅、石蜡、透明质酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酸酯都显示出佐剂特性。

有两种标准可以帮助诊断 ASIA，分为主要标准和次要标准。主要标准包括在临床表现之前暴露于各种外源性刺激（感染、与佐剂接触）以及出现典型临床表现如肌痛、肌炎、关节痛、关节炎、慢性疲劳、睡眠障碍、脱髓鞘、记忆力减退、发热和口干。次要标准包括自身抗体或针对佐剂的抗体的出现、特定 HLA 模式（即 HLA DRB1、HLA DQB1）的存在以及自身免疫性疾病的演变，即多发性硬化症或系统性硬化症。

然而，除此科学证据外，一些研究表明佐剂疫苗的使用与 ASIA 综合征之间没有关系。在这些研究中，已经表明疫苗接种和自身免疫之间的关联可能是虚假的，因为存在混杂因素和随机事件的结果，而不是真正的因果关系。疫苗接种或接触外来物质与自身免疫/炎症和免疫介导事件的潜在发生之间的可能联系不应是降低疫苗接种覆盖率的“错误神话”。事实上，疫苗不良事件很少发生。由于缺乏信息和可靠的数据，ASIA 是一个足够的总称，用于收集事件和明显不相关的反应，这些反应与疫苗、硅胶或其他外来物质的接触是共同的根源。需要强调的是，即使未来的研究表明佐剂与自身免疫之间存在真正的相关性，但这不会削弱疫苗免疫实践所发挥的巨大而无疑的保护作用，这提供了许多临床益处；事实上，疫苗有助于根除和控制多种传染病，提高人类生活质量。

4结论

疫苗接种一直是并将继续成为人类对抗传染病的最有力武器之一。多亏了这些有效和安全的预防工具，人类才能够从世界许多地方消灭人类历史上最可怕的敌人。最近的 COVID-19 大流行充分突出了疫苗接种的重要性，必须通过疫苗研究取得进一步进展，为未来的大流行做准备。疫苗的功效基于佐剂的基本特性和贡献。关于疫苗的未来，必须更多地关注这些分子，以生产越来越安全和有效的疫苗。该领域的研究正在进行中，并且正在研究几种产品以实现这一目标，以造福人类。

参考资料
https://www.mdpi.com/2076-393X/10/5/819

来源：Vaccine前研 ，作者：InMed编辑部