【科研动态】疫苗新型佐剂展望
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佐剂的概念
1.1常规免疫佐剂：传统的概念认为，当一种物质先于抗原或与抗原混合同时注射于动物体内，能非特异性地改变或增强机体对该抗原的特异性免疫应答，发挥其辅佐作用者，都称之为佐剂。最新的概念认为，凡是可以增强抗原特异性免疫应答的物质均称为佐剂。其本身可以有抗原性，也可以没有抗原性。
1.2新型免疫佐剂：对于新型免疫佐剂目前还无具体概念，新型免疫佐剂是应新型疫苗而产生，狭义上讲是指可以增强新型疫苗免疫应答的佐剂。广义上将近年来将在铝佐剂、矿物油乳剂和蜂胶佐剂基础上研究和开发的免疫佐剂统称为新型免疫佐剂。
1.3 佐剂的作用机理
1.3.1增加抗原分子的表面积，提高抗原物质的免疫原性。某些免疫增强剂表面可以吸附许多抗原，使抗原表面积明显增加，促进了巨噬细胞对抗原的加工递。
1.3.2延缓抗原的释放，保护抗原不被水解。如油佐剂、纳米乳、聚乙二醇等。
1.3.3激活单核巨噬细胞，活化T细胞和B细胞。某些免疫增强剂，如葡聚糖、短小棒状杆菌，主要作用于巨噬细胞，使之激活，大量分化增殖，释放白细胞介素-I（IL-1）等细胞因子，再进一步活化T细胞和B细胞。
1.3.4诱导T细胞的作用。一些佐剂的主要作用对象是T细胞，通过T细胞的介导，增强机体免疫功能，如胸腺肽、分支杆菌及其相关成分（如卡介苗、香菇多糖、左旋咪唑、二乙胺基二硫代甲酸钠等）均为T细胞免疫增强剂。它们作用于胸腺淋巴系统，诱导T细胞分化增殖，形成效应细胞，产生淋巴因子。
1.3.5诱导B细胞的敏感性。某些佐剂直接作用于B细胞，如细菌脂多糖等以B细胞为主要靶细胞，使之克隆增殖，并诱导B细胞对Th细胞的敏感性，从而增强对抗原的免疫应答，提高抗体水平。
1.3.6非特异性免疫的增强作用。主要是加强NK细胞和K细胞的活性，增强机体的非特异性抗感染能力。这种作用部分是通过诱导干扰素生成而形成的，如香菇多糖、葡萄糖、云芝多糖、果聚糖等在体内都能诱生干扰素。目前最为经典的是以新城疫病毒疫苗做为干扰素诱生剂来代替常规昂贵的干扰素制剂。
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新型佐剂的分类
2.1动植物来源佐剂
2.1.1植物来源佐剂
目前已发现至少有200多种植物具有免疫调节功能，按分子量分为低分子量和高分子量。低分子量：烷基胺、酚类成分、奎宁、皂角素等。高分子量：蛋白质、多肽、多糖、糖脂和植物血凝素等。
免疫机理：加强细胞的吞噬功能；刺激免疫细胞产生各种细胞因子；刺激抗体的产生。
2.1.2动物来源佐剂
壳聚糖：具有激活机体系统、介导机体系统的系列生物学效应，提高吞噬细胞的系统功能。巨噬细胞表面存在着细菌多糖的受体，而壳聚糖作为细菌多糖的类似物，能刺激巨噬细胞活化，产生如下反应：促进其吞噬功能，增强它在其它免疫应答中的协同效应，从而实现机体对T细胞、NK细胞和B细胞的调节，介导机体的细胞免疫应答和体液免疫应答。
盘尾丝虫的活化相关的分泌蛋白（Activation-associated secreted protein-1，ASP-1蛋白）：研究发现ASP-1与多种模式抗原共同免疫时能诱导Th1型偏倚的Th1/Th2型体液免疫和细胞免疫应答，具有良好的佐剂活性。
艾美耳球虫profilin蛋白：该蛋白能被固有免疫病原模式识别受体Toll样受体11（Toll-like receptors，TLRs）识别，是TLR11的强效激动剂。由于TLR11在IL-12的分泌过程中起着重要作用，然而IL-12主要参与细胞免疫应答，能诱导NK细胞和T细胞产生IFN-γ，具有较高的佐剂活性。
2.2细菌来源佐剂
霍乱毒素（cholera toxin，CT）：提高对多种口服天然抗原的局部黏膜免疫力。
大肠杆菌不耐热毒素（Heat labile enterotoxin，LT）：协助DNA疫苗诱导机体产生更强的细胞免疫反应。
破伤风类毒素（tetanus toxoid，TT）：诱发机体产生高水平的IgG抗体应答。
沙门菌菌毛蛋白（Flagellin）：诱导DCs细胞增殖和增强对抗原的递呈。
细菌的热休克蛋白Hsp70：促进巨噬细胞和DCs细胞对抗原的递呈，并传递MHC I和MHC II分子。同时可作用于TLR，增加疫苗的天然免疫效果。
卡介苗（Bacillus Calmette-Guérin，BCG）：减毒的牛型分枝杆菌。是预防结核病的减毒活苗，也是人类最早使用的疫苗之一。研究发现卡介苗具有很强的免疫调节效应，其主要成分为一类海藻糖合成衍生物可通过刺激机体产生IFN来增强疫苗的免疫效果。在动物实验中应用最广泛的佐剂——完全福氏佐剂的主要成分就是分枝杆菌。
细菌的脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）：存在于G-细菌的细胞壁，由一种独特的疏水脂和一条很长的重复的多链连接而成。包括O-特异性多糖区，核心区和脂A区。脂A区具有LPS的主要生物学活性（包括佐剂活性），主要作用于淋巴细胞和巨噬细胞。
2.3人工合成佐剂
脂质体：为人工制备的同心磷脂双层球体，被水间隔。主要组成为卵磷脂（磷脂酰胆碱）、胆固醇、硬脂酰胺、磷脂酸等。最初作为生物膜的模型。1974年发现它既是生物活性物质的载体又是很强的免疫佐剂。
MF59佐剂：MF59佐剂由4.3%的角鲨烯（三十碳六烯）、0.5%的吐温80、和0.5%的Span85组成。
免疫刺激复合物（Immunostimulating Complex，ISCOM）：由胆固醇磷脂、可溶性抗原与皂角苷QuilA的质量比为1:1:5。这些成分混合形成疏水性结合的胶体微泡，像笼子一样的结构，抗原被包在微泡中。作用机制：1）刺激B细胞活化，增加抗体的产生；2）诱导T细胞反应，刺激产生CD4+、CD8+T淋巴细胞，增强能吞噬病毒的CTL作用；3）皂角苷QuilA单独作用时具有毒性，但是在形成免疫刺激复合物时毒性大大降低，在皮下、腹腔、口服和滴鼻免疫均有佐剂活性。
2.4细胞因子佐剂
2.4.1白细胞介素-1（IL-1）：在抗感染免疫、抑制肿瘤细胞生长（抗肿瘤免疫）及维持机体内环境的平衡（免疫自稳）中起着重要作用。
2.4.2、白细胞介素-2（IL-2）：促进T细胞生长、诱导或增强CTL细胞的杀伤活性、协同刺激B细胞增殖及分泌抗体、增强活化的T细胞产生IFN和CSF、诱导淋巴细胞表达IL-2R、促进少突胶质细胞的成熟和增殖及增强吞噬细胞的吞噬杀伤能力等免疫生物学效应。同时还发现IL-2有助于打破免疫耐受。
2.4.3白细胞介素-4（IL-4）：激活T细胞、B细胞、NK细胞和自身受体IL-4R，增强或抑制抗体的合成。
2.4.4白细胞介素-12（IL-12）：主要参与细胞免疫应答。诱导NK细胞和T细胞产生IFN-γ，对灭活疫苗、肿瘤和寄生虫抗原具有有效的佐剂活性。诱导T细胞向Th1细胞分化，对于以细胞免疫为主的疫病防治，意义更为重大。
2.4.5白细胞介素-10（IL-10）：IL-10是一种能促进B细胞分化与增殖的细胞因子，并且可促进产生IgA细胞的增殖。在口服疫苗方面已证明具有很好的佐剂功能。
2.4.6白细胞介素-15（IL-15）：IL-15与IL-2有非常相似的生物学活性，能够促进B细胞、T细胞、NK细胞和LAK细胞的增殖分化及细胞活性，IL-2、4、7、15细胞因子在记忆性T细胞产生和存活中发挥着重要作用，其中IL-15发挥着更为核心的作用。
2.4.7γ-干扰素（interferons-γ，IFN-γ）：诱导MHC Ⅱ的表达。IFN-γ主要由T细胞和NK细胞产生。IFN-γ能增强CTL和NK细胞杀伤靶细胞的能力，诱导细胞表达IL-2R，促进Th0向Th1分化，抑制Th2类细胞因子的产生，从而促进T细胞增殖，进一步增强细胞免疫应。IFN-γ是检测疫苗免疫后细胞免疫水平的重要指标。
2.4.8集落刺激因子(colony stimulating factor，CSF)：CSF它能够增强抗原递呈细胞（APC）的功能，增加细胞表面MHC分子、协同刺激分子（CM）和粘附分子的表达，以及促进细胞分泌细胞因子等。
2.5核酸佐剂
20世纪最后10年兴起的核酸疫苗，代表了第三次疫苗革命。在这一新的疫苗研究热中，除了研究核酸疫苗的免疫机理和免疫途径外，还发现核酸本身具有佐剂功能。
2.5.1CpG基序（免疫刺激序列或胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸）
CpG ODN（CpG oligonucleotide）是人工合成的含有非甲基化的胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸（CpG）的寡脱氧核苷酸（ODN），可模拟细菌DNA刺激多种哺乳动物包括人的免疫细胞。
近年来研究发现，人工合成的CpG DNA在18个碱基以上，一般不超过22-30个碱基，其中以含有1-2个CpG结构的作用最佳。
对人体特异性最强的CpG结构：5’-TGTCGTT-3’
对小鼠特异性最强的CpG结构：5’-TGACGTT-3’
CpG ODN免疫佐剂的功能：1）对B淋巴细胞的作用：直接激活B淋巴细胞产生免疫球蛋白；2）对巨噬细胞的作用：直接激活巨噬细胞，并激活多种Th1类细胞因子的分泌，如IL-12、TNF-α和IFN-β等；3）对NK细胞的作用：通过辅助细胞刺激细胞因子（如IL-12、IFN-α/β和TNF-β）的释放，间接地作用于NK细胞；4）对淋巴细胞的作用：在单核细胞和NK细胞分泌的细胞因子（如IFN-γ）的作用下间接激活T淋巴细胞。
CpG-ODN应用前景：合成的CpG-ODN可诱导巨噬细胞分泌IL-2、NK细胞分泌IFN-γ，这些细胞因子可诱导Th1细胞的分化。CpG-ODN与铝盐佐剂、细胞因子佐剂、细菌源佐剂、和植物源佐剂均具有协同刺激活性，能诱导强的体液免疫、细胞免疫和粘膜免疫反应。研究发现，CpG-ODN对治疗病毒感染、哮喘、过敏性疾病及肿瘤均有良好效果，显示了强大的应用前景。
2.5.25-氮胞苷（5-azacytidine，5AC）
5AC可与CpG-ODN发挥联合佐剂功能，对于MHCI分子缺陷的肿瘤，5AC可以使抑癌基因基因去甲基化，激活肿瘤细胞中MHCI分子的表达，使肿瘤细胞可以被机体免疫系统所识别。
2.5.3双链RNA
双链RNA侵入机体后，能够被TLR3所识别，诱导NF-κB信号通路活化，产生I型干扰素，进而诱导NK细胞、巨噬细胞、DC等天然免疫细胞分泌细胞因子及趋化因子，调节和增强免疫应答，长期以来被认为是非常好的干扰素诱生剂。poly (I:C)（聚肌苷酸胞苷酸）是一种人工合成的双链RNA类似物，同样与TLR3结合，是高效的干扰素诱导剂，也是免疫调节剂，具有抗病毒、抗肿瘤作用。poly(I:C)及一些动物的肝脏组织已成功地应于临床，预防和治疗病毒性传染病和免疫低下等相关疾病。如双链RNA与狂犬病疫苗联合应用可明显增强疫苗的免疫效果。
2.6其他类型佐剂
如胸腺肽、转移因子、宿主保护肽、抗菌肽和增加疫苗靶向性或抗原递呈效果的配体元件。
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新型佐剂展望
随着疫苗学及基础免疫学的飞速发展，新型佐剂的研发与应用面临着巨大挑战，然而佐剂作用机制的认识仍不够深入，使得新型佐剂的进一步发展困难重重。新型佐剂的安全性、有效性、选择性和可控性的有机结合将成为发展的必然趋势，也是佐剂最终通过临床试验考核，全面应用所应具备的基本条件。