疫苗佐剂的研究进展

2021年3月2日发(作者：激光溶脂副作用)
疫苗佐剂的研究进展


一、

佐剂的定义
< br>佐剂（
Adjuvant
）又称免疫调节剂（
Immunomodulator
）或免疫增强剂
（
Immunomodulator
），是指先于抗原或与抗 原混合或同时注入动物体
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，发挥辅
助作用的一类物质。佐剂的英文名
adjuvant

来源于拉丁文“
adj uvare
”
,
意思为“帮助”
。药物佐剂，即某种可以加强药物疗效的物质 。

二、

佐剂的作用

佐剂可增强抗原的免疫原性、免疫 应答速度及耐受性，可调节抗体对抗
原的亲和性与专一性，可刺激细胞介导的免疫，可促进肠胃粘膜对疫 苗
的吸收。
佐剂的作用机制当前了解的很少，
阻碍了设计新的佐剂化合物，
佐 剂常激活多个免疫链，其中只有少数与抗原特异应答相关，要想确切
地知道佐剂的作用很困难。

佐剂能增加对细胞的渗入性，防止抗原降解，能将抗原运输到特异的抗
原呈递细
(AP C
5
)
，增强抗原的呈递或诱导细胞因子的释放。在注射抗原
后，抗原可直接 被
APC
5
吸收，与
B
细胞表面抗体结合或发生降解，抗原
的吸收途径主要取决于抗原的特征，但也受佐剂影响。被
APC
5
吸收的抗
原 通过两种途径
MHCI
或
MHCII
而呈递于
CD8
+
或
CD
4+
T
细胞上。根据注
射疫苗后分泌细胞因子 方式的不同，
可分为
Th
1
应答与
Th
2
应答。< br>Th
1
应答
主要通过诱导分泌
IFN-
γ
,
IL-2
和
IL-12
，
而
Th
2
应答是通过诱 导分泌
IL-4
、
IL-5
、
IL-6
和
IL-1 2
，不同的细胞因子分泌模式是相互拈抗的，促进一种
应答形式常会抑制另一种应答形式，产生
I
g
G
2a
抗体被认为是
Th
1
应答，
然
而诱导产生
I
g
G
1
常与
Th< br>2
应答有关。
不同的佐剂虽然可诱导相似的抗体水
平，但是细胞因子应答的方式 可能不同，
Th
1
或
Th
2
应答方式对于疫苗的
功 效有显著的影响。

评价佐剂质量的优劣或能否适用于人用疫苗疫苗的主要因素为：

①

能使弱抗原产生满意的免疫效果；

②

不得 引起中等强度以上的全身反应和严重的局部反应，在局部贮留
的硬结必须逐渐被吸收；

③

不得因其对佐剂本身的超敏反应，不应与自然发生的血清抗体结合
而形成 有害的免疫复合物；

④

不得引起自身免疫性疾病；

⑤

既不能有致癌性，也不得有致畸型性；

⑥

佐剂的化学组成应明确，物理和化学性质稳定；

⑦

在一定的保存期内的疫苗佐剂
,
应该稳定有效。

这些因素必须权衡 考虑，但是副作用是其中最重要的一个因素，应考虑
是局部反应还是全身反应，以及副反应的程度是否能 被使用者接受；免
疫促进作用可能刺激体液免疫和细胞免疫，或者两者均有，并且与不同
疫苗的 抗原成分和免疫途径有关；经济方面应考虑佐剂的来源，材料及
制造工艺的价格。还应考虑到使用佐剂后 是否能减少疫苗的免疫剂量及
次数，以及免疫力持续的时间长短等。

在疫苗中应用免疫佐剂的潜在优点包括：

1.
能优化免疫应答；

2.
使疫苗能粘膜接种；

3.
能促进细胞介导免疫应答；

4.
能增强较弱免疫原
(
高度纯化的或重组的抗原
)
的免疫 原性；

5.
可减少提供保护性免疫所需的抗原量或者接种次数；能提高疫苗在免疫应答减弱者（新生儿，老人，免疫缺陷者）的疫苗接种效力。

三、佐剂的类别

根据发表的文献统计的新佐剂大约有数百种。不同的佐剂有不同促进免
疫反应的机理。将这些佐 剂进行理想的分类并不是很容易，可以按作用
机理分类，如吸附抗原、颗粒佐剂、免疫调节因子等。但有 的佐剂同时
又不同的功能，因而也可按来源分类，如植物来源的、细菌来源的、人
工合成的、有 机物和无机盐等，但是有一些佐剂则是由不同来源的物质
配制而成的。下表是根据佐剂的来源作一个简单 的介绍。

正在研制和试验的人用疫苗佐剂的类型

佐剂类型

凝胶型





微生物

名称

AL
（
OH
）
3
或
ALPO
4
磷酸钙

DNACPG
基元

B
群流脑杆菌的外膜小体

卡介苗

细菌脂多糖

单磷酸脂质
A
（
mLA
）

霍乱毒素（
CT
）

大肠杆菌不耐热肠毒素（
LT
）

百日咳毒素（
PT
）

弗氏不完全佐剂

MF59
SAF
免疫刺激复合物（
ISCOM
）

脂质体

生物降解微球

皂苷（
QS-21
）


油乳剂或乳化剂


颗粒型


合成体

非离子型嵌段共聚物

胞壁酰酞类似物

聚磷脂

合成的多核苷酸

细胞因子

γ
干扰素（
IFN
－
γ
）

白细胞介素
2
（
IL-2
）
，
IL-12
四

、部分佐剂的研究现状

１、脂质体

脂质体
(Liposomes)
是人工合成的双分子的磷脂单层或多层微环体，由一
个或多个 同心的类似细胞单位膜的类脂双分子层包裹着水相介质所组
成。脂质体的各种结构使其能够携带亲水的（ 包于脂质体内部水相）
，
疏水的
（插入类脂双分子层）
和两性的物质
（吸附或联结于脂质体表面）
。
能将抗原传递给合适的免疫细胞，促进抗原对抗原提呈细胞的定 向作
用。它在医学、生物学领域除广泛应用于生物膜结构研究和作为药物载
体外，还可作为免疫 佐剂。已证明，小于
5um
的脂质体微粒能被肠道集
合淋巴结提取并传递给巨噬细胞。 它的优点：构成脂质体的物质均为生
物体构成成分，可以生物降解，无毒性，不会发生抗体免疫反应。以
HIV
为例，
在
HIV
中加入脂质体后，
病毒被脂质体包容 ，获得一个外加
包膜，类似于病毒在体内受到脂滴包裹保护，而且病毒蛋白在脂质体膜
上插靠定 位，稳定了病毒的结构，使病毒的热稳定性得到提高，
3
7
℃保
存
2
周后滴度下降不明显。

脂质体象其它颗粒佐剂一样，有抗原“储存”作用。当含抗原 的脂质体
与各种细胞的抗血清结合时，对相应细胞有较大亲和力，起导向免疫作
用。再有经电镜 检查已证明，病毒蛋白插靠在脂质体表面，方向与在完
整病毒表面非常相似，并且被特异抗血清凝集。< br>
2
、
MF59
：

MF59
是一种经过微 流体化（
microfluidized
）的油水乳剂，在
10mM
枸
橼酸盐溶液中的主要成分为
4.3%
的角鲎烯（三十六碳烯）
，
0.5%< br>的
Tween-80,0.5%
的
Span85
。

MF59
是近年来许多制药公司和学术研究机构进行研究和开发最为广泛
的一种新型佐剂。目前在抗原中加入
MF59
佐剂的研究性疫苗有很多种，
流感，
HIV< br>，
HCV
，
HBV
，麻疹，疱疹等。对相同量的抗原，
MF5 9
比铝
佐剂产生的抗体效价高
3-50
倍，
对大白鼠和家兔的研究证 明，
对动物胚
胎没有致畸的毒性作用。
MF59
在小鼠模型上显示有增进细胞 免疫的作
用，能加强
IFN
－
γ
，
IL-4
和IL-2
的作用，而且对已散失
IFN
γ
能力的老
龄小鼠可以恢 复其功能。在猴体模型上还显示能诱生
CTL
活性。
MF59
与其它佐剂联 合应用也已进入临床前和临床研究。用
MF59
与
HIV
、疱
疹病毒 和流感病毒的抗原混合后制备的疫苗已经分别进行了总数达
3000
多人的临床试验。
结果表明其安全性很好并有明显的佐剂作用，
能
增强体液和细胞免疫反应。

3
、
免疫刺激复合物
（
ISCOM
）
：
ISCOM
疫苗是由皂角苷
Quil A

的糖苷、
胆固醇、磷脂和抗原组成。 抗原多数为病毒颗粒及其纯化抗原。通常胆
固醇磷脂，可溶性抗原与
Quil A
< br>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，为一种像笼子一样的结构，抗原被包在微泡
内。

免疫刺激复合物佐剂的作用有三类：

1
、刺激
B
细胞反应，增加抗体产生；

2
、诱导
T
细胞反应，刺激产生
CD
4
+
和
CD
8
+T
淋巴细胞，增强能吞噬
病毒的淋巴细胞的细胞毒作用。

3
、
Quil
A
单独使用有毒性，但是在形成免疫刺激复合物时 ，其毒副作
用大大降低。皮下、腹腔注射、口服和鼻滴等途径作用使用免疫刺激复
合物佐剂，< br>均表现出相应抗原的佐剂作用。
ISCOM
可增强经口服途径供
给抗原的局部和 全身免疫应答。

目前
ISCOM
已广泛用于人用及兽用疫苗的制备。


4
、无机佐剂

铝佐剂：英文中常用“
alum
”通称铝佐 剂。实际上
alum
为硫酸铝钾

【
KAl
（
SO
4
）
2
·
12H
2
O
】
，并非佐 剂。所谓铝佐剂是指部分纯化的蛋白抗
原，破伤风类毒素或白喉类毒素在磷酸根和碳酸氢根存在下沉淀出 的含
磷酸铝的混合物。此佐剂于
1926
年研制成功，
30
年代已确 认其功效，
并普遍应用至今。以氢氧化铝和硫酸铝为代表的铝佐剂至今仍然是唯一
被
F DA
批准用于人用疫苗的佐剂。

铝佐剂对大分子蛋白质、多糖有很强的吸附能力。如用煤
ml
含１～２
mg Al
（
OH
）
3
做佐剂，即可将抗原全部吸附。因此注射后将抗原缓 慢释
放，起到抗原储存的作用，使免疫应答大大增强。

Al
（
OH
）
3
对很多抗原的免疫增强效果比
Al
（
PO
4< br>）好。可能是因为在
中性
pH
情况下，抗原能更好地吸附于
Al
（
OH
）
3
的缘故。铝佐剂的功
能主要是刺激机体的体液免疫反应 ，产生高效价的
IgG
和
IgE
抗体，激
活
Th
2
细胞。与铝佐剂刺激机体产生
IL-4
细胞因子有关。铝佐剂虽为至
今唯一被 批准用于人的佐剂，但近年来随着疫苗学、免疫学的发展，发
现它的使用有局限性。它主要刺激
Th
2
相关抗体的产生，不能刺激
Th
1
的细胞活性，也不能加强毒 淋巴细胞的活性，因此对许多疫苗不适用，
尤其是对以细胞免疫为主的疫苗，如细胞内寄生的细菌和病毒 类的疫
苗。
另外铝佐剂不能用于加强免疫，
在一般情况下不能冰冻或冷冻干燥。
有报道指出，使用铝佐剂的人群，在
10
年后再接触铝佐剂引起比用同
样疫苗而不含 铝佐剂的人群更多的副反应。

磷酸钙佐剂：由丹麦的
Superfos Biose ctor
生产的磷酸钙胶已商品化，它
的配制为等分子浓度
（
0.07M）
的
Na
2
HPO
4
·
12H
2O
溶液和
CaCl
2
·
2H
2
O
溶液 快速混合，调
pH
至
6.8-7.0
；将抗原在
0.07M
的
Na
2
HPO
4
·
12H
2
O
溶液中透析后，快速加入
0.07M
的
CaCl
2
·
2H< br>2
O
溶液，调
pH6.8-7.0
，
形成的凝胶用生理盐水洗 后，再悬于生理盐水中。此类佐剂在法国已成
功地用于
DPT
，
Polio< br>，
卡介苗，
麻疹，
黄热病，
乙肝，
HIV
的糖蛋白< br>（
GP160
）
等疫苗的配制。其佐剂作用可能与铝佐剂相似，磷酸钙为人体天 然的组
成成分，钙佐剂不会引起
IgE
抗体反应，为很好的人用佐剂。

5
、标准弗氏完全和不完全佐剂

弗氏完全佐剂（
FCA
） 作为标准佐剂，因其较强的佐剂效应，已充分用
于试验疫苗的动物实验中。
FCA
能 够刺激产生体液免疫和细胞免疫，
但
也伴随着一定的副反应—是由于某些矿物油所具有的反应原 性。特别是
皮下注射时在注射部位引起上皮巨噬细胞颗粒化和溃疡；同时也具有一
些其它的副反 应报道，
如致热原，
刺激产生自免疫病以及佐剂性关节炎。

成分为：
85%
矿物油，
15%
乳化剂，
500ug
热灭活冻干结核分枝杆 菌
/ml,
与抗原
1
：
1
比例混合使用。这类佐剂副反应严 重，因此不允许用于人。

IFA
：大致按
CFA
配方，不含结核分枝杆菌。

6
、来源于微生物的佐剂

某些微生物或微生物菌体成分同抗原一起注射，具 有明显的佐剂效应。
已经证明有佐剂活性的微生物有：分枝杆菌
(
如卡介苗和结核杆菌 等
)
；
分枝杆菌的成分
(
旧结核菌素
-O.T.
、 结核菌纯蛋白衍生物
-PPD)
；革兰氏
阴性菌类及其产物，如肠道杆菌的脂多糖以及 百日咳、绿脓杆菌和布鲁
氏菌等；革兰氏阳性菌，如乳杆菌、短小棒状杆菌、葡萄球菌和链球菌
等。此外，霍乱毒素、月示质体
(
从脑膜炎球菌外膜分离出的
B
细胞促分裂剂
)
、免疫增强性重组流感病毒体等也有佐剂作用。

6.1
短小棒状杆菌
(CP)

由
CP
经加热或甲醛灭活制成
,
对机体毒性低
,
没有严重的副作用
,
能非特
异性 刺激淋巴样组织增生
,
加强单核巨噬细胞系统的吞噬能力
,
使抗原的
处理加速
,
增加
IgM
和
IgG
的生成。有人报道
,CP
具有加强抗体抗原亲和力
作用。

6.2
卡介苗
(BCG)

BCG
是巨噬细胞的激活剂
,同时还能刺激骨髓的多功能干细胞发育成为
免疫活性细胞
,
从而明显提高机体的免 疫力
,
是一种非特异性免疫增强剂
,
大量应用会引起严重的副作用。

6.3
胞壁酰二酞
(MDP)
及其合成的亲脂类衍生物、类化物


MDP
主要作用是调节及活化单核巨噬细胞
(
Ｍ
Ф)< br>，吸引吞噬细胞，进一
步增强吞噬细胞和淋巴细胞活性
%
使其易捕获抗原。苏氨酰
-MDP
有佐剂
活性且无致热性，其配合物
SAF-1
可 诱导许多抗原产生体液和细胞介导