1、我国免疫佐剂的研究进展我国免疫佐剂的研究进展西南大学动物科技学院西南大学动物科技学院黎晓敏黎晓敏 教授教授1/1/20231前前 言言 佐剂佐剂是先于抗原或同时注射于动物体内，能非特异性地改变或增强机体对抗原的特异性免疫应答,能增强相应抗原的免疫原性或改变免疫反应类型，而本身并无抗原性,不能引起免疫应答反应的物质，又称免疫佐剂免疫佐剂(immuno-logic adjuvant)或免疫增强剂免疫增强剂(im-munopotentiator)。1/1/20232佐剂的研究历史佐剂的研究历史 Li Maigroc(1916)等曾试验将伤寒沙门氏菌悬液与羊毛脂、液体石蜡油乳化成菌苗，接种实验动物获得
2、很好的免疫应答。Ramon(1925)首先研究了明矾的佐剂作用，并制成了明矾沉淀破伤风类毒素。Glenng(1926)开始将明矾佐剂应用于白喉类毒素。Casals(1939)等报道了液体石蜡的作用.同年Schraidt又制成了明矾口蹄疫疫苗，铝胶口蹄疫疫苗和气肿疽明矾菌苗。Treund(1940)介绍了福氏油乳化剂的配制和作用。Traud(1947)创制了猪丹毒氢氧化铝吸附菌苗。这些均是佐剂在生物制品上的应用研究也是免疫佐剂研究应用的起始阶段。1/1/20233 近年来,随着免疫学研究的不断深入及基因工程技术的迅速发展,活载体疫苗、DNA疫苗和合成肽疫苗等新型疫苗的研究也取得了可喜的进步。这些
3、新型疫苗纯度高、特异性强,但免疫原性弱,诱导机体产生的免疫应答不够强,因此,应用佐剂来增强其免疫原性或增强宿主对抗原的保护性应答就显得尤为重要,于是佐剂的研究更加广泛蓬勃发展起来。1/1/202341 免疫佐剂的分类免疫佐剂的分类2 佐剂作用机理佐剂作用机理3 常见免疫佐剂的特点及应用情况常见免疫佐剂的特点及应用情况4 免疫佐剂的前景免疫佐剂的前景内内 容容1/1/202351 免疫佐剂的分类免疫佐剂的分类1.1 1.1 根据其作用机制不同分为两大类：根据其作用机制不同分为两大类：一是免疫刺激性佐剂一是免疫刺激性佐剂；如：单磷脂单磷脂A A（MPLMPL）：与抗原提呈细胞的TLR4相互作用，导
4、致促炎细胞因子的释放 细菌细菌DNADNA：对于免疫细胞有直接的免疫刺激作用 三萜配糖（皂角苷）三萜配糖（皂角苷）：通过促进细胞因子的产生而发挥作用 另一类是抗原输送系统另一类是抗原输送系统。1/1/20236 1.2 1.2 根据其性能差别分为：根据其性能差别分为：免疫刺激佐剂免疫刺激佐剂、粘膜佐剂粘膜佐剂和治疗性疫苗佐剂治疗性疫苗佐剂(消除和改善已有疾病,包括慢性感染性疾病、肿瘤、过敏和自身免疫失调等。如QS21,细胞因子)。1/1/20237 1.3 1.3 根据其物理和化学性质：根据其物理和化学性质：把佐剂分为凝胶型佐剂凝胶型佐剂、微生物来源佐剂微生物来源佐剂、微粒型微粒型佐剂佐剂、乳
5、剂乳剂和合成佐剂合成佐剂(如非离子阻断共聚物)。1/1/20238 1.4 1.4 按其来源分为：按其来源分为：无机盐无机盐：如铝盐佐剂；植物来源植物来源：如QS21；细菌来源细菌来源：如霍乱毒素(CT)、大肠杆菌不耐热毒素(LT)、单磷酸酰脂质A（MPL）；人工合成的有机物人工合成的有机物：如脂质体、免疫刺激复合物(ISCOM)等。1/1/202391.5 1.5 按照组成材料可分为按照组成材料可分为7 7类：类：细菌来源物：细菌来源物：如单磷酰脂类A；金属盐类：金属盐类：如铝盐；非离子表面活性剂；非离子表面活性剂；含脂类物质：含脂类物质：如脂质体；惰性载体和生物降解微球惰性载体和生物降解微
6、球；蛋白类物质：蛋白类物质：如细胞因子；中草药类；中草药类；1/1/2023101.6 1.6 按免疫佐剂的作用按免疫佐剂的作用贮存性免疫佐剂贮存性免疫佐剂 作用是保护疫苗抗原，延长抗原在机体内的存留时间，从而形成持续的免疫刺激和高效的免疫反应；中枢性免疫佐剂中枢性免疫佐剂 作用是对免疫系统的活性细胞呈现直接刺激或激活作用。1/1/2023112 佐剂作用机理佐剂作用机理 2.1 2.1 改变抗原分子的理化性质改变抗原分子的理化性质 2.1.1 2.1.1 改变抗原分子的物理性状改变抗原分子的物理性状 根据抗原分子物理性质不同，可将其分为可溶性和颗粒性抗原。通常颗粒性抗原更有利于抗原提呈细胞（
7、Antigen-presenting cells，APC）的内吞及吞噬，稳定性较好。免疫佐剂可改变抗原分子的物理性状或增加其分子量，或变可溶性抗原为颗粒性抗原或形成抗原微库(antigen microservoir)。2.1.2 2.1.2 结构重组、表位暴露使抗原分子化学性质发生变化结构重组、表位暴露使抗原分子化学性质发生变化 抗原分子的易接近性(accessibility)是决定该抗原分子免疫原性强弱的重要因素之一。2.2 2.2 加强抗原递呈、激活抗原提呈细胞系统（加强抗原递呈、激活抗原提呈细胞系统（APCsAPCs）、）、促进促进 APCsAPCs 对抗原摄取、加工和递呈作用。对抗原摄
8、取、加工和递呈作用。1/1/202312 2.3 2.3 活化活化 T T 及及 B B 淋巴细胞，促进信号转导和淋巴细胞淋巴细胞，促进信号转导和淋巴细胞的增殖活化。的增殖活化。2.4 2.4 诱生诱生CK,CK,促进细胞因子受体（促进细胞因子受体（CKRCKR）及）及mRNA mRNA 的表达的表达。2.5 2.5 可以活化补体可以活化补体,诱生粘附分子诱生粘附分子,辅助刺激因子结合蛋辅助刺激因子结合蛋白等免疫生物活性分子的表达。白等免疫生物活性分子的表达。1/1/2023133 常见免疫佐剂的特点及应用情况常见免疫佐剂的特点及应用情况 目前最常用的是目前最常用的是铝盐佐剂铝盐佐剂和和油悬液
9、佐剂。油悬液佐剂。3.1 3.1 铝盐佐剂铝盐佐剂 铝佐剂是目前应用最为广泛的一类佐剂,包括硫酸钾铝、磷酸铝、铵明矾、钾明矾和氢氧化铝等，其中以氢氧化铝最为常用。铝盐佐剂是一类含Al3+的无机盐，主要有氢氧化铝胶，简称铝胶。是一种具有良好吸附作用的佐剂。不仅可将可溶性抗原吸附于铝胶分子表面,还可浓缩抗原,减少注射剂量，是良好的沉淀剂。铝胶佐剂的作用普遍认为是使抗原滞留，缓慢释放，并可引起局部炎症反应，从而吸引活性淋巴细胞，增强免疫应答，还可激活补体系统。1/1/202314 铝盐佐剂有许多不足铝盐佐剂有许多不足,不适用于许多新型疫苗不适用于许多新型疫苗:有轻度局部反应；可以形成肉芽肿,极个别的
10、发生局部无菌性脓肿；制备的凝胶批与批之间差异很大；即难控制质量,又难对佐剂效果作出准确评价；只能增强体液免疫,不能增强细胞免疫；会诱导产生IgE抗体,增加发生超敏反应的危险；因其理化性质特点,含铝胶疫苗怕冻,冻后铝胶容易变性；与FCA相比,铝佐剂主要适用于免疫能力强和可大量生产的抗原。1/1/202315 尽管不断的有报告认为铝佐剂由于其自身的缺陷可能会引起局部的不良反应，但由于铝佐剂的应用已经有具有几十年的历史,就安全性而言相对于其它的新型佐剂还是较为安全可靠的。铝胶成本低廉、使用方便、无毒,是兽医生物制品生产中应用最广的一种佐剂。1/1/2023163.2 3.2 油类佐剂油类佐剂 作用机
11、制：作用机制：抗原包被在油相形成的微结构内，使之形成贮存库而缓慢释放，刺激机体免疫细胞产生抗体。油类佐剂主要有佛氏佐剂佛氏佐剂和可降解的油类佐剂可降解的油类佐剂。佛氏佐剂(freunds adjuvant,FA)是免疫学上广泛应用的油类佐剂,并应用于很多兽医疫苗中。FAFA分为佛氏完全佐剂佛氏完全佐剂(FCA)(FCA)和佛氏不完全佐剂佛氏不完全佐剂(FIA)(FIA)两种。佛氏不完全佐剂是由低引力和低粘度的矿物油及乳化剂组成的一种贮藏性佐剂。佛氏完全佐剂是在不完全佐剂的基础上加一定量的分枝杆菌而成。1/1/202317 佛氏佐剂研究情况佛氏佐剂研究情况 30年代，Freund 用石腊油、羊毛
12、脂制成乳剂加死分枝菌称为佛氏完全佐剂。FCA是标准的诱使体液免疫和细胞免疫的佐剂,它诱导Th1型细胞因子,常常用于动物免疫制取高效价血清。70年代,也曾用来制备抗甲胎蛋白原发性肝癌诊断血清,但毒副作用较大,且往往在注射局部留下长久不愈的溃疡,绝难应用于人。后来除去其中死分枝菌,只保留石腊和羊毛脂乳剂称为福氏不完全佐剂。FIA是典型的只诱导Th2型细胞因子诱生抗体的佐剂。进一步的研究是用分枝杆菌片段,如胞壁酰二肽(MDP)、胞壁酰三肽(MTP)、蜡质D等代替分枝杆菌,以减少副作用,更有效地应用于兽医临床。曾用于流感等疫苗。1/1/202318 佛氏佐剂（FA）的高度佐剂活性是其它佐剂难以相比的,
13、因而广泛应用于科学研究工作中。但存在剧烈的副作用如：引起局部肉芽肿和无菌性脓肿；提出致癌问题；稳定性差,难以长期保存；不能明显增强细胞免疫；粘稠,注射比较费力；FCA含有分枝杆菌,能使结核菌素试验呈阳性反应。其副作用限制了它们在临床上的应用,除少数兽用疫苗如口蹄疫疫苗使用FIA外,很少用于动物免疫,更不能用于临床医学。1/1/202319 3.33.3黏膜免疫佐剂黏膜免疫佐剂 黏膜是阻止入侵的重要生理防线.黏膜免疫方法与传统的肌肉注射方法相比有以下优点:口服或鼻腔内接种可避免针剂的疼痛,减少注射局部的炎症反应,易于重复接种；共同黏膜免疫系统的存在,即一个黏膜部位的免疫系统反应可以诱发远隔部位黏
14、膜的免疫反映的出现；黏膜免疫不仅能有效的诱发黏膜免疫,同时又诱发系统免疫应答。1/1/202320 黏膜免疫佐剂的重要性：黏膜免疫佐剂的重要性：从黏膜途径投入的抗原物质,特别是可溶性抗原通常并不会诱导出所期待的黏膜免疫反应，因此需要安全有效的黏膜疫苗佐剂来提高黏膜疫苗的效力。目前报道的最有效的黏膜免疫佐剂是CT、LT，它们能促进和增强许多不同的细菌和病毒抗原的免疫原性,但是所造成腹泻性不良反应,使得它们不能应用于临床。只有通过基因突变产生的无毒性或减毒CT、LT以及CAP则可作为安全有效的黏膜佐剂。动物细胞因子、CPG序列、微生物及其代谢产物是目前常用的黏膜佐剂。1/1/202321常见的黏膜
15、免疫佐剂 3.3.1 3.3.1 动物细胞因子动物细胞因子 它是由免疫效应细胞和相关细胞产生的，包括由淋巴细胞产生的淋巴因子和单核巨噬细胞产生的单核因子及其他相关细胞产生的细胞因子。细胞因子是一类可溶性的多肽或蛋白,通过与细胞表面受体相互作用发挥它们特殊的生物活性,其功能之一是能够对涉及宿主防御机制的细胞进行调节。1/1/202322 细胞因子也具有明显的免疫佐剂效应，它能通过与细胞表面受体相互作用发挥它们特殊的生物活性,其功能之一是能够对涉及宿主防御机制的细胞进行调节。细胞因子免疫佐剂效应主要表现在以下两个方面:增强机体的抗感染能力；增强疫苗的保护效应 1/1/202323 目前，细胞因子作
16、为免疫佐剂的研究主要集中在白细胞介素(IL,最早用着佐剂)、干扰素(INF)、肿瘤坏死因子(TNF)、集落刺激因子(CSF,研究得最多的分子佐剂)及转移生长因子(TPG)。1/1/202324 大量实验证明重组细胞因子配合疫苗使用可以显著提高疫苗的免疫效力,同时可以提高动物对这些免疫抑制疾病的抵抗能力，如：用羊IL-1B中和单克隆抗体的试验结果表明,IL-1B介导的佐剂作用直接与细胞因子的生物学活性有关,而不受重组蛋白制品混入的物质(如LPS等)影响,是抗多种疾病的疫苗佐剂。用重组牛IL-2作为金黄色葡萄球菌菌苗佐剂,研究结果发现乳汁中假囊膜抗体效价明显升高。1/1/202325细胞因子用于佐
17、剂的优点细胞因子用于佐剂的优点 细胞因子用于细菌病毒病的治疗能够克服传统药物副作用大、疗效不佳的缺点。运用基因工程方法生产的细胞因子,可以大大降低生产成本,获得良好的市场信价比。在兽医上,开展大量的细胞因子研究可以为人类疾病提供理想的模型,推动人类健康事业的发展。1/1/202326细胞因子用于佐剂的缺点细胞因子用于佐剂的缺点 大多数细胞因子的体内半衰期较短、其活性易受内环境如pH值、各种水解酶及血浆蛋白的影响、同时,大剂量的使用细胞因子还可导致发热、炎症等副作用。随着对细胞因子的研究深入,学者们对细胞因子的拮抗剂、细胞因子的基因导入疗法、细胞因子与基因工程抗体、细胞因子基因工程药物、细胞因子
18、与毒素等复合物,进行了越来越多的研究,在人类疾病的治疗上显示了广阔前景。1/1/202327 3.3.2 3.3.2 CpGCpG序列序列(CpGmotifsCpGmotifs)CpG序列是指一类以非甲基化的胞嘧啶和鸟嘌呤核苷酸(CpG)为核心的寡聚脱氧核糖核苷酸。主要存在于病毒、细菌及无脊椎动物的基因组中，而脊椎动物基因组中较少，且大部分是甲基化的。CpG序列可激活T细胞、B细胞、NK细胞等免疫活性细胞,产生大量的多种细胞因子,增强机体的特异性和非特异性免疫效应。1/1/202328 CpGCpG序列作为免疫佐剂特点序列作为免疫佐剂特点:(1)与常用的氢氧化铝佐剂具有协同作用；(2)一些不能
19、与铝混合的减毒活疫苗或多价疫苗则可单独使用CpGDNA增强其免疫原性；(3)应用范围广。一方面,CpG作为疫苗佐剂,能增强鸡蛋溶菌酶、卵白蛋白、肿瘤抗原、传染性乙肝疫苗和流感疫苗等抗原的免疫效果,能加强不同DNA疫苗免疫反应；另一方面，CpG的免疫佐剂作用在小鼠和灵长类中均已得到证实。1/1/202329 3.3.3 3.3.3 微生物及其代谢产物微生物及其代谢产物 微生物佐剂主要有分枝杆菌、脂多糖等。枝杆菌、脂多糖等。分枝杆菌分枝杆菌在兽医中广泛地应用于疫苗。如牛分枝杆菌卡介苗。分枝杆菌经化学和物理方法处理，可获得具有佐剂活性的片段，包括MDP、MTP、蜡质D等,其中对MDP研究的较多。1/
20、1/202330 MDP是从分枝杆菌细胞壁上提取的一种免疫活性成分。主要作用是活化巨噬细胞,在注射部位形成肉芽肿,吸引吞噬细胞，进一步增强吞噬细胞和淋巴细胞活性,使其更易捕获抗原。其优点和缺点如下：优点：优点：注射局部反应轻微,极少发生局部化脓等不良反应；无抗原性和过敏原性,反复注射,不产生抗体也不产生过敏反应；无致癌作用；分子量小,对生物学降解作用有抵抗力,可以口服。1/1/202331 缺点：缺点：MDP被认为是最有发展前途的佐剂之一。但MDP存在致热原性(pyrogenicity),在动物体内会引起赖特尔过敏综合征(Reiters syndrome)。为了降低MDP的毒副作用,近几年对M
21、DP分子进行系统化学改造的研究十分活跃。研究表明,在水溶性MDP 分子中引进各种长链脂肪酸及其它亲脂性基团,增加了该分子的亲脂性,而亲脂性在一定程度上与免疫佐剂的免疫增强效应成正相关。1/1/202332 细菌脂多糖细菌脂多糖是亲脂又亲水的聚阴离子分子，对体液免疫(HI)和细胞免疫(CMI)都有辅佐作用，可引起动物特异性应答。单独注射脂多糖可引起多克隆应答，既有多克隆细胞有丝分裂原的作用，又可促进巨噬细胞等分泌单核因子，如白介素-1。还可调节巨噬细胞表面Ia分子的表达，从而改变抗原的提呈。1/1/202333 3.3.4 黏膜免疫途径黏膜免疫途径 目前，黏膜免疫包括口服(胃肠道，gastroi
22、ntestinal tract，GI)和鼻腔免疫(上呼吸道)。在许多情况下，鼻腔免疫更为有效，所需的疫苗量和佐剂量一般较小，且可以靶向病原体侵入的天然门户，同时避免了胃肠道的酸性环境及酶的作用对抗原的破坏，鼻腔内含有丰富的血管，故鼻腔接种既能产生黏膜免疫，又能产生系统免疫，同时，由于大多数病原体的感染发生在胃肠道、呼吸道及生殖道等黏膜表面，因共同黏膜免疫系统的存在，鼻黏膜又是该系统的重要组成部分，鼻黏膜免疫可在远距离黏膜部位产生免疫反应，起到抗黏膜感染的作用。鼻腔接种操作简单，不需要专门器械，并可避免由于注射而带来的交叉感染。故鼻黏膜免疫吸引着世界众多学者的研究和探讨。1/1/2023343.
23、4 化学合成类佐剂化学合成类佐剂 3.4.1 3.4.1 脂质体脂质体(LPS(LPS)脂质体（liposoma，LPS）是一种新型的免疫佐剂，由一层或多层脂质双分子膜以同心圆的形式包封而成，兼具佐剂和载体功能，类似细胞膜的微球体。LPS 已在免疫学中得到广泛应用，脂质体既是抗原、淋巴因子的载体,能将抗原传递给合适的免疫细胞促进抗原对抗原递呈细胞的定向作用，作为免疫佐剂，其作用如下：增强体液免疫应答。增强细胞免疫应答。增强巨噬细胞的吞噬作用，增强抗原提呈作用。可作为半抗原的载体，诱发机体对半抗原的免疫应答。1/1/202335 脂质体主要特点：脂质体主要特点：安全性好，既无毒性，又无免疫原性，
24、在体内有可降解性。天然靶向性：LPS易于定位在肾、肝、脾等单核吞噬细胞丰富的器官。减少抗原的剂量及接种次数,包裹有抗原的脂质体,使机体长时间保持高效价抗体。能降低被包裹抗原的毒性，增强动物对抗原物质的耐受性。提高抗原稳定性,延长疫苗使用期，降低贮存条件。可作为半抗原的载体诱发半抗原特异性免疫应答。脂质体与A1(OH)3、MDP等佐剂有很好的协同作用。副作用小。1/1/202336 脂质体佐剂存在的主要问题：脂质体佐剂存在的主要问题：稳定性稳定性？所用材料的尾部脂肪酸有不同程度的双链，贮存时会随时间而逐渐氧化,产生溶血磷脂，溶血磷脂若超过磷脂总量1%，将离开脂质体并破坏其他脂质体膜。小脂质体倾向
25、于相互融合成大脂质体，以达到稳定的大小,这样，在融合过程中可导致包入的抗原丢失，所以抗原最好是抛锚于脂质体上，融合也会导致层次改变，特别是病毒表面gp抗原更易融合。批间差异很大。1/1/202337 脂质体佐剂疫苗研究：脂质体佐剂疫苗研究：Sinha等用冻融法制备脂质体包裹结核杆菌H37Ra株培养物滤液中分离的30kDa的分泌蛋白免疫动物获得儿乎与弗氏不完全佐剂(FIA)相同的保护效果。Baca-Estrada等用脂质体将灭活的鼠疫杆菌全菌包裹后经鼻粘膜免疫小鼠，发现小鼠粘膜分泌液(肺和鼻冲洗液)中特异性IgA和IgG滴度和肺部特异性抗体分泌细胞数明显增高，脾脏中抗原特异性细胞增殖应答增强。N
26、aito用冻干法制备的破伤风脂质体疫苗可37保存6个月。W right等用脂质体包裹的脑膜炎球菌外膜蛋白(proB)免疫动物，保护作用明显增强，用脂质体包裹的重组外膜蛋白1(P1)免疫Balb/c小鼠，获得了高滴度的抗P1的亚类特异性抗体。Huang等报道，在体外，负载HIV一1蛋白质脂质体复合物和CD40的树突状细胞(DC)可诱导HIV特异性CD8+T细胞应答。1/1/2023383.4.2 3.4.2 生物降解聚合微球生物降解聚合微球 生物降解微球控制释放疫苗是近年来疫苗佐剂研究的一个新兴领域。这种微球疫苗具有可长时间控制释放的特点,动物免疫1次即可产生持久高效的免疫力,微球疫苗控制释放系
27、统多由2种或多种不同高分子聚合物组成,该系统能够以不同的速度控制抗原的释放,其释放方式有抗原持续释放和脉冲释放2种。1/1/202339 特点：特点：(1)微球疫苗中抗原载体微囊的体积很小,易实现靶向和定位免疫,并可经口服进人消化道的淋巴组织、网状内皮组织,诱导粘膜免疫反应,产生IgG与IgA抗体。(2)微球作为抗原的一个稳定的隔离载体,发挥着保护抗原蛋白的作用,使抗原在体内免受温度、pH、渗透强度、消化液等生理因素的破坏,而且微球抗原还能避免母源抗体的中和作用。(3)微球控制释放系统可控制抗原释放,产生相当于常规疫苗多次接种激发的免疫效果,从而延长疫苗免疫期,减少免疫次数。(4)制备微球疫苗
28、的聚合物与机体具有很好的相容性,在动物体内可自行降解,降低了免疫佐剂的毒副作用。1/1/202340 3.4.3 3.4.3 免疫刺激复合物免疫刺激复合物 皂荚苷(从智利皂荚树中获得)作为佐剂在兽医疫苗中已应用多年。皂荚苷通过与胆固醇的相互作用插入到细胞膜中，在膜上形成孔洞进而增加抗原的跨膜转运，增强APCs对抗原的摄取和递呈。从智利皂荚树中所获得的免疫刺激部分(Quil A)已被加入到脂质微粒中，形成免疫刺激复合物(ISCOMs)。1/1/202341 在用弥猴所作试验中发现，流感ISCOMs疫苗比经典的亚单位疫苗具有更强的免疫原性，因而保护效能增加。ISCOM s可增强经口服途径供给抗原的
29、局部和全身免疫应答。ISCOM s诱导T细胞应答非常有效，特别是CD8+GTLs和Thl细胞。除了增强APCs对抗原的摄取外，SCOM s还具有刺激天然免疫系统细胞产生IL-12的能力。1/1/202342 3.4.4 3.4.4 脱乙酰几丁质脱乙酰几丁质 由壳质(Chitin)脱乙酰后所制备的脱乙酰几丁质(Chitosa)作为粘膜疫苗佐剂具有相当大的潜力。实验发现白喉毒素和脱乙酰几丁质组合鼻内免疫可在鼠体内诱导中和抗体和Th2细胞。口服由脱乙酰几丁质和编码食物过敏原的质粒DNA组成的DNA纳米微粒可促进鼠肠上皮内基因的表达，诱导分泌型IgA和血清IgG2a应答，并缓解过敏原诱导超敏反应小鼠模
30、型的IgE和过敏反应。1/1/2023433.5 纳米粒子佐剂纳米粒子佐剂 纳米是长度单位，1 纳米（或称毫微米,nm）等于10-9米。国际上将处于1-100nm尺度范围内的超微颗粒及其致密聚集体，以及由纳米微晶所构成的材料，统称为纳米材料，包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种。它们是由2-106个原子、分子或者离子构成的相对稳定的集团，其物理和化学性质随着包含的粒子数目与种类而变化。1/1/202344 3.5.1 3.5.1 纳米粒子在医学方面的优势：纳米粒子在医学方面的优势：纳米粒在药物输送和介导基因转移方面具有许多独特的纳米粒在药物输送和介导基因转移方面具有许多独特的优越性：优越性
31、：1)无免疫原性：纳米粒由非生物材料构成，不会引起机体的免疫反应；2)无遗传毒性：纳米粒载体与病毒载体不同，不会导致细胞的转化；3)可缓慢释放药物，延长药物作用时间；4)可靶向输送药物；5)在保证药物作用的前提下，可减少给药剂量，从而减轻或减免药物的不良反应；6)可提高药物的稳定性，有利于储存；7)可保护转导基因不受机体血浆或组织细胞中补体和酶的破坏，有利于目的基因转导人靶细胞，更稳定地发挥作用；8)可帮助核苷酸转染细胞，并起到定位作用；9)纳米粒本身具有抵抗或杀死某些病毒，包括HIV病毒的作用；10)可以建立一些新的给药途径。1/1/2023453.5.2 3.5.2 纳米粒子的特性纳米粒子
32、的特性 纳米粒载体结构特性：纳米粒载体结构特性：1)表面效应，是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化；2)小尺寸效应，由于颗粒尺寸变小引起的宏观物理性质的变化称为尺寸效应；3)体积效应，由于纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少。4)量子效应。当热能、电场能或磁能比平均的能级间距还小时，就会呈现一系列与宏观物体截然不同的反常特性，即量子效应；5)幻数结构，粒径小于2nm的纳米粒子往往被称为原子簇。当原子簇含有某些原子数目时，显得特别稳定，这个特别数目称为幻数。1/1/2023463.5.3 3.5.3 纳米粒子佐剂在医学中的应用纳米粒子佐剂在医学中的应
33、用 实验表明，纳米粒子佐剂可有效提高细胞免疫、体液免疫和实验表明，纳米粒子佐剂可有效提高细胞免疫、体液免疫和黏膜免疫。黏膜免疫。Kreuter等于1981年首次将纳米材料应用于疫苗佐剂。纳米材料用作疫苗佐剂纳米材料用作疫苗佐剂,包裹或表面结合抗原的纳米粒子能包裹或表面结合抗原的纳米粒子能使蛋白抗原的表面充分暴露，同时使抗原结构更稳定，且能使蛋白抗原的表面充分暴露，同时使抗原结构更稳定，且能促进淋巴集结的摄取，在兔体内能引起强烈的特异的免疫反促进淋巴集结的摄取，在兔体内能引起强烈的特异的免疫反应而受到重视。应而受到重视。何萍等用纳米铝佐剂物理吸附HBsAg,以常规铝佐剂为对照,分别免疫小鼠和豚鼠
34、,发现纳米铝佐剂对小鼠和豚鼠的体液免疫应答和细胞免疫应答都比常规铝佐剂强。何萍,吕凤林等人通过自制纳米铝佐剂，研究其对乙型肝炎病毒和狂犬病毒的体液免疫应答。结果纳米铝佐剂在诱导HBsAg 和Rabies 疫苗体液免疫应答的早期优于目前的常规铝佐剂。1/1/202347u 汤承,岳华等人采用Al(OH)3纳米材料，通过物理吸附灭活禽流感H9抗原(AIV H9)，制作AI纳米佐剂疫苗，研究其对鸡的免疫效果，结果发现，小鸡产生有效免疫保护抗体时间较常规油佐剂疫苗提前4天且无副反应，这对禽流感等重大传染病的紧急预防接种具有潜在的应用价值。u 钟石根等将钙纳米粒子与NP30制备成Ca-NP30结合物,主
35、动免疫BALB/c小鼠,观察其对小鼠受血吸虫攻击的保护性作用。结果表明钙纳米粒子可增强NP30对宿主的保护性作用，减虫率明显提高。u 柴家前,王玲等通过专有技术制备纳米蜂胶颗粒(NPP)。NPP使迪卡白雏鸡血液中的T 淋巴细胞比率增加极显著；使雏鸡RBC2C3bR花环率极显著增加,而使RBC2IC花环率显著降低。u 等等1/1/202348 3.6 3.6 天然来源佐剂天然来源佐剂 3.6.1 3.6.1 蜂胶蜂胶 蜂胶(propolis)是指蜜蜂从树芽、树皮或其他植物的幼芽上采集的树脂,混入腭腺分泌物和蜂蜡等物质而形成的一种具有芳香气味的胶状固体物质,是蜜蜂用来防护、抵御病虫害和病原微生物入
36、侵巢房的御敌物质,同时也是作为修补巢房和内环境消毒杀菌的一种特殊物质。蜂胶是一种天然的免疫增强剂和刺激剂，具有增进机体免疫功能和促进组织再生的作用。另外,蜂胶还是一种广谱抗微生物药。应用蜂胶或配合抗原能增强免疫功能以及补体和吞噬细胞活力,增加白细胞的产生和抗体产量,并使特异性凝集素的产生大大增加。1/1/202349 应用蜂胶或配合抗原引入机体能增强免疫功能，强补体和吞应用蜂胶或配合抗原引入机体能增强免疫功能，强补体和吞噬细胞活力，增加白细胞的产生和抗体产量，并使特异性凝集素噬细胞活力，增加白细胞的产生和抗体产量，并使特异性凝集素的产生大大增加。的产生大大增加。赵恒章等(2005)以油乳剂、蜂
37、胶和铝胶为佐剂，按一定比例配制成巴氏杆菌的灭活苗。经试验证明，该疫苗安全、有效，其中油乳剂灭活苗的保护期和蜂胶灭活苗的保护期相当，但蜂胶灭活苗的抗体水平上升速度比油乳剂苗快且保护率高；铝胶苗的效果不及蜂胶苗和油苗。欧阳素贞(2005)在对大肠杆菌病多价蜂胶苗对肉仔鸡免疫效果的跟踪研究中证明,该蜂胶疫苗对禽的大肠杆菌病的免疫效果可靠。恒章等(2004)在地方性鸡大肠杆菌多价蜂胶灭活苗的制备及应用中得出结果,注射本菌苗后免疫抗体产生较早,免疫保护期较为理想。1/1/202350 3.6.2 3.6.2 皂苷（皂苷（QuilAQuilA）QuilAQuilA系从南美皂树树皮中筛选到具有佐剂活性的成分
38、，是一种表面系从南美皂树树皮中筛选到具有佐剂活性的成分，是一种表面活性剂。活性剂。1995年Soltysik从中分离出一种低毒性的皂角甙(QS21),并确定了分子结构。QS21的免疫增强效应主要是增加IL-2的产生,从而促使IFN-水平的增加.大量研究表明大量研究表明:QuilAQuilA为目前唯一能使外源性抗原既能刺激机体为目前唯一能使外源性抗原既能刺激机体Th1Th1免疫应答免疫应答,又能诱导又能诱导CTLCTL应答的佐剂。这一独特的性质使其成为亚单位疫应答的佐剂。这一独特的性质使其成为亚单位疫苗、细胞内病原体疫苗及癌症疫苗的理想佐剂。然而苗、细胞内病原体疫苗及癌症疫苗的理想佐剂。然而,Q
39、uilAQuilA存在严重的存在严重的毒副作用毒副作用,可引起溶血、局部组织坏死可引起溶血、局部组织坏死,甚至全身不良反应或中毒。甚至全身不良反应或中毒。QuilA用在人用药物制剂中是不安全的,目前除了用于为某些绝症设计的疫苗如癌症疫苗和人免疫缺陷病重组疫苗等人用疫苗外,仍主要限用于口蹄疫疫苗、狂犬疫苗等用疫苗。1/1/2023513.6.3 3.6.3 多糖、糖苷及复方中药多糖、糖苷及复方中药(1)中药多糖中药多糖特别是补益类中药多糖一般都有增强机体免疫功能的作用,而对正常细胞没有毒副作用,是良好的生物反应调节剂,很有希望开发成为新型疫苗佐剂。比如苜蓿多糖,可使脾淋巴指数和淋巴细胞数量显著提
40、高,可诱导抗体产生水平提高,可部分颉颃环磷酰胺降低淋巴细胞的作用,并有缩短细胞周期的作用。(2)从中草药植物中提取糖苷糖苷,与新城疫病毒及类脂混合,在一定条件下形成一种性能稳定的复合剂,免疫增强作用明显。(3)一些复方中药复方中药也可作为佐剂,如紫术散、当归补血汤、四君子汤、玉屏风散、小柴胡汤等,对免疫激活和提高免疫都有很大的作用。1/1/202352 由于现有佐剂毒副作用大,用途受到限制,因此从具有免疫活动性的中药中寻找合适的佐剂将是人工免疫中很有意义的重要课题。今后中药方面的研究主要有以下几个方向:(1)在具有免疫活性的中药中进行广泛的筛选,进一步证明中药作为佐剂的可行性。(2)进行作用机
41、理的研究,从分子水平阐明中药作为佐剂的机制。(3)用现代分离、分析手段追踪中药可作为佐剂的活性部分,制定合适的质量标准,开发出高效、低毒、经济的疫苗佐剂。(4)深入研究中药活性成分的分子结构和构效关系,对其进行合理的结构改造,提高佐剂效果。1/1/202353 目前将中药作为疫苗佐剂研究存在很多问题,主要包括以下几个方面:(1)分子结构不明确。(2)质量标准的控制。(3)影响中药生物活性的因素多。(4)量效关系。1/1/2023544 免疫佐剂的前景免疫佐剂的前景 4.1 4.1 理想佐剂的特征理想佐剂的特征 能促进体液和细胞介导的免疫，也能作用于弱免疫性抗原，而且不引起有害的副作用；能以不同
42、途径免疫，也能用于不同抗原；能在免疫抑制个体中发挥作用；应用于食用动物不应留有毒素残留；能有效影响免疫反应质量；稳定；便宜而且容易产生等。1/1/202355 4.24.2免疫佐剂研究的主要发展趋势：免疫佐剂研究的主要发展趋势：进一步开展对免疫佐剂构效关系及其活性分子结构改造研究,研制出化学结构明确、低分子量、低毒、高效的新型免疫佐剂。在体液免疫水平、细胞免疫水平及分子免疫水平上,探讨了新型免疫佐剂的作用机制,为进一步开发研究及安全、有效、合理地使用免疫佐剂提供理论依据。开展抗原载体免疫佐剂药剂学的研究,开展诱导粘膜免疫的相关佐剂的研究。天然药物免疫佐剂开发研究。免疫佐剂新用途研究。开展宿主内源性免疫调节剂用作免疫佐剂及其诱生剂的研究。1/1/202356 随着科技进步,研究不断深入,上述诸多问题将逐一被解决,将有更多的佐剂用于人及动物疫苗免疫接种,佐剂系统的有效应用会在人及动物疾病预防等领域发挥更大的作用。1/1/2023571/1/202358
