免疫佐剂研究进展

免疫佐剂研究进展字号:

小

中

大

|打印发布:2007-11-0500:00

作者:沈克飞，曹兰

来源:《动物医学进展》|吉林大学人兽共患病研究所

（1.，人兽共患病教育部重点实验室，吉林长春130062；2.重庆市畜牧研究院检测中心，重庆402460）摘要：佐剂的主要作用是提高抗原(免疫原)的免疫原性和免疫反应的可持续性，它能引导机体的免疫系统对抗原产生体液免疫或细胞免疫反应。对佐剂的选择取决于免疫的目的，从用途上分，佐剂可分为试验用佐剂和疫苗用佐剂。前者主要用于特异性抗体的制备，而后者则作为疫苗的必要成分。文章主要介绍目前常用的几种佐剂包括铝盐佐剂、弗氏佐剂、免疫刺激复合物(ISCOM)、脂质体和CpG及其在科研和疫苗中的应用。关键词：佐剂；免疫应答反应；疫苗

佐剂(免疫佐剂或免疫调节剂)在免疫中的作用主要是提升机体免疫系统(体液或细胞免疫系统)对抗原或免疫原的免疫应答反应，包括增强免疫反应强度和反应的持久性。随着人们对各种病原的抗原成分及免疫机理的深入了解和越来越多的亚单位疫苗成分被纳入免疫学研究过程，对佐剂的研究和应用将会越来越深入和广泛。佐剂的作用原理主要包括3个方面：①激活先天性免疫应答反应，如弗氏佐剂、免疫刺激复合物和CpG佐剂等；②提高抗原对免疫系统的递呈和刺激作用，如脂质体类佐剂和免疫刺激复合物(ISCOM)；③延长抗原(免疫原)在机体内的存在时间和保持对免疫系统的持续激活作用。很多佐剂中的矿物油成分主要是起到缓释作用。除了弗氏佐剂兼具这3种特性以外，大多数佐剂在功能上都存在一定的缺陷。根据来源不同，佐剂分为化学合成类佐剂和生物成分类佐剂。很多病原生物的组成成分本身就是天然的佐剂，如弗氏完全佐剂中的结核分支杆菌，乙型肝炎病毒表面膜蛋白及细菌的LPS和CpG序列等。传统的佐剂多与抗原混合成乳胶(emulsion)的形式注射使用。乳胶有“油包水”和“水包油”两种形式。前者有利于延长抗原在体内的存在时间和提高抗原的免疫原性，但对局部组织具有很强的刺激反应。后者有利于抗原的快速吸收，副作用小，但免疫反应可能弱且持续的时间短。或内部的抗原(或编码抗原的DNA)成分输入到细胞内。目前可以根据要求制备直径不同的脂质球，也可以根据抗原分子的理化特性将抗原分子包被在脂质体的不同部位，如将含疏水性氨基酸较多的抗原插入脂双层中，而将含亲水性基团较多的抗原包裹在脂质球的中间区。脂质体疫苗可经黏膜免疫。脂质体膜与细胞膜的亲和性，非常有利于将包被的抗原递呈给抗原递呈细胞(Antigenpresentingcells，APC)，并使抗原被溶酶体所降解，进而通过MHCⅠ和MHCⅡ途径递呈给免疫系统，同时激发细胞和体液免疫应答反应。脂质体在制备过程中要求一定的技术性，其费用也较其他免疫佐剂高，目前对脂质体的应用研究还主要集中在医学研究方面，在兽医疫苗研究上的应用前景还具有一定的不确定因素。类病毒颗粒(Virosome)是在脂质体的基础上发展起来的一种抗原输送技术。将流感病毒的血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)的部分氨基酸序列定向地插入双层脂质球的膜中，使这两种分子中能与宿主免疫细胞表面的唾液酸相结合的基团暴露在表面，将抗原或编码抗原的DNA/RNA包裹在内部。由于这种脂质球对细胞的主动亲和作用(由HA和NA介导)，在形式上近似于病毒与宿主细胞的作用过程，因而被称作类病毒颗粒。其优点是有利于抗原或药物分子的定向传输。利用该技术制备的流感疫苗已经在临床上发挥很好的免疫保护效果[6]。5CpG佐剂高等生物在进化过程中逐渐形成对入侵的微生物(包括病毒、细菌、真菌和寄生虫)的天然识别功能。主要是位于免疫细胞(各种淋巴细胞、吞噬细胞、树突细胞)膜上的结构识别受体(patternrecognitionreceptors，即toll-likereceptors)，能够特异性地识别侵入体内的病原生物。能够被高等生物先天性免疫系统识别的病原成分很多，其中细菌和病毒的DNA(也包括RNA)是被免疫系统识别的主要成分之一。在多细胞生物，其DNA序列中的CpG基团多被甲基化，而微生物的核酸序列中含CpG基团较多，且多数为非甲基化。在真核细胞(尤其是具有免疫功能的细胞)表面有一种识别非甲基化CpG基团的受体(toll-likereceptor9)。当该受体与非甲基化CpG结合后，就会激发天然的非特异性免疫应答反应，如细胞内干扰素、细胞坏死因子等合成增加，抗原处理细胞的功能增强等。鉴于CpG基团对先天性免疫系统的激活作用，有人提出利用含有CpG基团的寡核苷酸链(oligodeoxynucleotide，ODN)作为佐剂使用。近几年来，CpGODN是在疫苗研究过程中被应用最广泛的佐剂成分之一。大量的研究发现，CpGODN对免疫细胞的激活作用主要决定于其序列组成。根据功能的不同，一般将CpGODN分为A、B和C3种类型[7]。A型CpGODN(最初被称作D型)序列中含有1个CpG基团，但在其3′末端含有多个G(PolyG)的重复序列。A型CpGODN主要对NK淋巴细胞具有激活作用，能够刺激NK细胞合成和分泌TNF-γ因子。因而，A型CpGODN的主要作用是激活细胞免疫应答反应。B型CpGODN的序列内一般含有多个CpG基团，在序列的末端没有任何重复核苷酸序列。这种CpGODN主要作用于B淋巴细胞，激活体液免疫应答反应。C型CpGODN至少含有2个CpG基团，此外在序列的5′端还含有1个或2个TCG序列。C型CpGODN对B淋巴细胞和NK细胞都有激活作用。由于高等动物之间遗传背景上的差异，一个CpGODN在不同动物体内的作用可能存在很大的差异，如在小鼠体内具有很强免疫激活作用的CpGODN，在灵长类动物体内的作用就可能很有限。因而在设计或选择CpGODN佐剂过程中，还应考虑最终被免疫的个体的遗传背景。目前，处于临床试验阶段的CpGODN佐剂种类很多，但还没有一种商品化的CpGODN佐剂。6结语以上介绍的几种佐剂是目前免疫和疫苗研究过程中应用比较广泛的佐剂。随着越来越多的生物基因组序列的破译，将会使很多新发现的抗原成分被纳入疫苗研究过程中。然而，提高亚单位抗原成分的免疫原性往往有赖