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兽用疫苗研究进展

浏览次数:2472/次     发布时间:2022-04-25
  

    佐剂最早来源于拉丁语“adjuvare”一词,为“帮助”,是指能够提高机体对抗原的适应性免疫应答的物质,能够在免疫反应中诱导全面持久的免疫应答。在疫苗制剂中,佐剂的功能主要包括:增强疫苗抗原的免疫原性;促进细胞免疫和体液免疫,优化免疫应答,促进免疫能力较弱人群的免疫应答;增进抗原与黏膜之间的传递以及免疫接触;减少疫苗成分中抗原的需求量以及在应用过程中的免疫接种次数;优化抗原结构,维持抗原构象等。


    从巴斯德至今近百年来,已开发了许多疫苗,但传统的疫苗一般多为全菌或全病毒制成,其中含有大量非免疫原性物质,这些物质除具有毒副作用外也有佐剂作用,所以一般不需要外加佐剂。因此,很长一段时间以来主要是研究毒素、类毒素、抗毒素的学者在研究和使用佐剂。直到1925年,法国免疫学家兼兽医学家GastonRamon发现如果在白喉和破伤风疫苗中加入某些与之无关的物质可以特异地增强机体的抵抗反应,从此佐剂引起了人们的注意,许多国家不同程度地开展了这方面的研究。


1 传统佐剂(节选部分)
  铝盐佐剂
    铝盐佐剂是目前应用最广泛的免疫佐剂,是一类含铝元素的无机化合物,主要包括氢氧化铝、磷酸铝和明矾。铝盐佐剂因其成本低廉,副作用小,因而是目前兽用疫苗研发中应用最广泛的佐剂,也是至今唯一被FDA批准可用于人类疫苗生产的佐剂。铝盐吸附抗原制成的疫苗在注射部位具有缓慢释放的功能,说明铝盐佐剂的作用机制为储存库效应。最近的研究发现 ,巨噬细胞主要对抗原进行吞噬和破碎作用,铝则激活细胞内源性免疫应答相关的Nalp3炎性复合体,促进巨噬细胞分泌产生高水平的促炎症因子IL-lβ 、IL-18。Eisenbarth等进一步研究证实氢氧化铝佐剂还可激活Th2细胞分泌IL-4 ,诱导MHC-II类分子和CD83、CD86等的表达,诱导Th2型体液免疫应答 。

但铝盐类佐剂也有一些缺陷 ,例如其在诱导细胞毒性T细胞及Thl型反应中作用很有限,在同高纯度的小分子蛋白抗原共同使用时不能产生足够的抗体应答,因此铝盐类佐剂在新型疫苗中的佐剂效果较差 。


  油乳佐剂
    继铝盐佐剂之后,应用最广泛的佐剂则为“油包水”的乳状液,即油乳佐剂。其作用机制是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B淋巴细胞产生抗体。常用的矿物油佐剂主要是弗氏佐剂,它包括弗氏完全佐剂(CFA)和弗氏不完全佐剂(IFA),CFA是将石蜡油、羊毛脂和灭活的结核分歧杆菌混合在一起制成的佐剂,IFA中不含有结核分歧杆菌,其他成分与CFA相同。CFA能够刺激机体产生很强的体液免疫和细胞免疫应答,但也具有很强的副作用,而IFA活性不如前者,但副作用也较小。

    除了弗氏佐剂外,白油佐剂的应用也非常广泛。白油是经超深度精制脱除芳烃、硫和氮等杂质而得到的特种矿物油品。何海蓉等研究了不同来源的白油佐剂的免疫效力,结果表明3种来源的注射用白油LH、MC、HZ的免疫效力都很好,且黏度较低的LH1~LH4组疫苗免疫后抗体产生时间、维持水平均优于MC组、HZ组。

2新型佐剂(节选部分)

  中草药类佐剂

    中药中有效成份种类繁多,包括多糖类、苷类、黄酮类、生物碱类等。大量研究证实,中药能明显促进畜禽等动物机体特异性免疫和非特异性免疫功能,提高动物机体的抗病能力,部分中药可以作为免疫佐剂与疫苗配合使用,能显著提高疫苗保护力和机体免疫力,在临床上有很大的推广价值。由于中药具有资源丰富、价格低廉、毒副作用小、无残留和作用广泛等优点,中药用于促进畜禽生长、防治畜禽疾病显示出广阔的应用前景。

    黄芪多糖(APs)是中药黄芪的主要活性成分之一,易于提取。黄芪多糖主要通过刺激抗原递呈细胞的增殖分化和释放细胞因子,来提高机体的免疫力。邵鹏等发现黄芪多糖能够上调DC表面I-A/I-E和CD11c的表达,CD11c是DC的特征性表面分子。另外,黄芪多糖能够降低DC的吞噬功能,能够增强DC对IL-12的表达,并且能促使DC在形态学上更加成熟。黄芪多糖作为免疫佐剂其免疫效果比常规化学佐剂要好。林树乾等将黄芪多糖和抗原混合物免疫动物后未见不良反应,且抗原免疫血清抗体比氢氧化铝和白油一吐温佐剂组的抗体滴度增加快,幅度显著增高且抗体维持一个较高水平,而攻毒后家兔白细胞数和淋巴细胞数也较氢氧化铝和白油一吐温佐剂组增加较多。张训海等以黄芪多糖配合灭活新城疫病毒免疫鸡,发现黄芪多糖佐剂可以显著提高抗体的效价和促进脾脏淋巴细胞的增殖。黄芪多糖及其制剂,稀释疫苗如猪瘟、高致病蓝耳、兔出血症灭活冻干苗(兔瘟)等合用,能迅速刺激体液免疫且可较长时间维持较高水平。


    当归多糖是中药当归的主要有效成分,由葡萄糖、阿拉伯糖和少量糖醛组成。张蓉研究了当归多糖对免疫应答的始动者DC的成熟和功能的影响,发现当归多糖不是直接作用于淋巴细胞,而是在体内首先作用于非特异性免疫细胞如DC使其得到活化、功能增强,再作用于各种免疫效应细胞;能够使DC的膜表面分子(CDla、CD86、HLA-DR)的表达增加,间接的对T细胞的活化有一定的影响。
    天然植物中提取的皂甙也具有佐剂活性。研究发现其能够与细胞膜上的胆固醇形成复合物 ,是抗原强有力的免疫佐剂。机理包括促进T 、B淋巴细胞增殖 ,提高N K 细胞的杀伤活性 ,增强巨噬细胞吞噬能力及其代谢功能;诱导产生特异性M HC- I抗原限制性CTL ;刺激分泌多种细胞因子 ,如IL-10、IL-4、IFN-γ、IL-2、IL-8、TNF-α ;提高动物机体对抗原的特异性抗体水平,刺激产生IgG 1、IgG 2a和IgG 2b抗体亚类。皂甙发挥佐剂活性的特点是诱导一个平衡的Thl/Th2反应。研究表明皂甙对猪丹毒疫苗、奶牛金黄色葡萄球菌疫苗、猪细小病毒疫苗 、鸡新城疫疫苗 、禽流感疫苗、口蹄疫疫苗均有显著的佐剂作用,并且主要增强IgG2免疫反应。同时研究还发现皂甙和氢氧化铝铝胶混合具有协同发挥佐剂作用。
    此外,储岳峰等研究了九种中药成分对小鼠免疫力的影响,结果表明:人参皂甙、蜂胶黄酮、黄芪多糖、淫羊藿黄酮、淫羊藿多糖都能显著地直接或协同ConA刺激脾和外周血淋巴细胞增殖,也能显著增加LPS诱导的脾淋巴细胞增殖活性和显著升高体外培养的小鼠脾淋巴细胞产生的IgG水平;当归多糖能协同ConA和LPS的诱导活性,提高小鼠脾淋巴细胞体外培养系统的IgG水平;黄芪皂甙能直接和协同LPS刺激淋巴细胞增殖,板蓝根多糖能促进LPS的诱导活性。
  纳米佐剂
    纳米佐剂是用纳米级的粒子材料制成的佐剂。目前应用于佐剂领域的纳米材料包括氢氧化铝、磷酸钙和壳聚糖等等。纳米佐剂的优势在于吸附能力强、缓释功能好 、具有很好的靶向性和稳定性。与抗原结合后免疫动物,可以提高抗原递呈细胞对抗原的摄取、加工和提呈能力;诱导抗原通过MHC-I途径产生CD8+T细胞免疫应答;还可以促进组织细胞释放细胞因子来增强细胞免疫应答。此外,纳米佐剂与多肽抗原或DNA疫苗连接后,可以避免常规佐剂载体效应的发生,起到保护抗原的作用。Singh D等探索聚乳酸一羟基乙酸(PLGA)纳米佐剂潜在的免疫原性,将布氏杆菌的免疫显性抗原蛋白L7和L12包裹于PLGA中,对抗布氏杆菌,初次免疫后即可产生高水平的IgG抗体水平,促进Thl型细胞因子尤其是IFN-γ的分泌。Fifis等通过大量的动物试验证明,羧化聚苯乙烯纳米球吸附抗原后免疫动物,主要诱导产生CD8+T细胞免疫应答。
  展望
    理想的兽用疫苗佐剂应当有这样一些特征:对于特定的动物,要保证副作用最小;佐剂作用要持久稳定;生产成本要尽量低;产生的免疫应答应适当,也就是说细胞或体液免疫的强度要能达到保护要求;不同用药途径产生的不同毒副作用都应当研究清楚并注明。
    合理选择和使用佐剂不但可以节约抗原的使用量,还可以迅速刺激免疫系统,增强免疫应答。对佐剂的研究一直是疫苗研究过程中的重要环节,理想的佐剂应该是对动物机体的细胞或体液免疫均有有效的激发作用、作用持久稳定、免疫次数减少、副作用小,同时便于生产和易于注射。
    任何一种佐剂都有毒副作用,而且越有效的佐剂常常伴有越严重的毒副作用,所以佐剂与疫苗配合使用一定要注意在佐剂的优点和其产生的不利反应之问选取一个平衡点。随着研究的深入,今后兽用疫苗佐剂研究的方向应该是:一方面进一步从先天性免疫及获得性免疫方面对已知的佐剂作用机理在分子免疫水平进行研究,尽可能详细地掌握作用机理;另一方面寻找其他高效低毒的新型免疫佐剂。
    佐剂的研究是适应疫苗的应用发展的,不同的疫苗应用不同的佐剂,好的佐剂可以让疫苗的免疫功能发挥得更好,对动物的机体损伤也在安全范围内。在兽医临床应用的疫苗佐剂会随着养殖业的发展、养殖技术的发展而越来越受到人们的重视,现有的疫苗佐剂也在日新月异地适应着畜牧业发展的需要,更多功效好的疫苗佐剂还会不断涌现。

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