疫苗佐剂

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疫苗佐剂(Vaccine Adjuvant,源自拉丁语 adjuvare,意为“帮助”)是指在疫苗制剂中与 抗原 同时使用,能够非特异性地增强、延长或调节机体对该抗原特异性免疫应答的物质。
早期的佐剂(如 铝佐剂)被著名免疫学家 Charles Janeway 戏称为“免疫学肮脏的小秘密”(Immunologist's dirty little secret),因为其作用机制长期不明。随着 固有免疫 机制的揭示,现代佐剂已进入理性设计 (Rational Design) 时代。新型佐剂通常是 模式识别受体 (PRRs) 的激动剂(如 MPL, CpG, QS-21),它们不仅能提高抗体滴度,还能诱导特定的 T细胞 亚群(如 Th1细胞)应答,这对于开发针对胞内病原体和 癌症疫苗 至关重要。

疫苗佐剂
Vaccine Adjuvant (点击展开)
疫苗效力的倍增器
基本属性
所属学科 疫苗学, 免疫学
核心功能 抗原节约, 免疫调节
作用靶点 抗原呈递细胞 (APCs)
主要分类
无机盐类 铝佐剂 (Alum)
乳剂系统 MF59, AS03
分子激动剂 CpG, MPL, Poly I:C
递送系统 脂质纳米颗粒 (LNP)

作用机制:从“缓释”到“激活”

佐剂并非简单的填充剂,其作用机制经历了从物理化学到分子生物学的认知飞跃。


  • 1. 储存库效应 (Depot Effect): 传统观点(如铝佐剂)认为,佐剂吸附抗原后在注射部位形成储存库,缓慢释放抗原,延长免疫系统接触时间。现代研究表明此机制作用有限。
  • 2. 激活固有免疫 (Innate Activation): 现代佐剂的核心。
    铝佐剂: 造成溶酶体损伤,激活 NLRP3炎症小体,产生 IL-1β。
    分子佐剂: 直接结合 APC 表面的 Toll样受体(如 CpG 结合 TLR9,MPL 结合 TLR4),诱导共刺激分子(CD80/86)上调,促进抗原呈递。
  • 3. 免疫偏向调节 (Th1/Th2 skewing): 铝佐剂倾向于诱导体液免疫 (Th2细胞);而 CpG、MPL 和 QS-21 倾向于诱导细胞免疫 (Th1细胞),这对清除病毒和肿瘤细胞至关重要。

分类与进化:理性设计时代

随着对免疫机制的深入理解,佐剂已从经验性的“第一代”发展到靶点明确的“第三代”及组合佐剂系统。

类别 代表物质 特点与应用
铝佐剂 (Alum) 氢氧化铝, 磷酸铝 金标准。安全性高,诱导 Th2(抗体)反应强,但无细胞免疫 (CTL)。用于乙肝、破伤风疫苗。
乳剂佐剂 MF59 (鲨烯), AS03 水包油结构。招募免疫细胞,增强抗体反应。用于流感疫苗。
TLR 激动剂 MPL (TLR4), CpG (TLR9) 强效诱导 Th1细胞 和 CTL。是乙肝疫苗 (Heplisav-B) 和 HPV 疫苗的关键成分。
皂苷类 QS-21 源自南美皂树。能诱导强烈的 CTL 反应。常与 MPL 联用。
组合佐剂系统 AS01 (MPL + QS-21) GSK 的王牌佐剂。用于带状疱疹疫苗 (Shingrix),效力远超减毒活疫苗。

应用前沿:肿瘤疫苗的关键

肿瘤疫苗 研发中,单纯的肿瘤抗原(如 新抗原)免疫原性通常较弱,必须依赖强效佐剂:
打破耐受: 肿瘤微环境通常是免疫抑制的。需要 STING 激动剂或 TLR9 激动剂(如 CpG)来强行激活 DC,打破免疫耐受。
CTL 诱导: 只有能诱导 CD8+ T 细胞(细胞毒性 T 淋巴细胞)的佐剂(如 AS01, LNP)才能杀伤癌细胞。
LNP 革命: mRNA 疫苗中的 脂质纳米颗粒 (LNP) 本身就是一种具有佐剂效应的递送系统(Self-adjuvanted),其可电离脂质能诱导滤泡辅助 T 细胞 (Tfh) 反应。

       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Coffman RL, Sher A, Seder RA. (2010). Vaccine adjuvants: putting innate immunity to work. Immunity.
[点评]:经典综述,详细阐述了如何利用固有免疫机制(TLR, NLR)来理性设计佐剂,实现了从“炼金术”到“化学”的转变。

[2] Didierlaurent AM, et al. (2017). Adjuvant system AS01: helping to overcome the challenges of modern vaccines. Expert Review of Vaccines.
[点评]:解析了 AS01 佐剂系统(MPL+QS21)的协同机制,解释了为何 Shingrix 疫苗能取得 97% 的惊人保护率。

[3] Pardi N, et al. (2018). mRNA vaccines — a new era in vaccinology. Nature Reviews Drug Discovery.
[点评]:讨论了 LNP 载体不仅作为递送工具,其本身作为佐剂的特性在 mRNA 疫苗高效力中的作用。

           疫苗佐剂体系 · 知识图谱
上级学科 疫苗学免疫药理学
分子机制 Depot EffectPRR激活炎症小体
前沿代表 AS01 (Shingrix) • CpG (Heplisav-B) • LNP (mRNA疫苗)