铝佐剂

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铝佐剂(Aluminum Adjuvant,简称 Alum)是人类疫苗史上使用时间最长、应用最广泛、安全性记录最完整的疫苗佐剂。它主要由铝的无机盐(如氢氧化铝磷酸铝)以纳米晶体或凝胶形式构成。铝佐剂能有效吸附抗原,极大地增强体液免疫(抗体产生),诱导强烈的 Th2细胞 偏向性应答。然而,其诱导细胞免疫(特别是 CD8+ T细胞)的能力较弱,因此在应对胞内感染病原体和癌症疫苗方面存在局限性。现代研究表明,其作用机制涉及激活 NLRP3炎症小体

铝佐剂
Aluminum Adjuvant (点击展开)
疫苗佐剂的“金标准”
基本属性
主要成分 氢氧化铝, 磷酸铝
发明时间 1920年代 (Glenny)
免疫偏向 Th2细胞 (抗体主导)
核心机制 NLRP3炎症小体
临床应用
经典疫苗 乙肝, 白喉, 破伤风
新型应用 HPV疫苗 (Gardasil 9)
给药方式 肌肉注射 (IM)
局限性 缺乏 细胞毒性T细胞

机制解密:从储存库到炎症小体

长期以来,人们认为铝佐剂仅起到了“储存库”作用(Depot Effect),即在注射部位滞留抗原并缓慢释放。然而,现代免疫学研究颠覆了这一认知,证实其机制更为复杂的主动激活过程。


  • 1. 颗粒摄取: 铝盐以晶体颗粒形式存在,被抗原呈递细胞(如巨噬细胞、树突状细胞)吞噬后,导致溶酶体膜破裂。
  • 2. 炎症小体激活: 溶酶体内容物的泄露和胞内离子的改变激活了 NLRP3炎症小体,导致 Caspase-1 活化,进而剪切并释放成熟的 白细胞介素-1β (IL-1β)。这是铝佐剂免疫增强效应的关键信号。
  • 3. DAMPs 释放: 注射部位的细胞坏死会释放宿主 DNA 和尿酸,这些 损伤相关分子模式 (DAMPs) 进一步招募免疫细胞。
  • 结果: 铝佐剂创造了一个富含细胞因子(IL-4, IL-5)的微环境,强烈诱导 B细胞 分化和抗体生成。

免疫偏向:Th2 的王者,Th1 的短板

铝佐剂是典型的 Th2 型佐剂,这一特性决定了它的适用范围和局限性。

免疫维度 铝佐剂效应 临床意义
体液免疫 极强。高滴度中和抗体。 非常适合中和细菌外毒素(如破伤风白喉)和游离病毒(如乙肝、HPV)。
细胞免疫 (CTL) 微弱。几乎不诱导 CD8+ T 细胞。 不适合治疗性癌症疫苗或清除胞内慢性感染(如结核杆菌)。
抗体亚型 偏向 IgG1, IgE。 在极少数情况下可能与过敏风险相关(因 IgE 诱导)。

进化:组合佐剂系统

为了克服铝佐剂无法诱导细胞免疫的缺陷,现代疫苗研发策略常采用“铝佐剂 + 分子激动剂”的组合方式(Alum-based combination systems),以实现优势互补。

  • AS04 (GSK): 铝佐剂 + MPL (TLR4激动剂)。用于 HPV疫苗 (Cervarix) 和乙肝疫苗。MPL 的加入补充了 Th1细胞 应答。
  • Alum + CpG: 铝佐剂 + CpG (TLR9激动剂)。在临床试验中显示出比单用铝佐剂更强的免疫原性。
       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Glenny AT, et al. (1926). The antigenic value of toxoid precipitated by potassium alum. The Journal of Pathology and Bacteriology.
[点评]:铝佐剂的开山之作,奠定了其作为疫苗佐剂近百年的统治地位。

[2] Eisenbarth SC, et al. (2008). Crucial role for the Nalp3 inflammasome in the immunostimulatory properties of aluminium adjuvants. Nature.
[点评]:Richard Flavell 团队的里程碑研究,首次揭示了铝佐剂通过激活 NLRP3 炎症小体发挥作用的分子机制。

[3] Marrack P, McKee AS, Munks MW. (2009). Towards an understanding of the adjuvant action of aluminium. Nature Reviews Immunology.
[点评]:全面回顾了铝佐剂的机制争议,从“储存库”效应到直接细胞激活,是理解铝佐剂现代免疫学机制的必读综述。

           佐剂技术体系 · 知识图谱
上级分类 疫苗佐剂无机盐佐剂
下游通路 NLRP3炎症小体IL-1βTh2细胞 (分化)
竞争/协同 MPL (协同形成AS04) • CpGMF59 (竞争)