疫佐剂及其应用.pptx

免疫佐剂及其应用 Immunological adjuvant and its application 内容 佐剂的产生与 发展 佐剂的基本概 念 佐剂的作用机 制 佐剂的分类 佐剂的生物学 作用 理想佐剂的标 准 佐剂的发展趋 势 常见佐剂 佐剂的产生与发展 1 “佐剂（Adjuvant）”来源于 拉丁文Adjuvare（帮助）。 1925年，法国兽医免疫学家 Gaston Ramon最早发现淀 粉、木薯粉或琼脂等具有增强 疫苗免疫效应的作用，并首次 用“Adjuvant”来描述这种物 质。 1926年，Glenny最先将铝盐 作为佐剂应用于兽用白喉外毒 素疫苗，为铝佐剂（如氢氧化 铝、磷酸铝等）的广泛应用奠 定了基础。 1951年，Freund将液体石蜡 与羊毛脂按照一定比例混合后 研制的油包水型弗氏佐剂已成 为实验室免疫研究的经典佐 剂。 佐剂的基本概念 2 佐剂（佐剂（AdjuvantAdjuvant）是指先于抗原或与抗原混）是指先于抗原或与抗原混 合同时注入动物体内合同时注入动物体内, ,能非特异性地改变或增强能非特异性地改变或增强 机体对抗原的特异性免疫应答机体对抗原的特异性免疫应答, ,而自身并无免疫而自身并无免疫 原性且不能引起免疫应答反应的一类物质。原性且不能引起免疫应答反应的一类物质。 佐剂的生物学作用 3 1.增强抗原的免疫原性，使无免疫原性或仅有微弱免疫原性的物 质变成有效的免疫原 2.增强机体对抗原刺激的反应性，可提高初次应答和再次应 答所产生抗体的滴度 3.改变抗体类型，使由产生IgM转变为产 生IgG 4.引起或增强迟发型超敏反应 理想佐剂的标准 4 无致癌性 不含与动物有 交叉反应的抗 原物质 纯度高、稳 定性好 有一定的吸附 力 在动物体内 能被降解吸收 不应诱发 自 身超敏反应 无毒性 佐剂的作用机制 5 抗原贮存库效应抗原贮存库效应 增加抗原表面积增加抗原表面积 促进局部的炎症反应促进局部的炎症反应 佐剂的分类 6 颗粒型佐剂，如铝盐类 佐剂 非颗粒型佐剂，如CpG序列 微生物及其组分，如LPS 非微生物物质,如中药免疫佐剂佐剂 物理性质 贮存型佐剂，颗粒型佐剂大多属于此类 非贮存型佐剂，非颗粒型佐剂大多属于此 类 生物学性质 体内停留的时 间 佐剂的种类丰富, 分类的方式也很多，许多佐剂有重叠和多样的生物学活性，还有一些佐 剂由多种成分配制而成，不能简单地将其归类，所以佐剂的分类并没有明显的界限和标 准。 7 常见佐剂 铝盐佐剂 弗氏佐剂 微生物及其代谢产物佐剂 革兰氏阴性菌外膜脂多糖(LPS) 分枝杆菌及其组分 CpG 寡核苷酸(CpG ODN) 微粒抗原递送体系 脂质体（LIP） 免疫刺激复合物(ISCOM） 细胞因子 天然来源佐剂 蜂胶佐剂 中药免疫佐剂 8 铝盐佐剂铝盐佐剂 铝铝盐佐剂盐佐剂 铝盐佐剂是一类含Al3+的无机盐,主要包含氢氧化铝胶、磷酸铝和 明矾等，通过运用氢氧化铝或磷酸铝,抗原被结合到一个不溶的凝胶样 沉淀剂上,或者通过相互电作用形成直径0.11m的凝胶粒子，已有 70多年的应用历史，是现在唯一被FDA批准的人、兽均可应用的佐 剂。 9 铝盐佐剂 作用机制作用机制 传统认为，铝盐佐剂是典型的短期贮存库，它将抗原包裹于注射部 位并缓慢释放，以提供对免疫系统的持续刺激，从而提高抗体滴 度。然而，近期研究表明抗原贮存库效应似乎并不是影响铝盐佐剂 作用的重要因素，多数抗原在肌内注射给药后数小时内即从注射部 位扩散，而铝佐剂的加入并不能增加所吸收抗原的半衰期 。铝佐剂 确实可以在注射部位介导纤维蛋白依赖性淋巴结的产生，但是这些 淋巴结在佐剂作用中并不重要。现在的研究其更倾向于铝佐剂在注 射部位创造一个免疫活性环境来促进增强抗原特异性免疫应答， 并 且这种作用是局部的、特异的、短暂的。 10 铝盐佐剂 优点与不足优点与不足优点与不足优点与不足 优点：优点：良好的吸附作用，能够将可溶性抗原吸附于铝佐剂分子表面 ；良好的沉淀剂，可以浓缩抗原，减少注射剂量；成本低廉、使用 方便、安全无毒，是兽医生物制品中应用最广的一种佐剂。 不足：不足：铝盐佐剂仅能诱导体液免疫,不能产生细胞免疫；通过皮 下或皮肤内注射而不是肌肉内注射的路径时通常会产生肉芽肿；能增 加了 IgE 的产生、变态反应和可能的神经毒性 11 铝盐佐剂 应用应用应用应用 广泛应用于兽用疫苗，特别是菌苗以及其他以抗体为保护性免 疫的疾病疫苗，已批准的含铝佐剂疫苗包括DTP、无细胞百日 咳疫苗DTP(DTaP)、b型流感杆菌(HIB)疫苗(不是所有的)、乙 型肝炎(HB)疫苗,以及所有的DTaP、HIB或HB的联合疫苗。还 包括甲型肝炎疫苗、莱姆病疫苗、炭疽疫苗和狂犬病疫苗。 12 弗氏佐剂 弗氏佐剂弗氏佐剂 弗氏佐剂(FA)是一种油乳佐剂（由矿物油、乳化剂及稳定剂按一定比例混合制备而成） 包括弗氏完全佐剂（FCA）和弗氏不完全佐剂（FIA）两种。FIA中含有低粘度的矿物 油和乳化剂，而FCA则是在FIA基础上再加入一定量的结核分支杆菌。 13 弗氏佐剂 作用机制作用机制作用机制作用机制 抗原”贮存库“效应。FCA是标准的诱生体液和细胞免疫佐 剂，可诱导 Th1 型细胞因子，能够促进 IgG 的产生，抑制 IgM 的产生，从而抑制免疫耐受的产生，推迟超敏反应， 增加移植排斥，促进抗肿瘤作用。FIA 则是典型的只诱导 Th2 型细胞因子、诱生抗体的佐剂。 14 弗氏佐剂 优点与不足优点与不足优点与不足优点与不足 FA的高度佐剂活性是其它佐剂难以相比的,因而广泛应用于科学 研究工作中，但矿物油不能被代谢，毒性太大，因此会产生一 系列的副作用：包括注射部位的炎症反应、肉芽肿、溃疡和发 热等。另外，乳化剂的毒性也必须注意。 15 弗氏佐剂 应用应用应用应用 矿物油乳佐剂毒性太大一般不能用于人类疾病预防的疫苗（尽管它们 可以用于某些能够承受这些毒副作用的癌症患者），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。 随着乳化技术的进步，油佐剂中所应用的油成分逐渐降低( 5%)，或 者选择可代谢油取代矿物油来制备更为安全、稳定、有效的免疫佐剂。 MF59 由角鲨烯、Tween-80 和Span-85 等组成，既可以刺激产生体 液免疫也可以产生细胞免疫，已广泛用于各种亚单位疫苗佐剂，为继铝佐剂 之后唯一被批准的人用佐剂。它对各种动物和各年龄段的人均可以产生高于 铝佐剂水平的抗体，用量少、毒性极低。 16 微生物及其代谢产物佐剂 微生物及其代 谢产谢产 物佐剂剂 革兰氏阴性菌 外膜脂多糖 (LPS) 分枝杆菌及其 组分 CpG 寡核苷酸 (CpG ODN) 17 革兰氏阴性菌外膜脂多糖(LPS) LPS它可激活 T 细胞和B细胞，对体液免疫和细胞免疫均具有佐剂作用，并可以提高 蛋白对多糖抗原的免疫应答。但是，他们也表现出较强的毒性作用，这种毒性作用是由巨噬 细胞释放的 IL-1 和 TNF 介导的。 LPS 中起佐剂效应的主要成分是类脂A。在酸性条件下，类脂 A 可以被水解得到单磷 脂 A (MPL)，该复合物保持了类脂 A 的佐剂活性并降低了毒性作用。作为 Th1型佐剂， MPL 在人和动物研究中显示出了可以接受的安全性。目前，MPL 已经在大量的人类试验中 作了评估，而且已经被用于一些疫苗制剂比如作为乙型肝炎和 HSV-疫苗制剂。目前， MPL 已经用于 HPV 疫苗佐剂。 18 分枝杆菌及其组分 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是早期应用 成功的一种。分支杆菌经化学和物理方法处理，可以获得具有佐剂活性的成 份，包括 MDP、MTP、蜡质 D 等。以结核杆菌为主的分枝杆菌菌体的活性 因子存在于细胞骨架(CWS)中，含有 CWS 的 FCA 佐剂，能够刺激产生的 循环抗体量增加，诱导细胞免疫形成，并能够持续相当长的时间。 19 CpG 寡核苷酸(CpG ODN) CpG ODN 是指一类以非甲基化的胞嘧啶和鸟嘌呤核苷酸为核心的寡聚脱氧核糖核苷 酸。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，激发粘膜免疫反应。 CpG序列作为免疫佐剂有如下特点：与氢氧化铝佐剂具有协同作用； 一些不能 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。 目前，CpG作为人乙肝疫苗佐剂已进入临床试验。人工合成的 CpG 寡核苷酸，精炼 了细菌DNA 的有效成分，具有增强细胞免疫和体液免疫的双重作用，是一种具有潜力的新 佐剂，特别是在抗过敏性疾病、肿瘤和传染病等方面具有广泛的应用前景。 20 微粒抗原递送体系 脂质体（LIP） 免疫刺激复合物(ISCOM) 细胞因子 21 脂质体（LIP） LIP 是人工合成的双分子层的单层磷脂或多层可溶性物质隔开的呈同 心圆的微环体脂质小囊，可包裹各种物质及疫苗。该载体主要由磷酸类脂、 胆固醇、胺等组成的单层或多层双分子夹水结构，既是抗原也是免疫佐剂， 能长久的将抗原传递给免疫细胞，增强机体的体液免疫应答和细胞免疫应 答。 LIP 既无毒性， 无免疫原性，在体内可降解，损伤小，但稳定性较差 ，制备过程中要求一定的技术性，费用高等，导致脂质体的应用还主要集中 在医学研究方面，在兽医疫苗研究中的应用前景还具有一定的不确定因素。 22 免疫刺激复合物(ISCOM) 免疫刺激复合物由脂类、胆固醇、抗原及皂苷Quil-A（从南美皂树树皮中筛选）组成 的笼状结构，形成类似膜表面抗原构造,使可溶性抗原变为颗粒性抗原, 加强抗原的粘附性和 机体的吞噬作用。 ISCOM刺激产生粘膜免疫，可预防通过黏膜的致病微生物。ISCOM 具 有产生全面免疫应答的能力且产生有效免疫所需的抗原很少，使其有可能成为多价亚单位疫 苗的有效佐剂。目前用免疫刺激复合物技术来制备各种兽用的细菌、病毒和寄生虫疫苗已有 大量研究，适用于豚鼠、猪、牛、狗、兔和绵羊等多种动物。 ISCOMATRIX与ISCOM具有相似的结构，将抗原与ISCOMATRIX相连接构成疫 苗。ISCOMATRIX佐剂的前景在于其持久稳定性以及诱导体液免疫的速度快的特点，适宜 大的生产规模。目前，正在尝试将ISCOMATRIX佐剂用于丙肝、流感以及肿瘤疫苗中。 23 细胞因子 细胞因子是具有重要生物学活性的细胞调节蛋白，可以保护机体免受病毒、细菌和寄 生虫的侵袭，对肿瘤免疫和临床应用也有增效作用。 白细胞介素 12(IL-12)、IL-2、IFN-、粒细胞 - 巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF) 等，在增强细胞毒性 CTL、自然杀伤细胞活性和募集抗原提呈等方面有着重要作用，是促 进 CTL 免疫应答的最佳细胞因子环境。 IL-12，在体内它主要参与机体的细胞免疫应答，诱导 Th0 细胞向 Th1 细胞分化， 同时激活 NK 细胞的杀伤功能，刺激其分泌 IFN-，增强裂解活性，具有重要的免疫调节 和抗肿瘤作用。其最大特点是在极低浓度时即具有显著活性，高于 IL-2 和 IFN。 细胞因子用于佐剂的不足是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。 24 细胞因子 IFN 的生物活性主要表现在抗病毒、免疫调节、抑制细胞分裂及抗肿瘤等方面。在免 疫调节方面，IFN 能够增强 T 细胞、B 细胞和 NK 细胞的活性。IFN 的分子质量小，可以 自由出入细胞，作用无特异性.目前，我国已开发研制成功猪白细胞干扰素。该制品是用鸡 新城疫病毒诱导健康猪白细胞所制成，用于防治猪流行性腹泻。 细胞因子用于佐剂的不足是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。 25 天然来源佐剂 u蜂胶佐剂 u中药免疫佐剂 26 蜂胶佐剂 蜂胶是一种天然免疫增强剂和刺激剂，本身无抗原性 和过敏性，毒性较小，有增强补体功能，可增强免疫功能 细胞和吞噬细胞数量，促进抗体产生，进而增进机体免疫 功能。具有广谱抗病毒、抗细菌和抗霉菌作用。 27 中药免疫佐剂 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。植物类和动物类共有200余种中药具有免疫增强作用。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