疫苗免疫佐剂PPT课件.ppt

疫苗免疫佐剂 Vaccineadjuvant 1 Vaccineadjuvant 自从1925年法国免疫学家Ranmon发现在疫苗中加入某些与之无关的物质可以特异性地增强机体的免疫反应以来 至今免疫佐剂的发展已近80年 特点 佐剂本身可以有抗原性 也可以不具备抗原性 2 Vaccineadjuvant 一 佐剂 Adjuvant 能非特异性地增强机体对抗原的特异性免疫应答 发挥辅佐作用的物质 佐剂作用 使抗原缓慢释放延长抗原在体内停留时间扩大抗原的表面积促进局部的炎症反应增强吞噬细胞的吞噬与抗原提呈 3 vaccineadjuvant 二 佐剂的类型 油水乳剂 矿物油 乳化剂微生物及代谢产物 脂多糖 分支杆菌 霍乱毒素等细胞因子 白介素 干扰素等脂质体 胆固醇类蜂胶 蜂蜜人工合成 胞壁酰二肽 4 vaccineadjuvant 1 具备免疫原性的佐剂 如卡介苗 枯草分枝杆菌 短小棒状杆菌 百日咳杆菌 脂多糖 细胞因子等 2 不具备免疫原性的佐剂 如氢氧化铝佐剂 磷酸铝 磷酸钙 石蜡油 羊毛脂 表面活性剂 藻酸钙 多聚核苷酸 胞壁肽等 5 vaccineadjuvant 应用最多的是福氏佐剂 细胞因子佐剂 1 福氏佐剂 完全福氏佐剂 石蜡油 羊毛脂 卡介苗 不完全福氏佐剂 石蜡油 羊毛脂 两种 2 细胞因子佐剂 细胞因子佐剂与抗原合用 可有效激发机体的免疫功能 IL 2 IL 1 IFN IL 12 GM CSF 经典的铝盐佐剂 在提高抗体水平和安全方面已获得长期的实践证实 人类疫苗基本采用此佐剂 6 vaccineadjuvant 三 新型佐剂油 水乳剂型 颗粒型 微生物衍生物型佐剂 7 vaccineadjuvant 油 水乳剂型佐剂 MF59 AS02 Montani2deISA251和ISA2720 是一类油包水或水包油型乳化剂 MF59是在高压条件下将鲨烯与Tween80和Span85混合后进行微流化进而形成均一的小滴状乳液 AS02是一种含有单磷脂A MPL 和皂角苷 QS221 的油包水乳剂 能诱导强烈的抗体应答并伴有Th1型和CTL反应 8 Vaccineadjuvant 颗粒型佐剂 将抗原输送系统与疫苗抗原复配或融合后形成颗粒状物质 显微镜下呈颗粒状 铝盐氢氧化铝 磷酸铝等的不溶性胶状沉淀 颗粒大小100 1000nm 免疫原通过静电与胶结合 安全性佳 靶向良好 贮存作用中等 诱导强Th2应答 常见强IgE应答 但诱导CTL和CM1作用很弱 价廉 易制备 9 Vaccineadjuvant 新型颗粒型佐剂种类 病毒颗粒 virosome 聚乙交酯 PLG 微粒免疫刺激复合体 immuneresponsestimulatincompISCOMs 脂质DC Chol 10 Vaccineadjuvant 病毒颗粒 是一种具有免疫增强作用的重构病毒样颗粒 是由病毒表面糖蛋白与磷脂嵌合形成的150nm脂蛋白体 聚乙交酯 PLG 微粒 生物可降解和生物相容性的PLG是研究颗粒佐剂的主要材料 既可包裹抗原蛋白实现蛋白疫苗的投递 有效控制抗原的释放 也可作为DNA疫苗的有效佐剂 ISCOMs微粒 皂苷 胆固醇和磷脂组成的复合物 形成直径约40nm球型结构 结构内的皂苷与胆固醇结合而不与细胞膜表面结合 已用于兽用疫苗 脂质 胆固醇 DC Chol 胆固醇和磷脂组成的单层或多层脂双层膜囊结构 亲脂及两性分子与膜结合亲水分子包在膜内 脂质体将可溶性抗原转变成颗粒性抗原 其粒径大小 电荷和抗原结合能力可随不同组份比例而变化 11 Vaccineadjuvant 非颗粒性佐剂胞壁酞二肽及衍生物 MDP 分枝杆菌肽聚糖中具佐剂活性的部分 MDP为致热原 与其人工合成而无毒性的衍生物都可诱导IL 1 亲水性衍生物倾向刺激Th2 而亲脂性衍生物倾向刺激Th1 12 Vaccineadjuvant 非离子阻断共聚物 由疏水的聚氧丙烯和聚氧乙烯侧向联接而成 后者占5 20 分子量2500 12500 用作添加剂加入w o或o w的油相中能促进双性分子提呈 也有免疫调节作用 但不能生物降解而致注射局部反应 13 Vaccineadjuvant 皂昔系 从皂树Quillajasaponaria 树皮提取的三菇类混合物 QuillaA和spikoside为其部分纯化物 为精制物 皂昔能诱导对某些蛋白强和应答 中等应答 可能是由于生成了蛋白一皂昔混合小体的结果 QuillaA已广泛用作兽用佐剂并提议用于人体 它价廉 安全 配制简单 细胞因子一般为分子量约20KDa 14 Vaccineadjuvant 碳水化合物聚合体 甘露醇 b 3葡萄糖聚合物 与免疫原混合或结合可用作人疫苗佐剂刺激DC 诱导Th1应答 多糖衍生物系 高分子量硫酸葡聚糖或二乙氨乙基 DEAE 葡聚糖 已用于兽用疫苗 15 Vaccineadjuvant 霍乱毒素及其亚单位 大肠杆菌不耐热毒素及其亚单位 在动物实验中显示粘膜佐剂活性 它们可能是通过GM1神经节苷脂受体靶向作用和刺激内源性腺昔酸环化酶活性而起佐剂作用 16 Vaccineadjuvant 微生物衍生物型佐剂 微生物的核酸类 CpG寡脱氧核苷酸 CpG2ODN 佐剂 非核酸类佐剂单磷脂A MPL OM2174 不耐热肠毒素 LT 及其突变体等 17 1 CpG ODN佐剂CpG ODN是指一些以非甲基化的CpG序列 CpGmotif 为核心的人工合成寡聚脱氧核苷酸 oligodeoxynucleotides ODN 源于细菌DNA和特定序列反义寡核苷酸 ODN 的免疫刺激作用 含有特定未甲基化的胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸 CpG 序列 未甲基化核苷酸细菌DNA序列是DNA具有免疫学活性关键 能给免疫系统提供一种危险信号 易被机体免疫系统的细胞识别 免疫系统通过对这些特定序列的识别 来诱发针对外源性DNA的免疫应答 18 Vaccineadjuvant CpG ODN 含有GTCGTT模体的CpG寡核苷酸 对人淋巴细胞具有良好的刺激活性 能直接激活单核细胞 巨噬细胞 树突状细胞等抗原提呈细胞 引起这些细胞分泌IL 12 TNF 等Th1型为主的细胞因子 并刺激MHC I与MHC II类抗原表达增加 IL 12协同下激活NK细胞 激活的NK细胞杀伤活性增强 并分泌IFN IFN 激活B细胞增殖分化分泌IL 6 IL 10等细胞因子和表达MHCII B7 1 B7 2等表面分子 阻止B细胞的凋亡 是一个新的不依赖于T细胞的激活途径 19 Vaccineadjuvant 2 MPL和OM2174均属于细菌脂多糖成分 MPL 来源于明尼苏达沙门菌的脂多糖 含有6个脂肪酸 OM2174 是一种经化学方法减毒的脂质A衍生物 仅保留了3个脂类分子 且纯度高 可溶于水 4 下能稳定保存5年 LT 来自于大肠杆菌属于细菌肠毒素 具有较强的粘膜佐剂活性 20 1984年Tokunaga最先发现结核分支杆菌的核酸具有抑制肿瘤的功能 之后的许多研究表明 很多细菌 病毒 非脊椎动物的DNA均有激活NK细胞和诱导干扰素分泌的生物学活性 1 TokunagaT YamamotoH Shimada etal AntitumoractivityofdeoxyribonucleicacidfractionfromMycobacteriumbovisBCG I Isolation physicochemicalcharacterizationandantitumoractivity JNatlCancerInst 1984 72 4 955 962 21 Yamamoto等发现 具有这一功能的DNA多以CpG为核心 属短非表达特异重复序列 通过不同基因的克隆和人工合成单链寡核苷酸等方法证明具有免疫激活作用的寡核苷酸特异序列是 AGCGCT AACGTT等 这些序列均有CpG基序 其中的CpG特征结构以未甲基化的CpG二核苷为核心 5 端两个嘌呤 3 端两个嘧啶 即5 PuPu CpG PyPy 3 序列2 YamamotoS YamamotoT TokunagaT etal DNAfrombacteria butnotfromvertebtates inducesinterferons activitysnaturalkillercellsandinhibitstumorgrowth J MicrobiolImmunol 1992 36 9 983 997 22 3 司兴奎 陈建红 张济培 等 CpG寡脱氧核苷酸的免疫刺激特性及应用研究进展 动物医学进展 2008 29 7 71 75 CpG DNA可诱导强烈的Th1型免疫应答 增加细胞的T淋巴细胞 CTL 的活性 是一种强有力的DNA疫苗免疫佐剂 23 大肠杆菌JM109细菌基因组DNA CpG DNA小鼠和人中有良好刺激作用的最适序列ODN 1826 GACGTT 和ODN 2006 GTCGTT 在大西洋鲑中有刺激活性的ODN 1670 AACGTT 对于具有免疫刺激活性 CpG DNA序列ODN 1670 5 AACGTT 3 CpG1670 含有一个ODN 1670 5 ACCGATAACGTTGCCGGTGACG 3 1670 D 含有两个ODN 1670 序列分别为 5 ACCGATAACGTTGCCAACGTTGGT 3 24 Vaccineadjuvant 新型佐剂的免疫途径与方式传统疫苗佐剂的投递主要是注射途径 类型单一 新型疫苗佐剂 投递途径多样 组成形式各异 佐剂活性更强 免疫重点突出等特点 注射途径型佐剂 粘膜途径型佐剂 两者兼备型佐剂 25 Vaccineadjuvant 油 水乳剂型佐剂 以注射投递途径为主 包括MF59 QS21 AS02以及Montanide等水包油或油包水型佐剂 这类佐剂通过肌肉或皮下注射接种来增强疫苗抗原的免疫原性 诱导特异的抗体反应 激发Th1型细胞因子 IFN2 IL 2等 产生较强的CTL反应 形成短暂性剧痛 引起局部强烈的炎症反应 内源性细胞因子 如IL 2 IL 12 GM CSF等 主要通过注射途径进行接种 所引发的免疫应答类型与油 水乳剂型佐剂相似 26 Vaccineadjuvant 单纯的粘膜途径型佐剂 LT和LT突变体为主 诱导以粘膜免疫为主的应答反应 分泌特异性sIgA 也可产生系统性免疫应答 虽然强度较注射途径弱 具有投递简便 无创伤等显著优点 单一的注射途径或粘膜途径型佐剂在疫苗设计与使用上存在一定局限性 具备两种投递功能的新型疫苗佐剂 不同的免疫途径下 既可诱导出系统免疫应答 也可产生粘膜免疫效果 既有体液免疫也有细胞免疫 达到免疫预防和免疫治疗的目的 27 Vaccineadjuvant 新型佐剂的灵长类动物的临床前试验乳剂型佐剂 QS221 AS02 ISA251等 内源性免疫调节剂 IL 12 DC 以及微生物衍生物型佐剂 LT 已进入 期临床试验 微粒型佐剂 PLG ISCOMs DC chol等 和多数微生物衍生物型佐剂 OM 174 CpG ODN等 正处于 期临床试验阶段 MPL已开始 期临床试验研究 28 Vaccineadjuvant MontanideISA佐剂 油包水或水包油乳剂ISA51和ISA720 已有超过4000人接种过以此为佐剂的各种疫苗抗原来进行临床试验 佐剂常用于肿瘤疫苗和HIV疫苗的研究 可诱导强烈的抗体应答和细胞免疫 但仍有个别试验者在接种ISA720后出现较强的局部副反应 反应出现频率具有抗原或剂量依赖性 29 Vaccineadjuvant DC Chol新型脂质免疫刺激剂用于幽门螺杆菌 H pylori 和HIV疫苗的 期临床试验 结合H pylori尿素酶抗原免疫健康人群 结合HIVtat抗原对接受过抗逆转录病毒治疗的HIV感染阳性志愿者进行免疫 结果表明DC Chol可激发机体产生特异性免疫应答 应答水平高于单独抗原免疫组 30 Vaccineadjuvant 酪氨酸MPL和L 酪氨酸一种替代性佐剂 可激发机体产生Th1型免疫应答和高水平特异性IgG 可有效地诱导机体快速脱敏 舌下途径投递L 酪氨酸 MPL结合也可获得有效的脱敏效果 31 Vaccineadjuvant CpG ODN佐剂以CpG ODN为佐剂进行乙肝疫苗的I期临床试验中 CpG可迅速刺激机体产生高滴度特异性抗体 而无CpG佐剂的对照组却未见高水平抗体产生 CpG佐剂可通过细胞表面TLR受体来发挥佐剂效应 同时可与其他作用机制的佐剂发挥协同效应 32 Vaccineadjuvant AS02佐剂 含有MPL和QS221的乳剂 佐剂已在结核病 乙肝 癌症 疟疾和HIV疫苗中进行了临床试验 主要的副反应包括全身寒战 肌痛 头痛和局部疼痛 疟疾RTS S抗原与AS02佐剂结合 疟疾疫苗 期临床试验中 采用对1 11岁儿童进行免疫接种 产生良好的持续性的抗体应答 副反应 轻微疼痛 呕吐等 具有剂量依赖性 发生频率也可接受 正在进行 b期临床试验 33 Vaccineadjuvant 佐剂临床试验中存在的问题 34 关于疫苗中氢氧化铝佐剂研究进展的警示 近来动物模型和人体研究表明氢氧化铝佐剂具有造成自身免疫和自身免疫性疾病的能力 氢氧化铝本身具有免疫原性 氢氧化铝佐剂增强抗原的局部免疫反应 使T辅助细胞和肥大细胞的趋化因子等细胞因子释放 接种疫苗后尿酸等相关分子被释放 高浓度的尿酸可形成尿酸钠晶体 并被细胞吞噬和溶酶体分解 这将导致组织蛋白酶B的释放 可以直接或间接激活细胞内NALP3炎性系统和caspase 1 这样 氢氧化铝佐剂刺激产生和分泌了如IL 1B IL 18和IL 33等细胞因子 氢氧化铝佐剂还可提供对抗原的物理性保护和辅助抗原转运至引流区域的淋巴结 这将使抗原对免疫系统具有更长时间的曝露 增加B和T细胞的产生和激活 并作出更强力的反应 佐剂对获得性免疫反应的作用是通过NALP3炎性系统激活介导产生的 促成和诱导T辅助2 TH2 细胞反应性和活性 如IL 4和IgE的产生 YehudaShoenfeldandNancyAgmon Levin ASIA eAutoimmune inflammatorysyndromeinducedbyadjuvants JournalofAutoimmunity 36 2011 4 8 35 36 JournalofInorganicBiochemistry105 2011 1457 1463由氢氧化铝引起的巨噬细胞性肌筋膜炎相关的认知机能异常病人的长期跟踪研究 法国报告30例病例由含氢氧化铝佐剂的免疫制剂注射导致的巨噬细胞性筋膜炎相关的认知障碍巨噬细胞性筋膜炎是由于早先氢氧化铝佐剂疫苗在局部注射后导致巨噬细胞内长期 持续性积聚氢氧化铝而出现的特殊肌肉损伤 主要受累人群为中年成人 主要症状 播散性麻痹 慢性疲劳和认知机能障碍特征 额叶 dysexecutive 综合症 视觉记忆 visualmemory 双耳听力测试左耳失聪 37 38 应用氢氧化铝佐剂建议关于氢氧化铝佐剂所致的不良反应已有较多的报道 我国应引起重视 对发现的相关病例应进行因果分析 应认真评估疫苗中使用氢氧化铝佐剂的风险 利益 建议对于不加佐剂即能产生有效保护的疫苗 不应为了降低疫苗抗原使用量而以加佐剂增强 更不应为降低成本而使用佐剂 使用氢氧化铝佐剂的疫苗 应关注最低有效添加量 特别是吸附率 多余的游离铝应加以严格控制 对于必须使用佐剂的疫苗 应研究安全的新型佐剂 39 Vaccineadjuvant 油包水佐剂 在1945 1960年疫苗研究中广泛应用的福氏不完全佐剂 有强烈的免疫作用 但是导致脓肿发生大量增加而最终于1960年后期被终止使用 ISA720和ISA51与抗原乳化的研究表明 这种乳化剂完全可能保持持续的安全性 乳化物颗粒大小具有良好的可控性 抗原的使用剂量可限制至低量 在乳化剂中稳定存在 抗原与油包水佐剂乳化形成的严格质量控制可确保其在临床试验期间不会发生任何变化 避免产生不良后果 40 Vaccineadjuvant 临床试验设计佐剂为新研发的佐剂 需要单独设立佐剂对照组 疫苗的安全性 免疫原性或有效性 疫苗有效性试验 设立类似的对照组 确定对疫苗的疗效评价客观公正 41 Vaccinea