疫苗与自动免疫的重要性

相对于急性或者慢性疾病的治疗，注射常用疫苗是种性价比高并且有益健康的预防方法。然而，并不是所有的疫苗像针对天花（牛痘）的疫苗那样都是有效且容易给药的。通常，在注射个纯的抗原时，抗原没有在注射部位被吸收，那么免疫反应就失败了。为了帮助免疫系统识别抗原，在疫苗研发和生产过程中，将佐剂加入到抗原中。近几年来，研究人员直于阐明佐剂在免疫效应中发挥作用的机制。截至到2013年，常用的“资深”佐剂明矾的作用机制被发现。明矾似乎具有多条作用途径，且每条作用途径都能够独立提高抗原的免疫反应。而油基佐剂油基佐剂（如弗式佐剂、原始型等）通常存在于些兽用疫苗的制剂中。不弗式佐剂（IFA）含有水包油乳剂，而弗式佐剂（CFA）含有被杀死的分枝杆菌。添加到佐剂中的分枝杆菌能够吸引巨噬细胞和其他细胞到注射部位，这增强了免疫应答。因此，弗式佐剂通常用于初次的疫苗接种，而不弗式佐剂适用于加强免疫。制药公司正在开发些新型的水包油乳剂，如MF59（Novartis），AS03（galxosmithkline），Advax（Vaxine Pty），和QS-21 /免疫刺激复合物（见后文）。病毒体由于广泛使的明矾佐剂可以诱导局部炎症，在过去的二十年里，已经研究了多种用于提高明矾佐剂的应用能力的技术（holzeret等，1996），。因此，其它可作为抗原载体系统的新型佐剂—病毒颗粒已经被开发出来。病毒体含有来源于流感病毒的膜结合血凝素和神经氨酸酶，这两种物质都能促进抗原被抗原提呈细胞（APC）摄取并模拟天然免疫应答（Gluck，1999）。新的实验佐剂在寻找新型和加安全的佐剂中，药物公司利用新免疫学和化学创新开发了几种新的佐剂。下面就详细介绍相关佐剂在感染和自动免疫过程中的作用

TLRS相关佐剂
IC31是通过toll样受体（TLR）- 9传导信号的种双组分合成佐剂。这种新型佐剂于2008年在流感疫苗联合使用中进行测试（riedlet等，2008）。其它四个，ASO4, ASO2A, CPG 7907和GM-CSF被用于些高度相关的疫苗，例如针对乳头瘤病毒，乙型肝炎，和疟疾（pichichero，2008）的疫苗。其他TLRS依赖性佐剂候选物还处于临床研发阶段，如rc-529、ISS、鞭毛蛋白和TLRS拮抗剂。ASO4和 ASO2A是葛兰素史克（GSK）的佐剂。AS02的水包油型乳液中包含MPL和QS-21。ASO4能结合MPL与明矾。MPL是系列4′单磷酰脂A，它们在脂肪酸替代的程度和位置上各有不同。它是由明尼苏达沙门氏菌R595的脂多糖（LSP）通过弱酸与碱水解处理，随后进行纯化制备而来。非甲基化CpG二核苷酸的存在，是细菌DNA成为免疫刺激的原因。而脊椎动物的DNA相比于细菌DNA含有相对较低的非甲基化CpG，因此脊椎动物的DNA不会刺激免疫反应。当缀合蛋白抗原时，CpG的佐剂效应增强。cpg7909是Coley制药公司开发的佐剂，其已经在针对感染剂（例如乙型肝炎过敏原：Creticos等，2006）与肿瘤细胞（alexeevet等，2008；Kirkwood等，2009）的些疫苗中进行了测试。新型佐剂 MF59是鲨烯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯（吐温80）、脱水山梨醇油酸酯的亚微米 的水包油乳液。MF59在欧洲批准使用并且发现存在于几种疫苗中，包括流感疫苗。它也被允许其他公司使用，同时正在疫苗试验中积地进行检测。其他的水包油乳剂中包括赛比克油佐剂，佐剂65（自上世纪60年代开始使用），和lipovant。QS-21，种原产于智利和阿根廷的皂树皮天然产物（ghochikyan，2006）的佐剂，目前正在研究中。免疫刺激复合物（ISCOMs）具有蜂窝样的结构，其主要由皂树皂甙、胆固醇、磷脂和抗原构成。近期，人们的兴趣集中在赋有佐剂特性的另个明确的天然结构：细菌DNA。研究细菌DNA表明，非甲基化的CpG基序显示5′嘌呤-嘌呤-CpG-嘧啶-嘧啶3′ （pu:嘌呤， A或G；Pyr：嘧啶,C或T）的核苷酸序列能够被识别并且能够激活免疫系统的细胞(Krieget等,1995)。这样的基序允许免疫系统将自身的 DNA与病原体衍生的外源性DNA区分开。CpG基序被发现能够激活抗原提呈细胞，导致主要组织相容性复合体（MHC）和共刺激分子的上调，促炎性细胞因子（肿瘤坏死因子α、干扰素γ、白细胞介素-1、白细胞介素-6、白细胞介素-12、白细胞介素-18）的分泌，以及开启T辅助细胞1（Th1）免疫。(Lipfordet等, 1997;Millan, 1998; Zimmerman, 1998).  特夫素自身 佐剂特夫素是种生理性的天然免疫刺激性四肽（苏氨酸-赖氨酸-脯氨酸-精氨酸），是免疫球蛋白抗体重链分子在脾脏中被酶裂解的个片段。由于遗传或者脾脏切除后的特夫素缺陷，导致其对由夹膜有机体如流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、脑膜炎球菌和沙门氏菌引起的某些感染的易感性增加。特夫素作为个自身免疫刺激分子，基于其生物学功能可以称之为“自身佐剂”。

佐剂与适应性和先天性免疫答应
为了理解先天性免疫应答和适应性免疫应答之间的联系，帮助证实佐剂在增强对疫苗的特异性抗原的适应性免疫应答方面的功能，应该考虑以下几点：先天免疫细胞如树突状细胞通过吞噬作用吞噬病原体。树突状细胞接着迁移到淋巴结，在那里T细胞（适应性免疫细胞）等待激活它们的信号（Bousso和Robey，2003）。在淋巴结，树突状细胞处理被吞噬的病原体，然后通过将它们偶联到主要组织相容性复合体上而在其细胞表面上表达作为抗原的病原体剪切物。佐剂能通过增强先天免疫应答而导致适应性免疫应答增强。

佐剂和TLRS
免疫系统识别病原体广泛共有的分子的能力，部分地归因于在白细胞膜上表达的被称为TLRS的特殊免疫受体的存在。TLRS 先在果蝇中被发现，并且是膜结合模式识别受体（PRRs），其负责检测大多数（虽然肯定不是全部）抗原介导的感染（Beutler，2004）。事实上，些研究表明，在不存在TLRS的情况下，白细胞对些微生物组成例如脂多糖(Poltoraket等, 1998)不起反应。TLRS至少有13种不同的形式，每个都有自己的特征配体。迄今描述的主要的配体（所有这些都引起佐剂效应）包括许多进化上保守的分子。TLRS活化导致对外来实体的适应性免疫应答的事实解释了为什么今天使用的疫苗佐剂模仿TLRS的配体进行开发。至目前为止，科学家已经表征了四个适配器蛋白质: MyD88,Trif, Tram, 和 Tirap (也被称为“Mal”) (Shizuo,2003). 这些动员的蛋白质是负责其他下游蛋白质后来的激活, 包括蛋白激酶（ikki，IRAK1，IRAK4，和TBK1），从而放大信号，终导致协调炎症反应和其他转录事件的基因的上调或者抑制。

佐剂相关的疾病
佐剂诱导自身免疫性（自身炎症）综合症–硅酮症、海湾战争综合症、巨噬细胞肌筋膜炎症，疫苗接种后现象都与以前接触的个佐剂有关。此外，这四种疾病有个类似的复杂的症状和体征，支持个共同的特性。Shoenfeld和 Agmon–Levin（2011）日前建议，这四种神秘的疾病应该包括在种称为“由佐剂诱导的自身免疫性（自身炎症）综合症”（ASIS）的共同综合症下。作者提出几个主要和次要的标准（虽然他们需要得到的验证）可能有助于对这个新定义综合症的诊断。因此， ASIA可能是提到的五个病症的常见综合症。每个病症积累的数据对环境佐剂的免疫应答能提供个新的视角，以及对这些病症的好的定义和诊断。此外，揭开这个新定义综合症的发病机制可能有助于寻找预防性和治疗性的干预。结论由于佐剂的副作用，无疑需要安全的佐剂纳入未来的疫苗中。现代疫苗中应用的纯重组或者合成抗原的问题是它们的免疫原性通常远比老式的活的或者死的疫苗差很多。这就产生了在这些疫苗中使用改进的和有效的佐剂的需求（Petrovsky和Aguilar，2004）。毫无例外，明矾仍然是在世界上大多数国家批准使用的人用佐剂。幸运的是，大多数严重的副作用是比较少见的。因此，人类急需安全和有效的佐剂，特别需要能够刺激细胞（Th1细胞）免疫的安全无毒性佐剂。除了明矾其他的人用疫苗佐剂迄今已经批准使用，其中MF59是病毒疫苗，MPL、 AS04、 As01B和AS02A是针对病毒和寄生虫的感染，还有病毒颗粒乙型肝炎病毒、人乳头瘤病毒和甲型肝炎病毒，以及针对霍乱的霍乱毒素。

根据新型疫苗技术的其他需要是适合与粘膜递送的疫苗、DNA疫苗、癌症和自身免疫起使用的其他佐剂。这些领域的每个部分都是高度化的，具有对合适的佐剂技术的*需求。虽然存在争议，但是TLRS对微生物配体的高灵敏性使得模仿 TLRS配体的佐剂成为增强抗原特异性疫苗对免疫记忆的总体效果的主要候选物。总之，所有的TLRS配体是佐剂但并不是所有的佐剂是TLRS配体。我们能够得出结论，除了TLRS之外，很有可能还有其他未曾表征的佐剂将开启未来研究的领域。也许未来占据这些假设的受体的佐剂将绕过TLRS信号通路，以规避佐剂激活TLRS的常见副作用，例如局部炎症和因为针对抗原的全身性免疫应答而感到的全身不适感觉。当然，这样的问题将是未来研究人员争论的焦点。

总结：疫苗注射及给药离不开后被良好吸收，免疫系统对抗原的识别直接影响到疫苗接种的效果，因此佐剂的作用不言而喻。如同句老话说的那样：任何事物都有两面性，对佐剂的不良机制研究中发现明矾以及其他传统佐剂其毒性和副作用较大，针对这问题，除了对过去三种常见佐剂（铝盐，油基剂，和病毒剂）进行改良外，科学家发现了TLRS的存在以及其机理并模仿这种机理开发出佐剂。他们增强了免疫应答，提高了适应性免疫的发生。正因为如此TLRS佐剂获得了科学家们的关注， 因为它如果能成功应用则可以大大改善疫苗的安全性。