“疫苗”絕對是2020-2021年最常被提起的高頻詞之一,在新冠疫情肆虐的期間,它的存在及啟用被廣泛認為能夠為疫情的趨緩乃至結束帶來曙光。
疫苗有很多種,主要透過讓身體接觸病毒,然后產生抗體抵抗病毒。目前,隨著DNA重組技術的飛速發展,使得從基因組學出發,獲取純抗原分子已成為目前最普遍的疫苗研發途徑。此類由病原體抗原亞基(如蛋白質或多糖)或病原體類毒素為原料制備的疫苗耐受性較好,但免疫原性較低,不能激發足夠的免疫反應和觸發記憶效應。不過在1926年時,Glenny發現以鋁鹽吸附白喉類毒素時,會具有遠超過液體類毒素的免疫效果,這是佐劑效應第一次被發現,從此之后佐劑疫苗就誕生了。
關于鋁佐劑的作用原理,一般認為其作用機理為倉儲作用、促吞噬作用和炎性反應等。抗原被氫氧化鋁吸附后,形成顆粒形式,一方面在注入部位強烈吸引巨噬細胞、樹突狀細胞、郎格罕細胞等進行識別與內吞;另一方面在局部緩慢釋放抗原,延長了抗原呈遞細胞與T淋巴細胞相互作用時間,從而明顯地增強免疫應答。還有學者指出,鋁佐劑可促進巨噬細胞和單核細胞向DC細胞分化,從而增強對疫苗的免疫反應。
目前,以鋁為基礎的復合物已成為主要的人用疫苗佐劑,被應用于臨床已有80多年歷史,在百白破聯合疫苗、乙型肝炎疫苗等多種疫苗中都見到它身影,主要可分為氫氧化鋁、磷酸鋁和明礬三類,其中以氫氧化鋁佐劑應用最為廣泛。
氫氧化鋁佐劑的制備
氫氧化鋁是兩性化合物,等電點為11.4,在與機體間質液pH相近的緩沖液中其帶正電荷,可很好的吸附酸性蛋白抗原。
疫苗用氫氧化鋁佐劑通常是通過向鋁鹽溶液中加入堿液,生成不帶電荷的中性Al(H2O)3(OH)3相互聚集而形成沉淀。聚集物還會通過羥橋鍵發生雙分子和多分子縮聚,形成大分子。鋁鹽加堿得到蓬松的絮狀氫氧化鋁沉淀,由于含有較多的配位水,氫氧化鋁沉淀松散的聚集在一起,有時也被稱之為晶態偏氫氧化鋁AlO(OH)。
氫氧化鋁對疫苗抗原的吸附作用
在疫苗中抗原的吸附率是決定免疫效果的重要因素之一。鋁佐劑可通過各種物理或化學相互作用對抗原進行吸附,涉及機制相當復雜,其中,佐劑與抗原之間靜電吸引和配位基交換產生的作用力最強。
對于鋁佐劑的吸附,用來定義這個概念的有兩個重要的參數:①吸附能力,指在單層吸附的條件下,鋁佐劑能夠吸附抗原的最大量;②吸附強度,通過吸附系數進行表征的一個參數,吸附系數可通過蘭格繆爾等溫吸附方程求得。近年來的研究表明,抗原在鋁佐劑表面的吸附度與最終成品疫苗的免疫效果有直接的聯系。而在吸附度相同的情況下,如果抗原與鋁佐劑之間的作用力大小,即吸附強度不同,免疫效果也有差異。
氫氧化鋁佐劑顆粒大小的影響
近年來,通過多方面研究發現疫苗配伍中所使用的氫氧化鋁佐劑顆粒的大小以及其顆粒均一性均會對疫苗的免疫效果產生一定的影響,特別是注射疫苗后的副反應發生于鋁佐劑的這兩點特性有著較為緊密的相關。
氫氧化鋁佐劑
槐麗萍等將白喉類毒素分別吸附至平均粒徑為200nm和600nm的Al(OH)3佐劑后,免疫體重在10-14克的NIH小鼠,5周后測定抗體效價,研究結果表明,白喉類毒素經200nm的Al(OH)3佐劑吸附后制備的疫苗在物理性狀、吸附效果以及免疫抗體效價方面均優于用600nm Al(OH)3佐劑制備的疫苗。
顯然,粒徑小、比表面積大就能具有表面反應活性高、表面活性中心多、吸附能力強等優異性質,從而在相同鋁含量的情況下,可吸附更多的抗原,起到更好的治療效果。由上可見,納米化的鋁佐劑相當具有廣闊的應用前景。
資料來源:
氫氧化鋁佐劑及其作用機制研究進展,生物制品圈。
疫苗用氫氧化鋁佐劑的研究現狀,張林焱,周旭。
粉體圈 整理
作者:粉體圈
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