國家獸藥產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟 National veterinary drug industry technology innovation alliance |
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佐劑(Adjuvant),或者叫免疫佐劑(immunologicadjuvant),是指與抗原同時或預先使用,能增強機體針對抗原的免疫應答能力或改變免疫反應類型的一類物質(zhì)。一般來說,佐劑是非特異性免疫增強劑。獸用疫苗佐劑可以看作是疫苗的一種添加劑,目前最常用的佐劑為鋁佐劑、油乳佐劑和蜂膠佐劑,多用于滅活疫苗、亞單位疫苗和重組蛋白疫苗等。
獸用疫苗中藥佐劑是以中藥或其提取組份、成分制成的與抗原一起使用或配合獸用疫苗使用,輔助發(fā)揮免疫效用的物質(zhì)。具有免疫增強功能的獸用中藥成方制劑往往也作為疫苗佐劑使用。
中藥佐劑主要來源于天然植物中提取的某些具有免疫活性的成分,這些成分具有毒性低、易于代謝的特點,既可以降低抗原需要量,提升獸用疫苗免疫效果,又可以通過替代其他佐劑,減少毒副反應,為解決佐劑的安全性和局部反應問題提供新的方案。
我國常用的獸用疫苗中藥佐劑主要包括蜂膠佐劑、多糖與糖苷佐劑、殼聚糖佐劑、皂苷佐劑等;近年來批準的配合疫苗使用的中藥制劑,也可以看作是一種獸用疫苗佐劑新形態(tài)。 2.1 蜂膠佐劑 蜂膠是由從植物中提取的樹脂和蜜蜂分泌物經(jīng)特定工序加工而成的膠狀物質(zhì)。以蜂膠作為佐劑研制的禽類和豬用疫苗,如禽霍亂蜂膠疫苗、新城疫-減蛋綜合征蜂膠二聯(lián)滅活疫苗等都能引起較早、較持久和強的免疫保護;用于豬圓環(huán)病毒疫苗,能顯著增強豬群的特異性免疫和非特異性免疫,且具有良好的安全性。蜂膠佐劑毒性低,接種后不良反應小。近年來,蜂膠佐劑的應用已經(jīng)十分廣泛,禽大腸桿菌類滅活苗、禽多殺性巴氏桿菌類滅活苗、豬鏈球菌類滅活苗等蜂膠苗得到了市場認可,在特定種類疫苗中,蜂膠佐劑疫苗的生產(chǎn)數(shù)量已經(jīng)遠遠超過傳統(tǒng)佐劑疫苗。蜂膠混合油乳劑、鋁膠作為獸用疫苗佐劑在畜禽臨床生產(chǎn)中的應用也取得比較理想的效果。 2.2 多糖與糖苷佐劑 多糖是由至少10個單糖分子脫水聚合而成的高分子碳水化合物,可形成直鏈或分支長鏈,結構復雜且龐大。多糖在自然界分布廣泛,從天然產(chǎn)物中分離出的多糖化合物多達數(shù)千種。具有佐劑活性的多糖有黃芪多糖、人參多糖、黨參多糖、枸杞多糖、淫羊藿多糖、當歸多糖、靈芝多糖、香菇多糖、牛膝多糖等。多糖作為疫苗佐劑,生物相容性良好、毒性低、安全性高;作為抗原易被多種免疫細胞識別,免疫反應迅速。具有補益功能的中藥所含多糖在臨床應用中的表現(xiàn)效果更加明顯。黃芪多糖和蒲公英多糖能夠提升水產(chǎn)疫苗哈維氏弧菌滅活疫苗對牙鲆的保護效果。獸醫(yī)領域已將黃芪多糖和香菇多糖開發(fā)成產(chǎn)品在生產(chǎn)實踐中廣泛推廣應用。 2.3 殼聚糖佐劑 殼聚糖(β-(1-4)-2-氨基葡聚糖)是存在于昆蟲甲殼中的堿性多糖,由甲殼素經(jīng)濃堿處理脫乙?;笾苽涠?。殼聚糖不溶于水,可溶于部分無機酸中,性質(zhì)穩(wěn)定。殼聚糖佐劑生產(chǎn)成本相對較低,而且具有良好的生物相容性,安全性較高;殼聚糖在黏膜中可以產(chǎn)生分泌型IgA抗體,具有黏膜吸附性優(yōu)勢,可以用于黏膜免疫。殼聚糖能在較溫和條件下進行一系列化學修飾,形成具有不同生物特性的衍生物。殼聚糖-三磷酸鹽是近年來研發(fā)出的多聚糖衍生物,克服了殼聚糖在生理pH下溶解度低的缺點,延長抗原釋放時間并降低降解率,從而提高疫苗的有效性。 2.4 皂苷佐劑 皂苷(Saponins)是螺旋甾烷類化合物或三萜的天然糖苷。目前皂苷類佐劑研究中以三萜皂苷類為主[6]。其中,以皂苷QuilA、人參皂苷Rb1、人參皂苷Rg1應用最廣。 皂甙QuilA是從薔薇科南美奎拉雅屬皂樹(QuillajaSaponariaMolina)的皮中提取而來,目前已成為亞單位疫苗及癌癥疫苗的理想佐劑。豬O型口蹄疫(FMD)疫苗中添加佐劑QuilA,能顯著提高FMD疫苗免疫后豬VP1結構蛋白抗體以及血清中細胞因子的水平,顯著提高T淋巴細胞增殖率;將皂苷QuilA應用于豬繁殖和呼吸綜合征病毒(PRRSV-1)改性活病毒(MLV)疫苗,可以上調(diào)I型IFN調(diào)節(jié)基因,I型和II型IFN以及炎癥細胞因子的表達水平,還可以增強細胞對PRRSV的免疫防御。 人參皂苷Rb1對禽流感油乳劑滅活苗有較強的免疫增強作用;人參皂苷Rb1與奶牛乳房炎金黃色葡萄球菌疫苗或豬細小病毒(PPV)滅活苗混合免疫豚鼠,能明顯提高豚鼠血清抗體水平。 2.5 成方制劑類中藥佐劑 獸醫(yī)領域深入挖掘獸用中藥的主要和輔助免疫作用,通過嚴格的臨床試驗,研發(fā)了幾十種用于提高動物疫苗免疫效果或免疫應答的新獸用中藥制劑,如2011-2021年,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準了一批用于雞新城疫、法氏囊病、禽流感、口蹄疫、豬瘟、藍耳病等動物病毒性傳染病的疫苗免疫增強劑。 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準用于提高動物疫苗免疫效果或免疫應答的新獸用中藥制劑見表1。 其中,有12種獸用中藥制劑用于“配合疫苗使用、提高免疫效果”,17種獸用中藥制劑用于“提高疫苗免疫應答”。此類“免疫增強劑”通過合理應用,可以發(fā)揮佐劑作用。 3.1 中獸醫(yī)理論免疫機制研究 早在一千多年前,我國古代的醫(yī)藥學家們就已經(jīng)開始了對免疫學的探索。“免疫”一詞,最早見于中國明代醫(yī)書《免疫類方》,指的是“免除疫癘”,也就是防治傳染病。 中醫(yī)學認為,正氣是決定因素,正氣具有祛除邪氣、調(diào)節(jié)整體的陰陽平衡以保護機體的作用。這一認識與現(xiàn)代醫(yī)學中免疫的概念基本相同,即識別異己,排斥異己,保存自己。病毒性疫病是動物感受外邪導致的,病毒一般屬于“熱毒”,感受熱毒的主要癥狀為發(fā)熱,并且熱度較高,而且具有發(fā)病急、發(fā)展快等特點,中醫(yī)把這類熱病統(tǒng)稱為溫病。病毒引起的雞法氏囊炎、禽流感、豬瘟、豬藍耳病等疫病屬于瘟疫范疇,具體辨治時以衛(wèi)氣營血辨證為主,輔以六經(jīng)辨證;以熱邪為主要病因,冬春多以風熱、夏季多以濕熱、秋季多以燥熱為主;以邪熱熾盛為主要病機;治療原則始終圍繞邪熱,透邪出表,清泄內(nèi)熱,應用具有“祛邪”作用的中藥將侵入體內(nèi)的“熱毒”驅(qū)除出去。 隨著分子生物學和免疫學的發(fā)展,運用現(xiàn)代免疫學的理論和技術,研究中藥增強畜禽等動物機體的免疫功能已取得了很大成就,這對于闡明有關中獸醫(yī)理論的物質(zhì)基礎具有十分重要的意義。 3.2 現(xiàn)代醫(yī)學免疫機制研究 佐劑主要包括免疫調(diào)節(jié)、細胞毒性T淋巴細胞誘導、抗原遞呈、抗原靶向和儲存等幾種作用方式。佐劑增強免疫應答的機制是通過改變抗原的物理形狀,增強抗原表面面積,延長抗原在機體內(nèi)保留時間;刺激單核吞噬細胞對抗原的遞呈能力;刺激淋巴細胞分化,增加擴大免疫應答能力。 有理論認為鋁佐劑使可溶性抗原微?;?,激發(fā)樹突狀細胞的吞噬作用,也有人認為佐劑將抗原鎖定在呈遞細胞上,加強抗原呈遞…… 總之,佐劑可能通過不同途徑增強機體的免疫反應。 3.2.1 多糖免疫作用機制 多糖可促進免疫調(diào)節(jié),具有多靶點、多功能和多因子效應,因此可廣泛用作獸用疫苗免疫佐劑。多糖作為疫苗佐劑可提高免疫動物脾臟、胸腺和法氏囊等免疫器官指數(shù),增強巨噬細胞吞噬活性及抗原遞呈能力,增強NK細胞殺傷能力,促進樹突細胞的成熟和分化,增強機體對抗原的攝取能力,影響T細胞亞群的種類和數(shù)量,改變Th1、Th2型免疫應答反應的類型,促進B淋巴細胞增殖,刺激細胞因子及抗體的產(chǎn)生等。而多糖作為配體通過與Toll樣受體(Toll-likereceptor,TLR)、甘露糖受體(mannosereceptor,MR)、C型凝集素受體(C-typelectinsreceptor,CLR)、清道夫受體(scavengerreceptor,SR)等受體分子結合,激活下游信號通路,進而發(fā)揮上述免疫活性。 黃芪多糖、當歸多糖、淫羊藿多糖等均能不同程度地促進細胞增殖和抵抗病毒感染。黃芪多糖較氫氧化鋁和白油吐溫能夠激發(fā)較多的白細胞和淋巴細胞數(shù),進而提高機體免疫力。香菇多糖具有T細胞特異免疫佐劑的特性。香菇多糖能夠增強胸腺細胞對細胞因子的敏感性,從而增強了這些細胞向殺傷性T細胞的分化。豬苓多糖單獨給藥能顯著提高小鼠腹腔巨噬細胞的吞噬率和吞噬指數(shù),增強記憶性T細胞的活性,與乙肝疫苗合用可進一步提高吞噬率;豬苓多糖可使垂直傳播鴨乙型肝炎病毒(DHBV)的麻鴨血清DHBV陰轉并改善肝臟病變。枸杞多糖可明顯增加小鼠外周T淋巴細胞百分數(shù),對T淋巴細胞介導的免疫反應有明顯的選擇促進作用,對胸腺T淋巴細胞的增殖效應最強,對脾T淋巴細胞亦有促進作用。從浮萍(LemnaminorL.)的愈傷組織中提取的果膠多糖具有口服免疫佐劑特性,能增加遲發(fā)型過敏反應和血清中溶菌酶抗體IgG反應,增加小腸組織中丙二醛濃度和骨髓過氧化物酶活性。 3.2.2 皂苷免疫作用機制 皂苷作為疫苗佐劑,在進入機體后會誘導各種免疫相關細胞的分化成熟,比如中性粒細胞的富集,誘導細胞因子的產(chǎn)生,以及巨噬細胞和樹突狀細胞(DC)的分化成熟。皂苷能有效增強疫苗的免疫原性是基于皂苷在注射部位具有“倉庫效應”,緩慢釋放,持久起效,而且還會上調(diào)相關免疫基因mRNA的表達,促進細胞因子和趨化因子的分泌。 QuilA佐劑作用機理包括:與細胞膜上的膽固醇形成復合物;誘導產(chǎn)生特異性MHCI抗原 制性細胞毒性T細胞;誘導產(chǎn)生多種細胞因子,如白細胞介素IL-10、γ干擾素;提高動物機體對抗原的特異性抗體的水平,刺激產(chǎn)生IgG1、IgG2b和IgG2a抗體亞類。 人參皂苷Rg3可誘導DC分化和成熟,并通過促進DC分泌IL-12來促進T/NK細胞的增殖和活化,從而達到增強機體免疫功能的作用。人參總皂苷通過提高馬立克氏病病毒(Marek'sdiseasevirus,MDV)的L-meq基因含量抑制meq基因的相關轉錄,從而誘導馬立克氏病腫瘤細胞系—MSB-1細胞的凋亡。 3.2.3 其他中藥及組份與免疫機制 很多類中藥均有提高免疫功能的作用,以補益類中藥為主,涉及補氣、補血、補陰、補陽類藥物。黃芪可使巨噬細胞形態(tài)呈多樣性,其表面積增加,吞噬功能增強,還可提高巨噬細胞內(nèi)糖原和黏多糖物質(zhì),有利于加強巨噬細胞吞噬活力,加強對抗原處理和加強免疫調(diào)節(jié)作用。人參可提高巨噬細胞的吞噬活性,誘導干擾素生成,刺激細胞毒性T淋巴細胞活性。有研究發(fā)現(xiàn)人參總提取物與Al(OH)3膠合用有協(xié)同作用,與滅活豬細小病毒(PPV)免疫豚鼠,抗體滴度明顯提高。 應用蜂膠或配合抗原引入機體,既能引起特異性免疫應答,又能啟動非特異性防御機制,能刺激免疫系統(tǒng)增加抗體產(chǎn)量,增強補體活性和吞噬細胞的能力。蜂膠可以顯著提高CD4+T細胞、CD8+T細胞數(shù)量和血清中IL-4含量。淫羊藿-蜂膠佐劑不僅對特異性免疫起作用,還具有增加小鼠和雛雞的NK細胞、巨噬細胞活性及血漿cAMP、cGMP含量等非特異免疫功能。 殼聚糖中游離的氨基和羥基可通過氫鍵和靜電吸引作用吸附于機體黏膜上。通過作用于Toll樣受體誘導巨噬細胞和樹突細胞的活化,提高共刺激膜蛋白CD80和CD86的表達,從而激活免疫系統(tǒng)。 黃芪多糖、淫羊藿多糖、蜂膠黃酮、人參皂苷組成復方與新城疫疫苗混合后免疫雛雞,能顯著促進淋巴細胞轉化,提高血清抗體效價,部分時間點顯著強于油佐劑。 中藥也可通過激活網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)、誘生多種細胞因子來增強動物免疫功能。大量的研究證實,中藥及中藥復方制劑可以通過細胞免疫、體液免疫提高機體的抗病力和抵抗力,增強畜禽等動物機體的免疫功能。 中藥產(chǎn)地不同,采收時間不同,藥物的特性及有效組份、有效成分存在一定的差異性和復雜性,如多糖多為粗品,無法確定活性多糖結構,生產(chǎn)工藝研究需要解決的問題較多。 我國獸醫(yī)領域已成功將蜂膠佐劑、多糖與糖苷佐劑、殼聚糖佐劑、皂苷佐劑應用于各類動物疫苗,也有將殼聚糖微球與白油佐劑混合作為禽流感疫苗佐劑的成功嘗試。開展了中藥佐劑生產(chǎn)工藝、獨立包裝配合疫苗使用等研究和探索。與疫苗一體化生產(chǎn)、用于注射給藥的中藥佐劑,有效解決了殼聚糖不易溶于水、大部分多糖溶解性低的問題。同時,某些成分如皂苷類還存在一定的溶血性、細胞毒性和神經(jīng)毒性,需要提升減毒增效工藝生產(chǎn)水平,針對溶血問題,采用脂質(zhì)體包被等技術,如將巴西藜蘆皂苷(QB-80)包裹在脂質(zhì)中制成納米佐劑(IMXQB-80),消除溶血作用并保留佐劑效果。針對殼聚糖黏膜免疫在機體中存在各種阻礙,如口服易在胃中被消化,滴鼻在鼻腔內(nèi)作用時間短等問題,可以將殼聚糖等制成小于1μm的納米顆粒(NPs),發(fā)揮NPs抗原高效遞呈作用。如將新城疫病毒F基因DNA疫苗封裝到殼聚糖納米粒中,促進黏膜免疫傳遞系統(tǒng)的持續(xù)釋放,提高免疫效率。各類中藥佐劑生產(chǎn)工藝比較見表2。 基金項目:”十四五”國家重點研發(fā)計劃項目(2020YFD1801105) 作者簡介:顧進華,研究員,從事獸藥質(zhì)量管理與研究。 通訊作者:張存帥,E-mail:zcs738@sohu.com 作者單位:中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部中獸醫(yī)生物學重點實驗室
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參考文獻:略
來源:節(jié)選自中國獸藥雜志2023年6月第57卷第6期
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