佐劑,意為“幫助或者輔佐的助劑”,來源于拉丁語adjuvare一詞,主要是指先于抗原或者與抗原同時作用,能夠輔助增強疫苗的抗原特異性的物質,也被稱作“免疫調節劑”或者“免疫增強劑”。佐劑可以調節抗體親和力、特異性和亞型分布,刺激細胞免疫應答、降低疫苗中抗原劑量,減少免疫接種頻率以及提高免疫功能不全者(如兒童和老年)的接種成功率等,因此佐劑從發現以來便成為疫苗免疫的主要成分。
根據其物理化學屬性,可將其分為凝膠型佐劑、微生物來源佐劑、微粒型佐劑、乳劑型佐劑(表面活性劑型佐劑)和合成佐劑。
其中表面活性劑類型佐劑可以追溯到 1930年,Jules Freund發明了含有滅活卡介苗的油水混合弗氏佐劑開始。之后,人類又開發出了水-油乳劑型佐劑,例如,1997年,諾華公司開發的MF59;2009年,GSK公司開發的AS系列佐劑,其中MF59,AS03已經被批準在人用疫苗上使用,以下是佐劑的年鑒圖。
乳劑型佐劑
也稱表面活性劑型佐劑和礦物油佐劑,其中主要由油、表面活性劑以及水組成。此類佐劑早期毒副作用較大,故大多在動物實驗中廣泛使用,分為水包油型(O/W)、油包水型(W/O)、水油水(W/O/W)。隨著乳化技術的進步,佐劑中的油分逐漸降低(小于等于5%),如Seppic系列佐劑;且使用的代謝油更為安全、有效、穩定的佐劑,如AS03、AF03、MF59等等。
作為被歐盟批準在流感疫情緊急時候使用銷售的有AS03和MF59兩種新型人用佐劑,其屬于水包油型,能夠誘導強的免疫應答,具有交叉保護的能力,而且安全性好。
MF59
MF59 是一種油水混合的乳狀佐劑,主要成分是吐溫等(藥用輔料)表面活性劑,角鯊烯以及不同劑量的抗原。它的誕生和發展源自另一種佐劑:弗氏佐劑。自 1956 年問世以來,弗氏完全佐劑(FCA)一直被人們用于免疫實驗和研究,但是它有很大毒性不宜用于人。弗氏佐劑中含有卡介菌,而且含有人體難以代謝的礦物油,因此有較大的毒性。自 20 世紀 70 年代后期,人們開始嘗試用其他方式和材料配制佐劑,發現效果較好的是油、水混合的乳狀液。諾華公司MF 系列佐劑采用人體可以代謝的角鯊烯作為油,以吐溫 80 和山梨 85等藥用表面活性劑作為乳化劑,以胞壁三肽-磷脂乙胺代替卡介菌,并使用以微流體儀進行制劑配制。其中MF59最為成功的一個,已用于多種疫苗的床試驗,包括單純皰疹病毒疫苗、乙型肝炎病毒疫苗、丙型肝炎病毒疫苗、HIV亞單位抗原以及流感疫苗等。
MF59 的成分及微觀結構示意圖
AS 系列佐劑
AS 系列佐劑(adjuvant system,AS)是由葛蘭素史克公司研制的人用疫苗佐劑,包括 AS01、AS02、AS03 和 AS04。
其中AS02和AS03也為乳劑型佐劑,其主要成分和MF59接近,也是由表面活性劑,角鯊烯,水等物質構成。AS02作為佐劑,被應用于艾滋病疫苗和結核病疫苗的臨床研究。含有 AS03 作為佐劑的 H1N1 流感疫苗與無佐劑流感疫苗相比,能誘導體液免疫應答的能力更強,該疫苗被命名為Pandemrix?。
水包油型乳劑微觀結構示意圖
相較于常用鋁佐劑,表面活性劑型佐劑具有更強的非特異性增強效果,且可以產生更強的免疫應答,能參與細胞免疫應答。不僅能顯著的增強抗體的免疫應答,而且時間更長。
由于表面活性劑型佐劑在生物疫苗上的優良特性目前被廣泛應用于動物疫苗中,但由于其生物兼容性,限制了其使用和發展。隨著科學技術的不斷發展,雖已經開發出適用于人體疫苗的MF59和AS03表面活性劑型佐劑,但是仍有很多限制,因此開發出安全有效,兼容性更強的表面活性劑型佐劑,且拓寬更多的藥用表面活性劑的應用仍然是未來研究的重點。