基本介紹
黏膜疫苗可以通過激活機體黏膜和系統的免疫應答而阻止病原微生物的入侵,還可通過誘導抗原特異性的黏膜耐受而選擇性地治療自身免疫性疾病、變態反應性疾病及感染性的免疫病理紊亂等。無論是感染性疾病的預防還是自身免疫性疾病的免疫治療,黏膜疫苗都離不開黏膜佐劑或抗原運輸載體。
世界衛生組織認為疫苗是控制感染性疾病的最有效的策略。黏膜是機體最大的門戶及首道防線，機體95 %以上的感染是從黏膜入侵的。對人類生命危害較大的如AIDS 病、腦膜炎、流感、弓形蟲病、結核、腹瀉、淋病、肝炎及重症急性呼吸道綜合症(severe acute respiratory syndrome ,SARS) 等均起源於黏膜表面,且由此引起的免疫功能紊亂常成為自身免疫性疾病或機會性感染甚至腫瘤發生的重要機制。因此對細菌、病毒及寄生蟲等病原體的黏膜疫苗的研究具有重要意義。
黏膜免疫除了誘導抗原特異性黏膜IgA 和血清IgG應答外,此免疫途徑也可誘導相反類型的免疫應答,即誘導全身無應答狀態(如口服耐受) 。口服可溶性抗原能誘導機體出現一種對再次同一抗原刺激的免疫無應答現象,稱之為口服耐受 。機體攝入大量食物時,黏膜免疫系統能進行準確識別並作出迅速反應,不會對其產生排除;口服耐受保證了腸道內正常菌群的存在。重症肌無力、關節炎、Ⅰ型糖尿病、類風濕性關節炎等系統性炎症疾病及移植排斥反應等目前尚無很好的治療方法,黏膜疫苗能誘導形成黏膜耐受,可能為自身免疫性疾病提供一種全新的免疫治療方法。
誘導部位
誘導部位是免疫應答的穿入區,主要負責抗原的捕獲、處理和提呈,通過免疫活性細胞誘導免疫應答。誘導部位富含大量的免疫活性細胞,包括B 細胞、Th 細胞和CTLs 等。已明確的誘導部位有Pey2er 氏結( Peyer’s patch , PP) 和鼻相關淋巴組織(nasal2associated lymphoid tissue , NAL T) ,NAL T 是上呼吸道、鼻腔和口腔的黏膜誘導部位, PP 是胃腸道的黏膜誘導部位,最近研究證實腸系膜淋巴結與PP 的特性相似,認為是胃腸道黏膜誘導部位的一部分。
CMIS
CMIS(common mucosal immune system ,CMIS)是發展黏膜疫苗的關鍵基礎。當外來抗原侵入機體時,宿主發動相關的淋巴組織作用於抗原,使抗原暴露在含有大量免疫活性細胞的誘導部位,並激活了抗原特異性的B 細胞、T 細胞,這些激活的B 細胞、T 細胞從誘導部位遷出,經過血循環或淋巴循環歸巢到遠處的效應部位,在呼吸道、胃腸道、生殖道黏膜及唾液腺等黏膜效應部位引起相關聯的免疫應答,所以將黏膜誘導部位到效應部位這一系統稱為CMIS。另外,黏膜免疫後IgG抗體形成細胞主要進入血循環歸巢至系統淋巴結或組織的炎症部位,而IgA 抗體形成細胞歸巢至黏膜部位,最近研究表明這兩種細胞還可歸巢至骨髓,調節血清中抗體的形成。
效應部位
抗原在誘導部位誘導了淋巴細胞的應答,致敏的sIgA+B 細胞、CD4 + Th1 、Th2 細胞和CD8 + T 細胞離開誘導部位,通過淋巴循環和血液循環歸巢到遠處的黏膜效應部位,包括呼吸道、胃腸道、泌尿生殖道及鼻、耳和口的黏膜及腺體,但研究最多的是胃腸道的固有層。在黏膜效應部位,sIgA +B 細胞最終分化為IgA 原生質細胞而產生sIgA ,由抗原特異性的Th1 、Th2 、sIgA + B 和上皮細胞構成的黏膜內部調節網路調節sIgA 的產生。
合理設計
黏膜疫苗必需能免受物理的清除和化學酶的消化,使疫苗抗原能定位於如M 細胞的誘導組織中,激活免疫系統產生有效、適當的免疫應答。這就需要設計好黏膜疫苗的免疫途徑、運輸載體及佐劑的套用。目前,口服和鼻內給藥是主要的黏膜免疫途徑,許多研究也證實這兩種攝入途徑均能誘導保護性免疫應答。但有研究證實鼻內免疫比口服更有效,因為鼻內免疫需要較少的抗原就能誘導有效的免疫應答,與口服途徑相比,鼻內免疫沒有抗原的丟失,而且簡單、安全、有效.
黏膜佐劑
目前黏膜佐劑的作用機制還不完全清楚。黏膜佐劑大概可分為兩類:作為免疫刺激分子的一類,包括以毒素為基礎的佐劑、細胞因子佐劑和其他黏膜佐劑;作為疫苗運輸載體的一類,包括ISCOMs、脂質體、活的減毒菌、殼聚糖、黏膜DNA 疫苗和植物載體等。
疫苗運輸載體
免疫刺激複合物( immune2stimulating complexs , ISCOMs);脂質體;植物運輸載體;活性減毒菌
黏膜耐受
黏膜免疫可上調或下調全身性免疫應答。為了研究抗感染性疾病的黏膜疫苗,需要考慮黏膜和全身性免疫提供雙重保護作用,而黏膜免疫對全身的抗原特異性免疫應答的抑制作用,對於防止對食物和過敏原的過敏反應是非常重要的,也可用於通過口服自身抗原以預防和治療自身免疫性疾病。一次服用高劑量或重複口服低劑量蛋白,誘導了在黏膜IgA 應答存在時的全身無應答狀態,黏膜相關與全身相關淋巴組織中這些獨特的免疫應答為口服耐受。
黏膜給予抗原誘導機體無應答性或耐受的方法早已為人們公認,因為最早報導口服抗原有使全身免疫力下降的作用,所以通常指口服耐受。當前引起黏膜耐受最有希望的載體是CT2B ,CT2B 和胰島素一起口服後,能誘導黏膜耐受形成,提示CT2B 和胰島素可能用於自身免疫性疾病的治療。最新研究顯示,鼻內免疫蛋白質也可誘導全身無應答性,引出了更常用的術語“黏膜誘導的耐受性”,絕大多數有關口服耐受的資料也可能適於鼻內途徑誘導的耐受。
結語
如上所述,由於CMIS 的存在,黏膜疫苗從一處黏膜部位給予後,能誘導所有黏膜部位的免疫應答。目前鼻內免疫被認為是最有效的黏膜免疫途徑。黏膜疫苗的發展需要合適的黏膜佐劑和抗原運輸載體系統。細菌毒素及其突變體、多種細胞因子、多種化學激活物及Cp G 序列等均可作為很好的黏膜佐劑來套用。ISCOMs、脂質體、活性減毒菌等均可發揮作為黏膜疫苗運輸載體的功能。誘導黏膜耐受目前最有前景的佐劑是CT2B。
迄今為止,除了脊髓灰質炎口服疫苗外,幾乎沒有黏膜疫苗被有效地用於人。輪狀病毒疫苗和流感疫苗在短期套用後,由於其副作用已從市場撤回。集中於黏膜免疫系統基礎特徵研究的最新進展為人黏膜疫苗的發展提供可能,對於M 細胞的分子和細胞特徵研究能促進有效黏膜疫苗的設計,如“定位M 細胞的可食用性疫苗”的設計,將有可能很好地用於抗感染性疾病[42 ] 。
