傳統的疫苗接種方法在全球范圍內幾乎根除了多種極具傳染性的疾病。盡管這些傳統方法取得了成功,但在針對許多其他重要病原體時,其效果仍顯不足。為克服這些局限性,人們研發了多種替代疫苗接種方法,亞單位疫苗便是其中之一。
引言
理想的疾病疫苗應具有高免疫原性,能防止自身免疫或過敏反應的發生,易于接種且儲存要求簡單。此外,疫苗還需對人類和/或動物安全,自身不會導致疾病。
在過去幾十年中,人們研發了不同類型的疫苗,旨在安全地誘導人體產生免疫反應,以抵御多種病原體的感染。
傳統上,疫苗由完整的病原體構成,這些病原體能引發強烈的免疫反應,且不會使接種者患病。全病原體疫苗主要有三種類型:滅活疫苗、減毒活疫苗和嵌合疫苗。
滅活疫苗中的病原體是經化學物質、加熱或輻射處理后被殺死的;而減毒活疫苗則含有目標病原體的減毒版本。許多全病原體疫苗在全球范圍內廣泛普及,但這種疫苗方法無法有效針對許多其他病原體。
亞單位疫苗的定義
與全病原體疫苗方法不同,亞單位疫苗僅包含來自致病細菌、寄生蟲或病毒的特定成分(成分明確,有一定純度要求)。這些成分(即抗原)是高度純化的蛋白質或合成肽,比全病原體疫苗方法安全性高得多。
然而,亞單位疫苗所包含的抗原體積非常小,且缺乏宿主免疫系統識別抗原所需的病原體相關分子模式(PAMPs),這降低了該疫苗方法的免疫原性潛力。
亞單位疫苗的另一個缺點是,抗原可能會發生變性,進而導致蛋白質與其他抗體結合,而非針對病原體的特定抗原。
什么是佐劑?
由于亞單位疫苗中的抗原本身不足以產生高免疫原性,因此疫苗制劑中通常會加入一種非免疫原性物質 —— 佐劑,以增強免疫反應和疫苗的效力。
自 20 世紀 30 年代起,含鋁佐劑(又稱明礬)的微量制劑就被批準用于亞單位疫苗。鋁是自然界、食物和水源中常見的金屬之一,在疫苗中使用時,鋁佐劑不易被人體吸收,因此被認為是安全的。
過去幾十年,隨著技術的進步,研究人員發現了許多新的、極具潛力的佐劑候選物。例如,2009 年,美國食品藥品監督管理局(FDA)批準了首款人乳頭瘤病毒(HPV)疫苗,該疫苗含一種新型佐劑 AS04,它是 TLR4 激動劑 2-O - 去酰基 - 4'- 單磷酰脂質 A(MPL)與鋁鹽的復合物。
從那以后,人們還探索了多種天然佐劑,研究其在不引起毒性或反應原性的前提下增強疫苗免疫原性的能力。近年來,越來越多的研究致力于將殼聚糖、海藻酸鹽、透明質酸(HA)和聚乳酸 - 乙醇酸共聚物(PLGA)等天然和合成聚合物用作亞單位疫苗的佐劑。
已獲批的亞單位疫苗
美國首個獲批用于人類的亞單位疫苗是乙肝疫苗,其包含來自乙肝病毒的乙肝病毒表面抗原(HBsAg)。最初的乙肝亞單位疫苗從感染者的血漿中獲取 HBsAg,而現代重組技術已能在不使用人類血漿樣本的情況下研發此類疫苗。
這一技術進步通過消除研究人員處理人類血漿時可能發生的污染風險,顯著提高了乙肝疫苗的安全性。此外,無細胞百日咳疫苗(aP)也是一種亞單位疫苗,它由滅活的百日咳毒素以及該細菌的一種或多種其他成分構成。
未來方向
亞單位疫苗具有良好的安全性,但研究人員在研發新型亞單位疫苗時,往往難以找到具有良好免疫原性潛力和對宿主保護效力的合適抗原或蛋白質。
除了確定可用于未來亞單位疫苗的有效抗原外,研發能增強這類疫苗效力的強效免疫刺激性佐劑也至關重要。
亞單位疫苗被認為是研發瘧疾、破傷風、人巨細胞病毒、腸炎沙門氏菌腸炎亞種感染,甚至新型嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒 2(SARS-CoV-2)等疾病疫苗的潛在候選者。
參考來源:
"Vaccine Types" – United States National Institute of Allergy and Infectious Diseases
Nevagi, R. J., Skwarczynski, M., & Toth, I. (2019). Polymers for subunit vaccine delivery. European Polymer Journal 114; 397-410. doi:10.1016/j.eurpolymj.2019.03.009.
"Vaccine Adjuvants" – United States National Institute of Allergy and Infectious Diseases
Vartak, A., & Sucheck, S J. (2016). Recent Advances in Subunit Vaccine Carriers. Vaccines 4(2): 12. doi:10.3390/vaccines4020012.
"Subunit Vaccines" – World Health Organization
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