动物疫苗中灭活剂与佐剂的种类及其作用

摘要介绍了动物疫苗中的灭活剂和佐剂的种类及其作用,以期为灭活剂和佐剂的推广应用提供参考。

关键词动物疫苗;灭活剂;佐剂;种类;作用

中图分类号R967文献标识码B文章编号 1007-5739(2009)19-0321-01

动物疫苗种类包括弱毒苗和灭活疫苗,在灭活疫苗生产过程中,必然涉及灭活剂和佐剂,二者的安全性和效力也决定了疫苗的质量和推广应用效果。

1疫苗灭活剂

灭活是指破坏病原体的生物学特性,但尽可能避免影响其免疫原性或破坏血清中补体活性的过程。常用的灭活剂有甲醛、β-丙内酯(BPL)或其他有效灭活剂。

1.1甲醛

甲醛是一种有强烈刺激性的致癌物质,其既可作用于病毒含氨基的核苷酸碱基(如A,G,U),又可作用于病毒壳蛋白。作用于病毒壳蛋白时,易使蛋白质发生交联或病毒颗粒聚集,不能再作用于壳蛋白内的核酸。这样,病原体蛋白的抗原性会遭到严重破坏,并可能有病原体存活。用甲醛灭活时间长,一般需要在37～39℃处理24h以上或更长时间,使用浓度一般为0.1%。其灭活的效果易受温度、pH值、浓度、是否存在有机物、病原体的种类和含氮量等因素影响,残留的游离甲醛若随疫苗注入机体后,会产生制激性反应。

1.2β-丙内酯

β-丙内酯(Beta-Propiolactone,BPL)在国外已广泛用于各种疫苗的灭活,是一种杂环类化合物,沸点155℃,常温下是无色粘稠状液体,对病毒具有很强的灭活作用。能作用于病原体DNA或RNA,改变病毒核酸结构达到灭活目的,而不直接作用于蛋白,不破坏病原体的免疫原性。大剂量β-丙内酯(BPL)虽是一种致癌物,但极易水解,在37℃水浴水解2h后消失,其水解为无毒性的人体脂肪代谢产物β-羟基丙酸。另外,由于其能在疫苗液体中完全水解,不必考虑在成品疫苗中的残留,接种反应也轻微。同时,β-丙内酯灭活病原时间短,从而显著地缩短了疫苗生产周期,提高了经济效益。但与甲醛相比,价格明显昂贵,不适用于发展中国家或经济落后国家。

2免疫佐剂

免疫佐剂是指与抗原同时或预先应用、能增强机体针对抗原的免疫应答能力、或改变免疫反应类型的物质。佐剂按有无免疫原性可分为2种:一种本身具有免疫原性,如百日咳杆菌、抗酸杆菌(结核分枝杆菌)以及革兰阴性杆菌等;另一种本身无免疫原性,如氢氧化铝、磷酸钙、矿物油乳剂、表面活性剂等。目前常用的佐剂主要包括矿物质佐剂、油类佐剂和微生物佐剂等。

2.1铝盐佐剂

铝盐佐剂是传统佐剂中的一类,包括氢氧化铝胶和磷酸铝等。铝盐佐剂使用方便,成本低廉,安全无毒,是至今唯一被FDA批准用于人用疫苗的佐剂,一直广泛用于人用和兽用疫苗的制备。铝盐佐剂主要诱导体液免疫应答,抗体以IgG1类为主,刺激产生Th 2型反应,可刺激机体迅速产生持久的高抗体水平,比较安全,对于胞外繁殖的细菌及寄生虫抗原是良好的疫苗佐剂。但也存在缺点,皮下注射时常有肿胀或结块等炎症反应,抗原免疫原性弱时,不足以提高其免疫原性,激发细胞免疫应答能力差,不能诱导足够的抗病毒免疫应答,特别是保护性免疫机制要求T 细胞活性介导的免疫参加时,应使用其他佐剂。铝盐佐剂制作简单,如氢氧化铝佐剂配制时,取5%硫酸铝溶液250mL,在强烈搅拌下加入5%氢氧化钠溶液100mL,用生理盐水离心洗涤沉淀2次,再悬入生理盐水中使总量达250mL。免疫接种时,取适量氢氧化铝佐剂加等体积抗原即可免疫。

2.2 油类佐剂

主要有弗氏佐剂和可降解的油类佐剂。弗氏佐剂(freund’s adjuvant,FA)是免疫学上广泛应用的油类佐剂,并应用于很多兽医疫苗研发过程中,根据是否添加分枝杆菌分为弗氏完全佐剂(FCA)和弗氏不完全佐剂(FIA)2种,不完全弗氏佐剂是液体石蜡与羊毛脂混合而成,组分比为1～5∶1,可根据需要而定,通常为2∶1;不完全佐剂中加卡介苗(最终浓度为2～20mg/mL)或死的结核分枝杆菌,即为完全弗氏佐剂。弗氏佐剂的佐剂效能很高,广泛应用于科学研究工作中,但可引起机体发热、注射部位的脓肿、肉芽增生、长时间的组织损伤等剧烈副作用,限制了它们在临床上的应用。

2.3微生物佐剂与其他佐剂

微生物佐剂主要有脂多糖、分枝杆菌等。分枝杆菌在兽医中广泛地应用于疫苗,如牛分枝杆菌卡介苗是早期应用成功的一种。蜂胶是一种天然的免疫增强剂和刺激剂,具有增进机体免疫功能和促进组织再生的作用。据报道,应用蜂胶配合抗原能增强免疫功能以及补体和吞噬细胞活力,增加白细胞的产生和抗体产量,并使特异性凝集素的产生大大增加。山东滨州兽医研究所开发了系列蜂胶作为佐剂的禽类疫苗,应用效果良好。

2.4新型佐剂

理想的佐剂应当是以最小的免疫刺激可引起适当的免疫促进作用,且无不良反应。但目前使用的传统佐剂或多或少存在着一定的缺陷,因此,开发研究安全、高效、无毒副作用的新型佐剂应当是以后佐剂研究的重点。新型疫苗佐剂的组成形式多样,来源也不同,主要包括油/水乳剂型、颗粒型、微生物衍生物型佐剂等。油/水乳剂型佐剂以MF59、AS02、Montani-de ISA-51和ISA-720为代表,是一类油包水或水包油型乳化剂。颗粒型佐剂是将抗原输送系统与疫苗抗原复配或融合后形成颗粒状物质,主要包括病毒颗粒、聚乙交酯微粒、免疫刺激复合体及脂质等。微生物衍生物型佐剂可分为来自微生物的核酸类和非核酸类佐剂,包括CpG 寡脱氧核苷酸、单磷脂A、不耐热肠毒素(LT)及其突变体等。当然,新型疫苗佐剂的安全性能和临床使用效果有待以后进一步的研究和评估。

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