摘要:疫苗是人类对抗传染病的 “终极武器”,但很多人不知道,疫苗的保护力离不开一个关键 “帮手”——佐剂。它就像免疫系统的 “信号兵”,既能让疫苗更高效地激发免疫反应,还能延长保护时间、拓宽防护范围。本文从佐剂的分类、工作机制、在 mRNA 疫苗中的特殊作用等方面,用通俗的语言拆解这个疫苗里的 “隐形战友”,带大家看懂它如何帮我们筑牢免疫防线,以及科学家们为研发更强大的佐剂所做的努力。
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一、什么是疫苗佐剂?免疫反应的 “催化剂”
提到疫苗,大家首先想到的是能让身体产生抗体的抗原。但很多抗原本身 “免疫力不足”,比如蛋白质、多糖类抗原,单独注射后很难激发强烈的免疫反应。这时候,佐剂就该登场了。
简单说,佐剂是疫苗里专门负责 “唤醒” 和 “强化” 免疫反应的成分。它不直接针对病原体,却能通过一系列复杂机制,让免疫细胞更快速、更高效地识别抗原,产生更多抗体和记忆细胞,从而让疫苗的保护力更强、更持久。
自疫苗诞生以来,佐剂就扮演着不可或缺的角色。最早的铝盐佐剂已经使用了上百年,而随着科技发展,油乳剂、皂苷类、核酸类等新型佐剂不断涌现,甚至 mRNA 疫苗的载体本身也兼具佐剂功能。这些不同类型的佐剂,共同构成了疫苗的 “免疫强化系统”。
二、佐剂家族大揭秘:不同类型的 “免疫帮手”
佐剂的家族成员众多,根据成分和作用方式,主要可以分为五大类,它们各自有着独特的 “技能”:
1. depot 形成型佐剂:抗原的 “缓释仓库”
这类佐剂就像一个 “智能仓库”,能把抗原包裹或吸附起来,注射后在体内缓慢释放。这样一来,免疫细胞就能持续接触抗原,避免抗原快速被身体清除,从而充分激发免疫反应。
最经典的就是铝盐佐剂(常说的明矾),它是目前应用最广泛的佐剂,乙肝、HPV、百日咳等疫苗中都有它的身影。除此之外,阳离子脂质体(如 CAF01)、可降解聚合物颗粒、注射用水凝胶也属于这类佐剂。
值得一提的是,现代科技还在研发 “定时释放” 的 depot 佐剂,有望实现 “一针顶多针” 的效果,让疫苗接种更便捷。
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2. 乳剂类佐剂:炎症反应的 “启动器”
这类佐剂以水包油或油包水的乳液形式存在,常见的有 MF59、AS03 等。它们不像 depot 佐剂那样储存抗原,而是通过激活注射部位的炎症小体、诱导细胞应激反应,引发局部炎症。
这种炎症信号会快速招募免疫细胞到注射部位,增强抗原的摄取和运输,从而强化免疫反应。比如 MF59 佐剂用于流感疫苗,能显著提升抗体水平;AS03 佐剂则在新冠疫苗和 pandemic 流感疫苗中发挥重要作用。
3. 皂苷类佐剂:免疫激活的 “全能手”
皂苷类佐剂是从智利皂树皮中提取的天然化合物,具有表面活性,能与细胞膜相互作用。它的功能十分全面:既能激活炎症小体、促进细胞因子产生,还能增加淋巴液流动,让抗原更快到达淋巴器官。
由于天然皂苷毒性较强,科学家们通过与胆固醇结合降低毒性,研发出 QS-21、ISCOM 等制剂。比如 AS01b 佐剂(含皂苷和单磷酰脂质 A)就用于带状疱疹疫苗和疟疾疫苗,能有效激发持久的免疫记忆。
4. DAMP/PAMP 激动剂: innate 免疫的 “精准开关”
这类佐剂是针对免疫细胞上的 “模式识别受体”(如 TLR、STING 等)设计的,能精准激活 innate 免疫。它们模拟病原体或细胞损伤时产生的信号,触发炎症反应,同时促进抗原呈递。
常见的有 CpG 寡核苷酸(TLR9 激动剂)、单磷酰脂质 A(MPLA,TLR4 激动剂)、cGAMP(STING 激动剂)等。这类佐剂不仅能强化体液免疫,还能促进细胞免疫,在癌症疫苗中也有广泛应用。
5. 复合佐剂:功能互补的 “黄金组合”
为了达到更好的免疫效果,科学家们会将不同类型的佐剂组合使用,发挥协同作用。比如 AS04 佐剂是铝盐 + MPLA,AS01b 是脂质体 + 皂苷 + MPLA,它们能结合多种佐剂的优势,全面提升疫苗的保护力。
下表总结了主要佐剂类别、例子及应用的获批疫苗:
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三、佐剂的工作原理:一步步激活免疫防线
佐剂的作用看似复杂,其实可以拆解为几个关键步骤,就像一场精心策划的 “免疫动员”:
1. 注射部位:启动炎症与抗原滞留
佐剂首先在注射部位发挥作用:要么形成 depot 缓慢释放抗原,要么直接诱导局部炎症。它会刺激细胞释放炎症因子(如 TNF-α、IL-1)和趋化因子,快速招募中性粒细胞、单核细胞、树突状细胞等免疫细胞到注射部位。
这些免疫细胞会摄取抗原,并将其运输到引流淋巴结 —— 这是免疫反应的 “指挥中心”。同时,佐剂还能延长抗原在注射部位的停留时间,为免疫激活提供充足 “原料”。
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2. 淋巴器官:强化抗原运输与捕获
抗原要激活免疫反应,必须到达淋巴器官。佐剂能通过两种方式提升抗原运输效率:一是促进免疫细胞携带抗原迁移到淋巴结;二是直接增加淋巴液流动,让抗原更快通过淋巴系统到达目标器官。
到达淋巴结后,佐剂还能帮助抗原被免疫细胞有效捕获。比如它会诱导淋巴结内的巨噬细胞死亡,让抗原更容易进入淋巴结实质;还能促进补体激活,让抗原通过免疫复合物的形式被 B 细胞和滤泡树突状细胞捕获,持续激发免疫反应。
3. 免疫激活:促进细胞分化与记忆形成
在淋巴结中,佐剂会全面激活 innate 免疫和适应性免疫:
激活抗原呈递细胞(如树突状细胞),使其高表达 MHC 分子和共刺激分子,更高效地向 T 细胞呈递抗原;
促进 T 细胞分化为辅助性 T 细胞、细胞毒性 T 细胞,同时刺激 B 细胞增殖分化为浆细胞和记忆 B 细胞;
诱导细胞因子和抗体产生,形成体液免疫和细胞免疫双重防线。
更重要的是,佐剂能诱导免疫记忆—— 让身体记住抗原特征,当再次遇到相同病原体时,能快速启动强烈的免疫反应。部分佐剂还能通过表观遗传重编程,让 innate 免疫细胞产生 “训练免疫”,对其他病原体也能产生一定的交叉保护。
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四、mRNA 疫苗中的佐剂:载体与佐剂 “二合一”
新冠疫情让 mRNA 疫苗走进大众视野,而它的成功,离不开脂质纳米颗粒(LNP)这个 “多功能载体”—— 它不仅能保护 mRNA 不被降解、帮助其进入细胞,还兼具强大的佐剂功能。
LNP 的佐剂作用主要来自两方面:一是离子化脂质成分能激活炎症反应,促进细胞因子产生;二是 mRNA 进入细胞后,其本身的核酸结构也能被 innate 免疫传感器识别,进一步强化免疫激活。
不过,LNP 的炎症反应也是一把 “双刃剑”—— 适量的炎症能增强免疫效果,但过量会导致副作用。科学家们正在通过优化脂质结构、调整配方,分离 LNP 的 “运输功能” 和 “炎症功能”,让 mRNA 疫苗更安全、更高效。
此外,mRNA 疫苗还能通过编码细胞因子、趋化因子等分子佐剂,实现对免疫反应的精准调控,为攻克 HIV、癌症等难题提供了新方向。
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五、未来展望:更强大的佐剂,更有效的疫苗
尽管佐剂的研究已经取得了巨大进展,但仍有许多问题等待解决:比如部分佐剂的作用机制尚未完全明确,天然佐剂的供应受限,黏膜佐剂的研发还面临瓶颈等。
未来,科学家们将聚焦这些方向:通过精准设计佐剂,实现对免疫反应的 “量身定制”;研发新型复合佐剂,提升疫苗对 HIV、流感等多变病原体的保护力;利用合成生物学技术,实现天然佐剂的规模化生产;探索佐剂在黏膜疫苗、癌症疫苗中的创新应用。
从百年前的铝盐佐剂,到如今的 mRNA-LNP 佐剂,佐剂的进化史就是疫苗科学的进步史。这个疫苗里的 “隐形战友”,正在帮助我们不断突破免疫防线的极限,为对抗传染病和癌症提供更强大的武器。
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