蔡佳男 劉斌 張風(fēng)華 陳玉婷 向雨晴 常海艷 方芳
摘 要:流感病毒滅活疫苗通常需要添加佐劑來增強(qiáng)其免疫保護(hù)效果。鋁佐劑是常用的人用疫苗佐劑,主要誘導(dǎo)Th2型免疫應(yīng)答。在本研究中,我們將氫氧化鋁(Al)佐劑與TLR7/8激動(dòng)劑R848組成復(fù)合佐劑,與流感病毒H7N9滅活疫苗共同免疫小鼠;單次免疫3周后,用致死劑量(20 LD50)的同源病毒攻擊小鼠。結(jié)果顯示,與含單一R848或Al佐劑的疫苗相比較,添加了R848 + Al復(fù)合佐劑的疫苗更能提升小鼠的血清特異性IgG抗體和IgG2a抗體亞類的滴度,誘導(dǎo)Th1和Th2型細(xì)胞因子分泌及Th1偏向的免疫應(yīng)答,能為小鼠抗致死量病毒攻擊提供更有效的免疫保護(hù)。因此,R848+Al復(fù)合佐劑系統(tǒng)強(qiáng)于單一的R848或Al 佐劑。本研究對(duì)于改良Al佐劑及提高流感滅活疫苗免疫效果具有參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:R848;氫氧化鋁;滅活疫苗;流感病毒
中圖分類號(hào):R186? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI:10.3969/j.issn.1007-7146.2023.02.009
R848 Addition to Aluminium Hydroxide Enhances Immune Protection in Mice Immunized with Inactivated Influenza H7N9 Vaccine
CAI Jianan, LIU Bin, ZHANG Fenghua, CHEN Yuting, XIANG Yuqing, CHANG Haiyan*, FANG Fang*
(College of Life Sciences, Hunan Normal University, Changsha 410081, China)
Abstract: Inactivated influenza virus vaccines usually require adjuvants to enhance their immune protection. Aluminium hydroxide (Al ) adjuvant is commonly used as an adjuvant in human vaccines, mainly inducing Th2 immune response. In this study, Al adjuvant and TLR7/8 agonist R848 were combined to form a complex adjuvant, and its adjuvancity was evaluated in immunization of mice with inactivated influenza virus H7N9 vaccine. Three weeks after a single immunization, mice were attacked with a lethal dose (20 LD50) of homologous virus. The results showed that, compared with vaccine adjuvanted with R848 or Al alone, R848+ Al adjuvanted vaccine enhanced mice higher titers of serum IgG and IgG2a subtype antibodies and induced both Th1 and Th2 cytokines, with a Th1-biased response, and provided potent protection in mice against lethal virus infection. Therefore, the adjuvancity of R848+ Al is superior to that of R848 or Al alone. The study may help to improve Al adjuvancity and immune effects of inactivated influenza vaccines.
Key words: R848; aluminium hydroxide; inactivated vaccine; influenza virus
(Acta Laser Biology Sinica, 2023, 32(2): 170-176)
流感病毒(influenza virus)能引起人的急性呼吸道感染,每年可導(dǎo)致全球出現(xiàn)數(shù)百萬重癥病例和數(shù)十萬人死亡[1]。由于流感病毒的易變異性,人類不僅要應(yīng)對(duì)每年的季節(jié)性流感,還要應(yīng)對(duì)不規(guī)律暴發(fā)的流感大流行(如上世紀(jì)4次流感大流行和2009年的流感大流行)以及各種亞型禽流感病毒在人群中的局部流行或零星出現(xiàn)[2]。因此,流感病毒是一類給人類健康和全球經(jīng)濟(jì)帶來持續(xù)性威脅的病毒。接種流感疫苗是防止流感病毒感染和傳播最經(jīng)濟(jì)有效的方法。目前,全球普遍采用滅活疫苗來預(yù)防流感,只有極少數(shù)國家同時(shí)使用滅活疫苗和減毒活疫苗[3]。與減毒活疫苗相比,流感滅活疫苗的安全性更好,適合老人及嬰幼兒等更廣泛的人群接種,但滅活疫苗在體內(nèi)不具有增殖性,通常需要增加疫苗抗原量及添加佐劑來加強(qiáng)其免疫原性和免疫保護(hù)效果[3]。
目前獲得批準(zhǔn)的人用疫苗佐劑主要有近百年歷史的氫氧化鋁(Al)佐劑以及近二三十年美國食品及藥物管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)批準(zhǔn)的MF59乳劑和歐盟批準(zhǔn)的AS(adjuvant system)系列佐劑[4]。Al佐劑目前仍然是應(yīng)用最廣泛的佐劑,也是我國唯一批準(zhǔn)使用的人用佐劑。然而,它是一種Th2型佐劑,含Al佐劑的疫苗主要誘導(dǎo)體液免疫應(yīng)答,細(xì)胞免疫應(yīng)答很弱;同時(shí),Al佐劑也可引發(fā)機(jī)體產(chǎn)生一些不良反應(yīng)[4]。因此,單一的Al佐劑難以滿足疫苗的發(fā)展需求。改良現(xiàn)有佐劑和研發(fā)新型佐劑一直是疫苗研究領(lǐng)域的重要課題。
咪唑喹啉化合物R848(resiquimod)是一種鳥苷衍生物,是Toll樣受體TLR7/8的激動(dòng)劑[5]。它最初是作為I型干擾素的誘導(dǎo)物開發(fā)出來的,因其具有抗腫瘤和抗病毒活性在臨床得到運(yùn)用。隨后的體外和體內(nèi)研究都發(fā)現(xiàn),R848可以促進(jìn)Th1型細(xì)胞因子如IFN-γ、IFN-α和IL-12等的分泌,能增強(qiáng)針對(duì)抗原的細(xì)胞免疫和抗體產(chǎn)生,是一種潛在的Th1型候選佐劑[5]。本文嘗試將R848與Al佐劑組成復(fù)合佐劑,與H7N9流感病毒滅活疫苗共同免疫小鼠,通過檢測相關(guān)的免疫應(yīng)答指標(biāo)和致死量同源病毒攻擊后的保護(hù)性指標(biāo)來評(píng)價(jià)該復(fù)合佐劑對(duì)疫苗的免疫增強(qiáng)效果。
1 材料與方法
1.1 病毒、疫苗、佐劑和試驗(yàn)動(dòng)物
病毒株NIBRG-267(H7N9)是含有流感病毒A/Shanghai/2/2013(H7N9)的血凝素(hemagglutinin,HA)、神經(jīng)氨酸酶(neuraminidase,NA)基因節(jié)段和A/PR/8/34(H1N1)的6個(gè)內(nèi)部基因節(jié)段的重組病毒株,由上海生物制品研究所提供。將該病毒在小鼠體內(nèi)反復(fù)傳代后獲得的鼠適應(yīng)型病毒株,用于小鼠的攻毒試驗(yàn)。
用NIBRG-267(H7N9)疫苗株制備的全病毒滅活疫苗由上海生物制品研究所提供。Al佐劑為Al(OH)3,由上海生物制品研究所提供。R848為Sigma產(chǎn)品,用微量乙醇助溶后,用磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer saline,PBS)定容到所需濃度,分裝后于-80℃保存。
6~8周齡無特定病原(specific pathogen free,SPF)級(jí)BALB/c雌性小鼠購于湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物公司。動(dòng)物飼養(yǎng)及試驗(yàn)在湖南師范大學(xué)SPF級(jí)動(dòng)物房完成。
1.2 動(dòng)物免疫、攻毒和樣品采集
采用腹腔注射的方式對(duì)小鼠做單次免疫。將6~8周齡BALB/c小鼠分為5組,分別為未免疫組(僅注射PBS緩沖液)、單獨(dú)疫苗組(無佐劑)、疫苗+R848組、疫苗+100 μg Al組和疫苗+R848+50 μg Al組。其中疫苗抗原劑量為每劑0.033 μg(以HA含量計(jì)),R848為每劑20 μg。
一次免疫3周后,通過滴鼻的方式用致死劑量(20 LD50)鼠適應(yīng)型NIBRG-267(H7N9)病毒攻擊小鼠,觀察攻毒后小鼠的體征、體重變化和存活率。
在攻毒前1 d從小鼠尾靜脈取血,用于抗體檢測。攻毒3 d后,每組取3只小鼠用氯仿麻醉,取小鼠肺臟于1.5 mL病毒稀釋液中勻漿,8 000 r/min離心20 min,取上清,分裝后于-80℃保存,用于肺部病毒滴度測定。
1.3 抗體檢測
用酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)測定疫苗特異性IgG抗體及其亞類IgG1和IgG2a的抗體效價(jià)。首先,用10 ?g/mL NIBRG-267(H7N9)滅活疫苗包被96孔酶標(biāo)板,4℃過夜,加入封閉液[含1%牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)的PBS]37℃溫育2 h;然后,將待測血清作2倍系列稀釋后加入酶標(biāo)板中,37℃溫育2 h;加入生物素標(biāo)記的羊抗鼠IgG、IgG1或IgG2a二抗(Southern Biotechnology Associates,Inc., USA),37℃溫育1 h;加入堿性磷酸酶標(biāo)記的鏈菌蛋白(Southern Biotechnology Associates,Inc., USA),37℃溫育1 h;最后,加入含有底物pNPP(Southern Biotechnology Associates,Inc., USA)的顯色液,37℃培養(yǎng)箱溫育30 min。用酶標(biāo)儀(GENios,TECAN)測定波長為405/450 nm的光密度(optical density,OD)值,與對(duì)照組的平均值+2×標(biāo)準(zhǔn)差(x+2s)比較,確定抗體IgG、IgG1和IgG2a的最高稀釋度。
采用血凝抑制法(haemagglutination-inhibition assay,HI assay)測定HI抗體效價(jià)。用受體破壞酶(北京莊笛浩禾生物醫(yī)學(xué)科技有限公司)處理血清,并在56℃滅活45 min,然后與雞紅細(xì)胞一起孵育以吸附非特異性凝集素。每組小鼠血清用PBS進(jìn)行2倍連續(xù)稀釋,置于96孔聚苯乙烯微量滴定板中,每孔25 μL。每孔加入25 μL含有4個(gè)血凝單位(hemagglutination unit,HAU)的病毒懸液。室溫孵育1 h后,每孔加入50 μL 體積分?jǐn)?shù)為1%的雞紅細(xì)胞,室溫孵育30 min。HI滴度定義為完全抑制血凝的最高血清稀釋度的倒數(shù)。
1.4 細(xì)胞因子檢測
采用ELISA方法檢測免疫后小鼠淋巴細(xì)胞分泌細(xì)胞因子IFN-γ、IL-2、IL-4和IL-5的分泌量。單次免疫3周后,取小鼠脾臟,分離淋巴細(xì)胞,計(jì)數(shù)后于24孔板中37℃培養(yǎng);4 h后加入5 μg/mL H7N9滅活疫苗(按HA含量計(jì))進(jìn)行刺激,37℃繼續(xù)培養(yǎng)48 h。培養(yǎng)液于1 500 r/min離心5 min,收集上清液。按照細(xì)胞因子ELISA試劑盒(達(dá)科為生物技術(shù)股份有限公司)說明書的方法操作,讀取450 nm處的OD值后,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上確定細(xì)胞因子的含量。每組小鼠的細(xì)胞因子的含量用樣本的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示。
1.5 肺部病毒滴度檢測
采用噬斑分析法測定小鼠肺部的殘余病毒滴度。將肺勻漿液作10倍梯度稀釋,接種于長滿MDCK細(xì)胞的96孔板中,37℃培養(yǎng);48 h后觀察細(xì)胞病變效應(yīng)。每個(gè)樣本的病毒滴度用Reed-Muench方法計(jì)算半數(shù)組織培養(yǎng)感染量(median tissue culture infective dose,TCID50)。每組小鼠的病毒滴度值用每毫升樣本的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
用Fishers exact test分析小鼠存活率。使用GraphPad Prism中的t-test分析小鼠的體重丟失率、肺部殘余病毒量、血清抗體滴度和細(xì)胞因子分泌量。體重變化、肺部殘余病毒滴度和抗體滴度數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示。P<0.05為在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具顯著性差異,P<0.005為極顯著差異。
2 結(jié)果與分析
2.1 小鼠獲得的免疫保護(hù)效果
為評(píng)價(jià)R848+Al復(fù)合佐劑對(duì)流感滅活疫苗免疫保護(hù)效果的影響,我們將各組小鼠經(jīng)腹腔注射途徑免疫1次,在免疫3周后用致死劑量(20 LD50)的H7N9同源病毒進(jìn)行攻擊。在攻毒后21 d內(nèi)觀察并記錄小鼠的狀態(tài)、體重變化及存活情況。
試驗(yàn)結(jié)果如表1和圖1所示。未免疫組(即陰性對(duì)照組)小鼠在病毒攻擊后第3天開始表現(xiàn)出一些嚴(yán)重的癥狀,如背部弓起、聳毛、行動(dòng)緩慢、食欲下降;在攻毒7 d內(nèi)全部死亡,且體重丟失非常嚴(yán)重(最大體重丟失率達(dá)到33.21%)。與未免疫組相比,單獨(dú)疫苗組和3個(gè)佐劑疫苗組小鼠的體征改善,存活率顯著性提高(P<0.05)。單獨(dú)疫苗組小鼠在第6天后開始出現(xiàn)小鼠死亡的情況,體重丟失嚴(yán)重(最大體重丟失率為28.42%)。與單獨(dú)疫苗組相比,3個(gè)疫苗+佐劑組小鼠的存活率均有顯著性提高(P<0.05)。疫苗+R848佐劑組小鼠的存活率雖然有顯著提高,但體重丟失嚴(yán)重(最大體重丟失率為26.26%),恢復(fù)困難;疫苗+Al佐劑組小鼠的存活率為100%,但體重丟失率也比較大(最大體重丟失率為13.06%)。當(dāng)R848與50 μg Al佐劑聯(lián)合使用作為復(fù)合佐劑時(shí),小鼠的存活率達(dá)到100%,最大體重丟失率只有6.01%。因此,保護(hù)性試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)表明:R848單獨(dú)作佐劑提供的保護(hù)效果不如單獨(dú)Al佐劑;而R848+Al復(fù)合佐劑要強(qiáng)于R848或Al單獨(dú)佐劑,經(jīng)免疫的小鼠在致死量同源病毒攻擊后,不僅存活率達(dá)到100%,而且在感染后能迅速恢復(fù),體重丟失很少,幾乎不出現(xiàn)感染體征,肺部殘余病毒滴度也很低。
2.2 小鼠血清抗體滴度
為檢測復(fù)合佐劑誘導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答,小鼠免疫3周后,從每組隨機(jī)取3只小鼠實(shí)施斷尾取血,用ELISA和HI方法分別檢測血清中的疫苗特異性IgG抗體和HI抗體。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。ELISA結(jié)果顯示,與未免疫的陰性對(duì)照組相比,所有免疫組小鼠體內(nèi)均誘導(dǎo)產(chǎn)生了疫苗特異性的IgG抗體。與無佐劑疫苗組相比,疫苗中添加了佐劑的免疫組小鼠IgG抗體滴度均有顯著提升(P<0.05):R848佐劑組的IgG抗體滴度有近13倍增加,Al佐劑組的IgG抗體滴度提高了39倍,R848+Al復(fù)合佐劑組小鼠抗體滴度提高了200倍。HI檢測結(jié)果顯示,疫苗中添加了佐劑的免疫組小鼠的HI抗體滴度都有提升,其中Al佐劑組和R848+Al復(fù)合佐劑組與無佐劑疫苗組相比均提高了6倍以上,具有顯著性差異(P<0.05)。
同時(shí),我們用ELISA檢測了IgG抗體亞類IgG1和IgG2a抗體滴度(表2),結(jié)果顯示,與無佐劑疫苗組相比,小鼠接種了添加佐劑的疫苗后,IgG1和IgG2a抗體都得到了提升,但從IgG2a/IgG1比值可以發(fā)現(xiàn),添加不同的佐劑導(dǎo)致產(chǎn)生了不同的IgG亞類譜。無佐劑疫苗主要誘導(dǎo)IgG2a抗體反應(yīng)(IgG2a/IgG1比值約為25),表明Th1反應(yīng)占主導(dǎo)地位。R848作佐劑的疫苗誘導(dǎo)的IgG2a和IgG1滴度差別很大(IgG2a/IgG1比值為64),說明R848使疫苗誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答發(fā)生了極端Th1偏向;Al佐劑疫苗同時(shí)刺激IgG1和IgG2a抗體(IgG2a/IgG1比值約為3),提示發(fā)生了Th2應(yīng)答偏向;R848+Al復(fù)合佐劑疫苗更多提升了IgG2a抗體滴度(IgG2a/IgG1比值為32),說明復(fù)合佐劑使疫苗誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答發(fā)生了Th1偏向。
3.3 小鼠脾臟細(xì)胞的細(xì)胞因子分泌量
為了檢測復(fù)合佐劑疫苗誘導(dǎo)的細(xì)胞免疫效應(yīng),我們?cè)谛∈髥未蚊庖?周后,每組取3只小鼠,分離小鼠脾臟淋巴細(xì)胞。淋巴細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)后用H7N9滅活疫苗刺激,收集培養(yǎng)液,用ELISA試劑盒分別檢測其中含有的IFN-γ、IL-2、IL-4和IL-5四種細(xì)胞因子的分泌量。結(jié)果如圖2所示,單獨(dú)疫苗組小鼠的四種細(xì)胞因子分泌量都很低。與單獨(dú)疫苗組相比,R848疫苗組的IFN-γ和IL-2分泌量明顯提高,但I(xiàn)L-4和IL-5的分泌量變化不大,說明R848作為佐劑極大地促進(jìn)了Th1型細(xì)胞因子的分泌,能增強(qiáng)細(xì)胞介導(dǎo)的抗感染免疫;Al佐劑疫苗組正好與R848疫苗組相反,IFN-γ和IL-2分泌量變化不大,但I(xiàn)L-4和IL-5的分泌量明顯提高,說明Al佐劑極大地促進(jìn)了Th2型細(xì)胞因子的分泌,但不能增強(qiáng)細(xì)胞免疫應(yīng)答;而R848+Al復(fù)合佐劑組小鼠四種細(xì)胞因子分泌量均得到提高,且都明顯高于單獨(dú)疫苗組,說明R848+Al復(fù)合佐劑同時(shí)促進(jìn)了Th1型和Th2型細(xì)胞因子的分泌,不僅有助于體液免疫,也增強(qiáng)了細(xì)胞介導(dǎo)的抗感染免疫。
3 討論
自2013年首例新型H7N9感染病例報(bào)告以來,我國經(jīng)歷了5波H7N9流行高峰,在第5波中出現(xiàn)了高致病性H7N9毒株。同時(shí),由于突變位點(diǎn)的積累,H7N9病毒對(duì)人呼吸道上皮α-2,6唾液酸受體的親和力增強(qiáng)[6]。因此,H7N9亞型病毒仍有可能導(dǎo)致大流行。全球多家疫苗研究機(jī)構(gòu)都開展了H7N9流感疫苗的研發(fā)[7]。臨床研究證明,添加佐劑(MF59或AS03等)能有效增強(qiáng)H7N9滅活疫苗的免疫原性,節(jié)省疫苗抗原[7]。在本研究中,我們利用小鼠模型探討了Al與R848 組成的復(fù)合佐劑對(duì)流感H7N9全病毒滅活疫苗的免疫增強(qiáng)效果。根據(jù)我們的前期試驗(yàn)確定疫苗抗原的劑量。Al和R848均采用針對(duì)小鼠的常規(guī)劑量,R848+Al復(fù)合佐劑中Al(OH)3的劑量由常規(guī)的100 μg減半至50 μg。對(duì)小鼠實(shí)施單次免疫,然后用致死劑量(20 LD50)的同源病毒進(jìn)行攻擊,用攻毒后小鼠的表現(xiàn)(主要包括小鼠的存活率、體重變化、體征和肺部殘余病毒滴度等)來評(píng)判疫苗的免疫效果。從我們的試驗(yàn)結(jié)果可以看出(表1、圖1),小鼠獲得的免疫保護(hù)效果可以排序?yàn)椋?0 μg Al+R848疫苗組>100 μg Al 疫苗組>R848疫苗組>單獨(dú)疫苗組。50 μg Al+R848作為疫苗佐劑時(shí),小鼠不僅在致死劑量攻毒后能夠100%存活下來,且肺部殘余病毒滴度最低,體重丟失最少,幾乎不顯示流感體征。由此可見,Al與R848組成的復(fù)合佐劑優(yōu)于Al或R848單獨(dú)佐劑。
Al佐劑是疫苗中使用最廣泛的佐劑,其膠體顆粒能吸附各種疫苗抗原,也能與樹突狀細(xì)胞表面結(jié)合,有利于抗原提呈細(xì)胞(antigen-presenting cell,APC)吸收抗原。Al佐劑-抗原被APC吞噬,可促使APC釋放促炎性細(xì)胞因子和APC的特化,誘導(dǎo)naive CD4+T細(xì)胞分化為Th2細(xì)胞[8]。然而,Al佐劑誘導(dǎo)Th1應(yīng)答的能力弱,不利于胞內(nèi)感染病原體的清除。R848是一種PRR(pathogen recognition receptor)激動(dòng)劑,通過活化固有免疫細(xì)胞內(nèi)的TLR7/8激活MyD88依賴的信號(hào)傳導(dǎo)途徑,導(dǎo)致免疫細(xì)胞分泌Th1型細(xì)胞因子,從而刺激Th1偏向的免疫應(yīng)答。目前,R848的佐劑效應(yīng)在流感病毒[9]、艾滋病病毒[10]、諾瓦克病毒[11]和乙肝病毒[12]等病毒的疫苗研究中都有報(bào)導(dǎo),研究結(jié)果可謂喜憂參半。R848是一種合成的小分子化合物,在應(yīng)用時(shí)容易從局部擴(kuò)散,與抗原分離,不僅降低免疫效果,還會(huì)引起全身性副反應(yīng)[13-14]。所以,很多研究者選擇將這種小分子與抗原直接或間接偶聯(lián),或與納米凝膠等合成聚合物偶聯(lián)[9-11,15-16]。這樣做雖然發(fā)揮了R848的佐劑效力,但無疑增加了疫苗研制的復(fù)雜性。本研究將R848與疫苗直接混合后免疫小鼠,R848的佐劑效力不明顯,小鼠在攻毒后雖然存活,但狀態(tài)很差,體重丟失嚴(yán)重;而R848與Al佐劑在低溫下充分混合后得到的復(fù)合佐劑顯示出兩者具有良好的協(xié)同互補(bǔ)效應(yīng),對(duì)小鼠提供的免疫保護(hù)效果好于R848或Al單獨(dú)佐劑。因此,我們推測,R848可能與Al佐劑發(fā)生某種相互作用被吸附在Al佐劑膠體顆粒上。
通過免疫學(xué)指標(biāo)檢測我們發(fā)現(xiàn),R848+Al復(fù)合佐劑之所以優(yōu)于Al或R848單獨(dú)佐劑,至少有兩個(gè)方面的原因。其一,R848+Al復(fù)合佐劑同時(shí)增強(qiáng)了Th1和Th2型免疫應(yīng)答,且使疫苗誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答發(fā)生了適中的免疫偏向。通過檢測小鼠脾臟細(xì)胞在疫苗抗原刺激后的Th1型和Th2型細(xì)胞因子的分泌情況發(fā)現(xiàn)(圖2),與單一的R848或Al佐劑相比,復(fù)合佐劑同時(shí)誘導(dǎo)了Th1型和Th2型細(xì)胞因子應(yīng)答,且復(fù)合佐劑誘導(dǎo)的細(xì)胞因子的分泌量與單獨(dú)疫苗組相比都呈現(xiàn)出極顯著差異(P<0.005)。同時(shí),IgG抗體亞類(IgG1和IgG2a)的檢測結(jié)果顯示,不同的佐劑產(chǎn)生的IgG亞類譜差別很大(表2)。單獨(dú)疫苗組誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答以Th1反應(yīng)占主導(dǎo)(IgG2a/IgG1比值約為25)。這與Hovden等[15]的結(jié)論是一致的,全病毒滅活疫苗誘導(dǎo)以Th1反應(yīng)占主導(dǎo)的免疫應(yīng)答。R848單一佐劑使得Th反應(yīng)極端偏向于Th1型(IgG2a/IgG1比值從25升為64),這也可能是R848佐劑導(dǎo)致副作用的原因之一;Al單一佐劑使免疫應(yīng)答極大地向Th2型偏移(IgG2a/IgG比值從25降為3);而R848+Al復(fù)合佐劑使疫苗誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答發(fā)生了進(jìn)一步的Th1偏移(IgG2a/IgG1比值從25升為32)。 Bungener等[16]的研究認(rèn)為,Al佐劑全病毒流感疫苗如果能減少Th2極化,偏向Th1應(yīng)答,則更有利于清除病毒。在Al佐劑中添加R848正好起到了這樣的作用。其二,R848+Al復(fù)合佐劑極大地提升了疫苗誘導(dǎo)的血清特異性IgG抗體水平,特別是IgG2a的水平(表2)。與單獨(dú)疫苗組相比,R848佐劑組和Al佐劑組的抗體水平分別提高13倍和39倍,而復(fù)合佐劑組抗體水平提高達(dá)200倍。早有研究者證實(shí),在流感的防御機(jī)制中,強(qiáng)大的體液免疫應(yīng)答對(duì)于保護(hù)效果是至關(guān)重要的,血清特異性IgG抗體是機(jī)體抵抗流感病毒感染,特別是致死性流感肺炎的重要免疫成份[17]。Hovden等[15]研究發(fā)現(xiàn),感染流感病毒后,血清中含量最多的一類IgG亞類抗體是IgG2a。IgG2a抗體亞類在補(bǔ)體激活和抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)中起主要作用。在本研究中,與其他組相比,50 μg Al +R848誘導(dǎo)了最高水平的IgG2a抗體滴度,而HI抗體水平與100 μg Al佐劑組相當(dāng)(表2)。我們推測,在復(fù)合佐劑所提供的免疫保護(hù)中,高滴度的IgG2a抗體所介導(dǎo)的免疫調(diào)理功能應(yīng)該發(fā)揮了不可忽視的作用。
目前,非單一成份佐劑的研究越來越受到重視。由于Al佐劑是使用歷史最長且使用范圍最廣的老牌佐劑,對(duì)Al佐劑進(jìn)行改良是一個(gè)便捷的提升佐劑效果的途徑。在AS系列佐劑中,AS04就屬于含Al佐劑系統(tǒng),它是由Al佐劑和MPL(3-O-desacyl-4'-monophosphoryl lipid A,TLR4激動(dòng)劑)組成的,目前已批準(zhǔn)用于人類疫苗[18];另外,在SARS-CoV-2 S-2P 蛋白疫苗臨床二期試驗(yàn)中,Al佐劑和CpG(TLR9激動(dòng)劑)組成的佐劑系統(tǒng)顯示出良好的安全性和免疫原性[19]。我們的初步研究表明,由Al 佐劑和R848(TLR7/8激動(dòng)劑)組成的復(fù)合佐劑減少了一半的Al佐劑用量,與單一Al佐劑相比,能提供更加強(qiáng)大有效的抗流感免疫保護(hù)。此外,我們還在分別以新冠病毒的S蛋白和巨細(xì)胞病毒的gO蛋白作為疫苗抗原的研究中也得出了同樣的結(jié)論(數(shù)據(jù)未列出)。因此,我們認(rèn)為,添加R848的含Al佐劑系統(tǒng)值得更加細(xì)致的研究。
參考文獻(xiàn)(References):
[1] IULIANO A D, ROGUSKI K M, CHANG H H, et al. Estimates of global seasonal influenza-associated respiratory mortality: a modelling study[J]. The Lancet, 2018, 391(10127): 1285-1300.
[2] WEBSTER R G, GOVORKOVA E A. Continuing challenges in influenza[J]. Annals of the New York Academy of Sciences, 2014, 1323: 115-139.
[3] NUWARDA R F, ALHARBI A A, KAYSER V. An overview of influenza viruses and vaccines[J]. Vaccines, 2021, 9(9): 1032.
[4] SCHMIDT S T, PEDERSEN G K, CHRISTENSEN D. Rational design and in vivo characterization of vaccine adjuvants[J]. Ilar Journal, 2018, 59(3): 309-322.
[5] VASILAKOS J P, TOMAI M A. The use of Toll-like receptor 7/8 agonists as vaccine adjuvants[J]. Expert Review of Vaccines, 2013, 12(7): 809-819.
[6] WU X X, XIAO L L, LI L J. Research progress on human infection with avian influenza H7N9[J]. Frontiers of Medicine, 2020, 14(1): 8-20.
[7] 葉文佳, 陳 溥, 丁亞紅, 等. 甲型H7N9流感疫苗的臨床研究進(jìn)展[J]. 激光生物學(xué)報(bào), 2017, 26(3): 198-204.
YE Wenjia, CHEN Pu, DING Yahong, et al. Progress in clinical research on avian influenza H7N9 vaccines[J]. Acta Laser Biology Sinica, 2017, 26(3): 198-204.
[8] NOE S M, GREEN M A, HOGENESCH H, et al. Mechanism of immunopotentiation by aluminum-containing adjuvants elucidated by the relationship between antigen retention at the inoculation site and the immune response [J]. Vaccine, 2010, 28(20): 3588-3594.
[9] HOLBROOK B C, DAGOSTINO R B, JR TYLER AYCOCK S, et al. Adjuvanting an inactivated influenza vaccine with conjugated R848 improves the level of antibody present at 6 months in a nonhuman primate neonate model[J]. Vaccine, 2017, 35(45): 6137-6142.
[10] WILLE-REECE U, WU C Y, FLYNN B J, et al. Immunization with HIV-1 Gag protein conjugated to a TLR7/8 agonist results in the generation of HIV-1 Gag-specific Th1 and CD8+ T cell responses[J]. The Journal of Immunology, 2005, 174(12): 7676-7683.
[11] VELASQUEZ L S, HJELM B E, ARNTZEN C J, et al. An intranasally delivered Toll-like receptor 7 agonist elicits robust systemic and mucosal responses to Norwalk virus-like particles[J]. Clinical and Vaccine Immunology, 2010, 17(12): 1850-1858.
[12] MA R, DU J L, HUANG J, et al. Additive effects of CpG ODN and R-848 as adjuvants on augmenting immune responses to HBsAg vaccination[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2007, 361(2): 537-542.
[13] OH J Z, KEDL R M. The capacity to induce cross-presentation dictates the success of a TLR7 agonist-conjugate vaccine for eliciting cellular immunity[J]. The Journal of Immunology, 2010, 185(8): 4602-4608.
[14] BHAGCHANDANI S, JOHNSON J A, IRVINE D J. Evolution of Toll-like receptor 7/8 agonist therapeutics and their delivery approaches: from antiviral formulations to vaccine adjuvants [J]. Advanced Drug Delivery Reviews, 2021, 175: 113803.
[15] HOVDEN A O, COX R J, HAAHEIM L R. Whole influenza virus vaccine is more immunogenic than split influenza virus vaccine and induces primarily an IgG2a response in BALB/c mice[J]. Scandinavian Journal of Immunology, 2005, 62(1): 36-44.
[16] BUNGENER L, GEERAEDTS F, TER VEER W. et al. Alum boosts TH2-type antibody responses to whole-inactivated virus influenza vaccine in mice but does not confer superior protection [J]. Vaccine, 2008, 26: 2350-2359.
[17] TAMURA S I, KURATA T. Defense mechanisms against influenza virus infection in the respiratory tract mucosa[J]. Japanese Journal of Infectious Diseases, 2004, 57(6): 236-247.
[18] GIUDICE G D, RAPPUOLI R, DIDIERLAURENT A M. Correlates of adjuvanticity: a review on adjuvants in licensed vaccines[J]. Seminars in Immunology, 2018, 39: 14-21.
[19] HSIEH S M, LIU M C, CHEN Y H, et al. Safety and immunogenicity of CpG 1018 and aluminium hydroxide-adjuvanted SARS-CoV-2 S-2P protein vaccine MVC-COV1901: interim results of a large-scale, double-blind, randomised, placebo-controlled phase 2 trial in Taiwan[J]. Lancet Respiratory Medicine, 2021, 9(12): 1396-1406.
收稿日期:2022-12-13;修回日期:2023-01-18。
基金項(xiàng)目:湖南省教育廳項(xiàng)目(19C1160,21C0004)。
作者簡介:蔡佳男,碩士研究生。
* 通信作者:常海艷,高級(jí)實(shí)驗(yàn)師,主要從事分子病毒學(xué)的研究,E-mail: changhaiyan@hunnu.edu.cn;
方芳,副教授,主要從事分子病毒學(xué)的研究,E-mail: 727244887@qq.com。