不同免疫接种途径的优缺点及对疫苗研发的要求

摘 要:

给药途径是研发脂质体疫苗过程必须考虑的一个重要因素。疫苗主要可通过三种途径给药:系统性给药、局部给药和粘膜给药。这些接种途径又可以细分为胃肠道外给药(Parenteral Administration)、粘膜免疫、口服免疫、喷雾免疫、鼻内给药(Intranasal Administration)和皮肤局部给药(Topical Administration)。

关键词:

给药途径是研发脂质体疫苗过程必须考虑的一个重要因素。疫苗主要可通过三种途径给药:系统性给药、局部给药和粘膜给药。系统性给药(Systemic administration)即全身给药,是目前最常用的方式,主要有肌肉注射(intramuscularly,i.m.)和皮下注射(subcutaneously,s.c.)。注射给药需由专业人员实施,有可能造成针刺伤害、患者依从性差。通过这些途径给药的疫苗对通过粘膜感染疾病的保护作用较差。粘膜给药可以克服注射给药的这些缺点。此外,粘膜疫苗更稳定,因此有利于在发展中国家广泛使用。

1、胃肠道外给药(Parenteral Administration)

通过注射方式进行疫苗免疫,可以使疫苗直接进入淋巴循环系统,无需通过物理/生物屏障(如皮肤、肠粘膜、恶劣的胃肠道环境),从而影响脂质体疫苗的效率[96]。通过肌肉注射或皮下注射免疫,疫苗的吸收效率也会受到影响。这两种组织中的血管分布不同,皮下血管分布较少,对疫苗的吸收相对于肌肉来说慢[97],因此肌内和皮下免疫接种的缓释效果不同。

2、粘膜免疫

粘膜免疫是机体的第一道防线。参与粘膜免疫的相关免疫细胞约占全部免疫细胞的80%,这些细胞组成了粘膜相关淋巴样组织(mucosal-associated lymphoid tissues,MALT),也是哺乳动物最大的淋巴器官系统[100]。被入侵病原激活的粘膜淋巴细胞先移行到附近的淋巴结和胸导管,然后再通过血流迁移到其他粘膜部位。粘膜免疫产生的粘膜抗体(IgA)能够穿过上皮细胞膜,从而防止病原体的再次入侵。同时,细胞介导的免疫也可由粘膜免疫系统激活。一般情况下,疫苗的粘膜给药也激活系统性的抗体反应(产生IgG)。因此,相对于其它免疫途径,粘膜免疫还能产生粘膜特异性的IgA。

3、口服免疫

口服免疫是进行大规模疫苗接种时最方便的途径,有很好的患者依从性。口服免疫可以激活粘膜免疫和系统性免疫反应。但是,口服免疫最主要的缺点是可能会引起免疫耐受。口服免疫的脂质体需要在胃肠道的苛刻条件下是稳定的,因此其脂质体比其它免疫途径的更复杂。传统的脂质体不能用于口服疫苗的递送载体,因为其在到达作用靶标之间,就会被胃肠道内的酶或化学降解。因此必须对脂质体进行修饰,以增加稳定性、效率和在肠道内的保留时间[110]。

4、喷雾免疫

喷雾免疫接种与病原体和免疫诱导部位密切相关。喷雾粒子的大小对喷雾免疫具有关键作用。如果粒径大于5μm,颗粒主要分布在呼吸道的上部和中部;如果粒径小于3μm,颗粒主要分布在下呼吸道[95]。因此,利用粒径的大小可以特异性的针对不同部位进行免疫,如针对由百日咳杆菌(Bordetella pertussis)引起的上呼吸道感染,应该用粒径大于5μm米的脂质体[95]。但是针对由肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)引起的下呼吸道感染,应用粒径小于3μm米的脂质体[114]。迄今为止,大多数脂质体气溶胶是由磷脂酰胆碱(phosphatidylcholines,PC)、phosphatidylethanoloamines(PE)、磷脂酰甘油(phosphatidylglycerols,PG)、阳离子脂质和胆固醇制备而成[95]。

5、鼻内给药(Intranasal Administration)

相对于其它给药途径,鼻内给药具有一些优点:(1)需要的抗原量较少(与口服途径比较);(2)产生最优的分泌免疫[115,116];(3)诱导分泌型IgA(sIgA)[117];(4)接种免疫简单,便于推广;(5)产生更优的系统性免疫反应[118]。

6、皮肤局部给药(Topical Administration)

在人体,皮肤是最大的器官,也是最理想的疫苗接种途径,因为皮肤含有免疫活性细胞,如成角质细胞(keratinocytes)和朗汉氏细胞(Langerhans),这有助于刺激先天免疫反应和获得性免疫反应[122]。用脂质体进行局部免疫搁的主要优点包括:(1)减少系统性免疫可能带来的副作用;(2)脂质体与皮肤具有高亲和性。但皮肤局部免疫接种也有一个问题,即需要临时或部分破坏机体的第一道防线,如角质层,从而增加抗原的呈递[123,124]。已有报道,较小的脂质体(如40nm)能够渗透穿过朗汉氏细胞细胞层,而200nm的颗粒无此功能[125]。

本文翻译自后面附录的参考文献,文中标记的文献编号参考原文。

参考文献:

Ghaffar, K. A., et al. Liposomes As Nanovaccine Delivery Systems. Curr Top Med Chem, 2014,14(9):1194-1208.

    日期:2014年06月07日  分类:免 疫
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