将疫苗佐剂的作用机制与功能相联系
疫苗是预防传染病的有力武器，通过递送免疫原激发免疫反应，产生记忆T、B细胞和浆细胞。佐剂作为疫苗的关键成分，对免疫反应的调节至关重要，但其作用机制复杂，尚未完全明晰。Elana Ben-Akiva等人回顾了目前对佐剂作用机制的认识和最新进展，讨论了这些作用机制如何与免疫反应的下游效应联系起来，对开发高效疫苗意义重大。
疫苗佐剂的类别及对免疫反应的影响
（一）佐剂的类别
1.储存库型佐剂：像明矾、阳离子脂质体、可降解聚合物颗粒和水凝胶等，能吸附或包裹抗原，实现抗原的缓慢释放，还可吸引免疫细胞，促进抗原摄取与运输。不过，明矾的作用并非仅为储存抗原，它还能通过诱导局部细胞死亡引发炎症。
2.乳液型佐剂：水包油或油包水乳液，如MF59和AS03，虽无抗原储存功能，但能激活炎症小体和细胞死亡途径，引发局部炎症，增强免疫反应，不过其作用机制较为复杂。
3.皂苷类佐剂：从肥皂树提取的皂苷，可激活炎症小体、诱导细胞应激反应和促进淋巴流动。但游离皂苷毒性大，与胆固醇络合后可降低毒性并用于疫苗中。
4.靶向免疫受体佐剂：包括TLR激动剂、凝集素受体激动剂等，能激活特定免疫受体，引发炎症信号级联反应。为提高安全性和有效性，常将其制成脂质体或吸附于明矾使用。
（二）佐剂对免疫反应的影响
不同佐剂对免疫反应影响各异。在HIV疫苗试验中，水包油乳液佐剂能增加抗体反应的表位广度和抗体滴度持久性；流感疫苗添加MF59或AS03佐剂后，可提升抗体反应广度和亚类抗体水平；COVID-19疫苗添加AS03佐剂，能增强记忆B细胞反应。此外，佐剂作用存在剂量依赖性，如明矾吸附的TLR7激动剂在高剂量时能扩大免疫反应，低剂量时效果不佳。
图佐剂的类别和结构
表佐剂的种类和临床批准的佐剂疫苗配方
疫苗佐剂的作用机制
（一）调节免疫细胞募集和抗原持久性
疫苗佐剂的作用通常始于注射部位。目前，多数获批疫苗采用肌肉注射的方式，这是出于便利、安全及耐受性等多方面的考量。佐剂在注射部位能够刺激免疫细胞，促使其释放炎症细胞因子，如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1（IL-1）、白细胞介素-6（IL-6）和I型干扰素等，同时释放趋化因子。这些物质的释放能够吸引中性粒细胞、单核细胞和树突状细胞等免疫细胞迅速聚集到注射部位，并且有助于促进抗原呈递细胞（APCs）的激活，为后续的免疫反应奠定基础。
佐剂还具备减缓抗原从注射部位清除的能力，这一特性为抗原运输至淋巴以及被细胞摄取提供了更为充裕的时间窗口，尤其对初次免疫反应有着深远的影响。在实际情况中，单独注射的抗原或者与许多佐剂共同注射的抗原，往往会在数天内通过降解、运输至血液或淋巴等方式从注射部位和引流淋巴结中清除。而部分抗原能够紧密吸附于明矾之上，从而显著延长其在体内的持续时间。当下，众多疫苗递送配方正处于早期开发阶段，旨在精确调整疫苗的释放动力学，其中包括可注射水凝胶、微针贴片、可生物降解的聚合物微粒以及氧化铝包封疫苗等。这些新型配方有望进一步优化抗原的释放过程，提升疫苗的免疫效果。
（二）调节抗原运输和积累
佐剂能够通过多种不同的方式，高效促进抗原向淋巴器官的运输。一方面，佐剂可以刺激免疫细胞摄取抗原，随后这些免疫细胞会将抗原运输至引流淋巴结。这一过程通常在数小时内启动，在24 - 48小时左右达到运输高峰，并且可能持续超过一周的时间。另一方面，纳米颗粒佐剂可凭借自身特性直接携带抗原在淋巴中运输。此外，皂苷类佐剂能增加淋巴流量，促进抗原积累。在小鼠和非人灵长类动物实验中，均观察到了皂苷类佐剂的这种作用效果。
（三）激活先天免疫和免疫细胞募集
在引流淋巴结中，佐剂能够迅速诱导细胞因子和趋化因子的大量产生，进而引发强烈的炎症反应。这种炎症反应可以吸引众多免疫细胞从血液和/或淋巴中聚集到引流淋巴结，使得淋巴结中的淋巴细胞总数显著增加，并且这种增加的状态可能持续长达2周之久。同时，炎症反应还能够激活抗原呈递细胞，上调主要组织相容性复合体（MHC）和共刺激受体的表达，促进抗原的呈递，为T、B细胞的启动创造有利条件。
不同类型的佐剂具有不同的激活途径。例如，水包油佐剂已被证实能够诱导淋巴结髓细胞发生内质网应激，并上调未折叠蛋白反应（UPR）通路，从而导致引流淋巴结中炎症细胞因子和趋化因子的大量产生。明矾和水包油乳液佐剂则会激活炎症小体的组成部分，尽管不同佐剂激活炎症小体复合物的关键成分有所差异，但都会引发类似的淋巴结炎症。
（四）改变抗原呈递和淋巴细胞分化
部分佐剂在抗原呈递细胞对抗原的摄取、加工和呈递过程中发挥着促进作用，尤其是能够显著增强CD8 T细胞反应。如纳米颗粒佐剂和皂苷类佐剂。同时，佐剂对CD4 T细胞的激活和分化也有着重要影响。不同的佐剂诱导的细胞因子环境存在差异，这会导致CD4 T细胞分化为不同的效应状态。
（五）编程先天免疫
除了诱导特异性免疫反应之外，一些疫苗还能够以非抗原特异性的方式为机体提供针对不相关感染的异源保护。如卡介苗、重组带状疱疹疫苗和口服脊髓灰质炎疫苗等，在流行病学观察中发现，这些疫苗能够使机体对一些未曾接触过的病原体产生一定的抵抗力。这种保护作用可能与先天免疫记忆（即训练免疫）密切相关，它是指髓细胞及其前体在转录、表观遗传和代谢方面发生长期重编程，当机体再次遇到微生物时，先天免疫反应会发生改变，从而提高对病原体的防御能力。
佐剂能够特异性地靶向先天免疫系统的模式识别受体（PRRs），诱导先天免疫细胞在转录、表观遗传和代谢等方面进行重编程，从而产生训练免疫，增强疫苗的免疫原性和效力。
mRNA疫苗中的佐剂活性
mRNA疫苗在COVID - 19大流行中展现出重要价值，其成功得益于碱基修饰和脂质纳米颗粒（LNP）递送技术。LNP不仅能保护和递送mRNA，还具有佐剂活性，能增强疫苗效力，但也会带来剂量限制性毒性。空LNP与蛋白抗原混合可促进滤泡辅助T细胞（Tfh）和生发中心B细胞发育，激活先天免疫反应。然而，LNP也存在炎症毒性问题，其引发的炎症反应与多种细胞因子有关，且在不同动物模型中的反应存在差异。目前，研究人员正在探索优化LNP配方，以分离其递送和炎症功能，同时研究mRNA自身的免疫刺激作用和编码分子佐剂的可行性。
总结
目前，新的临床监测技术有助于深入了解疫苗免疫反应，mRNA疫苗的发展为分子佐剂研究提供了广阔空间，新型给药策略也在探索中。但佐剂研发仍面临诸多挑战，如佐剂促进疫苗持久性的机制不明，天然佐剂供应受限，组合佐剂开发困难，LNP炎症毒性问题以及mRNA疫苗免疫反应的复杂性等。为了有效应对传染病带来的挑战，大幅提高疫苗的有效性和安全性，深入研究佐剂的作用机制迫在眉睫。未来，需要开发新型佐剂和优化现有佐剂，以推动疫苗与佐剂的科学发展，为全球公共卫生事业提供更坚实的保障。
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