口服疫苗传递系统研究大有可为

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机体90%以上的感染发生在黏膜或由黏膜入侵，为了防止感染，诱导黏膜表面产生分泌型IgA抗体（sIgA）是非常重要的。sIgA可以阻止微生物在黏膜上皮层驻扎繁殖，禁止它们进入上皮层，而大多数的皮下或肌注给药方式的疫苗通常无法诱导黏膜sIgA抗体的产生，因而，通过黏膜表面接种疫苗发挥重要作用。黏膜免疫的途径有很多，除口服接种外，还可以鼻腔接种、气溶胶吸入接种、结膜接种、阴道接种、直肠接种等等，但在应用中都存在难点。一般认为，经口和经鼻免疫才是切实可行的。
■口服疫苗优越性诸多
疫苗的口服接种与传统的注射接种方法相比具有许多吸引人的优点，包括：可避免注射引起的疼痛和不适，也可避免使用针头和针筒，减少了污染的可能性；模仿自然感染途径，能够保证大部分黏膜表面区域接触疫苗，开发了由sIgA介导的第一道防线；高效，即能引起黏膜免疫反应，也能引起系统免疫反应；可覆盖大量人群，特别适合年长者和婴儿，因为黏膜免疫并不受与年龄相关的机能障碍的影响，而婴儿黏膜免疫系统的发育要早于全身免疫；其抗原提纯的要求相对不高，无需在极其严格的条件下生产，成本较低，可相对减少因所需的抗原量增多而需要的费用；口服疫苗也能诱导全身耐受性，抵抗特异T细胞介导的迟发性炎症反应，为口服抗炎疫苗的研究提供了新前景。另外，口服疫苗还有可能用于防治自身免疫反应和过敏反应，使用还方便。
■综合考虑选择载体材料
尽管口服免疫具有许多优点，但是，并非所有的病原微生物都可以被成功地减毒以用来开发口服疫苗，而且一些微生物很难或是根本无法在黏膜表面存活。特别是通过重组DNA技术和化学合成抗原与多肽这一类新一代的疫苗，虽然限制和避免了传统疫苗常有的副作用，但其具有免疫原性差、在低pH和肠道酶作用下会发生降解、口服吸收率低、单独使用无法产生有效的免疫保护反应等缺点。因此，开发适用于不同抗原的口服疫苗传递系统（OVDS）是非常必要的。OVDS最有潜力的方法是将抗原包裹于微粒或纳米粒载体中。应用微粒载体投递抗原时，具有保护抗原、提高抗原靶向性、长效缓释、可减少多次接种抗原所需量从而降低抗原对生物体的毒副作用等优点。应用微粒载体制备OVDS的研究，已越来越引起研究者的关注。
基于安全的原因，使用减毒或基因修饰过的细菌或微生物为载体是不可取的，而使用无生命的聚合物制备OVDS则较为理想。通过近20年聚合物微粒疫苗的研究，发现投递疫苗的微粒载体材料，一般选择可生物降解、毒性小的天然高分子聚合物或合成高分子聚合物。天然高分子聚合物主要有淀粉、海藻酸盐（通常需要Ca2+等多价离子交联）、脱乙酰壳聚糖（CS）、胶原（明胶）等；合成高分子聚合物主要有聚酯类、水凝胶、聚酸酐、聚原酸酯、聚亚氨基碳酸酯、聚己内酯、聚氨基酸等，其中用于OVDS最多的载体是聚酯类的聚乳酸（PLA）和乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）。
在选择微粒的载体材料时主要应考虑载体的毒性、刺激性、过敏性，以及是否可生物降解。使用天然高分子聚合物的优点是：价格低廉、生物相容，且是水溶性的；缺点是：天然高分子聚合物中通常存在外来的污染物，批间的质量差异大，疏水性差。相反，合成的高分子聚合物重现性好，制得的聚合物可以具有理想的降解速度及分子量和聚合物组成；但是由于它们的水溶性差，仅溶于有机溶剂，因此不适用于活菌株或病毒类的抗原。
■摸索方法改善吸收
虽然已经证实口服纳米粒或微米粒后可被胃肠道吸收，但通常仅有不到1%的微粒能被吸收，如此低的吸收率是开发微粒型OVDS的最大障碍。各国的研究人员为提高微粒的吸收率尝试了使用靶向传递系统和黏膜黏附传递系统等方法。
靶向传递系统。1989年Pappo制得一种可识别兔M细胞的单克隆抗体，将此抗体吸附于聚苯乙烯微粒（1微米）上，口服后发现PP结中的微粒量增加了3倍以上。另外，采用西红柿凝聚素(tomatolectin)或ulexeuropaeus agglutininⅠ(UEAⅠ)对微粒的表面进行修饰后，也可使微粒定位于M细胞，从而提高了其吸收率。但需要指出的是，这些实验都是在动物体内进行的，是否同样适用于人体还不清楚，因为对于人体胃肠道的表面性质很多仍然是未知的。
黏膜黏附传递系统。采用黏膜黏附型聚合物制备的微粒，口服后可黏附在肠黏膜层上，从而延长微粒在胃肠道的驻留时间。国外科研人员发现，用聚富马酸-癸二酸酐（P(FA∶SA)）制得的聚合物微球可生物黏附于肠上皮细胞，口服17小时后，仍有53.93%的P(FA∶SA)20∶80微球停留在胃肠道中。海藻酸钠、CS也被证明是一种很好的生物黏附剂。另有人用CS对破伤风毒素的PLGA纳米粒进行包衣，包衣和未包衣的纳米粒用125I标记后口服，然后测定血中的放射水平，结果发现CS包衣纳米粒的吸收显著高于未包衣纳米粒，分析这是由于CS的生物黏附性和可以提高大分子物质穿透性的结果。这种黏附体系是通过与黏蛋白发生作用而与肠黏膜层结合的，但它们的转运时间是由黏膜层的生理代谢时间测得的，这一缺陷使得研究人员对黏附性微粒的应用表示担忧，因为在大多数情况下黏蛋白的代谢时间比正常的肠转运时间长不了多少。另外，食物以及肠内其他组分的影响可能会显著降低黏附体系的有效性。
■问题尚存亟待解决
疫苗口服接种与传统的注射接种方法相比具有很多优点，是一种非常理想的免疫方法，特别适用于那些通过黏膜感染的病原体。但我们必须看到，其仍存在许多极具挑战性的难题：如口服疫苗在肠道的吸收率有限，因此如何提高抗原微粒的吸收率是一个关键问题，人们尝试使用了减小粒径、对微粒表面进行修饰以增加疏水性、连接上靶向性分子、使用生物黏附材料以延长微粒的胃肠道转运时间等方法来提高微粒的吸收率，这些方法不少在动物体内取得了成功，但是否适用于人体还有待于进一步的研究。
其次，虽然口服的药物不要求消毒，但口服疫苗必须进行消毒，用于消毒的γ射线会使微球的分子量降低，使其降解速度加快，而且有些抗原在γ射线作用下可能会丢失部分抗原性。
另外，为提高口服疫苗生产、贮存、使用过程中抗原的稳定性，还有待于进一步开发新的载体材料。
虽然尽管这些问题都亟须解决，口服黏膜免疫仍然是未来疫苗发展的一个重要方向，这项研究工作大有可为。