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本文聚焦遗传佐剂在疫苗开发和免疫调节中的应用。详细阐述了当前佐剂类型，深入分析遗传佐剂（如细胞因子、趋化因子等）增强疫苗免疫效果的机制。探讨其优势与挑战，为下一代免疫策略发展提供参考，助力优化疫苗设计。
引言
COVID-19 大流行凸显了预防、控制和治疗传染病的重要性，疫苗接种是有力手段。重组纯化蛋白 / 肽亚单位疫苗安全但免疫原性差，核酸疫苗（如质粒 DNA 和 mRNA）也存在疗效问题，因此新疫苗配方需要新型佐剂。了解先天免疫系统功能和适应性免疫反应启动为开发新疫苗提供了背景，未来需优化抗原和佐剂相关参数以促进记忆 B 和 T 细胞形成。本文分析基于核酸或基因编码的佐剂，探讨其优势和临床前景。
当前佐剂类型及其分类
佐剂是疫苗添加剂，能增强和引导针对抗原的免疫反应，来源、结构和作用机制多样。按作用机制可分为免疫刺激剂和促进抗原递送、加工和识别的物质。现有临床批准的佐剂有限，且多基于铝盐等，无法满足核酸疫苗需求，唯一获批的核酸佐剂是用于乙肝疫苗的 CpG 寡核苷酸。
遗传疫苗由核酸或病毒载体编码，DNA 疫苗存在靶向不足和免疫原性差的问题，但能诱导长时间抗原表达；RNA 疫苗可直接在细胞质产生蛋白，但高效递送技术挑战大；病毒载体可作为佐剂激活先天免疫，但设计生产复杂。遗传疫苗佐剂可作用于免疫细胞趋化、树突状细胞（DC）成熟等多个免疫过程，通过基因载体编码能有效靶向免疫反应步骤，提升疫苗效力。
遗传佐剂用于免疫细胞刺激
免疫细胞通讯分子
细胞因子在免疫反应中起关键作用，参与免疫细胞调节和炎症调控。多种细胞因子作为遗传佐剂在临床前模型中进行了测试：
- 粒细胞 / 巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）：能影响 DC 形成，招募抗原呈递细胞（APCs），促进 DC 成熟。在针对伪狂犬病病毒（PRV）、HIV-1、流感病毒等疫苗中，GM-CSF 作为佐剂可增强免疫反应，提高抗体水平，增强 T 细胞介导的免疫，且优化密码子的 GM-CSF 效果更显著。
- 粒细胞集落刺激因子（G-CSF）：对中性粒细胞发育等有重要作用，重组表达猫 G-CSF 的疫苗可增强抗猫疱疹病毒 - 1（FHV-1）的中和抗体和中性粒细胞产生，减轻临床症状。
- Fms 样酪氨酸激酶 3 配体（Flt-3L）：刺激造血祖细胞，对 DC 和自然杀伤（NK）细胞分化生存重要。与 GM-CSF、IL-12 联合使用，可增强 HIV-1、丙型肝炎病毒（HCV）、狂犬病病毒（RABV）等疫苗的免疫反应。
- IL-12：促进 Th1 免疫反应，激活 NK 细胞，对多种疫苗（如针对鼠疫耶尔森菌、利什曼原虫、SIV、HCV 等）有增强免疫效果，但高剂量可能影响体液免疫反应。
- IL-2 和 IFN-γ：IL-2 促进免疫细胞增殖分化，IFN-γ 激活免疫细胞，二者与传染性法氏囊病病毒（IBDV）疫苗联合使用可增强保护效果。
- IL-7 和 IL-15：IL-7 对 T 细胞发育和稳态重要，IL-15 支持记忆 T 细胞和 NK 细胞存活增殖。与 IBDV、RABV、SHIV 等疫苗联合，可增强免疫反应，提高保护率。
- IL-4、IL-5、IL-6 和 IL-23：IL-6 是促炎细胞因子，在 IBDV 和伪狂犬病病毒疫苗中可增强免疫反应；IL-4、IL-5、IL-6 和 IL-23 在腺病毒免疫中可增强抗体产生，改善对 Friend 病毒的保护。
- IL-28b：属于 III 型干扰素家族，与流感病毒、新城疫病毒（NDV）疫苗联合，可增强免疫反应，提高保护率。
- IL-1 超家族：包括多种促炎细胞因子，如 IL-1β、IL-18、IL-33、IL-36γ 等。在流感病毒、IBDV、狂犬病病毒、弓形虫等疫苗中，这些细胞因子有的可增强抗体反应，有的可提高保护率。
趋化因子引导免疫细胞迁移，参与免疫细胞激活等过程。多种趋化因子作为遗传佐剂在不同疫苗中发挥作用：
- CCR4、CCR5 和 CCR7 激动剂：CCL19 和 CCL21 等可促进 DC 和 T 细胞迁移，增强免疫反应；CCL3、CCL4 等可吸引多种免疫细胞，在不同疫苗中增强免疫效果。
- CCR5 激动剂：CCL5 及其超激动剂 1P7 可诱导免疫反应，增强特异性 CTL 水平。
- CCR6 激动剂：CCL20 吸引多种免疫细胞，在 HIV、HCV、口蹄疫（FMD）、疟疾等疫苗中可增强免疫反应，提高保护率。
- CCR9 和 CCR10 激动剂：CCL25 参与胸腺细胞发育，与 HIV-1、流感病毒疫苗联合可增强免疫反应；CCL27 和 CCL28 可促进免疫细胞向特定组织迁移，在多种疫苗中增强免疫反应。
- CXCR5 激动剂：CXCL13 对 B 细胞功能重要，与抗原共递送可增强针对流感病毒和 SARS-CoV-2 的交叉反应抗体反应。
共刺激分子促进 T 细胞激活，免疫检查点抑制剂阻断抑制信号增强免疫反应：
- CD40L：与 APC 受体 CD40 相互作用，促进免疫激活。在 HSV-2、BoHV-1、SIV、EBV、PCV2 等疫苗中，CD40L 作为佐剂可增强免疫反应，但在某些情况下可能影响 Th1 反应。
- CD80/CD86（B7-1/B7-2）：与 T 细胞受体相互作用提供共刺激信号。在 HIV-1、HSV-2、V. anguillarum 等疫苗中，可增强免疫反应，且工程化的 B7-1/B7-2 分子可提高佐剂效果。
- TNF 超家族配体：如 4-1BBL、OX40L 等，与 HIV-1 gag DNA 疫苗联合，可增强免疫反应，但不同配体效果有差异。
- 免疫检查点抑制剂：
- sPD-1/sPD-L1：阻断 PD-1 和 PD-L1 相互作用可增强免疫反应。在流感病毒、HIV-1、HPV16 等疫苗中，sPD-1 或 sPD-L1 作为佐剂可调节 Treg 比例，增强免疫反应。
- CTLA-4 和 CD28：CTLA-4 抑制 T 细胞激活，阻断 CTLA-4 可增强免疫反应。在 SARS-CoV-2、流感病毒、乙肝病毒等疫苗中，通过融合抗原或使用抗体等方式，可增强免疫反应。
细胞应激 / 死亡分子作为遗传佐剂
热休克蛋白 70（Hsp70）和高迁移率族蛋白 B1（HMGB1）是常见的细胞死亡相关分子，可促进 DC 成熟：
- Hsp70：作为分子伴侣参与多种过程，也可调节免疫反应。在 HPV、HIV、HBV、疟疾等疫苗中，Hsp70 与抗原融合可增强免疫反应，提高保护效果。
- HMGB1：可作为信号分子，与受体相互作用。在流感病毒、HIV、狂犬病病毒等疫苗中，HMGB1 作为佐剂可增强免疫反应，修饰后的 HMGB1 效果更显著。
模式识别受体配体（如 TLR 配体、PAMPs）可激活先天免疫系统，增强疫苗免疫反应：
- CpG：未甲基化的 CpG 基序可被 TLR9 识别，激活 DC 和 B 细胞。在多种疫苗（如登革热病毒、HCV、SARS-CoV-2、Zika 病毒等）中，CpG 作为佐剂可增强免疫反应，且可与其他佐剂联合使用。
- 鞭毛蛋白（Flagellin）：可激活先天免疫受体。在流感病毒、HIV、结核分枝杆菌等疫苗中，Flagellin 作为佐剂可增强免疫反应，但可能引起局部炎症。
- I 型 IFN 反应诱导剂：I 型 IFN 是强大的佐剂，STING 是其诱导介质蛋白。在 HPV、埃博拉病毒、口蹄疫病毒等疫苗中，相关诱导剂作为佐剂可增强免疫反应，提高保护效果。
- RIG-I 激动剂：RIG-I 可检测双链 RNA（dsRNA），激活后产生 I 型 IFN 和炎症细胞因子。在流感病毒、SARS-CoV-2 等疫苗中，RIG-I 激动剂作为佐剂可增强免疫反应，减少抗原用量。
- TLR 衔接蛋白：TLR 配体可能有副作用，TRIF 和 MyD88 等 TLR 衔接蛋白可作为佐剂。在流感病毒、HPV 等疫苗中，TRIF 可增强细胞免疫反应，MyD88 可增强体液免疫反应。
遗传佐剂用于抗原递送和识别
黏膜和结缔组织通透性增强剂
细菌肠毒素可破坏黏膜屏障，刺激黏膜免疫反应，可作为潜在黏膜佐剂：
- 霍乱毒素 A2/B 亚基与弓形虫疫苗联合，可增强 Th1 细胞介导的免疫反应，提高生存率。
- 艰难梭菌毒素 A 和 B 的受体结合域作为黏膜佐剂，可增强针对 SHIV 的血清和阴道抗体反应。
抗原加工和呈递刺激剂
抗原呈递刺激剂可促进 APC 激活和成熟，增强免疫反应：
- LAMP-1：可引导抗原从 MHC-I 途径转向 MHC-II 途径。在 BVDV、HIV-1、埃博拉病毒等疫苗中，LAMP-1 可增强抗原呈递和免疫反应，但效果因疫苗而异。
- 泛素（Ubiquitin）：参与蛋白质降解和抗原呈递。在 HBV 疫苗中，泛素融合的疫苗可诱导强大的 CTL 反应和治疗性免疫，与 LIGHT 联合可进一步增强免疫反应。
- 蛋白质聚集域：von Willebrand I/A 结构域可促进抗体产生和 B 细胞反应，但可能影响骨髓元素生理特征。
- 亲环素 A（Cyclophilin A，CyPA）：促进蛋白质折叠，与 HIV-1 gag 共表达可增强细胞免疫反应，维持长期免疫。
讨论和结论
遗传疫苗因能持续表达抗原和刺激免疫反应成为有力平台，但存在抗原产生控制难、可能引发不良反应等问题。遗传佐剂机制多样，但缺乏标准化评估方法，难以比较不同佐剂效果。传统佐剂有局限性，遗传佐剂虽未获批临床使用，但能靶向特定途径增强免疫反应，有很大潜力。
遗传佐剂也面临挑战，如细胞因子网络复杂，病原体来源的佐剂存在安全风险。未来可研究癌症疫苗相关蛋白作为佐剂的潜力，探索不同佐剂组合策略，改进 RNA/DNA 佐剂递送机制，拓展病毒载体应用，同时评估佐剂长期效果和安全性。遗传佐剂有望革新疫苗效能和免疫原性，但需克服现有挑战才能充分发挥潜力。
