动物实验,过敏原免疫疗法 中国实验动物信息网 2020-08-25 1228

　　什么时候和为什么铝佐剂被引入医学？

　　Glenny et al. 首次报道了铝，以一种钾盐的形式，在1926可以在疫苗制剂中使用。因为它能诱导增强类毒素制剂的免疫原性。后来，一些研究比较了不同铝化合物，尤其是氢氧化铝和磷酸铝佐剂。此后*重要的疫苗的配制和测试均使用氢氧化铝，如白喉毒素，白喉与破伤风类毒素。今天美国食品和药品管理局批准的*重要的疫苗是用氢氧化钠配制的。至少在初级免疫铝制剂具有优越性，虽然加强免疫作用较小。在兽医领域氢氧化铝也有广泛的用途。*后一个不是*不重要的，氢氧化铝物被引入愈合和预防胃溃疡、肠外瘘。与其他化合物相比，其优越的质子缓冲能力，在狗模型实验得到确认。

　　综述：全身过敏原免疫疗法铝佐剂的作用机制

　　I型变态反应的特点是特异性IgE，典型的引起Th2反应相关的细胞因子IL-4，IL-13，有时伴有嗜酸性粒细胞性炎症。据了解，全身性过敏原免疫治疗（SIT）增强Th2型免疫导致Th1型和Th2型免疫反应平衡。或诱导T细胞和B细胞免疫耐受，伴有IL-10、IFN-γ和TGFβ的生成。全身性过敏原免疫疗法（SIT）是唯一的病因疗法，这是多年来长期治疗和解决问题方法通过皮下（SCIT）或舌下含服（ SLIT）的方法。众所周知，当使用铝佐剂时，通常在SIT开始时IgE水平提高。而长期的免疫导致"改良的Th2免疫" 有保护特性。虽然，关于特异性IgE下调仍没有共识，这是长期以来接受的是，IgG抗体的诱导，特别是非炎症性IgG4，是过敏原免疫治疗的一个标志。目前还没有令人信服的数据表明，任何抗体亚类，细胞因子或因素的变化与临床结果相关，可以被视为一种生物标志物。事实上，当Noon 和 Freeman在1911年，用过敏原提取物作为预防性疫苗接种，他们没有使用铝化合物。1937年，铝首次引入过敏原疫苗。一些作者研究了不同铝形态，如氢氧化铝（Al（OH）3），磷酸铝（AlPO4），或硬脂酸铝，重点对佐剂的沉淀效应和仓储效应。今天，铝化合物作为欧洲过敏疫苗佐剂，而在美国过敏疫苗佐剂是自由和可溶的。铝化合物佐剂促进过敏的免疫接种，其知名度甚至早于IgE免疫球蛋白类的发现时间，并在人类和动物模型中研究。公认，一个独立的抗原与疫苗接种铝可以预先确定为抗原连续免疫的类型。例如，大鼠免疫百日咳毒素和Al（OH）3后显示对过敏原卵清蛋白IgE增加。这种"过敏反应非特异性增强"在大鼠注射疫苗后得到证实，但作者表明，该效果是仅使用铝佐剂引起的。

　　1972年，年轻健康人实验免疫黑麦草花粉过敏原与铝化合物。他们研制I型皮肤超敏反应，特定组胺释放能力，和IgE抗体被动转移。但是，研究对象没有临床症状，可能是由于这样的事实，凝集抗体（IgG）的形成。根据现在的观点，可以作为阻断抗体。这个人体模型也在犬模型上显示，该致敏2,4-二硝基苯结合卵清蛋白导致IgE的形成。当有足够高的IgE水平时，支气管收缩能应对过敏原的挑战。同一年的报道，在其他哺乳动物的免疫反应可能不同：当奶牛的口蹄疫病毒同Al（OH）3佐剂疫苗治疗后，产生反应素和凝集抗体。但没有对皮内试验反应大小的相关各参数。

　　Itaya和同事在小鼠身上证实，铝化合物是很好的IgE诱导佐剂，而其他含LPS 的佐剂不能诱导IgE。有趣的是，当含铝化合物的佐剂进行致敏前给于时，其会抑制连续的过敏反应。

　　此外，据报道，在兔肌肉注射氢氧化铝和磷酸铝1小时后会增加铝在血液中的水平。28天后，3倍的Al（OH）3保持在体内吸收，在下列组织：肾?>?脾?>?肝?>?心?>?淋巴结?>?脑。现在，大多数皮下过敏原免疫疗法是用氢氧化铝作为佐剂，很少用磷酸钙。但SLIT的准备都不含任何佐剂。其他制剂，如益生素、分枝杆菌（减毒或鬼）、病毒颗粒、TLR配体仍处于试验阶段。

　　铝在过敏性免疫中的作用及副作用：当使用铝佐剂同过敏原来治疗SIT，延长免疫导致的过敏原特异性IgG诱导生成，*终主导IgE反应。需要长期的免疫接种是由于难以修改已经建立的Th2反应，它更容易通过预防性疫苗诱导保护性免疫。诱导产生的IgG抑制过敏反应，通过抑制IgE过敏原的相互作用和相关的过敏原的呈递。IgG与IgE竞争通过数量而不是质量：IgG对重要过敏原Bet V 1和Phl p 5的亲和力，显著低于IgE的亲和力。其主要特征是由于铝佐剂：在中性PH条件下，（1） 疫苗中铝化合物具有正电荷，能吸收负电荷的蛋白质，通过静电机制，强度将取决于相互作用的亲和力。（2）铝佐剂通过吸附和包埋法同过敏原制成纳米微粒，吞噬细胞涉及肥大细胞和巨噬细胞通过天然免疫优先采取内吞机制，可能涉及炎症小体。这将导致炎性Th1和Th2细胞因子立即释放内源性IL-18促进IL-4产生。免疫调节的特性，包括先天免疫和适应性免疫系统的分支都进行了非常详细的描述。（3）铝佐剂增加树突状细胞DCS对过敏原的吞噬，而有趣的是在DC激活缺失的情况下，导致6 h后出现抗原递呈。（4）铝佐剂能沉淀过敏原，形成一个仓库，从那里过敏原是缓慢地释放。局部的沉积，防止过敏病人过敏原的立即释放，体现佐剂安全性。令人惊讶的是，*近的Al（OH）3同Th1佐剂Montanide比较，诱导几乎相同的腺病毒样相关颗粒体液免疫反应。除了Montanide成更为明显的IgG2a和IgG2b。在早期的研究中，使用豚草花粉或白花粉疫苗铝佐剂同其他佐剂一对一相比显示出卓越的效果。考虑到矛盾的事实，治疗SIT铝佐剂能诱导Th2免疫反应是 用来治Th2 型免疫疾病的，从免疫学的角度 ， 这些佐剂可以实现高疗效是令人吃惊的。不过，SIT的结果可以改善通过避免增加IgE和通过更有效地调整免疫系统，这完全可以缩短其持续时间。因此建议过敏原免疫治疗改善，通过增加免疫增强物质诱导Th1免疫反应或是通过颗粒性免疫调节，增加明显的TLR结合能力，或通过其粘膜粘附性能。需要注意的是在临床前研究中*常使用的预防性模型不同于已致敏患者伴随Th2免疫应答。因此，为证明的概念研究，而治疗模式应受到青睐。事实上，在一个小鼠模型的治疗基础上，草花粉过敏原微粒口服疫苗能够修改已经建立的过敏反应，当疫苗是针对黏膜M细胞时。这种方法是独立使用铝佐剂。另一种佐剂也被需要期望除了水平高抗体外也诱导细胞毒性T细胞反应和较高程度的抗原呈递，如癌症疫苗。

　　迄今为止已报道，使用铝佐剂的过敏疫苗只有轻微的副作用。如33-70%注射后可能出现急性和短暂性局部瘙痒性结节，有时是颗粒。一般认为，由于疫苗注射部位的局部炎症是诱导有效的免疫反应的重要原因之一。*近，接种疫苗后的铝接触性皮炎的诱导，可以在5 / 78儿童和3 / 127成人皮肤测试中得到证明。

　　铝暴露，剂量和副作用： 铝是一种丰富的化合物，我们生活在一个铝环境中。许多新型材料有着纳米铝能促进其使用的舒适度，如纺织品或牙膏。然而，铝的物理和化学形态，决定了其生物利用度和毒性。不溶性的铝化合物可能会形成颗粒，通过摄入或呼吸会导致炎症反应。

　　饮用水中铝摄入量变化很大，但在某些地方可能超过世界卫生组织建议的每周可容忍铝摄入量(TWI)的15倍。其溶解度取决于PH值和酸性条件，甚至达到90毫克/升，空气中的浓度可能是为0.0005μg（北极的水平）工业区为1μg。食品和饲料的摄入量和添加剂有助于铝消费。总之，欧洲食品安全局确定所有来源的铝的TWI 1mg/kg. 母乳中含有0.04mg/L铝. 因此，直到年龄6个月母乳喂养的婴儿能完全消耗7毫克铝，配方奶喂养的能消耗38毫克铝和大豆喂养的能消耗112毫克铝，因为大豆是积累铝的植物。

　　当前辩论的一个热门话题是，铝是通过疫苗引入人体的。在美国建议铝为0.85毫克，记录在案的情况下，每单疫苗*高铝注射剂量1.25毫克。在欧洲高达1.25mg。例如，疫苗接种病人的信息平台，把这4.4毫克铝来自疫苗归入婴儿时期疫苗使用。

　　在注射时，在组织中的所有可能形式的铝，包括离子，可溶性铝，颗粒形式，单独或绑定到抗原或组织化合物中的铝均可以被发现。注射后铝佐剂的生物活性来自Al3+和铝（Al（OH）4?）离子，它可以与水反应，*终导致铝氧化物生产。然而，大部分注入的铝将被吞噬从而激活免疫细胞招募更多的炎性细胞。由于与铁的高亲和性，铝在细胞内可以耗尽线粒体的铁和铅来生成活性氧（ROS）。铝可通过活性氧诱导核酸损伤，并具有诱导细胞凋亡作用。这已被证明通过外周血淋巴细胞，尤其在细胞周期的G0/G1期。然而，局部注射可溶性铝的量可能不足以诱导细胞死亡。它可能被认为是儿童暴露在含有铝的疫苗中，免疫功能和大脑发育可能会受影响。

　　脑和免疫系统之间的双向交流的细胞因子和因素已被确认。也有报道称，能从肌肉处吞噬铝颗粒并运输至大脑。因此，这不足为奇，铝的摄入量在神经系统疾病中已经被讨论了很长一段时间，特别是老年痴呆症。在哺乳动物中铁蛋白是铁的主要存储部位，*近人们已经认识到，铝可能取代铁蛋白中的铁。通过质谱法发现，老年痴呆症患者铁蛋白的铝含量较高的，其含量依赖于疾病的阶段。在一些区域，通过饮用水的铝摄入量的提高也同阿尔茨海默氏症的发展有关。然而，将可用的数据聚在一起，这一说法似乎没有完全说服力，其中部分原因可能是由于方法学的局限性造成的。一个特定的铝染色方法至今缺乏，直到*近才发展使用荧光分子探针来监测铝、镓。人们应该记住，口服抗酸药或硫糖铝中含有大量铝化合物。我们可以表明，在食物过敏小鼠模型口服摄入这些铝化合物支持食物中的蛋白质Th2细胞致敏。

　　*近，所谓的巨噬细胞筋膜炎已被归因于铝盐在肌肉注射部位的持久存在，慢性疲劳综合征和自身免疫性疾病也与铝摄入量有关。被称为自身免疫性炎症综合征ASIA通过佐剂诱导。

　　目前，建议细化TWI铝剂量的全面审查，以减少婴儿肠外营养液中的铝（导致骨矿化）。协调使用剂量并重新考虑其在疫苗中的应用。