摘要:黏膜表面是病原體入侵人體的主要入口,傳統(tǒng)肌肉注射疫苗僅能誘導全身免疫,難以形成有效的黏膜局部防護。本文梳理了呼吸道、胃腸道、女性生殖道三大黏膜組織的免疫特性,解析了黏膜免疫循環(huán)的核心機制,同時介紹了黏膜疫苗的研發(fā)策略、遞送載體與佐劑進展,也指出了當前研發(fā)中面臨的菌群、激素等影響因素,為新一代黏膜疫苗的設計與開發(fā)提供了清晰思路。
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黏膜是人體與外界接觸的第一道屏障,呼吸道、胃腸道、女性生殖道這些黏膜表面,更是新冠病毒、諾如病毒、HIV等病原體的主要入侵通道。傳統(tǒng)的肌肉注射疫苗,能誘導強大的全身免疫,卻很難在黏膜局部形成有效防護,這也是很多疫苗能防重癥卻擋不住感染和傳播的關鍵原因。想要真正守住第一道防線,黏膜免疫的開發(fā)和利用就成了疫苗研發(fā)的核心方向。
人體的黏膜免疫有其獨特的循環(huán)機制,這也是黏膜疫苗設計的底層邏輯(Fig.1)。當病原體入侵時,黏膜上皮細胞先感知信號,黏膜樹突狀細胞會捕獲抗原并遷移至引流淋巴結(jié),激活并賦予淋巴細胞黏膜歸巢特性。這些淋巴細胞再回到感染部位發(fā)揮效應,最終形成組織駐留記憶 T/B 細胞,實現(xiàn)對再次感染的快速響應。這套循環(huán),就像黏膜組織的專屬免疫預警系統(tǒng),能快速精準地阻擊病原體。
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Fig.1 黏膜免疫循環(huán)
不同部位的黏膜組織,免疫特性天差地別,研發(fā)疫苗也得 “因地制宜”。呼吸道黏膜分上下兩部分,上呼吸道的鼻相關淋巴組織是免疫誘導關鍵,局部分泌的分泌型 IgA對新冠、流感的中和作用遠超 IgG,而肺組織則需要誘導駐留記憶 T 細胞來快速清除病毒,普通鼻噴疫苗還難以抵達肺部,需開發(fā)吸入式劑型。
胃腸道黏膜的核心挑戰(zhàn)是平衡對菌群的耐受和對病原體的防御。腸道上皮的微褶細胞負責抗原攝取,腸道樹突狀細胞會賦予淋巴細胞 α4β7 整合素等腸道歸巢標記,局部的SIgA是主要防護抗體,還能調(diào)節(jié)菌群平衡。不過腸道的強酸、蛋白酶環(huán)境,成了口服疫苗研發(fā)的一大攔路虎,疫苗必須做好保護才能抵達作用部位。
女性生殖道黏膜的免疫狀態(tài)受性激素調(diào)控明顯,黃體期孕激素主導時,黏膜免疫力會顯著下降,形成感染 “易損窗口”。這里和其他黏膜不同,IgG占比高于 IgA,且缺乏結(jié)構(gòu)化的淋巴組織,疫苗需兼顧局部駐留記憶 T 細胞的誘導和抗體的有效遞送,激素周期也成了疫苗接種時間的重要考量因素。
黏膜疫苗的研發(fā)策略,核心是繞開傳統(tǒng)疫苗的短板,精準激活黏膜免疫。當下最成熟的思路是系統(tǒng)初免 + 黏膜加強,比如先肌肉注射 mRNA 疫苗誘導全身記憶細胞,再通過鼻噴、口服等方式做黏膜加強,能高效誘導黏膜局部的 IgA 和駐留記憶 T 細胞,對新冠、流感的防護效果大幅提升,還能減少病毒傳播(Fig.2)。
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Fig.2 系統(tǒng)初免聯(lián)合黏膜加強誘導肺部回憶應答的免疫通路
不同黏膜部位的疫苗研發(fā),也有各自的專屬方案。呼吸道疫苗以鼻噴和吸入式為主,病毒載體如腺病毒、MVA 是熱門選擇,無佐劑的蛋白加強方案也因安全性高成為研究重點;口服疫苗多采用減毒活菌株,也在開發(fā)腸溶膠囊、微球載體來應對腸道的惡劣環(huán)境;生殖道疫苗則嘗試 “初免 - 牽引” 策略,還利用工程乳酸菌作為抗原遞送載體,實現(xiàn)局部持續(xù)免疫。
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Fig.3 共享黏膜免疫
黏膜疫苗的落地,還離不開佐劑、遞送載體和設備的配合。黏膜表面的黏液屏障、上皮緊密連接,會阻礙抗原吸收,殼聚糖等黏膜黏附聚合物、可降解納米顆粒能提升抗原滯留和攝取效率;鼻噴疫苗要警惕神經(jīng)嗅道溢出風險,佐劑需嚴格篩選,而生殖道疫苗則要避免破壞乳酸桿菌主導的微生態(tài)平衡。
除了疫苗本身,人體自身和環(huán)境因素也會影響?zhàn)つっ庖咝Ч?strong>腸道菌群的組成能調(diào)控黏膜 IgA 的產(chǎn)生和記憶 T 細胞的形成,營養(yǎng)不良、肥胖會顯著降低疫苗效力;女性生殖道的激素周期、口腔黏膜的免疫特性不明,也給疫苗研發(fā)增加了變數(shù),這些因素都需要在疫苗設計和臨床應用中充分考慮。
目前黏膜疫苗的研發(fā)已經(jīng)取得了不少突破,多款鼻噴新冠疫苗獲批使用,口服輪狀病毒、傷寒疫苗也在臨床廣泛應用,但仍有諸多難題待解。比如黏膜免疫的保護相關性標志物尚未明確,難以評估疫苗效果;疫苗的安全性、穩(wěn)定性仍需提升,不同人群的免疫差異也需要更多研究。
但不可否認,黏膜疫苗是未來疫苗研發(fā)的重要方向。它不僅能實現(xiàn) “防感染、防傳播” 的終極目標,還能做到無針接種,提升接種意愿和覆蓋率。從黏膜免疫的底層機制出發(fā),結(jié)合新材料、新載體和新策略,未來的黏膜疫苗必將成為守護人體第一道防線的核心力量,為防控黏膜傳播病原體提供全新方案。
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