接種疫苗：特異性保護性免疫記憶的誘導(dǎo) 1.活苗與死苗差異 活苗和死苗的明顯區(qū)別在于，滅活疫苗成功激發(fā)免疫反應(yīng)所需要的免疫劑量，在宿主外（實驗室）就已經(jīng)完成，而活疫苗成功激發(fā)免疫反應(yīng)所需要的免疫劑量是在宿主體內(nèi)完成的。換句話說，如果一種活疫苗不能在宿主內(nèi)增殖，并且不能產(chǎn)生足夠量的抗原，以達到其免疫劑量，免疫誘導(dǎo)或免疫反應(yīng)將不會發(fā)生。 從免疫學(xué)角度來看，死苗和活苗的區(qū)別之一在于死苗遞呈外源性抗原；活苗不但遞呈內(nèi)源性抗原，而且遞呈外源性抗原（圖3）。雖然兩種疫苗都能高效誘導(dǎo)B細(xì)胞（抗體）保護性反應(yīng)，死苗僅能誘導(dǎo)CD4+ T細(xì)胞，而活疫苗可以誘導(dǎo)CD8+和CD4+ T細(xì)胞。對細(xì)胞內(nèi)病原體而言，死疫苗通過分泌的細(xì)胞因子間接對感染細(xì)胞產(chǎn)生影響，而活疫苗通過分泌的細(xì)胞因子和CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒殺作用直接殺傷感染的細(xì)胞。 死疫苗和活疫苗的另外一個免疫學(xué)意義上的區(qū)別是，活苗可以通過全身性或者粘膜免疫接種，而死苗目前只能通過局部注射來全身性接種。活苗通過局部或粘膜免疫接種，它能遷移至其偏好部位進行增殖，誘導(dǎo)黏膜和全身性的保護性反應(yīng)。相反，死苗只會引起全身性的體液免疫反應(yīng)。 最近的研究主要直接針對如何將死苗通過粘膜免疫，或如何將全身性接種的死苗從誘導(dǎo)全身性免疫反應(yīng)的方向，朝著同時誘導(dǎo)粘膜免疫反應(yīng)的方向調(diào)節(jié)。 在過去的二十年里，針對口服死苗抗原（摻于飼料）在胃腸道產(chǎn)生粘膜免疫反應(yīng)來保護動物這一方面做出了很多努力（一般而言滅活疫苗，不能體內(nèi)增殖）。這里面臨的主要挑戰(zhàn)是如何避免抗原特異性免疫耐受，這是機體用來有效應(yīng)對胃腸道上皮組織存在的數(shù)量巨大的外來抗原的主要機制。其中一個非常有效的辦法，就是將口服的抗原借助胃腸道上的受體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運遞送到宿主體內(nèi)，對此方法，我們正在并且已經(jīng)有過深入研究和評價（Devriendt于2012）。這個方法是基于腸上皮細(xì)胞上（包括派伊爾結(jié)的M細(xì)胞）的受體/配體作用將某些特異性分子，比如凝集素，免疫球蛋白，甚至一些病原體抗原及其他分子轉(zhuǎn)運進入體內(nèi)。因此，可以將免疫抗原通過共價偶聯(lián)的方式與配體分子形成重組分子，通過受體/配體轉(zhuǎn)運作用送入體內(nèi)。 這種優(yōu)化的抗原攝取系統(tǒng)打開了通過動物飼料口服免疫的大門，可將能夠誘到免疫反應(yīng)的抗原轉(zhuǎn)基因到飼料植物的葉子或種子里面。我們已經(jīng)測試了能對豬提供被動保護的植物重組系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，我們讓種子特異性表達針對大腸桿菌F4菌苗的分泌型IgA抗體，然后將該種子加入豬飼料中，成功防止斷奶仔豬腹瀉（Vikram于2014）。 2.佐劑 疫苗接種后引發(fā)成功的免疫反應(yīng)的取決于幾個因素。我們可以將這些因素分為兩類，一是抗原遞送，抗原數(shù)量和遞呈，二是創(chuàng)造成功誘導(dǎo)免疫反應(yīng)的免疫環(huán)境。 死苗的抗原必須以正確的三維結(jié)構(gòu)（至少能引導(dǎo)正確的和高親和力的抗體產(chǎn)生）長時間給予，以便抗原遞呈和識別過程正確而持久。因此，死苗以富集的形式或油/水乳劑給予，以免機體將其快速清除，并使得抗原向免疫系統(tǒng)緩慢釋放。為了獲得免疫誘導(dǎo)的良好環(huán)境，即一個炎癥環(huán)境中，添加炎癥產(chǎn)物以激活先天免疫系統(tǒng)，抗原提呈細(xì)胞，增加抗原傳遞部位和免疫誘導(dǎo)（引流淋巴結(jié)、脾）部位的免疫細(xì)胞的趨化性。因此，疫苗佐劑常含有配體或病原體相關(guān)分子模式（PAMPs），通過結(jié)合細(xì)胞膜上的病原體識別受體，如Toll樣受體，NOD受體,RXR和屬于先天免疫系統(tǒng)的C型凝集素受體，激活抗原呈遞細(xì)胞和淋巴細(xì)胞，并與獲得性免疫協(xié)同作用產(chǎn)生體液免疫和細(xì)胞免疫。 為了實現(xiàn)抗原提呈細(xì)胞或抗原特異性細(xì)胞對抗原攝取的最大化，抗原特異性受體間相互交聯(lián)來取得更好的激活效果，抗原以多聚體的形式制備，如dendromers、免疫刺激復(fù)合物、微膠團或脂質(zhì)體。 在疫苗設(shè)計時，可以篩選和添加特定佐劑，將全身性免疫應(yīng)答朝著粘膜免疫應(yīng)答傾斜，這一領(lǐng)域的研究已經(jīng)投入了很多（Cox于2006）。 活疫苗的一個主要特點就是，疫苗在使用之前和接種時都必須保持相當(dāng)?shù)幕钚?，到了宿主體內(nèi)才能復(fù)制產(chǎn)生足量的抗原在體內(nèi)誘導(dǎo)免疫反應(yīng)。最好是在病原體的入侵門戶和偏好增殖部位誘導(dǎo)免疫反應(yīng)，活疫苗（主要為減毒病原體）往往有向其偏好的增殖部位遷移的能力?；钜呙绲目乖ǔＳ姓_的三維結(jié)構(gòu)且以多聚體的形式存在。當(dāng)構(gòu)建活疫苗時，通過插入編碼基因或免疫刺激核苷酸序列（PAMPs）可以將免疫刺激分子的基因?qū)霚p毒病原體或活載體。 3.母源干擾 能否成功引起免疫的主要問題之一是母源免疫或來自之前免疫接種的主動免疫的干擾。之前的疫苗接種、初乳中的母源抗體被動轉(zhuǎn)移到仔豬后都會對后續(xù)的疫苗接種產(chǎn)生抑制作用。 的確，接種疫苗就是為了誘導(dǎo)或者重新激活B細(xì)胞和T細(xì)胞（通過其膜抗原特異性受體，分別為BCR和TCR）。當(dāng)在機體內(nèi)已經(jīng)存在分泌型抗原特異性抗體BCR即抗體（無論是被動轉(zhuǎn)移獲得或主動免疫產(chǎn)生）循環(huán)時，它們可以與B細(xì)胞膜上特異性受體BCR競爭，阻斷其被疫苗抗原激活，因為抗原已經(jīng)與循環(huán)抗體結(jié)合形成抗原抗體復(fù)合物被調(diào)理清除，不能再與特定的BCR結(jié)合來誘導(dǎo)或者重新激活B細(xì)胞。來自初乳的抗體已經(jīng)進入全身循環(huán)，而常乳抗體存在于胃腸道，并對其產(chǎn)生保護，所以對全身免疫造成干擾的抗體主要來自初乳。 其次，我們必須明確接種活苗與死苗之間的區(qū)別。由于接種死苗時，免疫抗原量在進入機體內(nèi)之前已經(jīng)確定，取決于循環(huán)抗體的濃度，只會有一部分的抗原被中和。B細(xì)胞的激活因此受到的影響較大，但T細(xì)胞的激活的受到影響較小，這是因為T細(xì)胞能與抗原遞呈細(xì)胞遞呈的T細(xì)胞抗原表位結(jié)合，而且沒有被B細(xì)胞表位上的抗體所中和。相反，調(diào)理后的抗原可能更容易被抗原提呈細(xì)胞攝取。而活疫苗只能在機體內(nèi)部生產(chǎn)出免疫劑量的抗原，循環(huán)抗體能通過中和（殺死）活疫苗從而阻礙或徹底破壞免疫劑量的抗原的生產(chǎn)，使免疫誘導(dǎo)不能發(fā)生，換句話說，活苗此時變成了死苗，因抗原量太低無法啟動免疫應(yīng)答。 避免全身性被動免疫力對疫苗接種的干擾的另一種方法，是將活疫苗從粘膜途徑接種，而不是全身性途徑接種。由于初乳抗體在粘膜部位的含量相比于全身性循環(huán)系統(tǒng)中的含量低得多，并且粘膜部位常常是作為病原增殖和轉(zhuǎn)錄的偏好場所，所以通過粘膜免疫干擾會很小。在呼吸道粘膜進行疫苗接種符合上述情形，但消化道粘膜進行疫苗接種卻是另外的狀況，因為胃腸道到處都是來自常乳的抗體，可能會中和疫苗抗原。取決于你期望后代得到哪種被動免疫，即高初乳免疫力還是高常乳免疫力，可以在離開分娩日期不同時間段對母豬進行接種：產(chǎn)前3周免疫會使初乳中含有高濃度的IgG，使其獲得初乳免疫，而更接近分娩日期的免疫會使得常乳中IgG和IgA的的含量更高，持續(xù)時間更長，從而延長保護胃腸道的時間（思考：免疫PED活苗的時間是否在產(chǎn)前2周為好呢？）。 4.同時接種兩種以上的疫苗干擾問題 在豬的同一身體部位，同時針對不同病原，接種多種死苗可能互相干擾。事實上，注射的疫苗都會匯集到同一個引流淋巴結(jié)，在這里誘導(dǎo)免疫的發(fā)生，產(chǎn)生預(yù)期類型的免疫反應(yīng)。眾所周知，Th1和Th2兩種類型的免疫反應(yīng)會通過分泌相抗的細(xì)胞因子來相互干擾。由于某些佐劑的添加，可將免疫反應(yīng)朝著體液免疫為主或者細(xì)胞免疫為主方向誘導(dǎo)，它們可能對不同的免疫反應(yīng)產(chǎn)生相反的誘導(dǎo)作用。由于疫苗中存在或在疫苗接種過程中產(chǎn)生這些復(fù)雜的因素，它們可能會彼此干擾。所以最好事先進行體內(nèi)測試，看它們在產(chǎn)生各自預(yù)期的免疫反應(yīng)中是否有相互干擾。 在豬的不同身體部位，同時針對不同病原，接種多種死苗，疫苗抗原匯集到不同的引流淋巴結(jié)，干擾應(yīng)該不會產(chǎn)生。唯一可能發(fā)生的干擾的情況是，某種疫苗引起強烈的炎癥，結(jié)果大多數(shù)具有免疫能力的初始細(xì)胞都被吸引到該疫苗的注射部位，導(dǎo)致其他疫苗的注射部位的血流量降低，其他疫苗抗原找到需要刺激的抗原特異性細(xì)胞的機會更少，時間更長。 相反，注射一種含有來自不同的病原體抗原的疫苗是安全的，不應(yīng)該干擾針對不同病原體的保護性反應(yīng)的誘導(dǎo)，因為這已由動保公司通過臨床試驗確認(rèn)：針對不同的病原體要達到的理想的保護性免疫反應(yīng)，篩選出能夠誘導(dǎo)預(yù)期的T細(xì)胞反應(yīng)類型的佐劑。但是，某些特定病原體上的某些分子有類似病原體相關(guān)分子模式(PAMP)的功能，可能單獨決定免疫反應(yīng)的誘導(dǎo)方向。 結(jié)論 為了理解加深和改進疫苗的選擇或疫苗接種計劃，了解免疫學(xué)的音樂是非常必要的?；蠲鐝拿庖邔W(xué)角度來看是最好的選擇，首先因為它們能在病原體入侵部位接種（即粘膜），這一部位也是阻止病原在體內(nèi)進一步擴散的最佳地點。其次，活苗能夠誘導(dǎo)包括CD8+反應(yīng)在內(nèi)的細(xì)胞免疫和體液免疫。然而，有利有弊，與接種死苗相比，活疫苗接種更容易失敗，因為他們在體內(nèi)擴增生產(chǎn)誘導(dǎo)免疫所需劑量的抗原過程容易失敗。簡言之，當(dāng)接種疫苗時預(yù)期不會發(fā)生免疫干擾時，建議接種活疫苗；當(dāng)接種疫苗時已知有被動或主動免疫力存在，并且可能對疫苗免疫發(fā)生干擾時，建議接種死疫苗。