TGF-β

摘要：疫苗是控制传染病最有效的工具，这些疾病会导致显著的发病率和死亡率。大多数疫苗通过非肠道途径给药，能够引发强烈的系统性体液免疫反应，但它们诱导的T细胞介导的免疫较弱，且在诱导粘膜保护方面效果不佳。考虑到大多数病原体通过粘膜表面进入体内，一种能在宿主与病原体首次接触点引发保护的疫苗是很有前景的。然而，尽管粘膜疫苗作为在粘膜表面提供保护的良好选择具有优势，目前只有少数粘膜疫苗获得批准。在本篇综述中，我们讨论了疫苗在不同粘膜表面的给药影响；适当的佐剂如何增强保护性粘膜免疫的诱导以及其他可能影响疫苗粘膜免疫反应的因素。 1.引言 疫苗是控制传染病、导致发病率和死亡率的重要原因的最有效工具。根据世界卫生组织的数据，疫苗每年在全球范围内预防超过250万人死亡。因此，疫苗成功地根除了天花，并减少了其他几种疾病如脊髓灰质炎和麻疹的发病率。 疫苗通过在体内模拟病原体感染来发挥作用，这导致免疫系统激活以对抗病原体。疫苗给药后，疫苗中的病原体相关分子模式（PAMPs）与注射部位的先天免疫细胞中的模式识别受体（PRRs）相互作用，并触发免疫级联反应，涉及趋化因子和细胞因子的产生增加，导致注射部位的抗原呈递细胞（APCs）数量增加。APCs主要负责抗原的摄取和随后呈递给激活B细胞的T细胞，导致抗体产生。因此，为了对病原体产生强大和有效的免疫反应，强烈激活B细胞和T细胞是必要的。 消除病原体后，适应性免疫系统会对其发展免疫记忆。这种免疫记忆是长期个体保护的基础，其特点是抗体的持续存在和记忆细胞的产生，这些细胞在再次暴露于同一病原体时会迅速重新激活。因此，疫苗接种的目标是诱导记忆细胞。 大多数疫苗通过非肠道途径给药，通常包括：皮下（SC）、皮内（ID）和肌肉内（IM）。ID免疫接种比IM注射诱导更强的免疫反应，而SC和IM在临床研究中诱导相似的反应。一个可能的解释是，真皮含有更多的树突状细胞（DCs），这有助于抗原的捕获，局部炎症诱导DCs的成熟和它们迁移到引流淋巴结，导致疫苗剂量节省。尽管ID疫苗注射比其他非肠道途径更有效地诱导免疫反应，但它在给药部位引起更严重的不良反应，其次是SC和IM途径。有研究表明，在15个月至5岁儿童中，接种B型流感嗜血杆菌多糖疫苗时，SC/ID注射可能比IM注射更疼痛。尽管有其优势，但使用非肠道途径需要针头，这使得这种途径更具侵入性且成本更高，除了由于使用不当而存在感染风险外，还需要训练有素的人员进行给药。此外，非肠道疫苗可以引发强烈的系统性体液反应，但提供较弱的T细胞介导的免疫和粘膜保护。 与非肠道疫苗相关的另一个问题是，这种途径只保护疾病而不是感染。一些研究发现，接种了针对B型脑膜炎奈瑟菌的疫苗的个体对侵袭性疾病有保护作用，但在随后的12个月内，并没有迹象表明N. meningitidis的携带密度有所减少。 考虑到大多数病原体通过粘膜表面进入体内，因为这些表面直接与空气、水、食物和环境接触，针对宿主与病原体首次接触点的疫苗具有吸引力，因为它们有潜力从首次接触点保护宿主免受病原体侵害。 通过粘膜表面和ID途径给药的疫苗显示出抗原的快速和广泛生物分布，以及诱导保护性粘膜和系统性细胞和体液反应的能力。特别是，粘膜疫苗更安全，因为它们不需要针头。这一方面也导致依从性增加。因此，它们便于在流行病/大流行环境中进行大规模疫苗接种，因为它们易于给药。尽管有所有这些优势，但由于粘膜疫苗需要安全有效的粘膜佐剂来实现预期的免疫反应，此外，抗原必须根据粘膜给药途径免受降解，目前只有少数粘膜疫苗可供商业使用，如表1所示。 鉴于上述情况，在本篇综述中，我们讨论了疫苗在粘膜表面的给药影响，适当的佐剂或载体配方如何促进保护性粘膜免疫的诱导，以及其他可能影响疫苗粘膜免疫反应的因素。 2.粘膜表面的免疫防御 粘膜表面覆盖了身体的400平方米，包括胃肠道、泌尿生殖道和呼吸道。为了防御感染，粘膜表面配备了由粘膜上皮细胞提供的物理、化学和免疫机制（图1）。物理屏障由细胞间的紧密连接和浓密的粘液层组成，防止外来物质的进入和/或粘附。生化屏障由pH差异和微生物群产生的抗菌肽提供。最后，免疫防御包括先天和适应性免疫反应。 图1 粘膜表面和防御机制。上皮细胞之间的紧密连接是抵御病原体的物理屏障。微生物群和抗菌肽分别是病原体的生物和生化屏障。为了引发特异性免疫反应，微褶(M)细胞负责在腔内摄取抗原并将其呈递给树突状细胞，树突状细胞通过MHC-II将其呈递给T淋巴细胞。T细胞分泌细胞因子，调节细胞反应的模式（Th1、Th2、Th17、Treg），并促进B细胞分化为浆细胞，这些浆细胞产生分泌型IgA（SIgA），能够在粘膜中和病原体。 粘膜组织拥有一个被称为粘膜相关淋巴组织（MALT）的有组织的淋巴组织团块。MALT包括被滤泡相关上皮覆盖的淋巴滤泡，其中含有微褶（M）细胞，它们负责在腔内摄取抗原并呈递给树突状细胞（DCs）和巨噬细胞，在那里它们被处理并呈递给淋巴细胞。DCs将抗原呈递给初始T细胞，以克隆扩增并分化为T辅助（Th）细胞亚群（Th1、Th2、Th17或调节性T细胞）。每个亚群将决定细胞因子分泌的轮廓，之后，T细胞与B细胞相互作用，促进它们在多个粘膜部位的分化和抗体产生。这些B细胞将产生抗原特异性的分泌型免疫球蛋白A（SIgA），它防止病原体在粘膜表面的侵袭，以及IgG抗体。Th细胞在粘膜免疫中扮演重要角色。一些报告表明，主要由Th17细胞分泌的白介素（IL）-17是疫苗诱导的对肺炎链球菌、结核分枝杆菌和流感的保护所必需的。此外，IL-17可以通过上调粘膜上皮中的多聚Ig受体水平来增加SIgA水平，并促进B细胞不依赖T细胞分化成SIgA。 在肠道中，免疫系统级联反应发生在有组织的肠道相关淋巴组织（GALT）中，主要在Peyer氏斑中，这是IgA类别转换的主要部位。在上呼吸道中，它发生在小鼠的鼻相关淋巴组织中，由位于鼻咽管入口的硬腭上的一对有组织的淋巴聚集体组成。这种鼻组织在功能上似乎与人类的Waldeyer环扁桃体和腺样体相当。在下呼吸道中，发现了支气管相关淋巴组织。它是肺淋巴系统的一部分，通常在健康成人中不存在，但在抗原刺激下出现，包括炎症、吸烟习惯、胶原血管疾病、感染和艾滋病。 2.1.分泌型IgA：粘膜武器 如前所述，SIgA通过控制与宿主的首次接触以来的病原体定植，从而预防传染病，这是粘膜免疫的一个主要特征。IgA抗体，以其α重链为特征，存在于血清和粘膜中，有两种亚型：通常在血清中发现的IgA1，以及在粘膜中经常出现的IgA2。虽然IgA1主要由蛋白质抗原诱导，但IgA2在抗脂多糖（LPS）反应中占主导地位。 SIgA和血清IgA在位置、结构和功能上有所不同。SIgA通常呈现二聚体结构，并具有分泌成分，这为分子提供了稳定性，保护免疫球蛋白不被降解（鉴于粘膜环境的侵略性），从而帮助抗体与病原体蛋白结合。此外，SIgA是局部产生的，分泌量高，能够中和病原体。有证据表明粘膜中B细胞的快速周转以及长寿浆细胞的存在。最有可能的情况是，浆细胞会根据微生物群组成的变化而持续存在，微生物群的组成受到饮食、感染和抗生素治疗的影响，因此建立了一个动态平衡。 相反，血清IgA通常呈现单体结构，并且分泌滴度较低。有证据表明它有助于控制炎症，但关于其激活补体系统和促进病原体吞噬的能力存在矛盾的研究。SARS-CoV-2感染的粘膜性质导致了几项针对血清IgA的研究。早在2020年，就已验证人类单克隆IgA抗体能够有效地与SARS-CoV-2结合，并阻断血管紧张素转换酶2（ACE2）和受体结合域（RBD）的相互作用，表现出中和活性。因此，当转化为SIgA和IgG结构时，只有前者能够中和SARS-CoV-2。血清IgA也能够中和SARS-CoV-2，如Sterlin等人的研究，而Mazzini等人发现ELISA-IgA与微量中和试验有很好的相关性，因此，从血清样本中去除IgA显著降低了中和活性。比较表明，二聚体IgA比单体IgA表现出更强的中和能力，以及单体IgA和IgG。最近，Fox等人验证了COVID-19患者的牛奶样本在假病毒试验中具有中和作用。此外，粘膜免疫可以改善血清IgA的诱导，可能是因为B细胞在粘膜激活后归巢到脾脏边缘区。 目前的SARS-CoV-2疫苗也可以诱导IgA的产生，这一点已经对Moderna（mRNA1273）和辉瑞/BioNTech（BNT162b2）的mRNA疫苗以及牛津/阿斯利康（ChAdOx1）的病毒载体疫苗进行了验证。未来的粘膜疫苗可能会从异源初免-加强方法中受益。虽然粘膜免疫会诱导SIgA抗体，但非肠道剂量会改善系统性反应。啮齿动物的数据显示鼻内免疫增强了血清中的IgA以及血清和呼吸道粘膜中的IgA。然而，来自人类研究的证据很少。以前感染过COVID-19的疫苗接种志愿者，可能已经诱导了IgA反应，表现出比没有COVID-19病史的受试者更高的IgA滴度和更持久的IgA反应。我们可以推测，如果自然感染被视为鼻内初免，随后的非肠道疫苗将提供更好的免疫反应。另一项研究验证了mRNA疫苗在人乳中增加了IgA和IgG，尽管IgA比IgG更早减少。 有建议认为非肠道部位的淋巴引流可以作为系统性和粘膜免疫之间的交叉路径。这种观察可能让我们对通常分开的粘膜和系统免疫的观点产生疑问，并假设疫苗策略将从初免-加强方法中受益。尽管证据有限，但SIgA的贡献和血清IgA的前景作用应在疫苗研究中进行评估。 3.给药途径 粘膜疫苗能够在系统和粘膜部位诱导抗原特异性的体液和细胞介导的免疫反应。因此，粘膜免疫反应的诱导取决于疫苗的给药部位。口服免疫通常刺激胃肠道、唾液腺和乳腺的免疫反应和抗原特异性SIgA，而鼻内免疫诱导上呼吸道、下呼吸道、唾液腺和生殖器粘膜的抗体产生，舌下疫苗接种诱导胃肠道以及上下呼吸道的抗原特异性免疫反应，如图2所示。上述所有途径以及其他途径，例如阴道内和直肠途径，已在实验动物模型中应用，但只有口服和鼻内途径已在许可的人类疫苗中使用。 图2 粘膜部位的免疫接种不仅引发局部和系统性免疫反应，还在不同部位诱导粘膜反应。(a) 口服免疫刺激胃肠道、唾液腺和乳腺，考虑到母体-胎儿抗体转移，这一点尤其重要。(b) 鼻内途径在上呼吸道、下呼吸道、唾液腺和生殖器粘膜中诱导免疫。(c) 舌下疫苗接种在胃肠道以及上下呼吸道中引发反应。 尽管粘膜疫苗具有已知的潜力，但每种途径都有其含义。口服疫苗的开发代表了最大的挑战，这不仅是由肠道环境的侵略性所构成的——它降解了在其中传递的大多数抗原表位，影响疫苗的生物利用度——而且还由粘膜耐受性所构成，粘膜耐受性保护了对消化抗原的不希望的免疫反应。鼻内途径是一个有吸引力的部位，因为它所需的抗原和佐剂剂量比口服途径少，但它也面临着疫苗开发的挑战。鼻内疫苗配方需要到达呼吸道腔并穿过粘液层，其吸收就在那里发生；为此，疫苗配方需要考虑鼻腔的解剖和生理特征，如前庭区域的通透性差，以及毛发和粘液的快速周转，这些都干扰了成分的吸收。此外，鼻腔酶和局部pH可能影响疫苗的稳定性。 理想的粘膜疫苗在物理和化学屏障（pH和酶）方面是稳定的，将抗原传递到特定的免疫诱导部位，适应粘液周转，能够穿过上皮屏障，并且最终被APCs捕获，并且不诱导粘膜耐受性。使用佐剂是一种改善疫苗稳定性和吸收的策略，由于粘膜的生理和化学屏障，提供了更好的抗原传递。 4.粘膜佐剂 “佐剂”一词源于拉丁语adjuvare，意为帮助或援助。佐剂被定义为添加到疫苗配方中的功能性辅料，以增加其抗原的免疫原性。它们允许使用较低剂量的抗原和较少剂量的疫苗免疫方案。因此，佐剂通过增强其在粘膜部位的生物利用度来帮助增加配方的稳定性，其中自然防御机制，如pH、粘液层和运动可能会限制与APCs的相互作用，甚至降解抗原。这一方面影响了免疫反应的强度和持续时间。佐剂构成了一个异质化合物群，可以分为传递系统或免疫刺激分子。 4.1.免疫刺激佐剂 免疫刺激佐剂通过三种机制启动免疫激活：(1) 与非Toll样受体（非TLR）结合后的毒素介导的免疫刺激，例如宿主细胞表面存在的糖鞘脂。这一类别的最好代表是霍乱毒素（CT）和大肠杆菌产生的热敏毒素（LT）；(2) 是PRR配体的物质，例如TLR激动剂；(3) 天然免疫调节剂，如细胞因子、补体片段和信使分子。 研究最深入和最有效的粘膜佐剂是CT、LT和白喉毒素。这些毒素具有佐剂效应，被认为是粘膜佐剂的黄金标准；然而，由于它们的有害毒性效应，它们并未用于临床应用。为了避免这些毒性效应，已经创造了较少毒性的突变体，并连接到其他部分或肽以破坏毒素的活性位点，例如，重组霍乱毒素亚单位B已在Dukoral®疫苗中使用。 另一种使用的佐剂是PRRs配体。这些佐剂基于PAMPs激活，并通过TLR刺激作用。一个有前景的粘膜佐剂是单磷酸脂质A（MPL），源自大肠杆菌的LPS，其中MPL通过与TLR4相互作用刺激免疫反应。单独使用MPL不会引起系统性抗体或T细胞反应。因此，MPL已在包括脂质体和乳液的复合配方中使用，以及与Quillaja saponaria树皮的活性部分（QS-21）结合，形成AS01，它被包括在最近的疟疾疫苗RTS,S（Mosquirix）和目前正在开发的其他疫苗中，以诱导抗原特异性CD4+ T细胞反应，或与氢氧化铝结合形成AS04，由Glaxo-SmithKline在Cervarix™（人类乳头瘤病毒疫苗）和Fendrix™（乙型肝炎疫苗）中使用。 含有未甲基化CpG的合成寡脱氧核苷酸（ODNs）是另一种TLR激动剂。其基序触发表达TLR9的细胞，引发以Th1和促炎细胞因子产生为特征的先天免疫反应。CpG ODN诱导强烈的Th1反应，支持其诱导细胞毒性T淋巴细胞（CTL）和干扰素（INF）-γ分泌的能力。它促进抗原的免疫调节效应，激活APCs，并加快免疫反应。CpG促进浆细胞样DCs上MHC、CD40和CD80的表达，并增强抗原处理和呈递。此外，存在于人类肠道粘膜的B淋巴细胞表达TLR9并响应CpG刺激，导致IgA水平增加。2017年FDA批准的乙型肝炎疫苗HEPLISAV-B是第一个使用CpG ODN作为佐剂的疫苗。 人类TLR5的天然激动剂鞭毛蛋白是细菌鞭毛的关键组成部分，也是另一种粘膜佐剂。鞭毛蛋白与TLR5结合，动员核因子（NF）-κB并通过MyD88依赖途径刺激肿瘤坏死因子（TNF）-α的产生。鞭毛蛋白也可以被NOD样受体（NLR）家族的另外两个受体NLRC4和NAIP5识别；然后，它激活炎症体途径。鞭毛蛋白是先天和适应性免疫系统的有效激活剂。已经证明，促进最大抗原特异性抗体反应所需的鞭毛蛋白剂量低于刺激最大先天免疫反应所需的剂量，因为鞭毛蛋白能够诱导包括DCs、自然杀伤细胞、上皮细胞和淋巴结基质细胞在内的许多先天和非免疫细胞产生促炎细胞因子和趋化因子。 细胞因子和趋化因子已被证明在粘膜部位作为佐剂发挥作用。包括干扰素（INF）-γ、INF-α、IL-12、IL-2、IL-15、IL-18、IL-21、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子和Flt-3配体在内的重组细胞因子类似物已被报道具有佐剂活性。IL-1家族细胞因子能够诱导IgA和IgG抗体，而IL-6、IL-12和IL-15诱导CTL反应和疫苗特异性IgA抗体。然而，剂量相关的毒性和稳定性问题等限制阻碍了它们在疫苗中的应用，尽管通过将其包裹在脂质体或微/纳米颗粒中已用来克服这些问题。 4.2.传递系统 传递佐剂包括微球、纳米或微粒、聚合物、乳液、脂质体和免疫刺激复合物（ISCOM），它们被用来包裹抗原并将其传递给特定细胞。传递系统旨在改善抗原在粘膜表面的运输，同时保护它不受降解和/或在局部粘膜环境中的清除，以改善疫苗分布。 脂质体是具有两亲性质的球形脂质双层结构。由于一些优势，它们已被用作疫苗抗原的传递载体，例如防止抗原降解、组织储存效应或抗原的缓慢释放以及促进APCs对抗原的摄取，除了它们的生物相容性、生物可降解性、低毒性和两亲性质。此外，可以在脂质体表面添加：配体，用于特定细胞靶向，粘膜粘附剂和甘露糖衍生物，除了纳入TLR配体或其他PRR配体和免疫球蛋白以有效传递包裹或结合的抗原。阳离子脂质体比阴离子和中性脂质体更具免疫原性；此外，带正电荷的脂质体更好地与带负电荷的抗原结合，并影响它们在给药部位的保留，从而产生储存效应。二甲基二十八烷基铵（DDA）是一种广泛使用的阳离子脂质体，它主要由于抗原负载脂质体和单独给药的抗原之间的大小特征，在注射部位促进储存形成。阳离子佐剂配方01（CAF01）由DDA和海藻糖二油酸酯组成，这是一种合成变体，位于结核分枝杆菌细胞壁的绳索因子。这种配方已在动物模型中与不同病原体一起使用，如结核分枝杆菌、沙眼衣原体、链球菌等，以及基于重组蛋白亚单位（CTH522）的沙眼疫苗的1期临床试验，该疫苗用CAF01佐剂。CAF01被观察到是一种良好的粘膜佐剂；小鼠研究表明，它诱导Th1/Th17谱并增加IgA抗体反应。 粘膜粘附和粘液穿透成分的结合补偿了疫苗配方在粘膜液体中的稀释以及它们在粘膜更替中的损失，通过它们与粘膜上皮表面粘液层和粘液分子的相互作用，增加了剂量配方在吸收部位的抵抗时间。聚乙二醇是一种亲水成分，可以与粘液形成氢键，导致粘膜粘附，并帮助颗粒穿透粘膜，防止聚集，从而促进其穿过粘膜屏障。 另一种广泛研究的粘膜粘附剂是壳聚糖，它是一种低毒性的亲水、生物相容性和生物可降解的聚合物。壳聚糖具有一些对粘膜疫苗接种相关的属性，例如其带正电荷的分子与带负电荷的粘液相互作用以改善粘附；它增强了由于其能够短暂打开上皮紧密连接而增强的穿透性，从而改善了抗原取样及其促进INF-γ、IgG和SIgA分泌的佐剂属性。一项研究评估了一种基于壳聚糖功能化的铁氧化物纳米酶的鼻内流感疫苗，该研究发现壳聚糖增加了抗原对鼻粘膜的粘附，促进了DC的招募和跨上皮树突的形成以进行病毒摄取，并增加了小鼠的IgA-粘膜适应性免疫，提供了针对病毒的保护。 ISCOM是一种直径为30-40纳米的带负电荷颗粒，用作抗原的传递系统。ISCOM是在将抗原与胆固醇、磷脂（通常是磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱）以及从Quillaja saponaria Molina树树皮提取的皂苷Quil A混合后形成的。ISCOM的物理特性有助于抗原稳定性，减少与皂苷相关的溶血作用，并改善与DCs的相互作用，从而增强了所结合抗原的交叉呈递，产生抗体和CD4+和CD8+ T细胞反应。ISCOM上调Th1和Th2反应，并刺激强烈的体液反应（IgG1、IgG2a和IgG2b）以及细胞毒性T细胞诱导。已证明ISCOM佐剂是一种良好的粘膜佐剂，因为它诱导强烈的粘膜免疫反应，包括在鼻内接种ISCOM复合多种抗原后在鼻洗液和肺部产生大量IgA。使用与CT和金黄色葡萄球菌蛋白A（CTA1-DD）融合的ISCOM通过口服或鼻内给药诱导强烈的细胞介导和体液免疫反应，包括粘膜IgA。 5.母体-胎儿抗体转移 母体IgG抗体在怀孕期间通过胎盘被动转移到胎儿体内，这对出生后第一年系统免疫至关重要，因为此时免疫系统正在适应和成熟。推荐孕妇接种一些疫苗加强剂，例如针对流感、破伤风、百日咳和白喉的疫苗，以确保母亲和婴儿都受到保护。 然而，SIgA也通过母乳喂养传递给新生儿，并保护胃肠道——考虑到儿童经常遭受腹泻性感染，这是一个重要的问题。如本综述（给药途径部分/图2）所述，粘膜免疫可以增强乳腺中的SIgA，这将有利于通过母乳喂养传递SIgA。研究发现，从初乳样本中分离的SIgA在体外抑制了肠致病性大肠杆菌对Hep-2细胞的聚集，而从IgA中耗尽的初乳则无法做到这一点。因此，母亲的初乳和她婴儿的粪便在免疫印迹分析中识别了相同的大肠杆菌抗原，表明这些抗体在整个胃肠道中的持久性。母乳喂养的新生儿自出生后第一周起粪便中就含有SIgA，而配方奶喂养的新生儿直到第三周才含有。鉴于胃肠道感染对儿童的负担，应考虑在怀孕期间进行粘膜免疫。下一节将讨论微生物群对免疫反应调节的重要性。值得注意的是，母乳喂养可能通过传递微生物和作为益生元来塑造微生物群，这表明这些主题是多么复杂。 6.影响粘膜免疫反应的其他因素 6.1.维生素 维生素A（VA）是一种脂溶性维生素，包括视黄醇、视醛和视黄酯。VA通过食物途径从植物和水果中的前维生素A类胡萝卜素（如β-胡萝卜素）中获取。VA通过一系列酶，包括醇脱氢酶和视醛脱氢酶，代谢成其生物活性形式视黄酸（RA）。RA对激活的淋巴细胞上肠归巢分子α4β7和CCR9的诱导至关重要，并且对依赖于RA和TGF-β结合的FoxP3 Treg细胞的诱导至关重要。因此，RA被报道指导B细胞中免疫球蛋白类别转换，增加IgA的产生，这有助于宿主抵御肠道中的微生物。 维生素A缺乏症（VAD）与疾病易感性增加、疫苗反应差和死亡率增加有关。VAD导致大鼠和小鼠的肠粘膜以及雏鸡的气管上皮中IgA的产生减少。此外，VAD损害疫苗接种后的免疫反应：研究表明，在VAD小鼠中FluMist疫苗接种损害了免疫反应，而接种疫苗时口服RA或视黄棕榈酸酯增加了VAD小鼠中IgA的产生。在接种肺炎球菌疫苗（Prevnar-13）时，通过腹膜内途径给VAD小鼠口服VA补充剂（VAS），结果显示肺炎球菌（T4）特异性抗体（IgM和IgG1）得到改善。另一项研究表明，VAS和重组沙眼衣原体抗原的非肠道疫苗在小鼠中增加肠道IgA。因此，所有这些研究表明VAD损害了对疫苗的粘膜免疫反应，但VAS可以逆转这种效应，即使在非肠道免疫中也能增加IgA的产生。 补充全反式视黄酸（ATRA），VA的活性代谢物，导致恒河猴、黑猩猩和人类血液样本中DCs的α4β7整合素表达增加，这对肠道归巢运输很重要。这种治疗还改善了人类B细胞在体外培养中向浆细胞的分化和成熟。 研究表明，维生素A和D补充剂改善了儿童对流感疫苗的体液反应，这些儿童在基线时这些营养素的水平不足。在儿童和成人的混合队列中，评估了VA、抗流感抗体和炎症相关细胞因子。VA水平较高与IgA抗体和更高滴度的中和抗体相关。有趣的是，VA水平低的个体的鼻腔冲洗样本表达了更多的细胞因子和生长因子，使作者建议VA可能在控制粘膜组织中的炎症中发挥作用。 在婴儿中，一些研究表明VAS可以改善对某些疫苗（如破伤风、白喉类毒素、麻疹和乙型肝炎）的抗体反应。 尽管实验模型的证据非常充分，但关于VAS和疫苗反应的人类研究仍然很少，这使其成为一个有前景的研究领域。 6.2.微生物群 微生物群在许多身体功能中发挥关键作用，如食物消化、合成必需维生素和抵御病原体入侵。微生物群落稳态的改变导致肠道微生物失衡和肠道屏障异常。 已经表明微生物群影响疫苗的免疫反应，微生物的改变影响对注射和口服疫苗的免疫反应。无菌（GF）小鼠缺乏微生物群，显示Peyer氏斑的数量和大小减少，更少的固有层CD4+ T细胞，除了降低类别转换抗体IgA和IgG的水平；它们还缺乏发达的GALT。此外，小鼠早期生活中的抗生素驱动的失衡导致对全球通常给婴儿接种的五种不同疫苗的抗体反应受损——B群脑膜炎球菌疫苗（Bexsero）、C群脑膜炎球菌疫苗（NeisVac-C）、13价肺炎球菌结合疫苗（Prevenar）、六联疫苗（对抗乙型肝炎、白喉、破伤风、百日咳、B型流感嗜血杆菌和脊髓灰质炎病毒，INFANRIX Hexa），以及结核BCG疫苗。另一项研究还表明，抗生素治疗导致微生物组失衡，并影响健康成人对H1N1疫苗的免疫反应。 在中国婴儿中，梭菌科的富集与口服脊髓灰质炎疫苗最后一剂后抗脊髓灰质炎粘膜IgA的阴性检测有关，而放线菌的丰富与抗脊髓灰质炎粘膜IgA呈正相关，多样的肠道微生物群与口服脊髓灰质炎疫苗的粘膜免疫反应呈负相关。 加纳的一项研究报告称，口服轮状病毒疫苗（ORVV）的应答者在接种疫苗前6周大的婴儿中，Bacilli类成员（特别是Streptococcus bovis）的丰度较高，而非ORVV应答者在Bacteroidetes门中，特别是Bacteroides和Provotella种的丰度较高。 另一项研究分析了微生物群对成人接种口服伤寒沙门氏菌疫苗前1周的免疫反应的影响。研究发现，具有更多样化、复杂细菌群落的参与者具有多相细胞介导的免疫反应，这与对疫苗的更好反应相关；然而，该研究没有显示体液应答者和非应答者之间的群落多样性差异。 益生菌对先天和适应性免疫反应有影响。它们通过与肠道免疫细胞和上皮细胞的相互作用或间接通过肠道微生物组调节来介导免疫效应。一项研究表明，每天服用动物双歧杆菌（BB-12®）和副干酪乳杆菌（L. casei 431®）的志愿者，连续6周，并在接种三价灭活流感疫苗后，流感特异性IgG、IgG1、IgG3水平增加，特异性IgA水平更高。 另一项研究中，志愿者连续5周服用L. acidophilus和L. rhamnosus，结果显示接种疫苗后，脊髓灰质炎病毒中和抗体水平和脊髓灰质炎病毒特异性IgA和IgM水平增加。此外，一项比较7种不同益生菌菌株（B. lactis、L. acidophilus、L. plantarum和L. paracasei）连续3周的研究表明，在口服霍乱疫苗接种后，霍乱特异性IgG水平提高，接种B. lactis和L. acidophilus的个体诱导了高滴度的霍乱特异性IgA和IgM。 6.3.在发展中国家口服疫苗的问题 当分析现实世界证据时，口服疫苗在高收入国家的效能高于中低收入国家。值得注意的是，这些国家胃肠道感染的负担更为突出。 虽然在美国和芬兰等国家，活体口服轮状病毒疫苗的效能超过70%，但在非洲国家的效能为61%——值得一提的是，个体评估在南非为76.9%，而在马拉维为49.4%。在美国与印度相比，口服脊髓灰质炎疫苗后的血清转换率更高。在接种口服霍乱疫苗后，来自瑞典斯德哥尔摩的儿童比来自尼加拉瓜莱昂的儿童表现出更高的IgA和弧菌杀菌滴度。这样的方面引发了一个问题：是什么损害了这些疫苗的免疫原性？ 正如本综述前面所讨论的，VAD和微生物群的损害影响免疫反应。食物不安全导致微量营养素营养不良；缺乏清洁水源、适当的卫生设施和卫生教育可能会破坏微生物群的构成，增加肠道病原体的定植。这些问题在发展中国家更为常见，妨碍了口服疫苗的效能。另一个相关问题是新生儿肠道中存在高滴度的抗体，可能通过母乳喂养从不断接触肠道病原体的母亲那里转移。因此，应该研究疫苗接种时间表。有报告称，最近的脊髓灰质炎疫苗接种限制了轮状病毒疫苗的效果，可能是因为口服脊髓灰质炎疫苗可能与口服轮状病毒疫苗竞争，妨碍了强大的体液反应。 总之，一系列因素妨碍了贫困国家口服疫苗的效能。建议使用加强剂量作为克服这些障碍的方法。然而，造成这个问题的社会经济差异应该是讨论的话题，需要政府、科学家和私营部门的参与来解决——就像公共卫生的任何话题一样。 6.4.我们应该针对SARS-CoV-2开发粘膜疫苗吗？ SARS-CoV-2是一种呼吸道病原体——累积证据表明也涉及胃肠道。有效的粘膜免疫被认为是轻度和重度患者之间的差异性方面，提供对上呼吸道病原体的控制。到目前为止，证据已经指出，尽管肌肉内疫苗激发了有效的系统性免疫，但它们未能激活粘膜免疫，这将解释为什么SARS-CoV-2的传播仍然是一个问题。鼻微生物组也被认为是COVID-19临床表现的决定性方面。如前所述，粘膜疫苗易于给药并诱导局部免疫，这两个方面在考虑SARS-CoV-2的粘膜性质和在大流行情况下迫切需要大规模免疫的情况下都是有趣的。 确实，目前有多种粘膜COVID-19疫苗正在进行临床试验，主要是鼻内给药。然而，非肠道疫苗与粘膜疫苗的数量差异——分别是118种和16种，更不用说目前有20多种非肠道疫苗在使用中——留下了一个未解的问题：粘膜免疫是一种被低估的技术，还是前面讨论的障碍阻碍了这种有前途的工具的开发，以控制COVID-19？ 7.结论 粘膜疫苗可以在粘膜表面保护宿主免受病原体的初次接触，并且由于其给药方便和患者接受度高，其应用成为流行期间的一个良好选择。然而，尽管有所有这些优势，但并没有很多粘膜疫苗被批准用于人类使用，因为许多疫苗配方需要根据粘膜给药途径保护抗原免受降解。因此，在疫苗配方中应用佐剂是克服问题的一个好策略。然而，选择一个好的佐剂并不足以改善粘膜疫苗，因为微生物群和维生素可以影响粘膜免疫反应。 一些疾病对微生物群落和维生素吸收有显著影响，如肥胖、糖尿病、炎症性肠病等，这可能妨碍粘膜疫苗的效能。此外，在疫苗接种时间表中应用VA补充剂和益生菌似乎是一个调节粘膜免疫和增加某些个体对疫苗免疫反应的好策略。 因此，开发理想的粘膜疫苗不能仅仅归结为选择完美的佐剂；有必要考虑患者特定的因素，并且，这样分析可能影响疫苗粘膜免疫反应的所有方面。 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入 生物制品微信群！ 请注明：姓名+研究方向！ 版 权 声 明 本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

An Insilico Medicine drug candidate spawned by the company’s artificial intelligence technology now has clinical data showing breathing improvement in patients who have a debilitating lung disorder. While these preliminary results are encouraging for the company and for an AI drug discovery field that has weathered setbacks, there’s little detail to evaluate the Insilico drug on its own merits, let alone see how it matches up to competitors that includes one molecule some industry observers view as potentially best in class. The disease is idiopathic pulmonary fibrosis (IPF), a chronic disorder that causes scarring in the lungs and an irreversible decline in the organ’s function. IPF is a prevalent disease, affecting an estimated 5 million people worldwide, mainly older adults. Once diagnosed, patients survive a median of three to four years. The cause of IPF is unknown; standard therapies are older drugs that slow its progression but do not alter the course of the disease. Insilico’s drug, ISM001-055, targets and inhibits Traf2- and Nck-interacting kinase (TNIK), an enzyme that plays a role in signaling pathways associated with disease. While TNIK inhibition has been studied as a way to treat cancer, Insilico’s technology identified this target as a promising one for fibrosis, the formation of scar tissue characteristic of IPF. The company then used generative AI to design the small molecule that is now its IPF drug candidate. Details about this development process were published in March in Nature Biotechnology. Included in the paper were preclinical data and results from Phase 0 (small doses of drug tested in low numbers of people) and Phase 1 studies. presented by Health IT Accelerating Claim Processing: Strategies to Shorten the Life of a Claim These strategies and practices can significantly shorten the life cycle of claims, leading to quicker resolutions and improved financial outcomes. By Greenway Health The results announced last week are from a placebo-controlled Phase 2a study that enrolled 71 IPF patients in China. Patients were randomly assigned to receive a 30 mg dose of the drug once daily, a 30 mg dose twice daily, a 60 mg dose once daily, or a placebo. The main goal of the 12-week study is assessing the ISM001-055’s safety and tolerability across all dose levels. Measuring improvement in forced vital capacity (FVC), which is how much air a person can exhale, is a secondary endpoint. Without disclosing any figures, Insilico said ISM001-055 met the primary endpoint of safety and posted positive results on the secondary efficacy endpoint. The company added that these results show a dose-dependent improvement in FVC, with the largest improvement observed in the cohort that received the 60 mg dose once daily. Insilico said more details about the preliminary data will be released at an upcoming medical conference and the trial results will be submitted for publication in a peer-reviewed journal. A parallel Phase 2 study in the U.S. is actively enrolling patients. Following the positive results from this mid-stage study, Insilico said it will discuss with regulatory authorities the design of a Phase 2b study that will explore extended treatment durations and larger groups of patients. Meanwhile, the clinical trial results so far keep Insilico in the mix of drug developers pursuing IPF, though it still trails those rivals. On Sept. 16, Boehringer Ingelheim announced its IPF drug candidate hit the main goal of its pivotal studies, paving the way for regulatory submissions to the FDA and other health authorities around the world. The Boehringer drug, nerandomilast, is a small molecule designed to inhibit phosphodiesterase 4B (PDE4B), an enzyme whose roles include regulating inflammation. Sponsored Post Get Ready for HLTH 2024: A Preview Guide HLTH 2024, scheduled for October 20-23 at the Venetian Expo Center in Las Vegas, will highlight new programming, a physicians roundtable, generative AI, the shifting landscapes of telemedicine, retail health, women's health, and lots more. By Stephanie Baum Boehringer studied its twice-daily pill in two placebo-controlled Phase 3 studies, one in IPF and the other in progressive pulmonary fibrosis (PPF), a progressive and fibrotic disease that shares characteristics with IPF. The main goal of both studies was to show the absolute change in FVC measured at 52 weeks. Without releasing details, Boehringer said preliminary results show nerandomilast met this goal. The company added that full efficacy and safety data will be presented in the first half of next year. The company did not specify a timeline for the expected regulatory submissions for the drug. Pliant Therapeutics’ contender is bexotegrast, a small molecule inhibitor of TGF-beta. This signaling protein contributes to IPF by sparking high levels of collagen, which in turn leads to a progressive loss of elasticity and function in the lungs. During the recent European Respiratory Society (ERS) meeting, Pliant presented Phase 2 results showing its drug led to a reduction in collagen after 12 weeks of treatment. Study participants who received a placebo experienced an increase in collagen. The reduction in treated patients correlates with improvement in lung function, specifically FVC and cough severity, Pliant said. In a note sent to investors this after the ERS meeting, Leerink Partners analyst Faisal Khurshid said bexotegrast’s collagen data provide “compelling proof of disease modification.” He added that the safety analyses continue to suggest the Pliant drug has a clean profile. Khurshid said bexotegrast has potential to become a best-in-class treatment option in IPF and the collagen data give incremental confidence ahead of Phase 2b data expected in mid-2026. PureTech Health’s approach to IPF is to improve on pirfenidone, brand name Esbriet, an old IPF drug whose gastrointestinal and skin side effects lead many patients to stop taking the medication. Despite those limitations, Leerink Partners’ Khurshid noted in a research note that branded Esbriet generated $1.3 billion in peak sales before going generic. PureTech’s IPF drug, LYT-100, is pirfenidone with chemical modifications to improve its tolerability. “We have a favorable view on LYT-100 as it improves on a known anti-fibrotic drug in a manner that should diminish well-recognized safety liabilities,” Khurshid said. “While this is an improvement on an existing molecule, we see it as a real opportunity in an area of high unmet need.” A Phase 2b test of LYT-100 is currently evaluating two doses of the drug compared to pirfenidone and a placebo. With the lower dose, the study aims to show whether the PureTech drug improves on the safety profile of pirfenidone. Evaluating the higher dose is meant to assess whether higher exposure of the drug offers even better efficacy while still retaining acceptable safety. Khurshid said there is less evidence to support the latter hypothesis, but Leerink sees it as an intriguing upside opportunity.

作为自免领域的蓝海之一，炎症性肠病（IBD）治疗药物受到众多跨国药企的追捧和布局。 近期，礼来以32亿美元收购Morphic，获得其核心管线α4β7整合素抑制剂MORF-057，进一步扩大在胃肠病领域的影响力。 除了礼来外，包括艾伯维、阿斯利康、默沙东等制药巨头纷纷布局IBD治疗药物，进行相关并购交易。 动作频频背后，为何跨国药企如此青睐IBD治疗药物？ 传统治疗的困境 IBD是一种主要累及消化系统的慢性炎症性肠道疾病，其症状包括严重腹泻、频繁腹痛以及便血、体质量减轻，严重可致癌。IBD主要包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD）两种类型，两种IBD在临床和病理特征上既有重叠又有区别：UC主要累及直肠和部分结肠，病变呈连续性，而CD主要累及回肠和结肠，病变呈节段性。 目前，IBD在国内并不多见，但患者规模正在快速增长。根据2014年中国疾病预防控制中心数据统计，中国2005-2014年间IBD累积病例约为35万，但到2025年，预计中国的IBD患者将达到150万例。 在过去，靶向药物问世之前，IBD没有很好的治疗手段。IBD的传统治疗药物主要包括氨基水杨酸制剂、糖皮质激素、免疫抑制剂等（见下表）。虽然这些药物可为IBD患者的病情带来一定程度的缓解，但均各有局限，很难满足临床上IBD的治疗需求。 表1 IBD传统治疗药物 数据来源：公开资料整理 以美沙拉嗪为代表的5-氨基水杨酸制剂（5-ASA），由于几乎不入血、局部起效，安全性良好，过去一直是IBD的一线治疗首选；但由于疗效有限，一般只推荐用于轻中度IBD患者的活动期及缓解期治疗。 糖皮质激素以及免疫抑制剂虽然对中重度IBD有一定的缓解作用，但均有明显且严重的副作用，因此均只能用于5-ASA治疗无效的、中重度IBD活动期的短期治疗，不能用于长期维持治疗。 因此，在过去的很长一段时间，IBD治疗均缺乏对中重度患者有效却安全的针对性药物，存在着巨大的未满足临床需求。 单抗与小分子争芳斗艳 IBD靶向治疗的发展，要从其发病机制说起。IBD的本质就是胃肠道表现出异常的免疫反应，虽然发病机制目前仍不完全清楚，但目前IBD靶向治疗的核心仍是抑制胃肠道的免疫反应，从而抑制炎症的发生。而以T细胞为核心的免疫反应主要包括以下关键的过程，这些过程也是目前新药开发的关注焦点： 1）T细胞从淋巴结通过血液循环迁移至发出炎症信号的肠道部位，这个方向的靶点包括整合素（α4β7）及其配体MAdCAM-1蛋白，以及鞘氨醇-1-磷酸（S1P）受体，抑制或阻断这些靶点及其相关信号通路，可以阻止T细胞从淋巴结向肠道的迁移； 2）促炎症因子通过T细胞表面受体，启动T细胞内下游信号通路，诱发T细胞介导的炎症反应（见图2），这个方向的靶点包括促炎症因子TNF-α、IL、TGF-β1等，以及胞内下游信号通路相关的JAK酶、SMAD-7分子等，抑制这些靶点及其信号通路，可以抑制炎症的发生。 从这两个方向出发，诞生了众多疗效优异的IBD靶向新药。自从英夫利昔单抗及阿达木单抗于1998年相继首次获批用于IBD治疗开始，IBD便进入了靶向治疗的新时代，尤其是生物制剂的研发及上市，明显进入了快车道。 于20年间获批了近10款单抗药物，其中以TNF-α以及IL为靶点的单抗靶向制剂占据了主流，但这些单抗药物均获批了多个适应症，IBD或许并非其市场的重心。 因此，2014年获批上市的抗α4β1药物维得利珠单抗显得弥足珍贵，其为首个专属于IBD治疗的靶向药物、同时也是首个及唯一一个具有肠道选择性的IBD靶向药物。2023年，维得利珠单抗全球销售额高达54.1亿美元，成为超重磅炸弹，已经充分验证了其机制的优越性。 进入2018年，首个IBD靶向小分子托法替布获批用于IBD治疗，从此开启了小分子靶向治疗时代，小分子靶向新药的研发及上市也开始发力。 其中，以JAK酶抑制剂及S1P受体拮抗剂为其中杰出的代表，尤其是JAK酶抑制剂，其FIC药物托法替布，已在包括IBD在内的自免领域斩获超20亿美元的辉煌战绩；而其第二代药物的代表乌帕替尼，则更是一骑绝尘，上市短短数年，销售额便几乎突破40亿美元，颇具“百亿药王”的气魄。 表2 IBD靶向治疗已上市药物及其全球销售额（亿美元） 注：为整体销售额，不区分适应症 数据来源：Na SY等，2019；公开资料整理 值得注意的是，乌帕替尼的成功并非偶然，也并非仅仅是商业化层面的因素；相反，其成功完全是建立在优异的临床疗效数据之上的。当然，本文仅以IBD的临床数据抛砖引玉。虽然目前并没有乌帕替尼与“老大哥”托法替布在IBD治疗的III期头对头研究，但从目前已披露的UC适应症的III期临床数据来看，乌帕替尼的临床疗效可谓惊艳，其急性期的临床缓解率达到26%-33%，相比安慰剂的差值达到22%-29%，维持期的临床缓解率则达到42%，相比安慰剂差值达到31%，相比之下，托法替布临床急性期的临床缓解率仅为17%-18%，相比安慰剂差值为10%-13%，维持期临床缓解率为34%，相比安慰剂差值为23%；可见，两项首要终点数据，无论是数据绝对值还是相比安慰剂的差值，乌帕替尼均远大于托法替布。 类似的结论，也同样适用于维得利珠单抗，其在UC急性期的临床缓解率，相比安慰剂的差值达到22%（47%vs 26%，P＜0.001），也是远胜抗TNF-α制剂阿达木单抗，后者在UC急性期的临床缓解率相比安慰剂的差者仅9.3%（18.5%vs 9.2%，P＜0.05）。可见，维得利珠单抗在IBD的治疗上，同样也是革命性药物的存在。 从阿达木单抗到维得利珠单抗，从托法替布到乌帕替尼，IBD的靶向治疗正在取得一个又一个的突破，这是创新的胜利，也是患者的福音。 靶向治疗的联合， 或是大势所趋 在过去20年，IBD的治疗涌现了大量的先进药物，推动IBD的临床缓解率不断取得新突破。但Silvio Danese等在2022年的一篇报道中指出，现大多数先进的治疗方法报告1年的临床缓解率在30%到50%之间，这表明我们可能通过使用单一药物达到了治疗上限。 IBD是多种途径驱动免疫介导的炎症过程，对肠道疾病有效的药物可能对肠外表现或伴随的免疫介导疾病(IMID)无效，因此需要使用其他药物。考虑到这一点，基于至少使用两种生物制剂，或同时使用一种生物制剂和一种小分子药物的高级联合治疗(ACT)的概念，可能是难治性IBD患者、发生并发症风险高的患者或伴有不受控制的IMID患者的一种有希望的策略。 目前这种策略已经被应用到实际治疗中，并取得了不错的效果。美国一项回顾性研究报道了50名对现有药物治疗不佳的顽固性IBD患者（有10名并发IMID），接受ACT治疗的情况，治疗方案包括维得利珠单抗+乌司奴单抗（47%）、托法替布+生物制剂（40%）以及维得利珠单抗+抗TNF-α单抗，结果显示接受ACT治疗的患者临床缓解率（50%vs 14%,p=0.0018）及内镜缓解率（34%vs 6%,p=0.0039）均显著高于基线值。 另外，Waseem Ahmed等在2022年发表了一项关于ACT治疗的系统性综述与meta分析，这项研究共纳入了30项研究276名患者，其中包括81%的难治性IBD患者以及12%的并发肠外表现或风湿病的IBD患者，最常用的组合包括抗整合素单抗+抗TNF-α单抗（48%）以及抗整合素单抗+乌司奴单抗（19%），临床缓解率及内镜缓解率分别达到59%及34%。 最后，虽然科学的进步持续不断地给IBD的治疗带来希望的曙光，但由于IBD的难治性与反复性，这项事业注定任重而道远。展望未来，相信会有更多靶向治疗的新药被开发出来，用于IBD的治疗；同时也有理由相信，靶向药物之间的联合疗法，也必将在IBD的治疗中大放异彩。 参考文献： 1.吴开春,梁洁,冉志华,等.炎症性肠病诊断与治疗的共识意见(2018年.北京)[J].中国实用内科杂志,2018,38(09):796-813 2.何琼,李建栋.炎症性肠病流行病学研究进展[J].实用医学杂志,2019,35(18):2962-2966. 3.Kaplan GG.The global burden of IBD:from 2015 to 2025.Nat Rev Gastroenterol Hepatol.2015;12(12):720-727. 4.Na SY,Moon W.Perspectives on Current and Novel Treatments for Inflammatory Bowel Disease.Gut Liver.2019;13(6):604-616. 5.Danese S,Solitano V,Jairath V,Peyrin-Biroulet L.The future of drug development for inflammatory bowel disease:the need to ACT(advanced combination treatment).Gut.2022 Dec;71(12):2380-2387. 6.Glassner K,Oglat A,Duran A,Koduru P,Perry C,Wilhite A,Abraham BP.The use of combination biological or small molecule therapy in inflammatory bowel disease:A retrospective cohort study.J Dig Dis.2020 May;21(5):264-271. 7.Ahmed W,Galati J,Kumar A,Christos PJ,Longman R,Lukin DJ,Scherl E,Battat R.Dual Biologic or Small Molecule Therapy for Treatment of Inflammatory Bowel Disease:A Systematic Review and Meta-analysis.Clin Gastroenterol Hepatol.2022 Mar;20(3):e361-e379. 声明：本内容仅用作医药行业信息传播，为作者独立观点，不代表药智网立场。如需转载，请务必注明文章作者和来源。对本文有异议或投诉，请联系maxuelian@yaozh.com。 责任编辑 | 史蒂文 转载开白 | 马老师 18996384680（同微信） 商务合作 | 王存星 19922864877（同微信）  阅读原文，是受欢迎的文章哦