前言

TLRs是一種先天免疫受體，直接或間接負(fù)責(zé)檢測病原體相關(guān)分子模式（PAMP），并通過激活先天和適應(yīng)性免疫途徑對其作出反應(yīng)。天然存在和合成的TLR激動劑可以利用這些內(nèi)源性免疫信號通路來增強和調(diào)節(jié)疫苗反應(yīng)，從而使其成為優(yōu)良的疫苗佐劑。每種TLR都有自己的特定組織定位和下游基因信號通路，TLR激動劑可以與其他TLR或替代佐劑組合，以產(chǎn)生具有協(xié)同或調(diào)節(jié)作用的組合佐劑，這為研究人員提供了精確定制具有特定免疫效果的佐劑的機(jī)會。而決定何時用或不用TLR激動劑作為疫苗佐劑，有許多重要的考量因素。

考量因素1：疾病機(jī)制和保護(hù)的相關(guān)性

選擇合適的TLR佐劑的第一步是了解疾病類型/作用模式和保護(hù)的相關(guān)性。例如，在傳染�。ㄈ绻跔畈《荆┑那闆r下，免疫反應(yīng)的水平和類型很重要，不正確的疫苗免疫反應(yīng)不僅不能保護(hù)個人免受疾病的侵害，而且可能導(dǎo)致疾病的進(jìn)展，這一過程被稱為疫苗增強疾病。

研究表明，當(dāng)針對嚴(yán)重急性呼吸綜合征相關(guān)冠狀病毒（SARS-CoV）的重組刺突蛋白或滅活全病毒疫苗與Th2偏向性明礬佐劑搭配時，這與病毒攻擊后肺部嗜酸性粒細(xì)胞免疫病理學(xué)增加有關(guān)。而當(dāng)用Delta inulin (Advax™)加TLR9佐劑（CpG）配制疫苗抗原時，這種疾病增強效果得到了改善。此外，研究表明，促進(jìn)CTL活性的Th1型免疫是對抗腫瘤最有效的免疫反應(yīng)，而癌癥的疾病進(jìn)展與Th2免疫的偏斜有關(guān)。因此，針對TLR的佐劑，如TLR3、4、7、8或9，可誘導(dǎo)IRF7和IRF3激活，導(dǎo)致1型干擾素反應(yīng)，可能對癌癥疫苗制劑有利。在其他疾病中，如寄生蟲，Th2偏向性免疫反應(yīng)更能減少疾病負(fù)擔(dān)，而Th1反應(yīng)可導(dǎo)致疾病增強。

免疫反應(yīng)的程度和持續(xù)時間也可能因疾病而異。例如，對于新冠肺炎，恢復(fù)期血清中和抗體滴度≥60被歸類為保護(hù)性，而對于日本人，腦炎病毒中和抗體滴度≥10被視為完全保護(hù)性。對于保護(hù)所需抗體水平較高的應(yīng)用，B細(xì)胞上的靶向TLR可能是提高抗體產(chǎn)生的有效策略。

考量因素2：給藥途徑

給藥途徑是一個重要的免疫參數(shù)，可以影響疫苗免疫反應(yīng)。除了傳統(tǒng)的疫苗給藥途徑，如皮內(nèi)、皮下和肌肉內(nèi)，其他感興趣的給藥方式包括氣霧劑和鼻內(nèi)給藥，因為它們能夠產(chǎn)生粘膜免疫。粘膜免疫在預(yù)防腸道、呼吸系統(tǒng)和生殖道感染方面尤為重要。粘膜免疫可以產(chǎn)生分泌性IgA抗體和組織駐留的粘膜T細(xì)胞，為病原體入侵提供第一道防線。

TLRs在全身不同組織中差異表達(dá)，這可以影響誘導(dǎo)的免疫效果。如果組織部位的TLR豐度較低，可能導(dǎo)致次優(yōu)免疫反應(yīng)。研究證明，免疫途徑對基于TLR7和TLR8的利什曼原蟲主要疫苗的療效有重大影響，保護(hù)性免疫僅在皮下接種后產(chǎn)生，而不是在肌肉內(nèi)接種。另一項研究表明，TLR4和TLR7/8佐劑疫苗根據(jù)給藥途徑在小型豬中產(chǎn)生不同的免疫結(jié)果。當(dāng)TLR4激動劑（GLA-AF）和TLR7/8激動劑（雷喹莫特，R848）皮內(nèi)聯(lián)合給藥時，GLA-AF增強了對R848佐劑的免疫反應(yīng)；但當(dāng)鼻內(nèi)聯(lián)合給藥時，GLA-AF消除了R848的佐劑活性。這些結(jié)果反映了不同組織區(qū)室之間固有感知群體和TLR表達(dá)模式的差異。

考量因素3：疫苗抗原特性

當(dāng)將佐劑與疫苗抗原結(jié)合時，重要的是要了解抗原是否具有免疫惰性，或者是否已經(jīng)含有固有的佐劑特性。例如，許多滅活的病毒抗原含有污染性DNA或RNA，其分別提供TLR9或TLR7的刺激，提供內(nèi)在的佐劑活性。在其他情況下，佐劑被有意嵌入疫苗抗原中，以增強免疫原性。胺修飾的R848通過巰基交聯(lián)劑結(jié)合到病毒A顆粒上，增強了TLR7/8佐劑活性的潛力，使抗流感IgG水平增加十倍。另一項研究中，研究人員制備了與Pam2Cys-SK4或Pam3Cys-SK4（TLR2激動劑）融合的全長ESAT6蛋白，產(chǎn)生協(xié)同作用發(fā)生顯著的局部CD4+T細(xì)胞反應(yīng)。此外，四種高度保守的A組鏈球菌（GAS）抗原與成纖維細(xì)胞刺激性脂肽-1（TLR2激動劑）偶聯(lián)時，可導(dǎo)致IgG抗體增加。

考量因素4：佐劑配方

佐劑的配方和呈現(xiàn)方式會對其整體安全性和功能產(chǎn)生重大影響。由TLR7激動劑和結(jié)合SARS-CoV-2抗原的甘露糖組成的共聚物引發(fā)了強大的細(xì)胞和體液免疫反應(yīng)，即使在老年小鼠中也是如此。 甘露糖成分通過其甘露糖結(jié)合受體促進(jìn)APC對抗原和TLR7激動劑的內(nèi)吞作用。該策略允許有效遞送至感興趣的靶向免疫細(xì)胞，因此僅需要較低劑量的抗原和佐劑。此外，在病毒樣顆粒上高密度展示TLR5激動劑增強了佐劑的免疫原性和安全性，同時降低了系統(tǒng)性IL-6釋放引起的毒性。而TLR7/8激動劑在超支化聚合物中的高密度呈遞降低了脫靶毒性和快速全身清除，同時增強了體液反應(yīng)。

除了影響歸巢到特定組織區(qū)外，疫苗抗原/佐劑復(fù)合物的局部持續(xù)時間可能在形成細(xì)胞和體液免疫中發(fā)揮關(guān)鍵作用。例如，TLR7在明礬上的吸附產(chǎn)生了儲庫效應(yīng)，允許TLR激動劑的緩慢控制釋放。最近，有研究配制了聚合物納米顆粒水凝膠，使TLR7/8配體和血凝素蛋白能夠緩慢釋放，這導(dǎo)致小鼠對單次注射的抗體滴度增加。

另一種制劑策略是將TLR佐劑直接偶聯(lián)到抗原上，這促進(jìn)了佐劑和抗原對相同APC的刺激。然而，研究結(jié)果喜憂參半。有研究設(shè)計了電荷修飾的肽TLR7/8偶聯(lián)物，其自組裝成納米顆粒，從而增強CD8+T細(xì)胞的免疫原性和腫瘤清除率。然而，在其他研究中，TLR5配體與抗原的共表達(dá)導(dǎo)致免疫原性降低。而在體外將TLR2配體與乙肝病毒核心蛋白的合成長肽偶聯(lián)物導(dǎo)致單核細(xì)胞衍生和原代DC亞群的交叉呈遞效率較低。

近年來的新疫苗技術(shù)包括基于mRNA、DNA和病毒載體的疫苗。其中一些新疫苗具有固有的佐劑特性。TriMix是一種基于mRNA的佐劑，由編碼共刺激分子CD70、CD40L和TLR4激活分子的mRNA分子組成。在癌癥疫苗研究中，TriMix佐劑已被證明可增加DC成熟和CTL反應(yīng)。新冠肺炎腺病毒載體疫苗也已被證明具有自佐劑特性，并激活TLR9，導(dǎo)致I型IFN分泌。

考量因素5：不同年齡組TLR佐劑作用的變異性

TLR的表達(dá)依賴于年齡和組織。在新生兒中，TLR被證明是下調(diào)的，而在老年人群中，TLRs變得失調(diào)。TLR2/6激動劑酵母多糖和TLR2激動劑β-葡聚糖在臍血單核細(xì)胞中誘導(dǎo)細(xì)胞因子反應(yīng)。有研究探索了許多含有Poly I:C、MPLA或R848的TLR激動劑組合，以評估它們是否能誘導(dǎo)強大的Th1免疫反應(yīng)。出乎意料的是，添加TLR9激動劑CpG寡核苷酸顯著降低了臍血IFN-γ水平，添加TLR2激動劑誘導(dǎo)了高IL-13，這是一種Th2極化細(xì)胞因子。這些研究的局限性在于，它們是在人類臍帶血上進(jìn)行的離體研究，在新生兒動物模型和嬰兒中進(jìn)行免疫研究仍然很重要。與年輕患者相比，TLRs的表達(dá)和活性在老年患者中失調(diào)�？朔�老年人免疫衰老的最有效策略可能是同時觸發(fā)多個TLR。

參考文獻(xiàn)：

1.Toll-like receptor (TLR) agonists as a driving forcebehind next-generation vaccine adjuvants and cancer therapeutics. Curr OpinChem Biol.2022 Oct;70:102172

       原文標(biāo)題 : 基于TLR激動劑佐劑的設(shè)計