影响抗原免疫原性的生物学因素有哪些

抗原指的是能使机体产生特异性免疫应答的物质,生物技术药物可以对新抗原产生过敏反应以及免疫耐受崩溃,以致于改变药物在体内的药动学、药效或毒性。因此生物技术药物在申请临床试验和注册时,不仅需要在临床前研究中进行免疫原性检测来评价免疫原性,还需要在临床试验中评价免疫原性。免疫原性的强弱不仅由抗原因素决定,还与机体的遗传背景、引入抗原剂量和途径、佐剂等生物学因素有关,研究影响免疫原性强弱的因素可以在一定程度上指导免疫原性检测实验,今天我们来看一下影响抗原免疫原性的生物学因素有哪些?

1、宿主因素

宿主反应性不同种动物,甚至同种动物的不同个体对同一种抗原的应答性差别很大,这与不同的遗传性、生理状态及个体发育等因素有关。宿主的遗传背景可以影响抗原的免疫原性,现已证实控制机体对抗原应答的免疫应答基因主要是MHC。不同MHC背景的实验动物对同一抗原产生的应答格局可以有明显差异,由此发现了调控特异性免疫应答的免疫应答基因(Ir gene),并确认Ir基因就是某些特定的MHC基因或等位基因。

抗原的来源与免疫动物的亲缘较远,产生抗体效价高,同种系或亲缘较近,产生抗体的效价就差。研究发现非人灵长类动物是目前免疫原性检测最好的动物,也可以用这类动物筛选免疫原性。有报道称随着猴的MHC基因分型技术的发展,有可能培育出与人MHC分子的肽结合特异性相似的非人灵长类动物用于动物实验,从而提高免疫原性预测能力。

此外宿主的年龄、性别与健康状态与免疫应答也有关系,一般而言,青壮年个体比幼年和老年的应答能力强。雌性动物较雄性动物抗体生成高,但妊娠期应答能力受到显著抑制。感染或免疫抑制剂都能干扰抑制对抗原的应答。美迪西提供免疫原性检测服务,主要使用小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、非人灵长类动物做免疫原性毒性试验。

2、引入的抗原剂量

具有免疫原性的物质进入机体后能否诱导免疫系统产生免疫应答,还受抗原的剂量、免疫的途径、免疫间隔的时间等多种因素的影响。抗原剂量、免疫途径以及免疫间隔时间等因素都会影响免疫原性检测的结果。

抗原剂量与免疫应答有关系,抗原的免疫剂量是依照给予动物的种类、免疫周期以及所要求的抗体特性等不同而不同。剂量过低,不能引起足够强的免疫刺激;免疫剂量过多,有可能引起免疫耐受。一般情况下外来抗原进入体内会引起体液和细胞免疫应答,但是高剂量或者低剂量反复静脉注射可溶性抗原则能够在4-5天内造成抗原特异性B细胞无反应状态。用大剂量抗原诱导的免疫耐受状态要靠高浓度抗原维持。如果在B细胞进入活性封闭24小时之内撤去耐受抗原并辅以T细胞帮助,B细胞能够得到挽救。

在一定的范围内,抗体的效价是随注射剂量的增加而增高,如蛋白质抗原的免疫剂量比多糖类抗原宽。一些资料统计,一般而言小鼠的免疫剂量为50μg~400μg/次,大鼠为100μg~1 000μg/次,兔为200μg~1 000μg/次,加强剂量为剂量的1/5~2/5

3、引入抗原途径

人工免疫时,多数抗原是非经口,采用皮内、皮下、肌肉、静脉以及腹腔注射机体才具有免疫原性。免疫剂量与注射途径有关,一般而言,静脉注射剂量大于皮下注射,而皮下注射又比掌内和跖内皮下注射剂量大,也可采用淋巴结内注射法。

4、佐剂

在抗原中加入佐剂可以改变抗原物理性状,使抗原在体内缓慢释放,延长抗原与免疫细胞作用时间。而且抗原在佐剂的辅佐作用下,更易被巨噬细胞吞噬和有效加工处理及呈递。抗原中加入佐剂可以刺激单核/巨噬细胞活化,释放细胞因子调节和增强淋巴细胞免疫应答能力,还可以刺激淋巴细胞增生、分化,从而增强和扩大免疫应答能力。因此应用佐剂的可以增强免疫原性、增加抗体的滴度和引起或增强迟发型超敏反应。

卡介苗、枯草分枝杆菌、短小棒状杆菌、百日咳杆菌、脂多糖、细胞因子等是一些具备免疫原性的佐剂。不具备免疫原性的佐剂有氢氧化铝佐剂、磷酸铝、磷酸钙、石蜡油、羊毛脂、表面活性剂、藻酸钙、多聚核苷酸、胞壁肽等。弗氏佐剂、细胞因子佐剂是应用较多的免疫佐剂,加佐剂比不加佐剂的注射剂量要小,对家兔而言,采用弗氏完全佐剂,则需注射0.5mg~1mg/kg/次,如采用弗氏不完全佐剂则注射剂量应大10倍以上。

机体的生物学活性可以影响抗原进入机体能否诱发有效的特异性免疫应答,研究影响抗原的免疫原性的生物学因素,对于指导免疫原性检测试验至关重要。而免疫原性检测是免疫原性评价的一个重要手段,对于临床前药物的安全性评价具有重要的作用,可以在一定程度上加速药物研发的进程。