鼻腔的生理结构与免疫原性
结构决定性质，了解鼻腔疫苗的免疫过程首先需要理解鼻腔的生理结构，关于鼻腔的生理结构在前文《鼻腔给药概述》中已有介绍，本节重点介绍鼻腔与免疫接种相关的内容。
鼻腔是呼吸道的一部分，长期持续的同外来异物接触，鼻黏膜也是经常暴露于抗原，疫苗也是外来的抗原，在面对外来的抗原（疫苗）时，鼻腔则会启动免疫机制。在鼻腔的呼吸区富含淋巴组织，抗原进入后会被吸附在黏膜上皮上，淋巴滤泡上皮的微皱褶细胞（M细胞）吸收抗原颗粒，将抗原移动到细胞的基端并将其传递给抗原呈递细胞（APC），如树突状细胞（DC）和巨噬细胞。此后，DC细胞通过传入淋巴管迁移到附近的引流淋巴结，在那里抗原通过MHC-II复合物呈递到幼稚的T细胞和B细胞。
鼻相关淋巴组织（NALTs）是呼吸道的粘膜免疫的重要组成，NALTs中分布着较多的 M 细胞，是鼻腔主要吸收大分子药物及微粒的主要部位，同时也是鼻腔免疫应答中抗原递呈的主要部位，NALTs部位具有抗原特异性效应B和T细胞，它们会分化为产生聚集性IgA和IgG的浆细胞，最终分化成sIgA，引发的免疫应答拦截抗原和病原体。黏膜免疫还具有一套独特的共同免疫的机制，可以诱导远端黏膜，如消化道和生殖道黏膜产生免疫应答，但通常鼻腔疫苗激活的肠道免疫效果较差。参见《接种就像“喝奶茶”！盘点吸入式疫苗的优势与难点》。
同鼻腔给药相似的是，鼻腔疫苗发挥作用需要克服多重因素的制约，如鼻黏膜纤毛清除的影响，在鼻腔中的停留时间短的问题，鼻黏膜部位的黏液层和上皮层对抗原的阻碍等。而解决这些问题往往还需要免疫佐剂、渗透促进剂的辅助。
鼻腔疫苗研发中主要技术因素
目前上市鼻腔疫苗大多数都是减毒流感病毒活疫苗。本节主要从免疫过程的角度出发介绍研究和开发鼻腔疫苗时应考虑的几个关键因素。
完成鼻腔的给药，首先需要合适装置的配合。虽然鼻腔具有较大的黏膜表面区域，但疫苗的鼻腔递送受到鼻解剖结构和空气动力学的限制，粒径过大通常沉积在前鼻被排出或擦掉，小粒径（即<10μm）可能会绕过鼻子进入肺。因而需要一种合适的装置将鼻内苗制剂分散成合适的粒径，输送到鼻子后部区域，实现粒径的平衡对于增加鼻黏膜的抗原暴露至关重要。目前FluMist疫苗使用的是AccuSpray，此外Teleflex的MAD Nasal，Kurve公司的ViaNase，Aktiv-Dry的PuffHaler，BD的 Solovent都提供了鼻黏膜雾化解决方案和装置。
到目前为止，所有获批的鼻用疫苗都是液体形态，因为液体疫苗具有高溶解度和高效力的特点，但液体制剂是具有流动性的，任何超过鼻腔体积的液体都会从鼻腔中排出，只有高度可溶或低剂量的抗原才能通过液体制剂经鼻内递送。干粉制剂的应用则需要在粘滞性聚合物如淀粉和壳聚糖的配合下，延长停留时间，提高鼻腔淋巴组织的抗原可用性。
在鼻腔疫苗开发中，通常会使用黏着剂，疫苗中黏着剂与鼻腔上皮的粘液接触，聚合物就会发生水合、膨胀并与粘液结合，延长疫苗在鼻黏膜中的停留时间。此外，黏着剂也可以暂时减缓粘液纤毛清除，并且不抑制抗原从疫苗中释放。常用的黏着聚合物包括如壳聚糖、淀粉等。
壳聚糖是一种具有粘黏性阳离子多糖，可以破坏上皮细胞之间的紧密连接，增加了上皮的通透性，并有助于抗原的有效吸收。壳聚糖还可以促进鼻腔中M细胞的抗原摄取，以佐剂的形式提高疫苗的效力。
淀粉是一种无毒、广泛可用的多糖，由直链淀粉和支链淀粉组成。一旦水合，淀粉就会膨胀，形成凝胶状层，与鼻黏膜结合。
鼻上皮层被一层粘液覆盖，鼻腔疫苗/抗原需要完成粘液层和上皮细胞的穿透。首先是粘液层，聚乙二醇可以作为粘液层渗透促进剂，而甘露醇可以稀释粘液。因此，配方中使用PEG、甘露醇或其他粘液渗透促进剂有助于提高疫苗/抗原对粘液层的穿透。
抗原穿过上皮细胞屏障的转运是诱导免疫的关键第一步。抗原可通过细胞或跨细胞穿透上皮层，在这个过程中常使用渗透促进剂如壳聚糖和细菌毒素来增加抗原对黏膜的渗透性。壳聚糖和细菌毒素二者都可以破坏上皮连接并增强细胞旁运动。具体而言，壳聚糖可以促进鼻黏膜和肠黏膜中的M细胞对抗原的跨细胞吸收。而肠毒素破坏黏膜上皮，增强DC细胞对抗原的摄取，导致CXCR4和CCR7的上调，从而使DC细胞迁移到淋巴结。
关于鼻腔疫苗的一个重要安全问题是疫苗抗原或佐剂从嗅觉上皮向中枢神经系统（CNS）的运输可能性。尽管研究人员对460例与FluMist相关的不良事件分析中发现只有一例脑炎的案例，而且实验室证实是由肠道病毒引起的。但是鼻粘膜提供了外部环境和中枢神经系统之间的直接入口（鼻—脑路径），化合物可以通过嗅觉区的相关神经进入脑脊液中。所以在鼻腔疫苗的研发中嗜神经性在鼻疫苗研发中需要进行评估。
在免疫的过程中靶向APC抗原的佐剂可以作为有用的免疫刺激剂。常用的免疫佐剂有不溶性铝盐、TLR激动剂。
不溶性铝盐是FDA批准的经典的免疫佐剂。美国目前批准的疫苗中使用了几种铝盐，如Alhydrogel（氢氧化铝）、Adju-Phos（磷酸铝）和无定形羟基磷酸铝硫酸盐（AAPS）。铝盐的免疫刺激作用来自多种机制，包括减缓抗原从给药部位扩散，增加炎性细胞积聚，激活补体，诱导单核细胞分化为DC以及DC对抗原的摄取、抗原呈递和CD4+T细胞的活化等。
TLR激动剂可以作为粘膜免疫的佐剂，具体而言，TLR激动剂作为病原体相关分子模式（PAMP）发挥作用，通过与DC细胞上的病原体识别受体（PRR）结合发挥作用。常用的是TLR2/6激动剂、TLR3激动剂、TLR3激动剂
鼻腔疫苗研发现状与实际
目前，FDA仅批准一款人用鼻用疫苗-FluMist，FluMist由阿斯利康生产，2003年获得FDA批准，是迄今为止最成功的鼻疫苗，最初于2003年批准为三价制剂，2012年批准为四价制剂，使用人群也拓展到了2至49岁的人群。
Nasovac-S是一种由印度血清研究所生产的减毒活鼻腔疫苗，用于甲型H1N1流感的预防。2018年6月8日，国家药品监督管理局分别批准了华兰生物疫苗有限公司及长春长生生物科技股份有限公司四价流感病毒裂解疫苗的生产注册申请，获批上市的四价流感病毒裂解疫苗除包含普通三价流感疫苗的A1、A3、BV型病毒外，还包含BY型流感病毒。
目前进行临床试验的鼻疫苗主要包括流感疫苗（H5N1、H1N1等）、人类副流感（2型、3型）、呼吸道合胞病毒（RSV）、肺炎链球菌、结核分枝杆菌等。利用一个特定黏膜区域的抗原启动可在不同的黏膜区域诱导反应的共同黏膜免疫系统特性，针对淋病和衣原体的鼻用疫苗的研究也在进行中。
鼻内流感疫苗通常被认为是安全有效的，但也有因相关不良事件退市的例子，2001年Berna Biotech生产的Nasalglu因诱发的贝尔麻痹症而退市。也有证据表明，减毒流感活疫苗（LAIVs）会通过嗅觉神经进入大脑（鼻-脑途径）导致脑炎。尽管这些是理论上上的研究，但在实践中仍不容忽视。
但更需要注意的是，鼻腔疫苗的免疫原性，尽管理论上，鼻腔疫苗诱导全身免疫和黏膜免疫的能力将导致更大的保护性免疫，但鼻腔疫苗的效力会受到鼻腔中的停留时间短，鼻腔内的酶、粘液、鼻毛的运动等都会限制疫苗的效力。
总结和展望
古代药房通常有‘只愿世间人无病，不惜架上药生尘’的对联，但面对各种传染病的侵袭，我们不会介意武器库中再多一件装备。鼻腔疫苗具有许多优点，如易于给药以及诱导全身和粘膜免疫的潜力，特别是在呼吸道传染疾病流行的今天具有巨大的潜力。然而，鼻腔疫苗是一个集制剂、器械、和临床研究等多学科交叉的领域，开发一款新的鼻腔疫苗的产品除去疫苗本身，包括鼻腔疫苗在内的吸入式疫苗还需要给药应用装置的配合。不仅于此，还需要药物临床研究机构的密切配合，在临床试验阶段，疫苗的推进也都是充满了复杂艰辛的曲折，以及不确定的后果。
人类的生存史也是与传染病斗争史，我们这个星球的角落里还有无数种病毒存在着进化着，人类使用疫苗抵御病毒，拯救生命的战役，我们见证了一个又一个的奇迹，也目睹了许多上市后又退市的黯然，疫苗的发展也是在希望与失望中前行，虽然人们总说岁月静好，但危险一直都在，而我们真正需要做的，是尊重自然规律和科学。
参考文献
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