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佐剂（adjuvant）是预先或与抗原同时注入体内，增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强物质。
佐剂主要通过下列机制发挥作用：①改变抗原物理性状，延缓抗原降解，延长抗原在体内潴留时间；②刺激抗原呈递细胞，增强其对抗原的加工和呈递；③刺激淋巴细胞的增殖分化，增强和扩大免疫应答。
根据组成不同，佐剂可分为：①生物性佐剂，如卡介苗（BCG）、短小棒状杆菌、脂多糖（LPS）和细胞因子（如GM-CSF）等；②无机化合物，如氢氧化铝；③人工合成物，如模拟双链RNA的双链多聚肌苷酸-胞甘酸（poly I：C）和模拟细菌来源的低甲基化CpG寡核苷酸等；④有机物，如矿物油等；⑤脂质体，如免疫刺激复合物（ISCOM）等。
不同佐剂的作用效果和机制各异，例如：弗氏完全佐剂（Freund incomplete adjuvant，FIA）和弗氏不完全佐剂（Freund complete adjuvant，FCA）是目前最常用的佐剂；FCA含有灭活的结核分枝杆菌和矿物油，可协助抗原刺激机体产生体液和细胞免疫应答；FIA仅含矿物油成分，仅协助抗原刺激机体产生抗体应答。CpG寡核苷酸可刺激模式识别受体TLR9，增强巨噬细胞分泌炎症细胞因子，是有效的Th1型佐剂；ISCOM等脂质体可与抗原形成油-水复合物，促使抗原缓释而增强免疫应答。
根据抗原性质和成分的不同，佐剂的选择和组装也不同。不合适的佐剂可使疫苗无效。如在非洲国家进入临床试验的新型疟疾疫苗RTS-S。该疫苗为疟原虫抗原与乙肝表面抗原S复合形成的病毒样颗粒，如果与AS04佐剂（铝+MPL ® ）混合，完全没有免疫保护效果；而改用AS02佐剂（MF59+MPL ® +QS21）则具有免疫保护作用。
佐剂作为非特异性免疫增强剂，不仅广泛应用于预防接种疫苗的成分，还可用于抗肿瘤和抗感染的辅助免疫治疗添加剂。目前，已获批准并用于人类疫苗的佐剂包括6种：铝盐（Alum）、MF59 TM （水包油型乳剂）、MPL ® （糖脂）、病毒样颗粒（viral like particle，VLP）、免疫增强的重组流感病毒小体（immunopotentiating reconstituted influenza virosomes，IRIV）和霍乱肠毒素（cholera toxin，CT）。
铝盐佐剂指一系列建立于氢氧化铝、磷酸羟基铝和硫酸羟基铝基础上的非结晶铝盐凝胶。铝盐佐剂作为历史最悠久的优良佐剂，被广泛应用于多种成型疫苗，如百白破（DPT）疫苗、嗜血流感B疫苗、灭活脊髓灰质炎疫苗、甲肝疫苗、人乳头瘤病毒等。抗原通过吸附于铝盐颗粒表面形成组分。铝盐佐剂的优势在于：稳定抗原活性、诱导Th2应答、促进抗体分泌和记忆性B细胞产生，而且具有安全性好、大量生产相对简易等优点。不足之处在于：不能诱导Th1和CTL应答，不可冷冻保存，易诱导肉芽肿产生。
MF59 TM 为直径小于250nm的水包油乳剂，其成分包括：5%角鲨烯（squalene）、0.5%Tween 80、0.5%失水山梨醇三油酸脂乳化剂（sorbitan trioleate，Span 85 ® ）。欧洲已经用于流感疫苗佐剂，目前也应用于HBV、HIV、禽流感病毒等疫苗的临床试验。其特点是安全，可激活Th1和Th2应答和高亲和力抗体应答。该佐剂的作用机制在于增强抗原潴留和直接激活单核、巨噬细胞分泌细胞因子和趋化因子。
MPL ® 成分是明尼苏达沙门菌来源LPS的衍生物单磷脂酰糖脂A，系天然TLR4配体。MPL ® 为第一个得到批准的人用强效Th1制剂，其机制为刺激DC的抗原呈递功能，增强Th1细胞分泌IL-12和 IFN-γ。该佐剂已经用于最新上市的HPV、HBV和HSV疫苗。MPL ® 的不同组装方式影响免疫应答，水相MPL ® 易诱导抗体，油相更易诱导T细胞应答；脂质体化的AS01B衍生物更易诱导CTL应答，而成分相似但颗粒体积微小的AS02A不能诱导强的CTL应答。
病毒样颗粒（VLP）为包含一种至数种病毒蛋白、具有自我装配为20nm～120nm颗粒的类病毒复合物。当疫苗抗原成分通过多聚化形成大小适中的非可溶性颗粒时，100nm大小的颗粒最接近固有免疫识别的配体（PAMP），易被巨噬细胞等吞噬处理，有效诱导细胞和体液免疫。如乙肝表面抗原HBsAg具有多聚特征，形成VLP后免疫原性较强；而将HIV表面糖蛋白gp120组装成VLP后，增强了免疫效果。
免疫增强的重组流感病毒小体（IRIV）系直径约为150nm、去除了基因组的流感病毒颗粒。该病毒体由流感病毒主要抗原血凝素（HA）、神经氨酸酶（NA）与病毒磷酸酯和八甘醇单正十二烷基醚组装成脂蛋白小体，具有与病毒相似的结合细胞并进行膜融合的功能，但失去了病毒复制功能（图3-17）。负载于膜表面的蛋白抗原可激活CD4 + T细胞应答；而负载于脂质体内部的抗原易诱导CD8 + T细胞应答。IRIV可同时激活CD4 + T和CD8 + T细胞应答，有助于全面诱导细胞免疫和体液免疫。该佐剂已用于20世纪90年代的甲肝疫苗，其安全性与传统佐剂持平，而免疫原性显著优于铝盐佐剂。肌内注射1剂后2周可在88%～97%人群中产生抗体，注射2剂后的免疫保护可持续20年。目前已在全球逾40个国家注册得到许可。
图3-17 IRIV的结构示意图
霍乱肠毒素（CT）是口服疫苗的黏膜佐剂，包含一个毒性A亚基和一个与肠上皮细胞神经节苷脂（GM-1）受体结合的B亚基。重组rCTB去除了A亚基更安全，已用于霍乱疫苗的制备，能有效增强肠道SIgA的分泌。
皂苷是植物中提取的三萜苷。Quil-A是1978年由Quillaja皂树树皮分离的皂苷粗提物，含有不均质的杂三萜苷，已用于口蹄疫苗佐剂，具有毒性。QS-21是以RP-HPLC分离纯化的Quil-A组分，毒性降低但保留佐剂效应。QS-21可有效增强蛋白、糖蛋白和多糖抗原的免疫原性，增强抗体和Th1、CTL应答，已用于HIV、HBV、疟疾、结肠癌、黑色素瘤、B细胞淋巴瘤等多种感染性疾病和肿瘤疫苗的研制。ISCOM为纯化的Quil-A与磷脂、胆固醇和抗原一起形成的颗粒型佐剂，直径约为40nm，成栅状，通过疏水作用将蛋白包裹在内。ISCOM主要被DC表面DEC205受体识别，介导内吞，促进抗原摄取、加工和呈递，增强细胞和体液免疫应答。
固有免疫细胞DC通过PRR识别PAMP后，明显上调MHC和共刺激分子的表达，分泌多种炎症因子和趋化因子，启动适应性免疫应答。因此，固有免疫激动剂可间接调控疫苗适应性免疫应答的方向和强度。
大部分TLR配体以及人工合成的相应类似物，正被积极用于候选疫苗佐剂的研究（表3-6）。实验证实TLR激动剂可有效激活DC分泌细胞因子、趋化因子和干扰素，促进DC的抗原处理和呈递，增强细胞应答和体液应答反应。
NLR主要识别肽聚糖和胞壁酰二肽（MDP）。MDP合成类似物如胞壁酰三肽（MTP）和磷脂酰乙醇胺MTP具有类似的Th1佐剂作用。RIG-I识别病毒来源的dsDNA和dsRNA，激活下游通路产生IFN-α/β，如Poly I：C。常规使用的脊髓灰质炎病毒、牛痘疫苗、狂犬病疫苗由于富含RLR激动剂，不仅具有抗病毒作用，还促进免疫细胞招募至注射局部并功能成熟，增强适应性免疫应答。
表3-6 TLR天然配体和激动剂
为细菌、真菌、酵母、蘑菇、藻类等细胞壁的主要成分，如真菌细胞壁的β-1，3-葡聚糖、酵母多糖、香菇多糖。迄今发现识别β-葡聚糖的受体包括清道夫受体（SR-A）、补体受体CR3、凝集素受体Dectin-1和TLR2。β-葡聚糖与受体结合后介导APC内吞、降解真菌，增强抗原呈递，并通过受体下游信号通路激活APC分泌细胞因子和趋化因子，招募炎症细胞到局部组织，已用于肿瘤患者的治疗。
多种细胞因子如GM-CSF、IL-12、IL-2、Fit-3等可与细胞因子受体作用，促进DC的发生、分化和成熟，从而增强APC功能，显著增强Th1应答和抗体应答，被广泛用于佐剂。在DNA疫苗中，将细胞因子基因与靶抗原基因共同构建于同一载体，或者分别构建而同时免疫，可有效增强DNA疫苗的免疫原性，降低成本。
环二鸟苷酸（diguanylic acid，c-di-GMP）是细菌胞内重要的信号分子，调控细菌的移动、吸附、外毒素分泌、生物膜形成和毒力等。c-di-GMP可作为DC细胞的激动剂，刺激DC上调MHC和共刺激分子的表达，增强DC分泌Th1型细胞因子IL-12、IL-18、IFN-γ和Th1型趋化因子MCP-1、IL-10、RANTES的分泌，显著上调Th1细胞应答。经腹腔和滴鼻与疫苗同时使用后，显著上调引流淋巴结CD44 low CD86 + 细胞数；还可促进肺部巨噬细胞和DC的募集，并上调其共刺激分子CD40和CD86的表达。
天花粉蛋白属于Ⅰ型核糖体失活蛋白家族成员。腹腔注射天花粉蛋白早期（12小时），可诱导分泌IL-4的中性粒细胞聚集于腹腔，上调IgE的分泌，使免疫应答偏向Th2型，还显著增强OVA诱导的气道炎症Th2型超敏反应。另外，取与哮喘发病相关的普通环境真菌链格孢霉菌（alternaria）提取物，滴鼻免疫小鼠，可显著激活DC细胞上调MHC-Ⅱ类分子和OX40L共刺激分子表达，抑制IL-12分泌，促进IL-12细胞分化。