摘 要： 病原體滅活是生產(chǎn)滅活疫苗最關(guān)鍵和最基本的技術(shù)。理想的滅活方式是徹底滅活病原體并保持抗原的免疫原性，且無化學殘留。與傳統(tǒng)滅活方式相比，輻照技術(shù)在疫苗研發(fā)中的主要優(yōu)勢是它能夠穿透病原體，但對病原體表面抗原蛋白造成的損傷較小，且滅活后不需要去除任何化學殘留物，因此更適合用于研發(fā)安全有效的滅活疫苗。本文簡要回顧和總結(jié)了輻照技術(shù)應(yīng)用于疫苗研發(fā)的歷史和進展，討論了輻照技術(shù)在疫苗研發(fā)中的應(yīng)用的潛在策略。

關(guān)鍵詞： 輻照技術(shù)；電子束；γ射線；X射線；疫苗

中圖分類號：S852.4

文獻標志碼：A

文章編號：0366-6964（2024）08-3383-12

收稿日期：2023-09-06

基金項目：國家自然科學基金（31972634）

作者簡介：周 婷（1979-），女，四川眉山人，博士生，主要從事病原學研究，E-mail：zhouting@nwsua.edu.cn

通信作者：崔 燕，主要從事動物組織學和胚胎學方面的研究，E-mail：cuiyan@gsau.edu.cn

Application of Irradiation Technology in Vaccine Development

ZHOU" Ting1，2， SUN" Mengkun2， YU" Sijiu1， CUI" Yan1*

（1.College of Veterinary Medicines， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070，" China;

2.College of Veterinary Medicines， Northwest Aamp;F University， Yangling 712100，" China）

Abstract：" Pathogen inactivation is the most critical and basic technology for producing inactivated vaccines. The ideal inactivation method is to completely inactivate the pathogen and maintain the immunogenicity of the antigen without chemical residues. Compared with traditional inactivation methods， the main advantages of irradiation technology in vaccine development are that it can penetrate the pathogen but causes less damage to the pathogen surface antigens， and does not require the removal of any chemical residues after inactivation. Therefore， irradiation technology is more suitable for developing safe and effective vaccines. This article briefly reviews and summarizes the history and progress of using irradiation technology in vaccine development， and discusses potential strategies for developing vaccines using radiation technology.

Key words： irradiation technology; electron beam; gamma-rays; X-rays; vaccines

*Corresponding author：" CUI Yan，E-mail：cuiyan@gsau.edu.cn

疫苗和疫苗接種計劃已經(jīng)發(fā)展了幾個世紀，在人類和動物的疫病預(yù)防中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。世界衛(wèi)生組織認為，接種疫苗是預(yù)防和控制傳染病最有效、最經(jīng)濟的方式。隨著全球化進程加快，氣候變化以及人類和動物之間的密切接觸，新出現(xiàn)和再出現(xiàn)的病原體引起的大流行也不斷增加，需要在較短時間內(nèi)設(shè)計和生產(chǎn)疫苗，以應(yīng)對大流行及迅速出現(xiàn)的傳染性病毒變體，這對人類和動物的健康至關(guān)重要［1］。傳統(tǒng)認為，減毒活疫苗比滅活苗或亞單位疫苗更有效，因為它能夠保持抗原表位的完整性，并能夠引發(fā)較強的細胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。然而，安全問題限制了減毒活疫苗的使用［2］。甲醛、戊二醛或加熱通常用于滅活疫苗，但這些方法可能修改或破壞引起保護性免疫反應(yīng)所需的關(guān)鍵抗原，導(dǎo)致免疫反應(yīng)降低。此外，在疫苗生產(chǎn)中越來越要求減少化學品的使用［3］。因此，探索一種替代技術(shù)生產(chǎn)出兼具減毒活疫苗的強免疫反應(yīng)和滅活疫苗的安全特性的疫苗，具有極大的價值。

自20世紀40年代引入電離輻射（例如γ射線和X射線）用于病原體滅活以來，人們對利用輻照研發(fā)疫苗進行了廣泛的研究［4］。與熱或化學制劑相比，輻照技術(shù)在疫苗滅活中的主要優(yōu)勢是它能夠穿透大多數(shù)生物材料，同時對表面抗原蛋白造成較小的損傷，而且滅活后不需要去除任何化學殘留物，因此更適合于開發(fā)安全有效的疫苗［5］。本文簡要回顧和總結(jié)了使用輻照技術(shù)研發(fā)疫苗的歷史和進展。

1 電離輻射種類及特點

電離輻射是指能夠從原子中移走電子從而引起電離的能量。電離輻射源主要分為兩大類，一類是放射性輻射源，另一類是電子加速器輻射源。放射性輻射源鈷-60（60Co）或銫-137（137Se）產(chǎn)生γ射線。γ射線是一種電磁輻射，由放射性同位素的原子核發(fā)射出的光子組成。電子加速器輻射源主要包括電子束（eBeam）輻射和X射線輻射。電子束輻射基于用工業(yè)設(shè)備“eBeam加速器”從常規(guī)電力中產(chǎn)生的高能電子。X射線也是由來自加速器的高能電子產(chǎn)生的，這些高能電子撞擊密度極高的金屬，如鉭或鎢，從而形成X射線光子，屬于光子組成的電磁輻射［6］。

60Co為放射源的γ射線輻照，具有穿透力強、均勻度好、運行可靠等優(yōu)點，但是60Co是一種放射性同位素，存在嚴重的安全問題。此外，由于60Co成本不斷增加，射線利用率低，空置率高等嚴重限制了其發(fā)展與普及，γ-射線輻射技術(shù)正迅速被加速器技術(shù)（即eBeam和X射線技術(shù)）所取代［6-7］。加速器作為電子束輻射源，產(chǎn)生的瞬時劑量率要比60Co輻射源高出3～4個數(shù)量級，其具有方向集中、能量利用率高、輻射功率大、照射時間短、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，適合于大批量的輻照加工，可形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)。相對而言，電子束輻照操作簡單，使用安全，不產(chǎn)生放射性廢物，無環(huán)境污染隱患，但電子束的主要弱點是穿透能力相對較低。X射線是用高能電子撞擊高密度的金屬如鉭或鎢而產(chǎn)生的。X射線與物質(zhì)作用的形式與γ射線的基本相同，并且高能X射線具有更強的穿透力。X射線同時具有γ射線的強穿透力及加速器電子源定向性好、輻射強度大、效率高、安全性好等優(yōu)點。它的主要問題是電子束轉(zhuǎn)換成有效X射線的效率比較低，運行成本比電子束輻射高［6］。

這三種輻照技術(shù)，由于輻射源不同，在很多方面存在著差異，如表1所示，各有利弊，互相補充。隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，電子加速器的性能已日趨完善，加速器的快速發(fā)展將使電子束源及其轟擊重金屬靶產(chǎn)生的X 射線處于更有利的位置。從商業(yè)角度來看，eBeam技術(shù)是一項有吸引力的技術(shù)，因為它的整體成本相對較低，且相對易于采用，并且它們可以在不使用的時候關(guān)閉，這與60Co這樣的放射性同位素形成了直接的對比［7-8］。

2 電離輻射致微生物失活的機制

電離輻射通過直接和間接的作用使微生物失活，如圖1所示。直接損害是高能電子或光子與微生物分子之間的相互作用造成的，當光子或電子直接接觸DNA分子，導(dǎo)致DNA的磷酸二酯鍵斷裂。雖然單鏈斷裂是可修復(fù)的，但廣泛的雙鏈斷裂很難修復(fù)，最終導(dǎo)致微生物被滅活［4］。間接損害是當電離輻射遇到細胞中水分子時，水分子被電離，導(dǎo)致水解發(fā)生，形成各種各樣的高活性但壽命較短的自由基（如羥基自由基、過氧化氫、氫、水合電子和水合質(zhì)子）和活性氧破壞核苷酸、細胞膜和關(guān)鍵酶，導(dǎo)致細胞失活［4，9］。羥基自由基（*OH）存在時間極短，在短時間內(nèi)，它們可以對其周圍環(huán)境中的分子造成顯著的破壞［10］。超氧自由基（O*-2）也是水輻射分解產(chǎn)生，這些分子在微生物細胞內(nèi)積累，導(dǎo)致蛋白質(zhì)受到嚴重損害［11-12］。此外，超氧自由基也會與細胞內(nèi)的內(nèi)源性一氧化氮發(fā)生反應(yīng)，形成活性氮素（RNS），如過氧亞硝酸鹽陰離子（ONOO-）、二氧化氮（NO*2）、三氧化二氮（N2O3），進一步破壞DNA，導(dǎo)致細菌細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的破壞［13］。1 kGy的輻照劑量將導(dǎo)致細菌基因組每個拷貝大約 200個單鏈斷裂和14個雙鏈斷裂，這種程度的DNA 損傷在大多數(shù)微生物中是不可修復(fù)的，從而導(dǎo)致它們因DNA無法復(fù)制而失活［4］。

雖然微生物細胞因其核酸受損而停止增殖，但多項研究表明，即使是致死劑量電離輻射下，在顯微鏡也不會觀察到的細菌細胞膜的破壞［14］。但是，微生物細胞對電離輻射的反應(yīng)會因微生物種類和電離輻射劑量不同而存在極大的不同。此外，現(xiàn)有重要證據(jù)表明，在受到致死劑量電離輻射處理后的細胞仍然存在殘余的代謝活動［15-16］。例如，大腸桿菌K-12經(jīng)輻照處理后，其代謝活性可持續(xù)保持9 d。經(jīng)γ射線輻照后的細胞仍然保持氧化功能及核酸和蛋白質(zhì)合成的能力［15］。然而，微生物細胞在其核酸受到物理損傷后仍能繼續(xù)其代謝活動的能力是一個值得深入研究的科學難題?？傊?，微生物細胞的這種不能繁殖，但仍保持代謝活性，稱為代謝活性但不可培養(yǎng)狀態(tài)（MAyNC）。這種狀態(tài)在疫苗研發(fā)方面具有廣泛的應(yīng)用潛力。MAyNC細胞作為滅活的狀態(tài)，但保持細胞膜的完整性和代謝活性，可以用于滅活疫苗研發(fā)，但其殘余代謝活性對疫苗效力的生物學意義尚不清楚。因低劑量電離輻射維持膜完整性，所以MAyNC細胞可能適合于針對需要多個抗原表位的免疫識別的病原體的疫苗，對于疫苗研發(fā)可能是極其有價值的［4］。

3 輻照技術(shù)在疫苗研發(fā)中的應(yīng)用

3.1 輻照技術(shù)在病毒疫苗研發(fā)中的應(yīng)用

幾十年來，輻照技術(shù)一直被用于滅活病毒疫苗研究，如表2所示。早期研究有助于人們了解輻射對生物體的作用。與甲醛和紫外線滅活病毒等制備工藝相比，輻照對病毒蛋白質(zhì)完整性的影響較小，被認為是滅活病毒的一種替代方法。γ射線制備滅活疫苗時，可在深度冷凍狀態(tài)下完成病毒的輻射照射，進而最大限度地減少由于水的輻射分解帶來自由基引起的氧化損傷［17］。

Bortolami等［18］比較研究了H9N2亞型禽流感疫苗在不同滅活方式和接種方式下的保護效力。當采用皮下注射方式接種輻照疫苗和甲醛滅活疫苗時，兩種疫苗表現(xiàn)出一致的免疫保護效果。但當通過黏膜途徑接種時，使用103 EID50病毒量進行攻毒試驗，結(jié)果顯示輻照疫苗能夠完全保護雞群感染，而甲醛滅活疫苗未能完全保護。鑒于輻照疫苗在103 EID50劑量感染的早期階段表現(xiàn)較好，表明通過黏膜途徑接種輻照滅活疫苗可能比甲醛滅活疫苗更能有效地降低初次感染率。有趣的是，用輻照的 H9N2 疫苗進行黏膜途徑接種顯示完全沒有針對流感病毒核蛋白的血清轉(zhuǎn)化，這為可能區(qū)分感染與接種疫苗（DIVA）提供了一種方法。Müllbacher等［19］證明了輻照甲型流感病毒對其他流感毒株具有高的交叉保護免疫反應(yīng)。γ射線輻照的流感疫苗在激發(fā)交叉反應(yīng)性和細胞毒性T細胞方面更有效，并能保護小鼠免受異種流感病毒的侵襲。與化學滅活方法不同，γ射線輻射保留了病毒蛋白的功能域，促進了抗原遞呈細胞的主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ類（MHC-Ⅰ）的攝取和遞呈。這種方法已經(jīng)由澳大利亞的Gamma Vaccines Pty生物公司在臨床前研究中進行了測試，目前正在進行全面的臨床試驗［20］。

在應(yīng)對 SARS-CoV-2 病毒引起的COVID-19大流行時，基于之前人們在應(yīng)對SARS和MERS疫情時對放射疫苗的研究，人們嘗試使用電離輻射用于快速生產(chǎn)SARS-CoV-2疫苗。γ-射線滅活的SARS-CoV-2 聯(lián)合GM-CSF佐劑已被證明具有誘導(dǎo)產(chǎn)生特異性中和抗體以及強烈的T細胞反應(yīng)［21］。Sir Karakus等［22］使用γ 射線滅活SARS-CoV-2后制備的疫苗在BALB/c小鼠體內(nèi)可誘導(dǎo)中和抗體產(chǎn)生，并且未觀察到抗體依賴增強效應(yīng)。此外，低能電子束是病毒滅活疫苗制備的新方向。Bayer等［23］對低能電子束滅活呼吸道合胞病毒進行了評估，發(fā)現(xiàn)低能電子束滅活疫苗免疫小鼠能起到有效保護作用。

3.2 輻照技術(shù)在細菌疫苗研究中的應(yīng)用

全菌滅活苗是預(yù)防細菌感染最常用的方法，細菌滅活通常采用熱或甲醛等化學物質(zhì)滅活，這些方法可能破壞引起保護性免疫反應(yīng)所需的關(guān)鍵抗原，導(dǎo)致免疫反應(yīng)降低。輻照細菌疫苗可阻止細菌復(fù)制但保留其代謝活性，從而產(chǎn)生更強的免疫反應(yīng)。1947年，Olson等［40］首次報道了輻照結(jié)核菌疫苗在動物模型中展現(xiàn)了與活的卡介苗相似的免疫保護效果，但過敏反應(yīng)卻明顯減少。因此，輻照技術(shù)被考慮作為結(jié)核菌全細胞疫苗的替代滅活方法。由此，研究者們開始探索輻照技術(shù)用于各類細菌疫苗研究，如表3所示。

在對γ射線輻照布魯氏菌的免疫反應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn)，輻照的布魯氏菌仍具有新的蛋白質(zhì)合成和轉(zhuǎn)錄活性。由于布魯氏菌與宿主細胞的相互作用涉及基因轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)合成和效應(yīng)蛋白分泌，因此轉(zhuǎn)錄合成新蛋白質(zhì)的能力對于產(chǎn)生和維持相關(guān)的免疫識別至關(guān)重要。無復(fù)制能力、代謝活躍的布魯氏菌表達了細胞內(nèi)持續(xù)存在所需的所有效應(yīng)蛋白。重要的是，這些代謝依賴過程不僅通過暴露獨特的抗原來形成免疫識別，還通過激活細胞反應(yīng)和影響適應(yīng)性免疫的下游效力來觸發(fā)免疫應(yīng)答。這種方法為布魯氏菌等胞內(nèi)細菌疫苗提供了一種前景廣闊的策略［15］。

在經(jīng)典抗原遞呈過程中，外源性抗原主要通過吞噬溶酶體處理，并結(jié)合到主要組織相容性復(fù)合體（MHC）Ⅱ類分子，將抗原遞呈給CD4+ T淋巴細胞，輔助B淋巴細胞產(chǎn)生體液免疫反應(yīng)。因此，傳統(tǒng)的滅活疫苗通常不會誘導(dǎo)明顯的細胞免疫反應(yīng)。然而輻照滅活的雞傷寒沙門菌疫苗產(chǎn)生了偏向Th1型免疫應(yīng)答，進行雞的攻毒試驗時，輻照疫苗對雞群的保護水平類似于減毒活疫苗［41］。用γ射線照射的單核細胞增生李斯特菌的研究表明，與傳統(tǒng)滅活方法相比，輻照疫苗更好地保持了抗原特性，并刺激了強大的T細胞反應(yīng)［42］。Ko等［43］比較研究了輻照肺炎鏈球菌疫苗與無佐劑的熱或甲醛滅活肺炎鏈球菌疫苗的保護性免疫力和免疫原性，發(fā)現(xiàn)用輻照肺炎鏈球菌疫苗免疫的小鼠，Tfh細胞的數(shù)量有所增加，這些Tfh細胞可能導(dǎo)致更多的T細胞依賴性抗體反應(yīng)的產(chǎn)生?？傊c傳統(tǒng)的熱或甲醛滅活方法相比，γ輻射被認為是一種生產(chǎn)有效肺炎球菌全細胞疫苗的簡便方法。電子束（eBeam）滅活的雞腸炎沙門菌和傷寒沙門菌具有免疫調(diào)節(jié)和保護作用。低能量的電子束作為疫苗研發(fā)的滅活技術(shù)，取得了相當?shù)某晒Γ?6，44］。輻照滅活細菌疫苗的部分研究見表3［14-16，42-43，45-46］。

3.3 輻照技術(shù)在寄生蟲疫苗研究中的應(yīng)用

寄生蟲在感染的每個階段都會發(fā)生形態(tài)變化并表現(xiàn)出抗原變異，因此全寄生蟲疫苗具有很大優(yōu)勢。受輻照的寄生蟲能夠侵入宿主細胞，但不能完全復(fù)制，從而產(chǎn)生有效的免疫反應(yīng)。多種輻射減毒寄生蟲疫苗已被證明能夠誘導(dǎo)保護性免疫反應(yīng)，如表4所示。輻照減毒細胞內(nèi)寄生蟲是很有前途的免疫策略。1969年，Nussenzweig等［62］報道X射線照射的伯氏瘧原蟲孢子蟲疫苗在孢子攻毒小鼠模型中提供了顯著的保護。20世紀70年代，Clyde等［63］證實用輻射減弱的攜帶惡性瘧原蟲孢子蟲的蚊子叮咬志愿者進行免疫接種，可以保護志愿者免受感染性惡性瘧原蟲孢子蟲的侵襲。這些研究表明，提供無菌保護性免疫的瘧疾疫苗是可能的。輻射減毒子孢子是目前最有效的紅前期瘧疾疫苗，能誘導(dǎo)小鼠、猩猩和人產(chǎn)生長期有效的保護性免疫。輻射減毒子孢子誘導(dǎo)的保護性免疫具有種特異性，但沒有株特異性，并不受遺傳背景的限制。接種輻射減毒孢子蟲疫苗可誘導(dǎo)CD8+ T細胞介導(dǎo)針對瘧疾紅細胞前期的保護作用。初始免疫會引發(fā)特定的細胞反應(yīng)，隨后的加強免疫會擴大這種反應(yīng)，從而形成強大的CD8+ T細胞記憶［64］。

現(xiàn)有的輻射技術(shù)如γ射線，需要更高的安全防護要求，具有技術(shù)局限性。電子束輻射被認為是一種減弱病原體的替代技術(shù)，低能電子輻照 （LEEI） 的優(yōu)點是安全屏蔽要求低，因此適用于普通實驗室或生物制藥生產(chǎn)過程。Thabet等［44］報道經(jīng)LEEI致弱的柔嫩艾美耳球蟲卵囊對雞的攻毒感染具有保護作用，且不會明顯降低雞的生產(chǎn)力和健康水平。Finkensieper等［65］通過使用一種新穎的、連續(xù)的、基于微流控系統(tǒng)LEEI對弓形蟲的滴蟲和小型隱孢子進行輻照處理。LEEI處理后的寄生蟲能侵入宿主細胞，但在細胞內(nèi)復(fù)制過程中停滯。基于抗體的表面蛋白分析顯示，LEEI沒有造成顯著的結(jié)構(gòu)損傷。在小鼠免疫后，LEEI減毒的弓形蟲滴蟲誘導(dǎo)高水平的抗體，并保護動物免受急性感染。這些結(jié)果表明，LEEI是一種用于產(chǎn)生減毒的頂復(fù)門原蟲的有用技術(shù)，并具有開發(fā)抗寄生蟲疫苗的潛力。輻照滅活寄生蟲疫苗的相關(guān)研究見表4［44，65-70］。

3.4 輻照技術(shù)在腫瘤疫苗研究中的應(yīng)用

癌癥是全世界的一個主要健康問題。目前，控制和治療癌癥的方法主要是手術(shù)、放療、化療和免疫治療。腫瘤免疫治療是一種新興的腫瘤治療方式，以其特異性高、療效顯著等優(yōu)點引起了研究者的關(guān)注。腫瘤免疫治療主要包括特異性療法和非特異性療法，目前以癌癥疫苗為代表的特異性免疫療法在臨床上得到廣泛應(yīng)用，尤其是包含所有潛在腫瘤抗原的全腫瘤細胞疫苗，可激活腫瘤特異性免疫效應(yīng)，是一種很有前景的癌癥治療方法［71］。電離輻射通過滅活活體腫瘤細胞來制備癌細胞疫苗，在動物模型和人體臨床試驗中被廣泛應(yīng)用于增強抗腫瘤免疫力。此外，局部放療可單獨使用，也可與手術(shù)、化療或靶向療法結(jié)合使用，用于治療癌癥患者的原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性腫瘤?？傊?，電離輻射可增強輻照腫瘤細胞疫苗或局部放療誘導(dǎo)的抗腫瘤反應(yīng)［72］。

于亞婷等［73］為探索不同輻照劑量下用于制備融合疫苗的腫瘤細胞存活情況，發(fā)現(xiàn)高劑量輻照所致的腫瘤細胞增殖活性比低劑量輻照所致的腫瘤細胞增殖活性低，腫瘤融合細胞疫苗抗腫瘤效果具有

輻照劑量依賴性，這可能是與腫瘤細胞經(jīng)輻照后結(jié)構(gòu)損傷有關(guān)。經(jīng)過大劑量輻照的腫瘤細胞只具有免疫原性，不具有增殖活性，但是，過高的劑量會使腫瘤細胞免疫原性降低，所以，選擇合適的輻射劑量對腫瘤細胞進行照射，從而使制備的腫瘤融合細胞疫苗具備安全高效的特性。GVAX（GM-CSF基因轉(zhuǎn)導(dǎo)的輻射腫瘤疫苗細胞）是最有前途的治療性細胞腫瘤疫苗之一，與患者特異性腫瘤疫苗不同，該疫苗是利用經(jīng)過基因修飾的患者特異性腫瘤細胞分泌粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF）而開發(fā)的。

受輻射的腫瘤細胞可出現(xiàn)凋亡小體，并可被樹突狀細胞接受。當樹突狀細胞與受輻射的腫瘤細胞表達的抗原相互作用時，它們就會變成熟并遞呈抗原。此外，分泌重組 GM-CSF 的同種異體腫瘤細胞能趨化吸引未成熟的樹突狀細胞誘導(dǎo)成熟。樹突狀細胞呈遞受照射腫瘤細胞表達的抗原，然后直接激活CD4和CD8淋巴細胞。迄今為止，臨床試驗中有許多類型的GVAX疫苗，或單獨使用，或與其他療法聯(lián)合使用，以改善治療［74-75］。

3.5 輻照技術(shù)在毒素滅活中的應(yīng)用

輻射還被用來改進產(chǎn)生毒素病原體的滅活疫苗。毒素蛋白經(jīng)輻照后其結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著改變，但仍保留天然蛋白許多原有的抗原特性和免疫學特性，這說明脫毒后的毒素蛋白可用作免疫抗原的潛在用途。Baptista等［76］報道輻照后的肉毒桿菌毒素蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，細胞毒性比其天然對應(yīng)毒素的毒性降低5倍，但仍保留免疫原性。目前預(yù)防破傷風的最佳方法是使用甲醛滅活破傷風毒素進行疫苗接種。為了克服疫苗接種者受到甲醛和相關(guān)鹽類影響的缺點，輻照技術(shù)被用來代替甲醛滅活破傷風毒素。隨著輻照劑量的增加，毒素的結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂、聚集以及酶活性減弱，但毒素的抗原識別仍保持在良好水平，表明其可用作免疫原。此外，純的輻照毒素保留了50%以上的酶活性，因此輻照毒素可探索其作為佐劑的可行性。然而，破傷風毒素在8 kGy以上劑量照射下的酶活性研究還有待進一步研究分析［77］。在輻射研究測試的其他產(chǎn)生毒素的病原體還包括分枝桿菌屬、炭疽、霍亂、大腸桿菌、B型副傷寒等病原體［78］。

輻射還被用于蛇和蝎子毒素疫苗研究。Boussag-Abib和Laraba-Djebari［79］采用γ射線輻射蝎子毒素（γ-FtoxG50）后免疫小鼠和兔，γ-FtoxG50能夠誘導(dǎo)高水平的特異性抗體的長期記憶體液免疫反應(yīng)?？贵w水平的長期持久性可能取決于骨髓記憶漿細胞。這些細胞在沒有抗原刺激的情況下持續(xù)產(chǎn)生抗體。因此當被蝎子螫傷后，體內(nèi)已有的保護性抗體和記憶性B細胞的激活能夠迅速中和蝎子毒素。

3.6 商業(yè)化放射性疫苗

疫苗的制備是一個艱難的過程，從研發(fā)到上市要經(jīng)過數(shù)年的研究階段。盡管輻照技術(shù)被用于疫苗研究已經(jīng)有幾十歷史，但仍主要處于研發(fā)階段，阻礙放射性疫苗規(guī)?；蜕虡I(yè)化生產(chǎn)的一個主要瓶頸是對放射性同位素來源的伽瑪輻射器的安全和控制要求。越來越多的研究小組現(xiàn)在正在研究使用電子束或 X射線技術(shù)來生產(chǎn)放射性疫苗。由于其巨大的商業(yè)潛力，許多與“放射性疫苗”相關(guān)的專利已經(jīng)被申請（表5） ［4］。

盡管寄生蟲輻射幼蟲疫苗，并且顯示出良好的保護水平，但目前只有三種疫苗作為商業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用。這些疫苗分別是牛肺蟲（Dictyocaulus viviparus）疫苗、綿羊和山羊的大肺蟲（Dictyocaulus jilaria）疫苗以及犬鉤蟲（Ancylostoma caninum）疫苗 ［5］。20世紀70年代，美國國立衛(wèi)生研究院疫苗研究中心和 Sanaria 公司（美國）聯(lián)合開發(fā)了一種可注射和低溫保存輻射減毒的惡性瘧原蟲孢子蟲（PfSPZ）疫苗，該疫苗符合疫苗監(jiān)管標準，目前正在全球進行Ⅱ期臨床試驗。PfSPZ疫苗對肯尼亞西部嬰兒瘧疾的安全性、免疫原性和有效性的臨床Ⅱ期評估報告顯示輻射減毒的惡性瘧原蟲孢子蟲（PfSPZ）疫苗能夠保護未感染瘧疾的成年人免受惡性瘧原蟲感染［78］。

4 問題與展望

輻照技術(shù)并不是一種新技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于食品加工與貯藏、醫(yī)藥衛(wèi)生、誘變育種、農(nóng)產(chǎn)品除蟲檢疫保鮮、化學殘留物及過敏原降解等生命科學的諸多領(lǐng)域。輻照技術(shù)用于滅活疫苗是否優(yōu)于傳統(tǒng)的滅活方法，如熱處理和化學處理，仍然是一個有爭議的問題。然而，由于其能夠有效地穿透病原體和癌細胞，并能特異性地靶向核酸，同時對表面抗原蛋白造成的損害較小，且滅活后不需要去除任何化學殘留物，因此更適合于開發(fā)安全有效的疫苗。此外，近年來，國內(nèi)高能加速器設(shè)備實現(xiàn)了技術(shù)上的突破，使得輻照技術(shù)被廣泛應(yīng)用。隨著束流能量和束下裝置的提高與完善，電子加速器在輻照應(yīng)用能力和社會經(jīng)濟效益方面的優(yōu)勢也越來越明顯，有取代γ輻射源成為輻照產(chǎn)業(yè)主流的趨勢。因此，輻照滅活可能為新型疫苗的開發(fā)提供一種可行、廣譜、簡單、有效的技術(shù)手段。

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（編輯 白永平）