近年來，疫苗在人類應對新冠病毒過程中凸顯“威力”，與此同時，疫苗“佐劑”也逐步進入公眾視野。作為疫苗中必要的調節劑，佐劑很大程度上影響著疫苗的效力和安全性。
盡管鋁佐劑已被廣泛使用，但其作用機制目前仍無明確結論。同時，如何誘導持久免疫反應，研發具有長效保護作用的新佐劑疫苗仍具有重要意義。近日，國家納米科學中心陳春英院士和王亞玲研究員團隊與中國科學院微生物研究所高福院士和戴連攀研究員團隊、廣東省疾病預防控制中心教授孫九峰合作，在《信號轉導與靶向治療》發表論文，闡明了納米錳佐劑在新冠亞單位疫苗中的免疫持久力及相關機制，為研制免疫持久疫苗提供了新思路。
納米疫苗“佐劑”。AI生成圖片
疫苗研發“挑戰”
接種疫苗在人類對抗疾病的過程中發揮著至關重要的作用。但接種疫苗并非一勞永逸，一旦超出有效期，免疫保護作用就會大打折扣甚至完全消失。
疫苗能維持多久要根據所防治疾病等具體情況判斷，通常有效期從幾個月到幾十年不等。 從臨床數據看，新冠病毒疫苗在注射第一針后在7天左右開始產生抗體，接種完第二針后抗體保護率達90%并維持6個月及以上。
“除有效性外，如何誘導持久的免疫反應仍是當代疫苗開發的一大挑戰。”陳春英對《中國科學報》說，“因此，研發具有長效保護作用的新佐劑疫苗意義重大。”
疫苗通常由抗原和佐劑組成，佐劑又稱免疫調節劑或免疫增強劑。它能增強或改變機體對抗原免疫應答，保護抗原、儲存并緩慢釋放抗原，刺激炎性反應使免疫細胞浸潤，增加抗原與免疫細胞的接觸機會和時間，提高抗體產量并促進細胞免疫的產生。
“作為疫苗添加劑，佐劑還能夠誘發機體產生長期、高效的特異性免疫反應，提高機體保護能力，同時又能減少抗原的用量，降低疫苗的生產成本。”陳春英補充說。
因此，研發和應用能提升疫苗免疫效果、減少病毒抗原用量的新型佐劑，正成為各國藥企和科研機構的研發重點。
基于納米錳佐劑的亞單位疫苗誘導免疫記憶及長時間免疫應答。受訪者供圖
納米佐劑優勢明顯
“目前有7種疫苗佐劑應用于疫苗產品中，即鋁鹽佐劑、MF59、類病毒顆粒、AS01、AS03、AS04和CpG 1018。在已獲批上市的人用疫苗中，80%以上使用鋁鹽佐劑。”該論文共同通訊作者、國家納米科學中心研究員王亞玲說，“滅活疫苗和重組亞單位蛋白疫苗絕大多數使用鋁佐劑。”
研究人員介紹說，常用的鋁佐劑能刺激TH2（輔助型T細胞，一種T細胞亞群）免疫和激活體液免疫反應，但在刺激TH1和 CD8+ T細胞免疫方面作用有限。盡管鋁佐劑已被廣泛使用，但其作用機制目前仍沒有統一明確的結論。
“與傳統佐劑相比，納米佐劑具有更多優勢。”王亞玲說，“它能提升抗原的穩定性，通過精準設計調控尺寸、形狀和表面性質來增加淋巴結靶向和抗原遞呈細胞的攝取，提供抗原主動運輸策略，更有效地激活機體的天然免疫和適應性免疫。”
近年來，陳春英團隊在疫苗佐劑精準構筑方面開展了一系列研究，開發了基于碳材料、多肽水凝膠、納米鋁、納米錳等佐劑，針對亞單位疫苗、核酸疫苗的抗原特異性，優化配方進行了深入的免疫學評價。
研發持久疫苗新思路
在前期工作基礎上，陳春英團隊和高福、戴連攀團隊合作，將新冠病毒最有效的抗原成分通過基因工程的方法，整合到Vero細胞中表達，在體外大量培養，然后收集純化后添加佐劑制成疫苗。
“用這種方法制成的疫苗被稱作‘亞單位疫苗’。” 該論文共同第一作者郭夢雨解釋說，“像乙肝疫苗、HPV疫苗、帶狀皰疹疫苗等，都可以采用這一技術路線研發亞單位疫苗。亞單位疫苗的生產過程沒有活病毒參與，所以更安全也更容易大規模生產。”
聯合團隊評價了納米錳佐劑與新冠病毒受體結合亞單位疫苗的免疫持久力后，發現其抗原特異性抗體水平至少能維持360天。
“在第360天，錳佐劑疫苗的真病毒中和水平仍是傳統鋁佐劑的3倍。”郭夢雨解釋說，“與鋁佐劑相比，納米錳佐劑顯著促進了B細胞對抗原的攝入，促進生發中心的形成并提高了生發中心B細胞的比例。”
為進一步探索免疫記憶現象背后的生物學機制，研究人員通過質譜流式技術，對使用免疫錳佐劑小鼠肌肉標本和淋巴結標本進行分析，發現錳佐劑疫苗在肌肉部位迅速“招募”免疫細胞，能促進主要組織兼容性復合體II分子的表達，從而促進抗原遞呈。在淋巴結內，錳佐劑能激活記憶淋巴細胞，包括記憶T細胞、輔助T細胞，并促進B細胞的成熟。
因此，納米錳佐劑通過靶向淋巴結，可促進抗原遞呈細胞對抗原的攝入，從而促進抗原呈遞。進一步，納米錳佐劑激活淋巴結內B細胞，促進記憶細胞及生發中心的產生，從而誘導長期免疫記憶，為免疫持久疫苗的研發提供了新思路。
研究人員介紹說，納米錳佐劑作為新型疫苗佐劑，具有提高疫苗免疫原性，降低抗原用量和減少免疫次數等優點。除了亞單位疫苗，它還可以應用于其他類型的疫苗，如滅活疫苗，核酸疫苗（DNA疫苗，mRNA疫苗）等。
“納米錳佐劑具有廣泛應用前景，可以為不同類型的疫苗提供更好的免疫效果和保護作用。”陳春英說，“但其具體的應用效果還需要進一步研究和實驗驗證。”
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41392-023-01718-8
本文鏈接：納米“佐劑”筑牢對抗新冠的“免疫長城”http://m.sq15.cn/show-11-3354-0.html
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