新型佐剂——纳米颗粒可能会导致更强大的疫苗

研究人员设计了一种新的纳米颗粒佐剂，它可能比目前使用的其他佐剂更有效。在小鼠身上进行的研究表明，接种艾滋病毒、白喉和流感疫苗后，它显著提高了抗体的产生。

　　

一种使疫苗更有效的常见策略是将疫苗与佐剂一起注射，佐剂是一种刺激免疫系统产生更强反应的化合物。

来自麻省理工学院、拉霍亚免疫研究所和其他机构的研究人员现在设计了一种新的纳米颗粒佐剂，它可能比目前使用的其他佐剂更有效。在小鼠身上进行的研究表明，在接种艾滋病毒、白喉和流感疫苗后，它显著提高了抗体的产生。

“我们开始研究这种特殊的配方，发现它非常有效，几乎比我们尝试过的任何其他东西都要好，”麻省理工学院生物工程和材料科学与工程系教授Darrell Irvine说。

研究人员现在希望将这种佐剂纳入目前正在进行临床试验的艾滋病毒疫苗中，希望提高其性能。

Irvine和拉霍亚免疫研究所传染病和疫苗研究中心的教授Shane Crotty是这项研究的资深作者，这项研究发表在今天的《Science Immunology》杂志上。这篇论文的主要作者是前麻省理工博士后Murillo Silva和拉霍亚研究所的科学家Yu Kato。

更强大的疫苗

虽然使用佐剂来提高疫苗有效性的想法已经存在了几十年，但FDA批准的疫苗佐剂却屈指可数。一种是氢氧化铝，一种会引发炎症的铝盐，另一种是用于流感疫苗的油和水乳剂。几年前，FDA批准了一种基于皂素的佐剂，皂素是一种从智利皂树皮中提取的化合物。

脂质体中配制的皂素现在被用作带状疱疹疫苗的佐剂，皂素还被用于一种名为免疫刺激复合物(ISCOM)的笼状纳米颗粒中，这种纳米颗粒目前正在进行临床试验。

研究人员已经表明，皂素促进炎症免疫反应并刺激抗体产生，但它们是如何做到这一点的尚不清楚。在这项新研究中，麻省理工学院和拉霍亚团队想弄清楚佐剂是如何发挥其效果的，并看看他们是否能使其更有效。

他们设计了一种新型的佐剂，类似于ISCOM佐剂，但也包含了一种叫做MPLA的分子，这是一种toll样受体激动剂。当这些分子与免疫细胞上的toll样受体结合时，就会促进炎症。研究人员称他们的新佐剂为SMNP(皂素/MPLA纳米颗粒)。

“我们认为这很有趣，因为皂素和toll样受体激动剂都是佐剂，已经分别进行了研究，并显示非常有效，”Irvine说。

研究人员通过将佐剂与几种不同的抗原或病毒蛋白质片段一起注射到小鼠体内进行测试。其中包括两种HIV抗原，以及白喉和流感抗原。他们将这种佐剂与其他几种批准的佐剂进行了比较，发现这种新的皂素基纳米颗粒比其他任何一种佐剂都能引发更强的抗体反应。

他们使用的HIV抗原之一是HIV包膜蛋白纳米颗粒，它含有许多存在于HIV病毒表面的gp120抗原的副本。这种抗原最近完成了第一阶段临床试验的初步测试。Irvine和Crotty是斯克里普斯研究所艾滋病毒/艾滋病疫苗开发联盟的成员，他们进行了这项试验。研究人员现在希望开发一种大规模生产这种新佐剂的方法，这样它就可以在明年开始的另一项临床试验中与HIV包膜剪切器一起进行测试。将包膜三聚体与传统疫苗佐剂氢氧化铝相结合的临床试验也正在进行中。

“氢氧化铝是安全的，但不是特别有效，所以我们希望(新的佐剂)将是一个有趣的替代方案，以引起人们的中和抗体反应，”Irvine说。

快速的流动

当疫苗被注射到手臂中，它们通过淋巴管到达淋巴结，在那里它们遇到并激活B细胞。研究小组发现，新的佐剂加速了淋巴结的流动，帮助抗原在开始分解之前到达淋巴结。这在一定程度上是通过刺激一种叫做肥大细胞的免疫细胞来实现的，以前人们并不知道肥大细胞与疫苗反应有关。

“快速进入淋巴结是很有用的，因为一旦你注射了抗原，它就开始慢慢分解。B细胞越早能看到抗原，它就越有可能是完整的，所以B细胞瞄准的是抗原会出现在原生病毒上的结构，”Irvine说。

此外，一旦疫苗到达淋巴结，佐剂会引起一层叫做巨噬细胞的细胞迅速死亡，巨噬细胞作为屏障，使抗原更容易进入淋巴结。

佐剂帮助增强免疫反应的另一种方式是通过激活驱动更强反应的炎症细胞因子。研究人员在佐剂中加入的TLR激动剂被认为可以增强细胞因子的反应，但其确切机制尚不清楚。

这种佐剂也可以用于任何其他亚基疫苗，后者由病毒蛋白或其他分子片段组成。除了研究艾滋病毒疫苗，研究人员还在与J. Christopher Love的实验室一起研究一种潜在的Covid-19疫苗。这种新的佐剂似乎还有助于刺激T细胞的活性，这可能使其成为癌症疫苗的组成部分，旨在刺激人体自身的T细胞攻击肿瘤。

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