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综述:纳米技术驱动的猴痘病毒和呼吸道合胞病毒纳米疫苗研究中免疫反应的增强与调节
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月30日 来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 5.4
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本文综述了纳米技术在猴痘病毒(MPXV)和呼吸道合胞病毒(RSV)疫苗研发中的应用,探讨了纳米颗粒(NPs)在抗原递送、疫苗稳定性和免疫反应调节中的独特作用。通过创新纳米疫苗平台,纳米技术有望提供更有效、持久的预防措施,应对全球健康挑战。
综述内容:
摘要
全球健康面临新兴和再出现的病毒病原体的重大挑战,特别是猴痘病毒(MPXV)和呼吸道合胞病毒(RSV)。传统疫苗方法往往难以提供强大的持久免疫力。纳米技术通过创新的纳米疫苗平台,精确调节和增强免疫反应,具有变革潜力。本文综述了针对MPXV和RSV的最新纳米疫苗研究进展,重点介绍了纳米颗粒(NPs)在优化抗原递送、稳定疫苗配方和调节免疫反应方面的能力。对于MPXV,有前景的方法包括信使核糖核酸(mRNA)-脂质纳米颗粒、抗原偶联纳米支架和基于病毒体或脂质体的纳米疫苗,这些方法在临床前模型中显示出增强的抗原稳定性和强烈的免疫原性。RSV纳米疫苗的开发利用了多种纳米平台,如纳米笼、病毒样颗粒、弹性蛋白样多肽、mRNA-脂质纳米颗粒和自聚集脂肽,能够实现精确的抗原呈递和强大的黏膜及系统性免疫。本文还强调了这些纳米颗粒疫苗如何模仿病毒结构,促进与抗原呈递细胞的靶向相互作用,优化抗原呈递,促进强烈的细胞和体液免疫反应。尽管取得了这些进展,临床转化仍是一个挑战,目前尚无批准的MPXV或RSV纳米疫苗。关键障碍包括需要进一步表征NP的安全性和免疫原性、可扩展的制造以及识别有效的病毒抗原进行靶向。本文强调了纳米技术在革命化MPXV和RSV疫苗开发中的巨大潜力,提供了对当前挑战和未来方向的见解。纳米技术在疫苗研究中的整合有望提供更有效、持久和可及的预防解决方案,满足紧迫的全球健康需求。
1. 引言
自COVID-19大流行以来,世界面临着各种传染病的威胁,猴痘病毒(MPXV)和人类呼吸道合胞病毒(RSV)代表了快速演变的威胁,需要更有效的预防和治疗策略。MPXV是由正痘病毒属的痘病毒科引起的新兴人畜共患病,病例数在全球范围内增加。RSV是全球呼吸道感染的最常见原因之一,每年导致超过300万次住院治疗,死亡率约为2%。纳米技术作为预防和治疗病毒感染的强大工具,通过独特的纳米材料提供化学、物理和生物特性,适用于疫苗开发、药物递送和抗病毒策略。本文旨在突出纳米技术在推进这些病毒感染预防方法中的作用,概述纳米颗粒的特征及其在调节免疫系统和增强治疗效果方面的潜力,纳米技术增强疫苗的优势,以及针对MPXV和RSV的有前途的纳米技术方法、观点和挑战。
2. 搜索方法和纳入标准
本综述旨在探讨纳米技术在开发针对MPXV和RSV的疫苗方面的最新进展和巨大潜力。为此,从科学数据库检索了相关出版物,搜索使用了各种布尔运算符结合关键词,如“猴痘病毒”、“呼吸道合胞病毒”、“纳米技术”、“纳米颗粒”、“抗病毒免疫”、“基于纳米颗粒的疫苗”和“药物递送”。搜索时间为2024年11月25日至2025年3月25日,考虑了截至数据收集日的所有在线可用文章。
3. MPXV的一般特征
3.1 分类和起源
MPXV于1958年在非洲隔离的猴子中被首次发现,1970年首次在人类中报告,主要在中非和尼日利亚注册。MPXV分为三个分支:刚果盆地分支(Clade I)、西非分支(Clade IIa)和全球分支(Clade IIb),每种分支在严重性、传播性和基因组长度上有所不同。
3.2 传播
MPXV通过动物与人以及人与人之间的途径传播。人畜共患传播通过直接接触受感染的动物或其体液发生,而人与人之间的传播则通过呼吸道飞沫、打喷嚏和咳嗽或接触受感染个体的皮肤病变或体液发生。
3.3 结构和基因组
MPXV是一种包膜、椭圆形、双链DNA病毒,具有与其他正痘病毒相似的特征。其基因组包含一个保守的中心区域,编码病毒复制所需的基本成分,以及终端区域,包含调节宿主-病毒相互作用、免疫逃避和宿主特异性的基因。
3.4 复制
MPXV完全在宿主细胞的细胞质中复制,涉及病毒结合、膜融合和细胞质进入。早期mRNA合成编码复制酶和免疫防御蛋白,随后产生结构蛋白和转录因子。
3.5 当前的疫苗接种策略和临床试验
免疫接种天花疫苗仍然是预防MPXV的关键措施,尽管天花疫苗不再常规可用。当前的临床试验旨在调查各种疫苗候选者的免疫原性和药代动力学特征,包括MVA-BN(Jynneos)、LC16m8和新型RNA基方法。
4. RSV的一般特征
4.1 分类和起源
RSV于1955年在黑猩猩中发现,1957年在患有严重呼吸道感染的婴儿中发现。它是一种单链负义包膜RNA病毒,分为A和B亚型,每种亚型可以进一步分类为多个基因型。
4.2 传播
RSV的历史上传播模式通常在寒冷月份达到高峰,但COVID-19大流行显著扰乱了这一季节性。RSV主要通过呼吸道飞沫传播,也可通过直接接触受污染的表面传播。
4.3 结构和基因组
RSV的基因组大约为15 Kbp,包含10个基因,编码11种蛋白质。其表面糖蛋白F和G是建立感染的关键,也是中和抗体的主要靶标。
4.4 复制
RSV通过附着和与宿主细胞膜的融合进入宿主细胞,内部化主要通过内吞作用或直接与目标细胞膜融合发生。
4.5 临床特征和发病机制
RSV感染通常引起类似感冒的症状,可能导致严重的下呼吸道感染,如肺炎和呼吸衰竭。
4.6 当前的疫苗接种策略和临床试验
尽管RSV已知超过七十年,但首个重组疫苗最近才被美国食品药品监督管理局批准用于60岁及以上的成年人。针对RSV的疫苗开发面临挑战,包括病毒株的高度变异性和RSV诱导的免疫病理效应。
5. 纳米颗粒增强疫苗
5.1 疫苗增强通过纳米颗粒:一般考虑因素和改善免疫反应的机制
纳米颗粒因其独特的化学、物理和生物学特性,成为开发高效递送载体的理想选择。它们能够通过分子/细胞水平与生物系统相互作用,增强疫苗的递送和稳定性,提高免疫反应。
5.2 跨病毒疾病的应用
纳米颗粒因其抗病毒潜力,成为设计安全有效的预防性疫苗的有价值工具。它们在各种病毒疾病中的应用,如COVID-19、丙型肝炎和流感,展示了其在提高疫苗效力和稳定性方面的显著进展。
5.3 针对MPXV的纳米颗粒方法
纳米颗粒为推进针对MPXV的预防策略提供了有希望的途径,解决了传统疫苗的关键限制。纳米材料可以通过增强抗原稳定性和减少剂量频率来克服这些挑战。
5.4 针对RSV的纳米颗粒方法
随着COVID-19大流行的到来,疫苗开发进入了创新和快速响应的新时代。纳米颗粒疫苗因其增强的抗原稳定性和改进的免疫反应而变得越来越重要。
6. 未来展望和研究方向
将纳米技术技术整合到药物递送系统中,可以消除药物递送的限制。纳米技术在稳定疫苗和增强免疫反应方面具有巨大潜力,但需要进一步研究和临床转化以实现这些进展。
7. 结论
纳米技术在重塑抗病毒疫苗开发的格局中具有变革潜力,特别是在对抗MPXV和RSV方面。纳米颗粒在疫苗配方中的独特特性使其成为设计改进的预防替代方案的有前途的工具。未来的研究应关注纳米颗粒的毒性、功效和免疫反应,以确保安全性和有效性。通过解决这些研究需求,基于纳米技术的策略可以成为对抗MPXV、RSV和其他病毒威胁的有力工具,提供更安全、更有效的全球可及的预防和治疗解决方案。
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