综述:纳米颗粒口服疫苗递送:解决发展中国家免疫挑战的新方案

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:International Journal of Pharmaceutics 5.3

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  这篇综述系统探讨了纳米颗粒(NPs)在口服疫苗递送中的突破性应用,聚焦于克服传统注射疫苗(如黏膜免疫缺失、冷链依赖)和新型疫苗(如mRNA/DNA的胃肠降解)的核心瓶颈。通过解析聚合物(PLGA、壳聚糖)、脂质体等纳米载体的靶向递送机制,文章揭示了其如何增强抗原呈递细胞(APCs)摄取、激活黏膜相关淋巴组织(MALT),并同步诱导黏膜IgA与系统免疫。特别强调了该技术对资源匮乏地区(如无需冷链、自给药)和新兴病原体(如SARS-CoV-2S1 )的适配性,为下一代疫苗设计提供了跨学科解决方案。

  

Abstract
病原体多通过黏膜部位入侵,但传统针剂疫苗主要引发系统免疫而非黏膜保护。此外,注射疼痛和冷链运输限制阻碍了疫苗接种覆盖率。口服疫苗因其非侵入性、成本效益和黏膜免疫激活潜力成为理想替代方案,但面临胃肠(GI)环境降解(如酸性pH、蛋白酶)和黏膜屏障渗透性差的挑战。纳米颗粒封装技术通过保护抗原、增强APCs摄取和可控释放,为这些问题提供了创新解决方案。

Introduction
疫苗每年预防约350-500万例死亡(WHO数据),但递送途径显著影响效果。黏膜疫苗能模拟自然感染,在病原体入侵门户(如肠道、呼吸道)激发局部IgA和系统免疫。例如,SARS-CoV-2S1
鼻疫苗在小鼠中诱导肺部和血液IgA,而口服片剂疫苗在临床试验中成功激活黏膜免疫。然而,胃肠道的苛刻环境(如胃酸、黏液层)使重组亚单位/mRNA疫苗易失活,亟需纳米载体实现靶向递送。

Limitations of traditional vaccine delivery methods
传统注射疫苗存在针头恐惧症、医护人员依赖和血源性疾病风险。更关键的是,其无法有效激活黏膜免疫——这对霍乱弧菌、脊髓灰质炎病毒等经黏膜感染的病原体至关重要。即便新型mRNA疫苗,也因胃肠降解和上皮细胞低摄取率而口服无效。

Nanoparticle based oral vaccines delivery approach
纳米颗粒(10-200nm)通过表面修饰(如壳聚糖正电荷)穿透黏液层,并利用M细胞靶向递送抗原至MALT。例如,PLGA颗粒可负载DNA疫苗抵抗胃酸,在肠道缓释并激活树突细胞(DCs)。脂质体则通过膜融合机制直接递送抗原至胞浆,增强交叉呈递。

Commonly Applied nanoparticles for oral vaccine delivery

  • 聚合物颗粒:壳聚糖(黏膜黏附)和PLGA(控释)最常用,能搭载蛋白质/核酸抗原。
  • 脂质体:模拟病毒结构,如COVID-19疫苗中使用的阳离子脂质体。
  • 无机颗粒:二氧化硅颗粒负载霍乱毒素B亚单位,可增强派尔集合淋巴结摄取。

Current Research and future Prospect
COVID-19加速了纳米疫苗发展:自组装蛋白颗粒展示60个SpikeRBD
,在小鼠中诱导中和抗体。未来方向包括:

  1. 智能响应颗粒(如pH敏感型壳聚糖)
  2. 多价抗原展示(如流感病毒HA蛋白阵列)
  3. 冻干技术消除冷链需求

Conclusion
纳米颗粒口服疫苗通过模拟自然感染路径,同步激活黏膜/系统免疫,且规避注射和冷链限制。尽管规模化生产和长期安全性待验证,其在应对新兴传染病和资源匮乏地区接种中已展现变革潜力。

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