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综述:呼吸道黏膜疫苗的应用、递送策略与设计考量
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月16日 来源:Bioorganic Chemistry 4.5
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这篇综述系统阐述了呼吸道黏膜疫苗的最新进展,重点探讨了通过鼻内和肺部递送途径诱导黏膜(sIgA)、体液(IgG/IgM)和细胞(CD4+/CD8+ T细胞)三重免疫应答的机制。文章深入分析了mRNA-LNP(脂质纳米粒)、外泌体(exosome)等前沿递送技术,并对比了全病原体疫苗、亚单位疫苗和核酸疫苗的优劣,为开发安全高效的黏膜疫苗提供了关键设计思路。
呼吸道黏膜疫苗通过模拟病原体自然感染途径,在病毒入侵门户——鼻腔和肺部直接建立免疫防线。与传统的肌肉注射疫苗相比,这类疫苗能诱导分泌型IgA(sIgA)在黏膜表面形成保护屏障,同时激活全身性抗体和记忆T细胞反应,实现"三位一体"的免疫保护。
呼吸道上皮覆盖着1-10微米厚的黏液层,其中含有能快速清除异物的纤毛。疫苗要突破这道防线,需克服黏液滞留和纤毛清除的双重挑战。鼻腔相关淋巴组织(NALT)和支气管相关淋巴组织(BALT)是黏膜免疫的关键诱导部位,M细胞负责摄取并递呈抗原,树突状细胞(DC)则激活T细胞应答。
第一代全病原体疫苗包括灭活疫苗和减毒活疫苗(LAV),如流感鼻喷疫苗FluMist?。第二代亚单位疫苗使用重组蛋白抗原,但需佐剂增强免疫原性。第三代核酸疫苗中,mRNA疫苗因其快速适配变异毒株的优势脱颖而出。值得注意的是,mRNA疫苗在细胞质内表达抗原,避免了DNA疫苗潜在的基因组整合风险。
脂质纳米粒(LNP)是目前最成熟的mRNA递送平台,由可电离脂质(如ALC-0315)、PEG化脂质、胆固醇和磷脂组成。其独特之处在于:
可电离脂质在酸性内体中质子化,促进mRNA内体逃逸
PEG鞘增强纳米粒稳定性并减少黏液滞留
胆固醇维持LNP结构完整性
生物源性载体如外泌体(exosome)展现出组织靶向优势。研究表明,肺源外泌体比合成脂质体在肺部滞留时间延长3倍,且能诱导更高水平的sIgA。
稳定性是当前最大瓶颈——多数mRNA-LNP需-70℃保存。将液体剂型转化为干粉吸入制剂被证明可显著改善稳定性,在室温下保持抗原活性达6个月。此外,采用"系统初免-黏膜加强"策略(如先肌注后鼻喷)可协同激活全身和黏膜免疫,对变异株产生交叉保护。
随着Convidecia Air?等吸入式腺病毒载体疫苗上市,呼吸道黏膜疫苗正从概念走向现实。未来需重点优化LNP的mRNA递送效率(目前仅1-2%能逃逸内体),并建立针对黏膜佐剂(如dmLT)的安全性评价标准。这场黏膜免疫革命或将重塑传染病防治格局,为COVID-19、流感等呼吸道疾病提供更有效的防控武器。
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