自组装铁蛋白结核病纳米疫苗靶向ESAT-6和CFP-10在小鼠中激发强效免疫原性

为解决结核病疫苗BCG保护效力不足及亚单位疫苗免疫原性弱的问题，研究人员开发了基于铁蛋白自组装纳米颗粒的ESAT-6/CFP-10融合抗原疫苗（EF/CF/ECF）。该研究证实纳米疫苗可诱导高水平IFN-γ+TCM/TEM细胞记忆反应，为新型结核疫苗设计提供了新策略。

　　

结核病被称为"白色瘟疫"，至今仍是全球公共卫生的重大威胁。尽管卡介苗（BCG）已使用百年，但其对成人肺结核的保护效果有限，且无法针对结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）的区域差异（RD）抗原产生有效免疫应答。更棘手的是，当前处于临床试验阶段的亚单位疫苗面临生产工艺复杂、免疫原性弱等瓶颈。如何开发安全高效、易于规模化生产的新型疫苗，成为结核病防控的关键突破口。

安徽医科大学慢性病免疫学重点实验室的研究团队独辟蹊径，利用铁蛋白（ferritin）自组装纳米颗粒的特性，构建了靶向RD区关键抗原ESAT-6和CFP-10的纳米疫苗。这项发表于《International Journal of Biological Macromolecules》的研究显示，这种创新设计不仅能克服传统疫苗的缺陷，还能激发强大的T细胞免疫记忆。

研究团队采用三项核心技术：首先通过原核表达系统制备ESAT-6、CFP-10及其融合抗原与铁蛋白的嵌合体；其次利用透射电镜和动态光散射验证纳米颗粒的均一性；最后通过多色流式细胞术全面分析免疫小鼠的T细胞亚群反应。实验选用SPF级C57BL/6小鼠建立模型，所有动物实验均符合伦理规范。

【Plasmid design and protein preparation】

研究人员巧妙设计抗原-铁蛋白线性结构，通过(G₄S)₃柔性接头将ESAT-6、CFP-10或EC融合蛋白连接至铁蛋白N端。透射电镜显示，EF、CF和ECF均能自组装成粒径均一的球形纳米颗粒（直径约12-15 nm），动态光散射证实其分散性良好。

【Animals and bacterial strains】

在免疫原性评估中，纳米疫苗组小鼠脾淋巴细胞增殖指数显著高于BCG和传统亚单位疫苗组。ELISPOT检测发现，ECF纳米疫苗刺激产生的IFN-γ斑点形成细胞数量是BCG组的2.3倍。

【Discussion】

深入机制研究表明，纳米疫苗尤其擅长诱导多功能记忆T细胞：ECF组小鼠的IFN-γ⁺中央记忆T细胞（T_CM）比例达38.7%，同时显著提升CD4⁺IL-2⁺效应记忆T细胞（T_EM）和CD8⁺IL-2⁺T_CM细胞数量。这种Th1型极化反应对于清除胞内寄生的Mtb至关重要。

该研究的突破性在于：首次将铁蛋白纳米载体应用于结核疫苗设计，证实其能显著增强RD区抗原的免疫原性；建立的"抗原-铁蛋白"原核表达体系具有成本低、易放大的产业化优势；揭示的T_CM/T_EM平衡激活机制为疫苗评价提供了新指标。正如通讯作者Guangxian Xu指出，这种纳米疫苗策略不仅适用于结核病，也为其他胞内病原体疫苗研发开辟了新途径。未来研究将聚焦于动物攻毒保护实验和临床转化研究。