《Asian Journal of Pharmaceutical Sciences》：From bench to bedside: Unveiling the background and benefits of nanovaccines tested in clinics
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这篇综述系统梳理了纳米疫苗从基础研究到临床应用的转化历程，重点评述了经临床试验验证的多种纳米疫苗平台（如LNP、VLP、OMV等）的技术特点、优势与挑战。文章深入分析了纳米疫苗在应对重大传染病（如COVID-19、流感、RSV）和癌症中的最新进展，强调了其通过改善抗原递送、增强免疫原性和实现可控释放等机制，在提升疫苗安全性、有效性及推动个性化免疫治疗方面的巨大潜力，为相关领域研究人员提供了全面的参考。
引言
过去三十年，纳米医学领域呈指数级增长，为改善疾病管理和诊断提供了新工具。纳米疫苗作为纳米医学的重要分支，通过纳米载体递送抗原，旨在克服传统疫苗在效力、稳定性、靶向递送等方面的局限。尽管相关文献激增，但针对进入临床研究阶段的纳米疫苗平台的深入分析仍然有限。本综述旨在填补这一空白，重点探讨已进入人体临床试验的纳米疫苗技术。
疾病靶点
理论上，有效且无毒的纳米疫苗可以预防多种疾病。传染病因其病原体暴露非自身抗原的特性，成为经典靶点。近年来，纳米疫苗的临床研究主要集中在以下疾病领域：
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SARS-CoV-2：新冠疫情极大地推动了纳米疫苗技术的发展，尤其是mRNA疫苗。
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呼吸道合胞病毒（RSV）：一种常见的呼吸道病原体，对婴幼儿和免疫力低下成人威胁较大。
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流感：全球主要健康关切，每年导致严重疾病、住院和死亡。
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人乳头瘤病毒（HPV）：与宫颈癌等多种癌症密切相关，HPV疫苗是抗癌疫苗的重要范例。
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癌症：部分癌症由病毒因子引起或表达特定抗原（如癌睾抗原CTA），为疫苗开发提供了靶点。
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其他：如埃博拉病毒、登革热、HIV、疟疾等也是纳米疫苗研究的重点。
脂质基纳米疫苗
脂质基结构在纳米疫苗领域占据主导地位，尤其在应对SARS-CoV-2疫情中表现突出。
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背景：脂质体作为生物制剂递送载体用于免疫接种的概念可追溯至近五十年前。早期的病毒体（virosome）技术催生了针对甲型肝炎（Epaxal?）和流感（Inflexal V?）的FDA批准疫苗。
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新型mRNA疫苗：Comirnaty?（辉瑞/BioNTech）和SpikeVax?（Moderna/NIAID）是首批获批的mRNA疫苗，均采用脂质纳米粒（LNP）作为mRNA递送载体。LNP具有独特的空间结构，增强了稳定性和递送效率。
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结构与组成：这些mRNA-LNP疫苗通常包含五种关键成分：
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结构脂质：如胆固醇和DSPC（1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱），提供结构支持。
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功能脂质：
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PEG化脂质（如ALC-0159, PEG2000-DMG）：减少粒子聚集，提高稳定性，可能与罕见过敏反应相关。
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可离子化脂质（如ALC-0315, SM-102）：核心组分，在酸性pH下质子化，促进内涵体逃逸，使mRNA进入细胞质进行翻译。其pKa值（通常在6.2-6.5）对转染效率至关重要，并具有一定免疫刺激作用。
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mRNA有效载荷：编码目标抗原（如SARS-CoV-2刺突蛋白）。使用修饰的核苷酸（如修饰尿苷）可增强稳定性和免疫原性。
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临床应用：mRNA-LNP平台已广泛应用于COVID-19疫苗的研发和评估，包括加强针策略、在脆弱人群中的应用以及与其他疫苗的联合接种。此外，该平台正被拓展用于开发针对RSV、流感（如Moderna的mRNA-1010等）甚至癌症（如针对KRAS突变的ABO2102）的疫苗。Gennova公司开发的GEMCOVAC-19等疫苗采用了自扩增mRNA（saRNA）和皮内无针注射技术，并可在2-8°C下稳定储存，展示了技术的多样性。尽管总体安全，但mRNA疫苗与罕见的心肌炎等不良事件关联仍在监测和研究中。
病毒样颗粒（VLP）
VLP是由一种或多种病毒结构蛋白自组装形成的纳米颗粒（20-200 nm），不含病毒遗传物质，因此安全性高。其结构类似病原体，能有效诱导细胞和体液免疫应答。
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临床批准的VLP：首个FDA批准的VLP疫苗是针对乙型肝炎病毒（HBV）的Recombivax-HB?和Engerix-B?。此后，针对HPV的VLP疫苗（如Gardasil?系列和Cervarix?）成功上市，成为抗癌疫苗的典范。其他获批的VLP疫苗还包括针对戊型肝炎（Hecolin?）和COVID-19（Covifenz?）的疫苗。
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重要案例：
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植物源VLP：Medicago公司利用农杆菌转化本氏烟植物，生产VLP，用于开发四价流感疫苗和COVID-19疫苗Covifenz?，展示了可扩展且成本效益高的生产平台。
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RSV-F纳米疫苗：基于呼吸道合胞病毒融合表面糖蛋白（RSV-F）的自组装纳米颗粒。该疫苗在临床试验中显示出良好的安全性、免疫原性，并在孕妇中评估了其对新生儿的保护作用，尽管在后期大型试验中遇到挑战（如早产风险增加）。
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HIV VLP疫苗：如UVAX Bio LLC开发的基于1c-SApNP?平台的UVAX-1197和UVAX-1107疫苗，旨在呈现HIV包膜蛋白的天然样预融合稳定三聚体，目前已完成初步临床试验。
外膜囊泡（OMV）纳米疫苗
OMV是革兰氏阴性菌自然释放的纳米结构（20-450 nm），富含病原体抗原，但无法复制，是理想的疫苗候选平台。
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影响与机制：OMV形成涉及外膜与肽聚糖层和内膜的分离。它们具有内在的佐剂特性，能引发强大的先天性和适应性免疫应答。
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临床应用：OMV疫苗最早获批用于预防脑膜炎奈瑟菌B群（MenB）感染，如VA-MENGOC-BCTM和Bexsero?（4CMenB）。Bexsero?是目前FDA和EMA授权的OMV疫苗，对多种MenB菌株有效，并显示出对淋病奈瑟菌的交叉保护作用。近年来，Intravacc公司利用OMV平台开发了针对COVID-19的鼻喷疫苗（Avacc 10），初步临床试验显示了良好的耐受性和黏膜保护潜力。
其他纳米疫苗设计与新视角
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金纳米疫苗：金纳米颗粒（AuNP）已被证明具有佐剂特性。Emergex公司的DengueTcP?纳米疫苗利用AuNP偶联登革热病毒包膜糖蛋白III（EDIII）的肽段，旨在引发CD8+T细胞应答，而非抗体应答，以规避抗体依赖增强（ADE）效应。初步临床试验显示其安全且能激活强烈的T细胞免疫。
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铁蛋白纳米颗粒：铁蛋白是一种能自组装成中空纳米球的储铁蛋白，易于功能化。基于铁蛋白的纳米疫苗平台被用于开发针对EB病毒（靶向gp350糖蛋白）和流感（靶向HA茎部区以寻求通用保护）的疫苗。例如，UFluA和H1ssF-3928疫苗将修饰后的HA抗原与幽门螺杆菌铁蛋白融合，形成具有规则病毒样突起的纳米颗粒，旨在引发广泛持久的免疫应答，相关临床试验正在进行中。
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外泌体/树突状细胞外泌体（DEX）：外泌体是细胞分泌的细胞外囊泡，具有生物相容性好、可穿越生物屏障、能递送生物分子（如mRNA）等优点。源自树突状细胞（DC）的DEX携带抗原、MHC-肽复合物和共刺激分子，可激活T细胞。已有临床试验探索DEX疫苗在晚期黑色素瘤、非小细胞肺癌、结直肠癌等癌症治疗中的应用，显示出可接受的安全性，但疗效有待提高，可能与患者疾病晚期、免疫抑制环境以及缺乏联合疗法有关。
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PLGA纳米疫苗：聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）纳米颗粒具有生物可降解、生物相容性好、载药量高、可实现可控释放等优点，表面易于修饰以改善靶向性和稳定性。尽管规模化生产存在挑战，PLGA纳米疫苗在感染、自身免疫病和癌症的临床前研究中显示出潜力。目前有临床试验评估PLGA支架（如WDVAX）负载患者来源的肿瘤裂解物用于黑色素瘤治疗，以及负载NY-ESO-1抗原肽和佐剂用于治疗NY-ESO-1过表达实体瘤（PRECIOUS-01）。
纳米佐剂的开发
佐剂是疫苗的关键组成部分，用于增强免疫应答。
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背景与当前研究：已批准的佐剂包括铝佐剂（如Alum，通过形成免疫微环境和激活NLRP3炎症小体发挥作用）、水包油乳剂（如MF59，兼具递送系统和免疫刺激功能）、脂质体佐剂（如AS01，含MPLA和QS-21，分别激活TLR4和炎症小体）、免疫刺激剂（如CpG ODN，激活TLR9）等。纳米佐剂通过精细设计可解决低免疫原性、靶向递送等挑战。
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ISCOMATRIX：早期技术，由皂苷、胆固醇、磷脂和抗原组成微粒样结构，能促进抗原递送和免疫细胞激活。
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Matrix-M：Novavax公司的专利纳米佐剂，是ISCOMATRIX的优化版本。由皂苷（来自皂皮树提取物）、胆固醇和磷脂组成40 nm的颗粒。它不直接包裹抗原，而是与蛋白质纳米颗粒疫苗（如NVX-CoV2373 COVID-19疫苗和NanoFlu流感疫苗）联合使用。Matrix-M能增强抗原提呈，诱导细胞因子分泌，招募免疫细胞，并促进抗原的胞质递送，从而激活强有力的细胞免疫。
口服纳米疫苗的实验前沿
口服给药因其无创性和患者依从性高而备受关注，但面临胃肠道（GIT）低pH、消化酶、黏液、上皮屏障和菌群代谢等多重挑战。
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挑战与策略：针对结直肠癌（CRC）的口服纳米疫苗研究尤为活跃。例如，有研究利用工程化大肠杆菌在肠道内周期性裂解释放自组装纳米蛋白簇（如BMC-AH1-A5）作为疫苗，并通过水凝胶包裹保护细菌。结合益生菌（如鼠李糖乳杆菌LGG、长双歧杆菌）或声动力疗法（SDT）与免疫佐剂（如R837）的口服纳米疫苗平台，显示出在诱导原位疫苗接种效应、调节肠道菌群和抑制肿瘤生长方面的潜力，为个性化癌症治疗提供了新思路。
结论
纳米疫苗技术在疾病预防领域展现出巨大应用前景。脂质和蛋白质纳米颗粒因其安全性和有效诱导免疫应答的能力成为当前主流平台。能够促进内涵体逃逸的载体（如Matrix-M佐剂）显示出更高效力。未来研发需根据疾病特性（致死率、公众接受度等）选择合适的抗原和递送平台。口服疫苗、CRISPR/Cas9递送、仿生平台（如细胞外囊泡、OMV）等前沿方向有望进一步革新疫苗领域。跨学科合作对于推动纳米疫苗的临床转化至关重要。
