疫苗研制新技術(shù)來了。

據(jù)微信公眾號(hào)“中國科學(xué)院過程工程研究所”14日消息，中國科學(xué)院院士、過程工程所生化工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任馬光輝及研究員魏煒團(tuán)隊(duì)基于多年均一微球制備及生物劑型工程的研究基礎(chǔ)，提出了納微復(fù)合遞送新理念，并與軍事醫(yī)學(xué)研究院生物工程研究所研究員王恒樑及朱力團(tuán)隊(duì)合作，開發(fā)了具有“納微復(fù)合”多級(jí)結(jié)構(gòu)的單劑干粉吸入式疫苗研制平臺(tái)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)多種蛋白抗原疫苗的開發(fā)與迭代。目前已在實(shí)驗(yàn)室成功制備出新型干粉吸入式疫苗，且在動(dòng)物模型上顯示出能夠高效阻斷呼吸道病毒的感染與傳播。相關(guān)工作于12月13日發(fā)表在《自然》（Nature）上。

該平臺(tái)技術(shù)具有制備速度快、遞送效能高、常溫易儲(chǔ)運(yùn)、緩釋藥效長(zhǎng)等特點(diǎn)，通過計(jì)算分析獲得的最佳粒徑微米級(jí)的疫苗顆粒可直達(dá)肺泡、有效沉積，在面對(duì)未來新發(fā)、突發(fā)傳染病時(shí)，有望實(shí)現(xiàn)疫苗的快速構(gòu)建及高效防治。

單劑干粉吸入疫苗的構(gòu)建

呼吸道傳染病嚴(yán)重威脅著人類生命健康，亟需學(xué)科交叉融合和研發(fā)理念創(chuàng)新，構(gòu)建更加安全高效的呼吸道傳染病疫苗。

目前獲批的呼吸道傳染病疫苗大多通過肌肉注射接種，誘導(dǎo)體液免疫應(yīng)答，借助血液抗體中和病毒。但是，該接種方式難以誘導(dǎo)黏膜免疫應(yīng)答，不能在呼吸道建立強(qiáng)有力的免疫防護(hù)屏障；配伍使用的鋁佐劑難以誘導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答，對(duì)抗病毒快速變異的能力受限。此外，目前疫苗多為液體制劑，需要嚴(yán)苛的低溫儲(chǔ)存環(huán)境。同時(shí)，兩針或三針的接種程序也影響了疫苗全程接種率。

面對(duì)以上挑戰(zhàn)，馬光輝及魏煒團(tuán)隊(duì)將結(jié)構(gòu)均一可控的緩釋微球技術(shù)，結(jié)合王恒樑及朱力團(tuán)隊(duì)的蛋白抗原納米顆粒，開發(fā)出新型疫苗研制平臺(tái)。

納米顆粒表面能夠同時(shí)展示多種抗原，可以誘導(dǎo)產(chǎn)生廣譜免疫應(yīng)答，擴(kuò)大了疫苗保護(hù)范圍。同時(shí)，得益于抗原展示的靈活性，該平臺(tái)也能夠迅速、便捷地完成其他呼吸道病毒疫苗的構(gòu)建。其次，獨(dú)特的納微復(fù)合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高性能遞送，可在肺部引起高效免疫應(yīng)答，粒徑為2-4μm的微球具有合適的空氣動(dòng)力學(xué)尺寸，可精準(zhǔn)直達(dá)肺泡并有效沉積，防止吸入后被呼出；展示抗原的納米顆粒釋放后，有利于被抗原提呈細(xì)胞攝取。另外，該干粉疫苗可顯著節(jié)省儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本，有助于覆蓋冷藏困難等儲(chǔ)運(yùn)條件不足的地區(qū)，增加免疫接種率。同時(shí)，該疫苗具有微球緩釋的特性，抗原的持續(xù)釋放使得單次吸入即可誘導(dǎo)長(zhǎng)效的體液免疫、細(xì)胞免疫和黏膜免疫。

為進(jìn)一步驗(yàn)證效果，研究人員利用該平臺(tái)技術(shù)制備出新冠疫苗，即利用生物正交系統(tǒng)將病毒抗原正確展示于黏膜佐劑蛋白自組裝形成的納米顆粒表面（R-CNP），進(jìn)一步封裝于聚乳酸-聚乙醇酸共聚物（PLGA）多孔自愈合微球（M）內(nèi)部，隨后經(jīng)冷凍干燥制成干粉劑型（R-CNP@M）。單次吸入后，在小鼠、倉鼠及非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物上實(shí)現(xiàn)了誘導(dǎo)快速、長(zhǎng)期和高效的“黏膜-體液-細(xì)胞”三重免疫應(yīng)答。

隨后，研究人員與中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所研究員和占龍團(tuán)隊(duì)開展合作，模擬真實(shí)傳播場(chǎng)景，構(gòu)建了空氣傳播保護(hù)模型、密切接觸保護(hù)模型、空氣傳播阻斷模型，證明單劑干粉吸入疫苗均高效阻斷了病毒的侵染與傳播。此外，鑒于該體系的納微顆粒組分分別采用了天然蛋白和已批準(zhǔn)的高分子材料，并且疫苗的有效性和安全性已在非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物上進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，因此具備臨床轉(zhuǎn)化潛力。