2026年2月,國際知名疫苗學期刊《Vaccines》推出 “納米顆粒用作疫苗佐劑” 專題,由德國慕尼黑大學 Sohrab Ahmadivand 教授與西班牙 INIA-CSIC 的 Eduardo Gomez-Casado 教授共同擔任主編。專題收錄了 25 篇原創(chuàng)研究與綜述文章,全面論證了納米顆粒已從單純的抗原遞送載體升級為可精準調控免疫應答的主動佐劑平臺,成為下一代人用與獸用疫苗研發(fā)的核心驅動力。
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一、傳統(tǒng)佐劑的時代瓶頸:無法滿足現(xiàn)代疫苗需求
安全、有效且持久的疫苗是傳染病防控的基石,但現(xiàn)代非復制型疫苗平臺(亞單位、多肽、核酸疫苗)普遍存在免疫原性不足的問題,而傳統(tǒng)佐劑的局限性日益凸顯:
免疫類型單一:鋁鹽作為應用最廣的佐劑,僅能誘導偏向 Th2 型的體液免疫,無法有效激活對抗胞內病原體(如結核分枝桿菌)至關重要的細胞免疫;
安全性隱患:MF59、Montanide 等油乳佐劑易引發(fā)局部紅腫、疼痛等反應原性,偶見全身性不良反應;
缺乏調控能力:傳統(tǒng)佐劑無法根據(jù)抗原特性和疾病需求定向調控 Th1/Th2 免疫偏移,針對高變異病毒、復合抗原及黏膜感染的疫苗效果欠佳。
這一現(xiàn)狀迫使科研人員尋求新一代設計精度更高的佐劑體系,而納米技術的介入為疫苗佐劑研發(fā)帶來了革命性突破。
二、納米佐劑的本質優(yōu)勢:可設計的免疫調控系統(tǒng)
與傳統(tǒng)佐劑不同,納米顆粒的核心價值在于其高度可定制性。通過精準調控顆粒的尺寸、形狀、表面化學特性與降解動力學,研究人員可以實現(xiàn):
抗原保護與緩釋:避免抗原在體內被快速降解,延長免疫刺激時間;
靶向淋巴遞送:高效將抗原遞送至淋巴結中的抗原呈遞細胞(APC),提升免疫啟動效率;
多通路免疫激活:同時激活多種模式識別受體(PRRs),協(xié)同增強固有免疫與適應性免疫;
多價共遞送:在單一顆粒表面同時展示多種抗原或佐劑,實現(xiàn) “一苗防多病” 或免疫協(xié)同效應。
專題研究一致表明,經(jīng)過合理設計的納米佐劑能顯著提升抗體滴度、誘導強效的細胞免疫與黏膜免疫,且安全性優(yōu)于傳統(tǒng)油乳佐劑。
三、四大核心納米佐劑平臺的最新突破1. 自組裝蛋白納米籠(SAPNs):病原體模擬的最優(yōu)解
以鐵蛋白為代表的自組裝蛋白納米籠是目前最具轉化潛力的平臺之一。其模擬病毒的納米尺度與對稱性結構,可通過重復性抗原展示誘導 B 細胞受體強效交聯(lián),顯著提升亞單位疫苗的免疫原性。 專題亮點研究包括:
實現(xiàn)抗原與佐劑的共遞送:可通過表面展示或內部包裹兩種方式整合鞭毛蛋白(TLR5 激動劑)等佐劑,定向調控免疫應答類型;
多價疫苗設計:夏等人研發(fā)的 P24-αTSR 嵌合納米顆粒,可同時展示諾如病毒與瘧原蟲抗原,在小鼠模型中誘導出雙特異性抗體;
熱穩(wěn)定平臺:王等人開發(fā)的熱穩(wěn)定型蛋白納米顆粒,在高溫環(huán)境下仍保留免疫原性,單次免疫即可誘導持久的體液免疫,為冷鏈缺失地區(qū)的疫苗接種提供了可能。
PLGA、殼聚糖等生物可降解聚合物納米顆粒技術成熟、安全性高,其免疫效果由材料組成、降解速率與物理剛度共同決定。 專題重要發(fā)現(xiàn):
抗原依賴性佐劑效應:崔等人證實,PLGA-PEG 納米顆粒的佐劑活性與搭載的抗原類型密切相關,搭載金黃色葡萄球菌外毒素 rHlaH35L 的疫苗保護效果顯著優(yōu)于細胞壁蛋白 rSpam;
免疫途徑依賴性:宋等人發(fā)現(xiàn),納米顆粒的剛度與降解速率會根據(jù)免疫途徑(肌肉注射、皮下注射)的不同,調控抗原暴露與細胞攝取效率;
天然產(chǎn)物納米化:將人參莖葉皂苷包裹于 PLGA 納米顆粒中,可顯著提升其穩(wěn)定性,同時增強黏膜免疫與全身免疫應答。
脂質納米顆粒(LNPs)因 mRNA 疫苗的成功而備受關注,其不僅能高效遞送核酸,本身還具備固有佐劑活性,可通過激活 MDA5 等通路增強免疫應答。但專題同時指出,PEG 化修飾雖能提升顆粒穩(wěn)定性,卻可能誘發(fā)補體激活與過敏反應,需進一步優(yōu)化配方。 此外,酵母源 β- 葡聚糖微囊、殼聚糖衍生物等生物源納米顆粒,憑借優(yōu)異的黏膜黏附性與低毒性,成為鼻用、口服等黏膜疫苗的理想佐劑載體。
4. 創(chuàng)新技術拓展:單針接種與多肽疫苗突破
可控緩釋技術:布魯貝克等人利用原子層沉積技術對抗原粉末進行包被,實現(xiàn)了疫苗抗原的精準時間控釋,為單針接種疫苗的研發(fā)奠定了基礎;
多肽疫苗增強:沙拉什等人證實,將優(yōu)化后的多肽抗原與 PADRE 輔助性 T 細胞表位偶聯(lián)后,通過納米顆粒遞送,即便在金黃色葡萄球菌與 A 群鏈球菌混合感染的復雜環(huán)境下,仍能誘導出具有強調理活性的功能性抗體。
專題同時強調,納米佐劑從實驗室走向臨床仍面臨諸多挑戰(zhàn):生產(chǎn)工藝的標準化與規(guī)模化、不同物種間的免疫反應差異、監(jiān)管法規(guī)的完善,以及長期安全性評價。
未來研究將聚焦以下方向:
精準納米工程:基于抗原特性與疾病需求,定制化設計納米佐劑的理化性質與免疫激活譜;
單針與緩釋遞送:開發(fā)一次接種即可提供終身保護的疫苗制劑;
黏膜靶向遞送:突破黏膜免疫屏障,開發(fā)針對呼吸道、消化道感染的高效疫苗;
多技術融合:將納米佐劑與 mRNA、CRISPR 等新興技術結合,拓展疫苗的應用邊界。
本期專題系統(tǒng)證明,納米顆粒佐劑已經(jīng)徹底改變了疫苗研發(fā)的范式。它不再是傳統(tǒng)疫苗的 “添加劑”,而是決定疫苗免疫效果、安全性與應用范圍的核心組件。隨著精準納米工程技術的不斷進步,納米佐劑將為應對新發(fā)突發(fā)傳染病、腫瘤及自身免疫性疾病提供更強大的工具,開啟疫苗研發(fā)的全新時代。
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