高效持久的粘土纳米疫苗:与抗原形成可降解的聚集体并持续刺激免疫反应

现在,疫苗作为最成功的公共卫生干预措施之一,被广泛用于感染疾病的预防和控制。据世界卫生组织估计,有效的免疫接种每年可预防和保护约200万至300万人免于死亡。虽然目前大部分的商用免疫佐剂,如氢氧化铝佐剂(Alum)等,具备促进免疫反应的能力,但常常偏向性地刺激免疫反应,并且刺激能力有时不够强。同时相应伴随的炎症副作用也不容忽视。作为先进材料,多种纳米颗粒已被广泛研究并应用于生物医药领域,其中包括在新型疫苗上作为佐剂的应用。目前发现几种纳米材料可有效介导免疫反应,例如层状双氢氧化物(LDHs)和锂蒙脱石(HEC)粘土纳米颗粒。因此,为了设计新型纳米颗粒佐剂,提升纳米颗粒的免疫刺激能力和拓展它们在新型疫苗中的应用,我们需要详细了解在动物体内所涉及的免疫刺激机理。

近期,澳洲昆士兰大学澳大利亚生物工程和纳米技术研究所许志平教授研究团队,在前期研究工作的基础上(Small, 2016, 12: 1627-1639;Scientific Reports, 2017, 7, 13367),进一步深入研究粘土纳米颗粒作为高效持久免疫佐剂的作用机理。通过实验发现,LDHs 和HEC与抗原蛋白在培养基血清中形成很小的团聚体(约150-200纳米大小)。皮下注射后,黏土纳米颗粒-抗原蛋白团聚体在组织中形成有松散结构的聚集体或节结(约2-5毫米大小),并在原位充当长达35天的抗原仓库。更重要的是,这样有松散结构的聚集体或节结积极地引入免疫细胞并持续刺激免疫细胞的反应达一个月之久。他们的实验还发现,两种粘土纳米材料都能在某种程度上促进记忆T细胞的增殖。对比FDA批准的佐剂,如Alum和QuilA,黏土纳米颗粒产生更强和更持久的免疫反应。此项研究工作因此深入了解并揭示粘土纳米材料作为高效持久佐剂的作用机理,为其未来的转化应用和其它新型纳米材料疫苗佐剂的设计提供了借鉴性研究思路。

相关研究成果发表于Small(DOI: 10.1002/smll.201704465)上,第一作者为陈炜钰博士生。

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