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我科研人員開發出新型干粉吸入式疫苗研制技術：面對新發傳染病有望實現高效防治
最后更新: 2023-12-15 09:10:23疫苗研制新技術來了。
據微信公眾號“中國科學院過程工程研究所”14日消息，中國科學院院士、過程工程所生化工程國家重點實驗室主任馬光輝及研究員魏煒團隊基于多年均一微球制備及生物劑型工程的研究基礎，提出了納微復合遞送新理念，并與軍事醫學研究院生物工程研究所研究員王恒樑及朱力團隊合作，開發了具有“納微復合”多級結構的單劑干粉吸入式疫苗研制平臺技術，可實現多種蛋白抗原疫苗的開發與迭代。目前已在實驗室成功制備出新型干粉吸入式疫苗，且在動物模型上顯示出能夠高效阻斷呼吸道病毒的感染與傳播。相關工作于12月13日發表在《自然》（Nature）上。
該平臺技術具有制備速度快、遞送效能高、常溫易儲運、緩釋藥效長等特點，通過計算分析獲得的最佳粒徑微米級的疫苗顆粒可直達肺泡、有效沉積，在面對未來新發、突發傳染病時，有望實現疫苗的快速構建及高效防治。
單劑干粉吸入疫苗的構建
呼吸道傳染病嚴重威脅著人類生命健康，亟需學科交叉融合和研發理念創新，構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，誘導體液免疫應答，借助血液抗體中和病毒。但是，該接種方式難以誘導黏膜免疫應答，不能在呼吸道建立強有力的免疫防護屏障；配伍使用的鋁佐劑難以誘導細胞免疫應答，對抗病毒快速變異的能力受限。此外，目前疫苗多為液體制劑，需要嚴苛的低溫儲存環境。同時，兩針或三針的接種程序也影響了疫苗全程接種率。
面對以上挑戰，馬光輝及魏煒團隊將結構均一可控的緩釋微球技術，結合王恒樑及朱力團隊的蛋白抗原納米顆粒，開發出新型疫苗研制平臺。
納米顆粒表面能夠同時展示多種抗原，可以誘導產生廣譜免疫應答，擴大了疫苗保護范圍。同時，得益于抗原展示的靈活性，該平臺也能夠迅速、便捷地完成其他呼吸道病毒疫苗的構建。其次，獨特的納微復合結構實現了高性能遞送，可在肺部引起高效免疫應答，粒徑為2-4μm的微球具有合適的空氣動力學尺寸，可精準直達肺泡并有效沉積，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胞攝取。另外，該干粉疫苗可顯著節省儲存和運輸成本，有助于覆蓋冷藏困難等儲運條件不足的地區，增加免疫接種率。同時，該疫苗具有微球緩釋的特性，抗原的持續釋放使得單次吸入即可誘導長效的體液免疫、細胞免疫和黏膜免疫。
為進一步驗證效果，研究人員利用該平臺技術制備出新冠疫苗，即利用生物正交系統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）內部，隨后經冷凍干燥制成干粉劑型（R-CNP@M）。單次吸入后，在小鼠、倉鼠及非人靈長類動物上實現了誘導快速、長期和高效的“黏膜-體液-細胞”三重免疫應答。
隨后，研究人員與中國醫學科學院醫學生物學研究所研究員和占龍團隊開展合作，模擬真實傳播場景，構建了空氣傳播保護模型、密切接觸保護模型、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的高分子材料，并且疫苗的有效性和安全性已在非人靈長類動物上進行了系統性研究，因此具備臨床轉化潛力。
- 責任編輯: 范維
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