【Nature子刊】把致病活病毒做成疫苗！浙江大学等研究新突破，有望带来下一代疫苗

3月23日，浙江大学化学系唐睿康教授、求是高等研究院王晓雨副研究员和军事科学院军事医学研究院生物工程研究所侯利华研究员合作在《Nature Biomedical Engineering》发表研究论文，提出了一项全新的疫苗技术：将野生活病毒直接封装进凝胶材料中，在体内定点形成免疫“微工厂”，锁住病毒的同时安全、高效地激活免疫反应，形成免疫记忆。

https://www.nature.com/articles/s41551-023-01014-4

疫苗的发展

疫苗对于保护人类免受长期和新出现的传染病的威胁至关重要。然而，由于疫苗开发滞后，由寨卡病毒（ZIKV）和严重急性呼吸综合征冠状病毒引起的新出现的病毒感染的最新和最近疫情仍然对全球公共卫生构成巨大挑战。

通常，全病毒疫苗策略（例如减毒或灭活）可用于将毒力病毒直接转化为疫苗。然而，全病毒疫苗的免疫力下降、安全问题和耗时的生产过程阻碍了其广泛应用。开发下一代疫苗技术以快速将野生病毒株转化为具有高安全性和有效性的疫苗的动力显著。纳米技术，由于其能够控制抗原的加载、递送和释放，并增强免疫反应的效力和寿命，有望开发下一代病毒疫苗。然而，由于脱靶分布、系统递送和有限的调节效应，空间和时间控制仍然是纳米颗粒工程的一个未解决的障碍。

疫苗工程的一个有趣的替代方案是操纵病毒驻留的免疫微环境，从而能够对病毒和免疫细胞之间的相互作用进行空间和时间操纵。在这方面，可以在注射部位募集细胞的抗原和趋化因子负载的三维宏观支架，由于其现场免疫调节特性而被推荐。然而，使用材料支架将病毒转化为疫苗的关键挑战是限制病毒感染，同时增强局部先天反应，这可以局部聚集注射部位的免疫细胞，触发抗病毒反应并处理病毒抗原。

然而，由于缺乏对先天免疫的时空控制，以往具有加载和释放效应的宏观尺度支架不符合病毒疫苗的设计标准。作为宿主抵御病毒感染的第一道防线，强大的先天免疫应答的激活在消除病毒和随后的适应性免疫应答中起着关键作用。因此，新方法要求能够在限制病毒释放的同时诱捕病毒；同时，它应该在注射部位招募和调节免疫细胞，以控制病毒处理的时间和位置。

病毒诱捕水凝胶（Vax）

在本研究中，研究人员展示了一种名为Vax的病毒诱捕水凝胶，由壳聚糖低聚物水凝胶作为病毒捕获剂，内置佐剂和碳酸钙纳米颗粒（纳米CaCO3）作为稳定剂和Ca2+源。带正电侧链的壳聚糖支架通过静电相互作用有效地捕获病毒，而它们的自佐剂特性通过激活模式识别受体（PRRs）来激活先天免疫反应和细胞募集。因此，水凝胶产生用于病毒摄取和抗原加工的炎症生态位，这对淋巴结中的抗原呈递具有有益作用，由于生发中心（GC）B细胞的扩大和交叉呈递的改善，导致有效的体液和细胞免疫。因此，未经事先处理将活致病性ZIKV加载到支架中制备的单剂量疫苗接种可以唤起有效的免疫力并保护小鼠免受致命感染，代表了预防新发传染病的有希望的策略。

示意图。Vax是由纳米caco3和病毒的存在制备的。Vax的使用形成了一个生态位，在那里prr被激活以促进免疫细胞的招募和先天免疫反应的激活，导致抗原呈递、GC B细胞的升高和淋巴结的交叉呈递。因此，Vax诱导了强大的抗原特异性反应和记忆反应。

总之，研究表明，由活寨卡病毒静电捕获在自佐剂水凝胶中的皮下疫苗在注射部位招募免疫细胞，并为小鼠提供有效的保护，以抵御致命的病毒攻击。水凝胶阻止了病毒颗粒的逸出，并上调了激活先天抗病毒免疫的模式识别受体。局部炎症生态位促进了免疫细胞浸润水凝胶对病毒的吞噬，抗原的加工和交叉呈递以及生发中心B细胞的扩增，并诱导了强大的抗原特异性适应性反应和免疫记忆。诱捕活病毒的炎症性免疫生态位可能有助于快速开发安全有效的疫苗。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41551-023-01014-4

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊