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刺激免疫系统的纳米粒子可能会导致更强大的疫苗

医学研究 2022-07-28 21:52:15

Credit: Pixabay/CC0公共领域 让疫苗更强大的一个常见策略是将它们与佐剂一起输送——佐剂是一种刺激免疫系统产生更强反应的化合物

麻省理工学院、拉荷亚免疫学研究所和其他机构的研究人员现在已经设计出一种新的纳米颗粒佐剂,这种佐剂可能比目前使用的其他佐剂更有效

对小鼠的研究表明,在接种抗艾滋病毒、白喉和流感疫苗后,它显著提高了抗体的产生

“我们开始研究这种特殊的配方,发现它非常有效,比我们尝试过的几乎任何其他配方都好,”安德伍德-普雷斯科特教授达雷尔·欧文说,他在麻省理工学院生物工程和材料科学与工程系任职;麻省理工学院科赫癌症综合研究所副主任;也是MGH拉贡研究所、麻省理工学院和哈佛大学的成员

研究人员现在希望将这种佐剂加入到目前正在临床试验中的艾滋病毒疫苗中,以提高其性能

拉霍亚免疫学研究所传染病和疫苗研究中心的教授欧文和谢恩·克罗蒂是这项研究的资深作者,这项研究发表在今天的《科学免疫学》上

这篇论文的主要作者是前麻省理工学院博士后穆里略·席尔瓦和拉荷亚研究所的职员科学家加藤裕

更强大的疫苗 尽管使用佐剂来提高疫苗效力的想法已经存在了几十年,但只有少数几个FDA批准的疫苗佐剂

一种是氢氧化铝,一种诱发炎症的铝盐,另一种是用于流感疫苗的油水乳液

几年前,美国食品和药物管理局批准了一种基于皂苷的佐剂,皂苷是一种从智利皂角树树皮中提取的化合物

脂质体中配制的皂苷现在被用作带状疱疹疫苗的佐剂,皂苷也被用于目前正在临床试验的新冠肺炎疫苗中的一种称为免疫刺激复合物(ISCOM)的笼状纳米颗粒

研究人员已经表明,皂苷促进炎症免疫反应并刺激抗体产生,但它们是如何做到的尚不清楚

在这项新的研究中,麻省理工学院和拉荷亚团队想弄清楚佐剂是如何发挥作用的,并看看他们是否能使它更有效

他们设计了一种新型佐剂,这种佐剂类似于ISCOM佐剂,但也结合了一种叫做MPLA的分子,这是一种toll样受体激动剂

当这些分子与免疫细胞上的toll样受体结合时,它们会促进炎症

研究人员称他们的新佐剂为SMNP(皂甙/MPLA纳米颗粒)

欧文说:“我们预计这可能会很有趣,因为皂苷和toll样受体激动剂都是佐剂,已经分别进行了研究,证明非常有效。”

研究人员通过将佐剂与几种不同的抗原或病毒蛋白片段一起注射到小鼠体内来测试佐剂

其中包括两种艾滋病毒抗原,以及白喉和流感抗原

他们将这种佐剂与其他几种批准的佐剂进行了比较,发现这种新的基于皂苷的纳米颗粒比其他任何一种都引起更强的抗体反应

他们使用的艾滋病毒抗原之一是艾滋病毒包膜蛋白纳米颗粒,它代表艾滋病毒表面存在的gp120抗原的许多拷贝

该抗原最近完成了1期临床试验的初步测试

欧文和克罗蒂是斯克里普斯研究所艾滋病毒/艾滋病疫苗开发联盟的成员,该联盟负责这项试验

研究人员现在希望开发一种大规模生产新佐剂的方法,这样它就可以在明年开始的另一项临床试验中与艾滋病毒包膜三聚体一起进行测试

将包膜三聚体与传统疫苗佐剂氢氧化铝结合的临床试验也在进行中

欧文说:“氢氧化铝是安全的,但不是特别有效,所以我们希望(新的佐剂)能成为一种有趣的替代物,在人体内引发中和抗体反应。”

急流 当疫苗注射到手臂中时,它们通过淋巴管到达淋巴结,在那里它们遇到并激活B细胞

研究小组发现,新的佐剂加速了淋巴结的淋巴流动,帮助抗原在开始分解之前到达那里

它这样做的部分原因是通过刺激被称为肥大细胞的免疫细胞,以前不知道肥大细胞参与疫苗反应

“快速到达淋巴结是有用的,因为一旦你注射了抗原,它就开始慢慢分解

B细胞越早看到这种抗原,它就越有可能完全完整,这样B细胞就能像天然病毒一样瞄准这种结构,”欧文说

此外,一旦疫苗到达淋巴结,佐剂会导致一层称为巨噬细胞的细胞迅速死亡,巨噬细胞充当屏障,使抗原更容易进入淋巴结

佐剂有助于增强免疫反应的另一种方式是激活炎症细胞因子,从而产生更强的反应

研究人员在佐剂中加入的TLR激动剂被认为可以增强细胞因子反应,但其确切机制尚不清楚

这种佐剂也可用于任何其他类型的亚单位疫苗,包括病毒蛋白或其他分子的片段

除了在艾滋病毒疫苗方面的工作,研究人员还在与J

科赫研究所克里斯托弗·洛夫实验室

这种新的佐剂似乎也有助于刺激T细胞活性,这可能使其成为癌症疫苗的一个有用组成部分,癌症疫苗旨在刺激人体自身的T细胞攻击肿瘤

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