瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的生物工程研究人員開發(fā)出一種新型納米粒子,，并已獲得專利,。利用這種納米粒子能更有效地傳送疫苗，且更少副作用,，成本也比現(xiàn)有疫苗技術(shù)低得多,。這項成果刊登在《自然•生物技術(shù)》期刊9月16日的網(wǎng)絡(luò)版上。
這個疫苗傳送平臺表面上只是一個納米技術(shù)和化學(xué)的簡單組合,，但它與目前的疫苗方法相比具有巨大的優(yōu)勢,。這項技術(shù)使人們只需一次注射就可給肝炎、瘧疾等疾病接種疫苗,。而且,，一劑疫苗只需花一美元，這對發(fā)展中國家的公共衛(wèi)生事業(yè)來說將產(chǎn)生突破性的影響,。
接種就是給人體注射非病毒形式的病原體或來自病原體的分子（稱為抗原）,，免疫系統(tǒng)對此產(chǎn)生反應(yīng)， 摧毀病原體然后形成一個病原體的"記憶",。其后當(dāng)一個病毒形式的病原體出現(xiàn)時,，記憶體排斥并且迅速消滅入侵者。大多數(shù)疫苗能夠抵御病毒或細菌,，但研究人員也在探索將疫苗技術(shù)作為殺死癌細胞的一種方式,。
隨著技術(shù)的發(fā)展，目前免疫反應(yīng)僅僅由來自病毒或細菌的單個蛋白就可觸發(fā),。最近的研究還表明,，獲得持久免疫力的最佳途徑，是將一種抗原直接傳送到專門的免疫細胞———樹突狀細胞（DC）,。
這一技術(shù)尚未應(yīng)用于臨床,，因為在定位DC時還要克服兩個困難：第一，注射通常采用皮下注射或肌肉注射,，但這些部位的樹突狀細胞數(shù)量有限,，因此通過單次注射獲得足夠的免疫應(yīng)答非常困難,；第二，激活樹突狀細胞時需要同時捆綁傳送一個某種形式的"危險信號",，否則免疫系統(tǒng)會置之不理,。目前的辦法是模仿免疫系統(tǒng)已知的細菌分子，但這可能會引起毒副作用,。EPFL研究團隊制作的納米粒子則完全克服了這些局限性,。這個納米粒子非常小，僅25納米,，一旦注射后它們流經(jīng)皮膚的細胞外基質(zhì),，然后沿直線到達淋巴結(jié)。在幾分鐘內(nèi),，它們激活的DC分子的濃度將數(shù)幾千倍于DC在皮膚中的濃度,，由此誘發(fā)的免疫反應(yīng)非常強烈而且有效。
研究人員還為這種納米粒子設(shè)計了特殊的化學(xué)涂層來模擬細菌細胞壁的表面化學(xué)特性,。DC不僅能識別出它是一個特殊的入侵者,，還知道它是外來的，這時一個低值通用免疫反應(yīng)（稱為"補體"）就會觸發(fā),。這將導(dǎo)致一個特別強烈的免疫應(yīng)答,，且不會有任何令人不快的風(fēng)險和毒副作用。
EPFL的研究人員稱,，人們一直在尋找這樣的納米粒子,，他們的思路是將激活補體作為一個危險信號，并利用慢間質(zhì)流向淋巴結(jié),，這是一種全新的方法,。但這也意味著這個納米粒子要比目前正在研制的任何東西都要小很多，在技術(shù)層面上,，目前還沒有一家實驗室能夠?qū)⑷绱硕嗟墓δ芗傻揭粋€比現(xiàn)存的生物粒子要小的納米粒子中,。一旦EPFL開發(fā)出這個配方，任何一個實驗室都可以制作出來,。
普通納米疫苗技術(shù)要求在水中降解,，因此需要昂貴的干燥和處理工藝。與此不同的是,，EPFL開發(fā)的納米粒子只有在到達人體內(nèi)時才會降解,。它們是液態(tài)形式的，不需要冷藏,，這樣準備和處理的成本就會降低,，而且也便于運輸。這尤其適合發(fā)展中國家使用，因為成本和物流都是普及衛(wèi)生事業(yè)的重要因素,。
EPFL的研究團隊目前正在聯(lián)合瑞士熱帶研究所開展共同研究,，以確定一種納米瘧疾疫苗的免疫反應(yīng)強度和持久性，同時也將開展毒性研究,。該小組也計劃利用這一技術(shù)來針對癌細胞開展研究,。
來源：科技日報
原始出處：
Nature Biotechnology
Published online: 16 September 2007 | doi:10.1038/nbt1332
Exploiting lymphatic transport and complement activation in nanoparticle vaccines
Sai T Reddy1, André J van der Vlies1, Eleonora Simeoni1, Veronique Angeli2,4, Gwendalyn J Randolph2, Conlin P O'Neil1, Leslie K Lee1, Melody A Swartz1,3 & Jeffrey A Hubbell1,3
Antigen targeting1, 2, 3, 4, 5 and adjuvancy schemes6, 7 that respectively facilitate delivery of antigen to dendritic cells and elicit their activation have been explored in vaccine development. Here we investigate whether nanoparticles can be used as a vaccine platform by targeting lymph node–residing dendritic cells via interstitial flow and activating these cells by in situ complement activation. After intradermal injection, interstitial flow transported ultra-small nanoparticles (25 nm) highly efficiently into lymphatic capillaries and their draining lymph nodes, targeting half of the lymph node–residing dendritic cells, whereas 100-nm nanoparticles were only 10% as efficient. The surface chemistry of these nanoparticles activated the complement cascade, generating a danger signal in situ and potently activating dendritic cells. Using nanoparticles conjugated to the model antigen ovalbumin, we demonstrate generation of humoral and cellular immunity in mice in a size- and complement-dependent manner.
